精品国产一级在线观看,国产成人综合久久精品亚洲,免费一级欧美大片在线观看

當前位置:服務器企業動態 → 正文

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

責任編輯:jacky |來源:企業網D1Net  2014-09-10 09:00:48 本文摘自:大西洋月刊

如果說有什么真正令谷歌為之著迷的事情,那就是改變世界。

天空劃過一道白光。一位名叫尼爾·帕菲特(Neil Parfitt)的男子站在澳大利亞華威市郊的一個牧場里。一架比海鷗略大的白色的飛行器飛過樹梢,徑直向帕菲特滑翔過來。它頭朝上保持垂直姿勢,在離帕菲特不遠的空中開始盤旋,距離地面大約幾百英尺。突然,飛行器的腹部分離出一個包裹,但在下落過程中仍然通過一根細線與機身相連。即將落地前,包裹降落的速度開始放緩,最終輕輕地落在地面上,甚至沒有揚起一絲塵土。隨后,連接在包裹一端的矩形模塊與包裹分離,緩緩收回后,重新固定在機身底部。隨后,飛行器的機翼恢復飛行姿勢,返回了半英里外的發射臺。這時,帕菲特走過去打開了包裹,從里面取出了他剛剛購買的狗糧。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

除了這次試飛外,谷歌今年8月中旬還進行了另外30次類似的試飛。這一系列測試共同把谷歌Project Wing秘密項目推向了第一階段的高潮。這個項目早在兩年前就已經在Google X實驗室內部啟動。

盡管有關該項目的傳言早就已經從谷歌內部流傳出來,但Project Wing直到最近才正式現身。筆者花了一周時間與參與該項目的谷歌員工進行了溝通,觀看了試飛視頻,還采訪了很多看好這類項目的業內人士。

綜合考慮該公司的其他機器人投資,足以看出谷歌的野心之大。他們已經不再把目標局限于組織全球信息,他們還想組織整個世界。

在發展初期,谷歌設計了一種名為“立式垂直起落飛機”(tail sitter)的獨特飛行器。它將直升機與固定翼飛機的特性融為一體,既可垂直起降,還能在一個固定的水平高度盤旋。如果用于快遞行業,它就可以盤旋在空中,然后利用絞盤把包裹緩慢地投遞到地面。在繩索末端還有一系列名為“蛋”的電子設備,可以探測包裹是否已經觸地,從而在適當的時候將繩索斷開,并收回飛行器。

帕菲特之所以能夠參與此次測試,純屬偶然。谷歌在澳大利亞的合作伙伴、Unmanned Systems Australia公司的菲爾?斯文斯伯格(Phil Swinsburg),說服他到市郊農場參加了此次快遞演示。(澳大利亞的遙控飛行器政策比美國更為寬松。)

當帕菲特拿到狗糧時,Project Wing負責人尼克·羅伊(Nick Roy)就站在他身邊。羅伊是麻省理工學院機器人學家,為了領導該項目,他特意向學校請了兩年的長假。整個研發過程中,羅伊從沒有親眼見過他的飛行器投遞包裹的場景,因為他總是在起飛點盯著屏幕上不斷滾動的各種調試信息,焦急地等待著將會發生的一切。“謝爾蓋?布林(Sergey Brin)總是向我打聽:‘情況怎么樣?體驗好不好?’我只能回答:‘老兄,我不知道,我始終在看屏幕。’”羅伊說。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

尼克·羅伊(Nick Roy)

所以,這一次,當他準備結束Google X的工作,重返麻省理工時,特意到現場觀看了Project Wing交貨的整個過程?;貞浧鹉莻€時刻,他顯得興奮不已,甚至把科研人員慣有的客觀態度都拋到一旁。“當包裹落下,‘蛋’收回時,飛行器再次高飛,劃出一道美麗的弧線,最后轉身離開了。”他說,“這實在是太美妙了。”

羅伊與Google X之間的合作似乎非常愉快。當Google X主任阿斯特羅?泰勒(Astro Teller)在山景城接受采訪時,他甚至拍著羅伊的膝蓋說:“盡管我給他施加了很多壓力,但尼克從第一天起就目標明確。兩年了,他要離開了。”但泰勒堅稱,現在的時機非常有利,因為羅伊已經為該項目指明了方向,令它初具雛形。

在谷歌工作的這兩年,羅伊的目標很簡單:探究無人機送貨究竟是否可行?谷歌是否應當開發這樣一項服務?這有可能實現嗎?能否通過編程讓無人機在任意地方起降,并實現快速巡航,最終從空中將包裹投遞到地面?

