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無人機(jī)技術(shù)的黃金時代

發(fā)布日期:2017-09-05我要投稿我要評論

近一段時期以來,無人機(jī)的技術(shù)和市場均在迅猛發(fā)展。雖然無人機(jī)并非什么最新技術(shù),但是創(chuàng)新者每天都在不斷開發(fā)無人機(jī)技術(shù)的新用途、應(yīng)用和硬件。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,全球50多個國家都在力圖實現(xiàn)無人機(jī)的軍用部署,大眾對無人機(jī)技術(shù)也有了充分認(rèn)識。

盡管軍事應(yīng)用出于偵察和戰(zhàn)時用途最早也最積極地?fù)肀o人駕駛飛行器(無人機(jī)),但是,繼軍用之后,無人機(jī)的消費(fèi)類用途和商業(yè)用途不斷以驚人的速度普及各經(jīng)濟(jì)部門。事實上,無人機(jī)發(fā)展迅猛,如今風(fēng)靡攝影和農(nóng)耕等多個領(lǐng)域。 

無人機(jī)技術(shù)的黃金時代

無人機(jī)/圖 來源網(wǎng)絡(luò)

無人機(jī)技術(shù)的黃金時代

在過去20年中,隨著通信技術(shù)的擴(kuò)張,再加上電子元器件持續(xù)微型化,迎來如今的“無人機(jī)技術(shù)黃金時代”。合成孔徑雷達(dá)、日益增強(qiáng)的微處理器、更快的數(shù)據(jù)鏈路速率、雷達(dá)波吸收隱形材料、高帶寬通信的運(yùn)用以及配備SATCOM(衛(wèi)星通信)的導(dǎo)航系統(tǒng)等頂尖技術(shù)不斷集成到無人機(jī)平臺上,令其成為全球軍隊的重要資產(chǎn)。而且隨著用量增加,適用范圍也在擴(kuò)大。

如今,無人機(jī)的形狀和尺寸異常豐富,翼展或可寬廣堪比波音737,而小則甚至不及無線電控制航空模型。元器件不斷變小的趨勢形成市面上的迷你、微型乃至納米無人機(jī),某些無人機(jī)僅重16克,最高飛行海拔可達(dá)150~350米。此類無人機(jī)能夠填補(bǔ)原先不存在的小眾領(lǐng)域,例如近距離電子干擾以及在建筑物內(nèi)部收集信息。在無人機(jī)技術(shù)的早期階段,無人機(jī)的續(xù)航時間不足20分鐘。現(xiàn)在,無人機(jī)能夠飛行數(shù)萬英里,保持浮空數(shù)天之久。持續(xù)的研發(fā)證明,無人機(jī)技術(shù)的真正潛力尚未完全挖掘。

無人機(jī)現(xiàn)屬于具有革命性潛力的一類技術(shù),不僅僅是由于其軍事和戰(zhàn)時作用。盡管無人機(jī)技術(shù)廣泛用于軍事領(lǐng)域并且進(jìn)步迅速,無人機(jī)的非軍事用途以驚人的速度普及各經(jīng)濟(jì)部門,每天都可以探索到新的用途。例如,無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)風(fēng)靡全球各類商業(yè)和消費(fèi)市場,如數(shù)據(jù)采集、精密農(nóng)業(yè)、消防、電影拍攝以及無人機(jī)競速/作戰(zhàn)空中運(yùn)動聯(lián)盟。

目前,Amazon和Google正在探索用無人機(jī)運(yùn)送包裹的可能性。無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛,一些專家將其視為近10年航空工業(yè)最具活力的增長領(lǐng)域。根據(jù)Juniper Research的近期報告,今年消費(fèi)類無人機(jī)全球銷售量預(yù)計將達(dá)近400萬臺,2020年前將達(dá)到1600萬臺。消費(fèi)類無人機(jī)市場新增了許多市場主體,加劇了市場競爭,這將有助于無人機(jī)價格的下降。無人機(jī)還被運(yùn)用于執(zhí)行邊境和海岸巡邏任務(wù),許多國家還將其用于“緝毒戰(zhàn)”。事實上,包括美國在內(nèi)的一些國家正在考慮運(yùn)用武警無人機(jī)。

