全球疫情能否加快无人机交给商用进程

编者按：本文来自微信公众号“湾区盒子CLUB”（ID:BayboxClub），36氪经授权发布。

（题图：美国佛罗里达州有爱好者用无人机给朋友送厕纸）

作者 | DONG

编辑 |XUGUOGUO

随着欧美地区疫情的加重，前一段在国内抗疫前线曾经立下奇功的无人机被应用到消毒、检测、医疗用品递送等多种应用场景的频率慢慢的升高。

根据无人机制造商大疆DJI 公布的相关数据，在美国，他们已经向美国21个州的40个公共安全机构交付了100架无人机（4月1日之前），这是“迄今为止在对抗新冠肺炎疫情中规模最大的无人机部署”。

在欧洲，西班牙是第一个使用农业无人机喷洒消毒剂来对抗冠状病毒的国家。西班牙采用的无人机可以携带10公斤的液体有效载荷，仅需10分钟即可覆盖4000-6000平方米的面积。只不过以前装载的是农药和化肥，而现在换成是消毒剂。

世界经济论坛（WEF）在相关文档中对中国应用无人机的经验加以肯定和推介，认为应用无人机喷洒消毒的效率可以比人工喷洒的效率高50倍。

在大疆之外，此前因在非洲农村运送医疗用品而颇具知名度的固定翼无人机交付公司Zipline也加入到了抗击疫情之战中。根据Fast Company的报道，Zipline正在美国加快其提供医疗服务配送的计划。Zipline会为急救人员提供专门医疗物资，如口罩和手套等。

早在2016年，Zipline就开始应用其固定翼无人机帮助非洲卢旺达等地区的农村医疗诊所运输血液。不过，因为非洲和美国之间在空域管制上的不同政策等其他原因，现在Zipline才尝试在美国开展业务。

在爱尔兰，一家名为MannaAero的无人机公司也正在爱尔兰中部小镇Moneygall开始货物投递试验。与Zipline是将产品运送到某个中心投递点不同，Manna Aero是将货品直接配送到用户家门口。在疫情开始之前，这家公司一直在测试配送食品，但当疫情开始流行之后，交付医疗用品的优先级已经提到最高。

巨头逐鹿低空飞行

在目前的商用无人机交付业务中，进展最快的是Google谷歌母公司Alphabet旗下的Wing公司。

Wing于2019年4月正式获得美国联邦航空管理局（FAA）颁发的第一个无人机快递许可证，这也代表着他成为美国第一家运营消费级无人机交付服务的公司。

根据公开消息，Wing自去年10月18日开始在美国弗吉尼亚州提供服务以来，其交付量已翻了一番以上，但未透露交付总数。

目前Wing的用户主要通过三种方式提交订单，一是从Walgreens连锁药房下单，二是从当地一家零售商Sugar Magnolia下单，三是能够最终靠联邦快递提交订单。眼下在疫情之中，Wing还增加了配送可以覆盖的药房数量。

Wing从美国联邦航空管理局（FAA）获得的无人机快递许可证含金量很高，因为有了这个证， Wing的无人机即可以飞出无人机操作员的视线之外（超视距，BVLOS）、飞越指定区域的空域。

在这之前， FAA规定无人机只能在400英尺以下的高度飞行，而且要求必须在操作员的视线范围内飞行，并严格限制无人机在人口密集地区的飞行。

如果按照原先的规定，无人机的优越性其实很难得到发挥。你可以想象一下业务开展的场景——配送员需要先开车到达送货地址附近时，再发射无人机。一旦超出视线范围之外，则不能使用。

这种情况下，用无人机取代地面配送的效率优势、成本优势根本体现不出来。而这一点，对于无人机配送能否真正大规模商用至关重要。

不过，有分析师表示，在Wing可以测试的区域之外，美国在全国范围内允许无人机飞出视线外，可能还需要9年时间！

Wing在相关测试中跑到最前面并不容易。

在2014年成立之后， Wing一直在澳大利亚对其无人机进行测试，据《华尔街日报》报道，该飞机已经完成了80000多次测试。

Wings的无人机有12个小型螺旋桨，可以使无人机垂直起飞和降落，同时也有一个固定机翼，其中有两个较大的螺旋桨可以以更高的速度水平飞行。换句话说，Wing所使用的无人机像是直升机和普通飞机的混合体，它能够垂直起落，并且进行高速飞行。它可以将货物储存在其身体之内，在到达指定地点的时候悬浮在安全的高度上，再使用绳索将用户所购买的商品投放下去。

在谷歌/Wing之外，对无人机递送志在必得的是电商巨头亚马逊。

据科技媒体CNET报道，亚马逊在无人机业务上最新的一个动作是在管理层面，聘请了波音787的前副总裁戴维·卡本（DavidCarbon）担任负责其Prime Air业务的副总裁。Carbon接替了过去七年里一直负责亚马逊Prime Air的古尔·金奇（Gur Kimchi），他将带领亚马逊的“航空、机器人、硬件、软件和制造专家”，以实现在30分钟或更短的时间内通过无人机将包裹交付给客户。