羅伊和泰勒的給出了肯定的答案。雖然他們尚未開發出一套能供谷歌用戶使用的穩定系統,但他們們相信,所有挑戰都是可以克服的。現在,谷歌將開始擴容該項目的規模,最終創造一款能夠通過小巧、快捷的無人機配送包裹的服務。

泰勒已經為羅伊找到了接班人,戴夫·沃斯(Dave Vos)。沃斯在無人機行業有著20年的工作經驗,他2008年將自己的無人機軟件公司Athena Technologies賣給了羅克韋爾。如果說羅伊從事的是驗證性的探索工作,那么沃斯的使命就是將Project Wing變成可以實際使用的服務。

“我們從一開始就為這個理念感到振奮:如果能在合適的時間為所有人提供合適的服務,那么世界可能會變得更加美好。”泰勒說。

參與Project Wing的谷歌員工已經多達數十人,他們從事的工作多種多樣,包括設計飛行器的外觀、規劃送貨機制,以及開發無人機訂購應用的界面。谷歌今后還將招募更多員工。該公司還將參與民用無人機的相關討論。監管者也將聽取該公司的意見。未來,將有很多包裹通過這種盤旋在空中的機器人來配送。

這聽起來很瘋狂,事實上也的確很瘋狂。但谷歌對無人機送貨項目卻非常認真。下面就讓我們一起來了解一下整個項目的來龍去脈。

用“即時配送”改變世界

谷歌肯定想讓全世界都相信,通過無人機實現更快的送貨速度,是技術發展的必然趨勢。谷歌聯合創始人布林認為,這正是整個世界的運作方式。

試想一下2011年的布林。他或許正戴著谷歌眼鏡的原型機,身穿長袖T恤,腳蹬Vibram“五指鞋”。他的財富超出了很多人的想象,個人凈資產高達數百億美元。39歲那年,他決定蓄起象征智慧的胡須。

拉里?佩奇(Larry Page)負責用谷歌的網絡廣告業務賺錢,布林則在谷歌內部打造一個更具野心的項目。接下里的幾年,他將推出無人駕駛汽車、谷歌眼鏡,還將收購8家機器人公司和一家高空太陽能無人機制造商,并領導谷歌的所有秘密項目。

2011年的一天,在我們尚未看到這些驚世駭俗的創意之前,他與胡須更加濃密的泰勒進行了一次溝通,他們對當今世界展開了一番分析。

“最初的看法大致如此:當驛馬快信出現時,給社會帶來了一場真正的變革,它能以按天計算的周期提供可靠的配送服務。隨后,美國郵政局誕生了,它脫胎于驛馬快信,但卻可以提供更加可靠、速度更快的服務——再次改變了社會。”泰勒說。

“聯邦快遞的隔夜送達業務顯然又一次改變了世界。我們現在又在目睹當日送達帶來的變革。”他接著說,“既然如此,為什么不能展望一種速度比現在快十倍的服務改變世界?我們可能只要等上一兩分鐘,就能得到自己想要的東西。”

如果說有什么真正令谷歌為之著迷的事情,那就是改變世界。該公司之前推動社會變革時,都是依靠成本的大幅下降和計算性能的快速提升來實現的。他們相信,更加深刻的變化很快就會發生,因為他們已經看到商業網站的崛起和移動計算的興起。

由于谷歌始終堅持不作惡的信條,所以,他們給這些變革打上了“進步”的標簽。但隨著谷歌的逐步成熟,像泰勒這樣的人似乎已經愿意承認,并非所有事情都在向著更好的方向發展。但他們仍然辯稱,由此催生的新的“好處”仍會超過新的“壞處”,尤其是對現有的其他選擇做出一番權衡之后。