無人機(jī)專利大戰(zhàn)

今天的無人機(jī)更加現(xiàn)代,其原型可追溯到塞爾維亞移民、富有遠(yuǎn)見的發(fā)明家尼古拉 特斯拉(Nikola Tesla)。事實上,第一項已知的現(xiàn)代無人機(jī)技術(shù)相關(guān)美國專利于1898年11月8日頒發(fā)給了特斯拉。在這項名為“用于控制移動船舶或運(yùn)載工具的方法和裝置”(Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vessels or Vehicles)的專利中,特斯拉聲稱進(jìn)行了一些全新、有用的改進(jìn),能夠?qū)崿F(xiàn)無人載具的自推進(jìn)和控制,這正是如今無人機(jī)的基本原理之一。

這項專利包含一艘航海船舶的示意圖和圖紙,特斯拉此前曾將其設(shè)想為遙控?zé)o人飛行器的第一個平臺,他同時還指出這種船舶可以是船、氣球或車廂。然而,盡管特斯拉確定他的發(fā)明具有各種科學(xué)、工程以及商業(yè)用途,但他仍強(qiáng)調(diào)“(他的)發(fā)明的最大價值將來自于對戰(zhàn)爭和軍備的影響,因為它可以帶來無限的破壞性,同時還可以維持國家之間的永久和平”。雖然特斯拉關(guān)于無人機(jī)技術(shù)有朝一日會帶來世界和平的觀念尚未實現(xiàn),但他正確認(rèn)識到了無人機(jī)技術(shù)在軍事應(yīng)用上的強(qiáng)大價值。

目前,鑒于無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域在軍用和商用方面的發(fā)展勢頭迅猛,無人機(jī)市場部門的專利申請量預(yù)計將會大增。事實上,德國專利研究公司FIZ Karlsruhe開展的調(diào)查準(zhǔn)確反映了這一增長態(tài)勢。該公司發(fā)現(xiàn),在過去五年中,涉及無人機(jī)技術(shù)的專利公開數(shù)量大幅增加,無人機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)持續(xù)繁榮的勢頭。一項始于2016年初的調(diào)查顯示,僅2016年初,全球已經(jīng)公開133項無人機(jī)相關(guān)專利。

德國研究公司還發(fā)現(xiàn),在上述已公開的無人機(jī)專利中,專利數(shù)量最多的申請人都是航空公司或大型軍備制造商,且主要是用于軍事目的。前13大專利申請人包括波音公司、雷神公司、洛克希德公司等美國公司和美國軍隊。毫不奇怪的是,排名前列的亞洲申請人包括北京航空航天大學(xué)的工程系和韓國三星集團(tuán)。

德國研究公司還按國家或地區(qū)對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類。美國居首,占所有無人機(jī)技術(shù)專利申請的27%,中國第二,占26%。

其他專利數(shù)據(jù)專家也對無人機(jī)相關(guān)專利進(jìn)行了研究,并得出類似的結(jié)果。2014年,美國商業(yè)專利數(shù)據(jù)庫(IFI CLAIMS Patent Services)對1994年之后的全球?qū)@麛?shù)據(jù)庫進(jìn)行無人機(jī)技術(shù)專利檢索。共檢索到7670篇已公開的專利文獻(xiàn)(4357篇專利申請、1736篇實用新型和1309篇授權(quán)專利),最近幾年呈指數(shù)級增長。

通過按國家或地區(qū)歸類數(shù)據(jù),研究發(fā)現(xiàn)無人機(jī)相關(guān)專利申請數(shù)量以中國居首。1994—2014年,中國專利局共公開專利文獻(xiàn)4803篇(專利申請2456篇、實用新型1718篇)。美國次之,共有936篇無人機(jī)相關(guān)的專利文獻(xiàn),歐洲和世界PCT申請量兩者均超過500篇。此外,如韓國、俄羅斯、日本、西班牙、加拿大、法國、英國、澳大利亞、德國和中國臺灣都是無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的活躍參與者。