早在2013年，亚马逊创始人杰夫·贝佐斯（ Jeff Bezos）曾宣布，在四到五年内，无人机交付将是司空见惯的事情。但现在看起来，这个速度显然比预期的要慢了。

过去数年里，亚马逊一直在英国剑桥测试其无人机服务。亚马逊呈六角形的无人机产品识别度很高，据说这是亚马逊从大约50000个设计概念中遴选出来的一版。

亚马逊无人机的六角形形状之内是围绕六个螺旋桨的保护罩。无人机可以垂直起飞和降落，但是当它以更高的速度水平飞行时，它会改为半水平飞行模式。亚马逊的无人机配备了传感器和机载AI，可以在飞行中以及起飞和降落时自适应避开障碍物。着陆时，无人机会检测到人和动物以调整其着陆位置，并使用专门的电线检测算法来躲开晾衣绳和电源线。

与谷歌/Wing相比，亚马逊无人机有两个不同，其一，亚马逊无人机需要着陆以便交付包裹，而Wing 是通过“绳降”交付，不用着陆；其二，亚马逊的Prime Air无人机送的主要是自家的货品，而Wing配送的都是第三方/本地商户的商品，这一区别背后是双方不同的商业模式。

如果说在产品技术上，亚马逊和谷歌/Wing还没分出高低的话，那么，在商用测试进程上，亚马逊显然比谷歌/Wing慢了一拍。

从2018年美国联邦航空管理局推出UAS IPP（即无人驾驶飞机系统集成试点计划）时，亚马逊就没有被未纳入。此后，一步慢就步步慢。

2019年6月，该公司表示，他们将“在数月内”开始通过无人机向消费者交付包裹。但后续进展如何，目前并没有更新的消息。

除了谷歌/Wing和亚马逊，Uber和UPS也在进行相关的无人机交付测试。

Uber 从2019年5月开始在圣地亚哥州立大学附近的麦当劳进行了测试。该公司表示，大学附近的居民将很快可以通过Uber Eats应用从一些当地餐馆订购由无人机运送的食物。Uber无人机采用最传统的无人机设计，在硬件上乏善可陈。

快递公司UPS旗下的无人机子公司UPS Flight Forward目前专注于在医院校园内交付医疗样品，估计也是以在局域范围内跑通业务模型为主要目标。

总起来看，在经过五年左右的硬件设计和服务测试之后，以谷歌/Wing和亚马逊为代表的商用无人机交付在2019年已经跨过了一个关键节点，基本完成了一个创新产品服务从0到1的过程。

带着电商订单一起飞

无人机交付大规模商用（从1到N）带来的效率提升，以及对整个电商业务的促进都将是非常惊人的。

从效率上看，无人机交付可以大大加快整体交付时间。

根据各家公开的数据看，亚马逊的无人机能够完成15英里（24公里）的往返，可以在不到30分钟的时间内交付五磅（2.27千克）以下的包裹。包装放置在由保护壳和电动机护罩围绕的空间中，以确保安全运输任何包装。

Wing能够完成12英里飞行距离，在10分钟内完成交付；Uber在3英里飞行距离内的交付时间平均大约需要7分钟；Manna Aero的无人驾驶飞机最快可以以每小时50英里的速度载运9磅的货物，运送半径可达四英里。

如果纯从速度看，Wing送货无人机速度最快，每小时可以飞行70英里。

在速度之外，无人机带来的成本优化空间更让人印象深刻。

根据测算，与通过传统车辆运送小包装货物相比，无人机交付的成本可以低至每个包裹每英里0.05美元，这是传统车辆交付成本的1/30。对于像亚马逊这样的电商巨头，基于其庞大的电商订单量，可以把每单交付成本降至0.90美元，从而将国内运输成本降低约90％。

对于电商或零售商来说，交付成本和交付效率的提升会进一步带来订单量的上涨。根据亚马逊等各大电商的实践，免费送货的促销活动往往都会增加订单的数量。比如，亚马逊Prime客户在亚马逊上的购买量是非Prime客户的两倍，免费配送就是关键原因之一。

根据ARK资本推算，由于无人机交付的扩展，将使电子商务在零售中的份额从2019年的14％增长到2030年的60％，无人机将负责交付超过一半的电子商务订单。

随着无人机交付成本的降低以及交付量的增加，无人机交付的行业规模也将持续增长。到2030年，无人机交付的收入总规模能够达到1130亿美元。如今，传统快递每单交付成本约4美元，可带来大约2800亿美元的收入。

在千亿规模的行业收入中，能够获益的包括无人机硬件提供商和像Airmap这样的第三方地图提供商。

其中，无人机硬件市场规模将达到250亿美元。美国联邦航空局估计，用于商业目的的无人机销售量将从2016年的60万台增加到2020年的约270万台。在这其中，大疆无人机占到美国所有无人机销量的77%。而第三方地图提供商会与监管机构合作，为无人机交付服务运营商提供数字基础设施和流量管理服务，市场规模也能达到60亿美元。

