人工智慧助陣,商用無人機一鍵起飛!

2016.03.11 by
郭芝榕
無人機已經不再是遙控玩具,有了人工智慧技術,自動駕駛無人機成為可能,商業應用的潛力開始嶄露頭角。

無人機已經不再是遙控玩具,有了人工智慧技術,自動駕駛無人機成為可能,商業應用的潛力開始嶄露頭角。

圖說明
圖片提供/Amazon

一年前,中國搖滾歌手汪峰向影后章子怡求婚,這個消息原本就極具震撼力,但更令人驚豔的是:求婚時從空中飄來的婚戒,因為是由無人機載送,連帶讓無人機瞬間爆紅。

一年後的今天,無人機發展漸往人工智慧靠攏,這股旋風只增不減,此起彼落在全球各國上演。2016年美國消費電子展CES上,無人機展區格外引起媒體和業界關注,來自中國的億航展示了全球第一款能載人的自動駕駛四軸飛行器「億航184」原型,能載重100公斤,容納一位乘客,有八支螺旋槳及四支機臂,就像是小型直升機,不僅用純電力驅動,一鍵就能起飛,兩小時就能充滿電力,可以在海平面高度飛行23分鐘。這趟飛行,從此改寫了無人機歷史。

億航184的確吸睛,也引起極大爭議,質疑聲浪不少。即使這僅是原型機,還不確定是否能量產以及載人,億航的展示卻也揭示了微型多軸飛行器(常稱無人機)廠商對於自動駕駛技術趨之若鶩的態勢。事實上,自動駕駛無人機其實不是新科技,但卻是人工智慧在無人機領域的重大發展突破。在此之前,無人機的高階應用局限於軍方,2000年美國使用無人機作戰就是一個經典的例子。

圖說明
圖說:美國軍用無人機

無人機得以快速發展的關鍵是:2005年應用微機電系統的慣性導航系統(MEMS-INS)技術趨於成熟,飛控系統才開始運用在玩具般大小的微型多軸無人機上。根據FAA估計,2015年美國無人機的銷售量成長迅速,已經達到160萬台,有一半都在最近三個月賣出,但市面上的無人機產品,大多還是遙控無人機。

要讓無人機在非設定的路線自動駕駛飛行,成為真正的「空中機器人」,首先必須讓無人機具有環境辨識能力,所以「電腦視覺」的發展極為重要。自從2015年開始,陸續有無人機廠商從電腦視覺的辨識科技切入,並推出自動追蹤、自動跟隨功能。

例如:無人機領導廠商大疆率先展示自動追蹤航拍功能的AirDog;3D Robotics發布的智慧無人機Solo,提供四種自拍模式,包括自訂航線、中心點環繞模式、廣角高空自拍模式、跟隨模式;此外,Parrot推出的Parrot Bebop Drone,能在空中做高畫質攝影和影片錄影,並可支援虛擬實境頭盔Oculus Rift。

2015年大疆在全球商用無人機市場中拿下70%市占率,另外三大品牌則為Parrot、3D Robotics和AscTec。大疆和Parrot已是投入無人機領域超過十年的公司,而其他兩者則是新創公司,這四大廠商都開始投入人工智慧技術應用,雖然目前真正的人工智慧無人機仍屬少數,但具有極大的潛力。例如,大疆在今年剛發布的Phantom 3和Inspire 1兩款無人機除了跟隨和追蹤物體,還推出完成客製化任務、當電池快用盡時會自動飛回家等等功能。

無人機雖然已經邁入商用階段,不過迴避障礙物的技術仍待突破。此外,如何借重人工智慧讓飛行達到自主學習,適應環境,並自主決定最佳化的飛行路線,甚至與其他無人機一起飛行而不至於撞在一起,達到真正具有人工智慧能力的「空中機器人」,是未來讓人引頸期待的研究。

人工智慧助長無人機商用

過去無人機只能做到單點到單點的飛行,面對複雜的環境,無法辨識物體並自動閃避,但是2016年的技術突破,讓無人機可以自動迴避障礙物。有了人工智慧技術,除了娛樂航拍之外,無人機可以更廣泛地應用在農藥投放、救災勘查和補給、物流配送等領域。被Parrot收購的無人機公司Sensefly,就鎖定農業和救災推出eXom,能自動偵測環境,自動飛行及避開障礙物;AscTec也研發出自動駕駛系統,可以自動繞過障礙穿過森林。

此外,英國倫敦帝國學院、BuroHappold Engineering和戴森花四年研究,推出世界上第一款3D列印無人機,整合自動駕駛無人機、小型3D列印和人工智慧裡的群體智慧(Swarm Intelligence)三種科技,可以讓一群無人機透過掃描和模擬現場景觀,並用建築資訊模型系統印出現場景象,協助救難隊前進危險的災難現場。

最熱門的商業應用,不外乎無人機送貨服務,Google、沃爾瑪以及物流巨頭UPS、FedEx都積極布局無人機送貨。Amazon在1月首次公布Prime Air送貨無人機原型機,搭載感測與迴避技術,可以自動避開空中和地面的障礙物,能辨識目的地位置、尋找著陸的地點,展現其商用化的能力。

圖說明
圖說:亞馬遜首次開發的無人送貨機Prime Air

總的來說,人工智慧技術展現無限可能,至於未來結合人工智慧的無人機會是什麼樣子?從大疆發布Phantom X概念影片也許可窺見一些跡象,包括近距閃避、多部無人機追蹤自拍、貼身定點自拍、用體感操控空中塗鴉、同時監控四部無人機畫面、拋機放飛等等,看起來其實很瘋狂,但未來無人機若能應用在更專業的領域,才能真正對人類生活有所助益。

為什麼無人機值得期待?

無人機走出遙控玩具單一想像,有了人工智慧技術,將能實際應用在各種專業領域中,甚至還能結合3D列印、虛擬實境等等新科技,想像無限。

發展現況:無人機廠商發展出自動追蹤攝影、拍照等各式各樣應用,也開始出現自動駕駛技術。
技術突破:電腦視覺、深度學習、機器學習、群體智慧、慣性導航系統、自動迴避技術
領先者:大疆創新/Phantom 3和Inspire 1、Parrot/AR.Drone、3D Robotics/SOLO、AscTec/Firefly(2月剛被Intel收購)
應用領域:生活娛樂、航拍、農業、災難、極限運動、商務應用、物流、電力巡檢

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