“Google X的項目雖然多種多樣,但卻總能給人帶來這種感受。”泰勒說。人們對我們目前的生活方式所產生的各種問題視而不見,因為他們已經對此習以為常。然而,一旦新生事物出現,人們卻會立刻看到它的不足。“我們不會對這些問題裝聾作啞,我們真心希望探索緩解這些問題的方式。”泰勒說,“聆聽是我們與社會的對話的一部分,但我們也想提醒人們,我們并非從零開始。例如,快遞、汽車、飛機都排放了大量的溫室氣體,還產生了很多安全問題。”

所以,谷歌顯然想要加快送貨速度,降低碳排放,并減少安全問題。于是,無人機就成了最好的選擇。“從原則上講,要提升速度,未必要借助無人機。”泰勒總結說,“但很明顯,我們從一開始就必須使用無人機。”

Google X開始規劃很多創意,并在理論和實踐層面一一進行嘗試。他們考慮了很多不同的選擇,甚至設計了一些稀奇古怪的運輸系統。“比如,他們通過一根超長的繩索把滑翔機與氣球綁在一起,滑翔機升空后可以在到達合適位置后降落。但這顯然不是合適的方案。”于是,他們意識到需要一名專家來幫助他們設計這個項目。經過一番搜尋,他們最終找到了羅伊。

羅伊似乎并非最佳選擇。首先,他從未從沒有從事過室外無人機的研究,克服風力的影響對他來說是一個全新的挑戰。羅伊也沒有傳統的航空背景,也從沒跟物流打過交道。回看他2000年代初的簡歷(他當時正在攻讀卡內基梅隆大學的博士學位),似乎沒有任何跡象顯示,他就是Google X想要找的那個人——他的主要工作是導游和護理機器人。

但請不要忽視一個重要細節:羅伊的論文導師是Google X的創始人塞巴斯蒂安?特龍(Sebastian Thrun),他也是機器人領域最有影響力的人物之一。在加盟谷歌之前,羅伊還曾參與美國海軍研究辦公室的一項重要工作,在無法使用GPS的環境中,實現室內無人機導航。

當羅伊來到加州后,Project Wing最初的重點是為心臟病人運送除顫器。這個項目關鍵的成功要素是加快速度,以便節省寶貴的搶救時間。但隨著時間的推移,谷歌團隊意識到,雖然他們原本認為自己能在速度上具備優勢,但在911系統和其他緊急情況下,這種優勢卻無法顯現出來。

所以,泰勒的目光轉向了通用配送領域,希望通過兩分鐘即可送達的快遞服務,改變人與物之間的關系。

他們的想法是:由于人們不認為自己可以隨時享受“即時配送”服務,所以會囤積各種東西。他們或許會買很多電池,眼睜睜看著這些電池在抽屜里耗光電量。還可能購買一年只用10分鐘的電鉆。每一件這樣的閑置物品都是一種浪費。

你可能覺得這種說法似曾曾相識,事實上,這正是Wolrdchanging等組織在2000年代中期創辦“產品-服務系統”時,所秉承的理念。這些理念也已經成為“分享經濟”的指導思想:世界可以生產更少的產品,因為高效的數字化物流可以讓每一項資產都被更多的人使用。

“這將有助于我們從‘所有權社會’向‘使用權社會’轉變。我們對待生活中的物品要更有集體感。”泰勒說,“如果我們能夠做到,而且可以降低噪音污染和碳排放,同時又能提升安全性,情況將會怎樣?”