与地面的自动驾驶服务可能聚焦在城市区域不同，无人机交付服务无论在城市还是农村——或者说尤其在农村等偏远地区——都会产生划时代的影响。

无人机交付可以完全改变世界所有地区的购物和递送体验，这句话说得并不过分。

指挥系统和技术感知

大规模无人机交付的发展进度没有像预期中那么快的原因有多种，其中行业监管/生态完善和技术发展是两大关键。

从行业监管来看，像美国等国家都有不同程度的管制，这也是使得亚马逊、谷歌等公司专门跑到澳大利亚、英国去进行测试的根本原因。

在美国，没有美国联邦航空管理局的许可，夜间以及超出操作者视线（BVLOS）使用无人机都是明令禁止的。原因是还未给无人机明确规划像高速公路一样的安全航空通道。

比如就在本周，美国纽约曼哈顿公园上空有无人机在空中盘旋，并不断告诫人群疫情之中要保持安全距离。对此，美国联邦航空局就表示，他们将调查该无人机操作者是否持有合法许可。

美国国家科学院、工程院等机构曾在2018年发布的一份报告中表示，美国联邦航空局在制定无人机安全标准方面过于谨慎。

但批评归批评，一个现实的问题是——大多数无人机在400英尺以下的空域飞行，所以需要一个跟民用载人航空一样的航空指挥调度系统。

IHS Markit无人机行业分析师Stelios Kotakis表示:“这是一个艰巨的挑战，尤其是在城市地区，有很多变数需要仔细考虑”，“我们应该对飞行时间、包裹重量和内容进行监管，我们应该超视距飞行的监控系统，无人机的目标识别和回避系统、移动网络链接等等” 。

2018年，美国联邦航空管理局宣布制定了UAS IPP计划，即无人驾驶飞机系统集成试点计划。这个计划允许政府和私营部门共同研究加速UAS集成安全并实现运输货物和乘客等，奠定了监管框架中至关重要的一步。这项为期三年的大规模项目，旨在获得足够多的无人机使用数据和安全记录， “（然后把）这些数据用于制定进入空域的规则”。

该项目进展顺利的话，2020年正是拿出最终成果的时间。

事实上，在美国之外，其他各国也在纷纷加强对无人机的监管。比如最近，日本也正在计划引入对超视距飞行的许可系统，目的是想更好的利用这一资源来帮助政府执行日常任务。此前在管制方面比较宽松的澳大利亚，其民航安全局也宣布，无人机注册和验证慢慢的变成了必需流程。

另一方面，如果说监管机构需要对指挥调度系统负责的话，那么，运营无人驾驶飞机的公司同样必须对自身的技术感知能力负责。比如亚马逊无人机就结合了机器学习算法和红外传感器来检测电线、鸟类和建筑物，以免在飞行过程中被“绊倒”。

最近，Iris Automation公司还宣布推出了业内第一个具有360度视野的机载检测和避障系统。

在超越视觉范围（BVLOS）的飞行中，无人机可以借助这一系统中的远程相机和AI系统达成安全飞行。该公司表示，目前已有12个国家/地区的数十个早期客户已经在使用该系统。

另外，苏黎世大学发明的最新避障系统通过将摄像头拍到的东西分为静态和非静态对象，降低需要分析的数据量，从而将避障的总延迟时间压缩到了3.5毫秒。在测试中，无人机仅仅使用机载感应计算，就可以以10米/秒的速度躲开障碍物（比如一颗飞过来的足球）。

除了避障系统，如今有志于在无人机领域谋求地位的企业们已经在相关技术上全面展开了专利追逐竞赛。

比如在电商零售领域一直激烈争夺的沃尔玛和亚马逊，双方一直在交付效率、线下网点等各个维度展开交锋。对他们两家而言，一个非常关键的论断是：无人机带来的交付效率提升将可以完全消除掉线下物理网点的规模覆盖优势。在这一降维打击面前，谁也不敢松懈。

根据统计机构BDO的研究，自2018年7月以来，沃尔玛已向世界知识产权组织提交了97项无人机专利申请。而沃尔玛在前一年申请了57项专利。

在亚马逊等电商之外，真正拥有最多无人机技术专利的还是无人机制造商们。

按国家来说，目前全球无人机技术专利上的领先者是中国，已申请了约6000项专利，其中大疆排名第一。美国紧随其后，申请了2045项专利，其次是韩国有741项、澳大利亚有81项、加拿大有79项。

无人机作为一项发明，已经从早期的大玩具形象蜕变为一种能够在多个领域中大幅度提升工作效率的生产力工具，如今随着技术的成熟、生态的完善、监管的加速以及疫情的倒逼，的确有望在2020年在大规模商用层面实现一次跃升。