爭奪無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢

由于作為載人飛行器的替代品,無人機(jī)既實用又廉價,并且未來學(xué)家認(rèn)為無人機(jī)技術(shù)具有無限可能性,因此軍用、消費(fèi)類和商用無人機(jī)技術(shù)的市場需求日益增加。研究公司估計,2015—2020年,全球無人機(jī)市場的復(fù)合年增長率將達(dá)到32%,進(jìn)而成長為一個價值56億美元的市場。

分析認(rèn)為,2020年之前,無人機(jī)行業(yè)的價值將增長到約1270億美元。在地域性增長方面,研究公司估計,亞太地區(qū)的無人機(jī)需求最高。

近期的評估顯示,美國目前控制全球35%的無人機(jī)市場——居世界各國之首。美國由此成為全球最大的無人機(jī)市場。目前,在消費(fèi)類和商用無人機(jī)市場中的最大美國本土公司是3D Robotics,最近一次估值為3.34億美元。此外,霍尼韋爾、航空環(huán)境、波音、雷神、洛克希德 馬丁和通用原子等美國境內(nèi)公司在涉及無人機(jī)技術(shù)的航空航天領(lǐng)域和國防承包商專利活動方面名列前茅。上述美國航空和國防承包商共提交數(shù)百篇專利文獻(xiàn),從導(dǎo)航儀器到采用自動導(dǎo)航裝置和可調(diào)尾翼的飛行器等各類無人機(jī)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。

因此,美國仍然是全球無人機(jī)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。這歸因于美軍長久以來運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)開展的廣泛工作。美軍在伊拉克、阿富汗、巴基斯坦等國的持續(xù)性“反恐戰(zhàn)爭”中部署了數(shù)千臺無人機(jī),用于執(zhí)行從情報/監(jiān)視到致命打擊等任務(wù)。

反過來,這也促成了巨大的無人機(jī)技術(shù)創(chuàng)新浪潮,帶來了隱形和高空偵察無人機(jī)的許多新進(jìn)步。雖然美國仍然是軍用無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域毋庸置疑的全球領(lǐng)導(dǎo)者,但消費(fèi)類/商用無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域卻并非如此,這方面的成功屬于另一個國家。

目前,全球消費(fèi)類和商用無人機(jī)市場的全球領(lǐng)導(dǎo)者是中國的無人機(jī)制造公司DJI Innovations(大疆創(chuàng)新),去年5月,該公司估值達(dá)到100億美元。此外,在研究機(jī)構(gòu)開展的專利活動中,中國的研究機(jī)構(gòu)也占據(jù)壓倒性主導(dǎo)地位,呈現(xiàn)出即將趕超美國,登頂世界無人機(jī)領(lǐng)域之勢。根據(jù)FIZ Karlsruhe和IFI CLAIMS的上述研究結(jié)果,北京航空航天大學(xué)擁有無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域最多的注冊專利。

中國將無人機(jī)系統(tǒng)的出口視為提高全球市場地位的一種方式,以及加強(qiáng)與客戶國家外交和安全關(guān)系的一種手段。或許是認(rèn)清了全球無人機(jī)市場,中國已經(jīng)著手關(guān)注無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展。中國正在大力投資研發(fā)各種形式的無人機(jī)技術(shù),并且已發(fā)展成為軍用和消費(fèi)類無人機(jī)系統(tǒng)的全球開發(fā)國和出口國。

2015年蘭德公司報告《中國無人系統(tǒng)開發(fā)的新趨勢》(“Emerging Trends in China’s Development of Unmanned Systems”)總結(jié)稱,過去幾年,中國在無人機(jī)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步,已成為全球市場的核心競爭主體。事實上,近期統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國目前控制著全球15%的無人機(jī)市場,并將在這個前景廣闊的市場中繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)地位。

目前的“無人機(jī)技術(shù)的黃金時代”是否堪比歷史上的計算機(jī)和手機(jī)技術(shù)大爆炸還需拭目以待,美中兩國也在不斷爭奪無人機(jī)開發(fā)和生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)地位。但就目前而言,中國憑借低價和無出口限制的優(yōu)勢,成為各類客戶(而非特定客戶)無人機(jī)系統(tǒng)的主要全球供應(yīng)國之一。按照這樣的發(fā)展步伐,世界其他國家不久之后只能追趕美國和中國技術(shù)。

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標(biāo)簽:??無人機(jī)技術(shù) 無人機(jī)專利
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