獨角獸或許能贏得肯塔基賽馬會,但前提是,我們必須先找到獨角獸才行。

具體到谷歌,這家搜索巨頭必須先開發出一種飛行器,而且要教會它自主飛行。

固定翼與直升機的結合

Google X坐落在谷歌總部的一座紅磚建筑里,穿過一個門庭后,就看到一扇貼著“The Hatchery”(孵化場)的大門。羅伊打了一下工卡,我們便進入到Project Wing秘密項目的核心地帶。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

這是其實是一個車間,桌面上散落著魚線、三色膠帶、半滿的垃圾桶、各種緊固件、備用天線、幾把噴膠槍以及一些鉆頭。在我右邊,隔著玻璃門可以看到4架完全一樣的無翼機身。在后面,有一個人正在制作一些電子元件,在燈光的照耀下閃著銅光。

房間里四處都擺放以不同 生物 為靈感設計的無人機。地上散落著幾個鱟形無人機模型,透過透明塑料外殼,里面的電子元件清晰可見。天花板上還吊著一架塞斯納(Cessna)模型。在架子上,則可以看到各種像昆蟲一樣的四旋翼直升機、一架將直升機馬達整合到唯一的機翼中的古怪飛行器,以及一輛遙控怪獸卡車。

但最引人關注的還是房間中央的桌子上擺放的白色原型產品,這個閃閃發光的設備上貼著“Chickadee”(山雀)標簽。這是一家立式垂直起落飛機,它頭朝上放在桌子上。與在澳大利亞投下狗糧的那架無人機一模一樣。

這架無人機的設計很簡單,尾翼提供支撐,機身用塑料制成,兩個機翼用泡沫板制作,外面覆蓋著一層預防惡劣天氣的保護層。它有四個旋翼,兩個在機身底部,還有兩個在機翼邊緣。

雖然材料簡單,但制作工藝卻很考究,遠遠看去,閃閃發光,就像是一件已經完工的成品,還配有各種定制的電子元件。但走近細看,就會發現機身是手工制作和拼接的,上面的指紋清晰可見。有些地方顯得很專業,有的地方則比較粗糙。顯然,這還是一件沒有完成的作品。

這種飛行器并不常見。多數飛行器都采用固定翼,就像飛機一樣。有些直升機則使用一個或多個旋翼實現空中懸停。要飛上天空,固定翼飛行器主要靠水平氣流,直升機則依靠垂直氣流。二者的優缺點都很明顯:固定翼更符合空氣動力學原理,因而更加高效,航程更遠,油耗更低。而直升機更容易適應不同的環境,無需跑道即可起降,而且能在半空盤旋。

在軍事領域,主要以“捕食者”和“全球鷹”這種遠程固定翼無人機為主。而在業余愛好者的圈子里,DJI Phantom 2和Parrot AR.Drone等四旋翼直升機則頗受追捧。

在航空領域,還有一種集成了固定翼飛機和直升機各自優點的混合式飛行器,有些航空公司已經作出了嘗試。但由于需要執行兩套截然不同的任務,因此系統更為復雜:需要向不同的方向推送氣流。洛克希德馬丁開發的F-35B等新型飛機,已經在機身上加入了旋轉噴氣引擎,可以通過向地面噴射氣流來完成起飛,然后在空中旋轉引擎方向,推動飛機前進。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

立式垂直起落飛機則采取了另外一種模式,等到飛機升空后,再將整個機身從垂直方向旋轉到水平位置。這已經成為航空史上的一種很有吸引力的模式。例如,德國納粹就曾經考慮設計這樣一架飛機。而美國的國防項目也曾經考慮過這種模式,洛克希德馬丁和康維爾公司也分別開發了兩款原型機。下面這張圖片拍攝的就是一家垂直停在跑道上的大型飛機,給人感覺既復古,又有未來感。但這些項目都沒有實現太大進展,主要原因是難以找到較好的方式幫助飛行員應對方向的變化。

配送機制的設計

但很顯然,無人機不存在這一問題,因為飛行員可以直接坐在電腦前操作。動力系統、電池、電線和大型電容直接安裝在機身上,與馬達相連,然后將馬達性能數據反饋給飛行電腦。傳感器數據則來自固定在電腦左側的慣性測量裝置(IMU)。IMU使用加速計和陀螺儀來決定飛機在X-Y-Z軸上的位置,這是飛行的關鍵所在。飛機的鼻子上還有一個GPS模塊,尾部則安裝了向下的攝像頭。目前的版本沒有整合激光測距系統,但仍有兩個無線電通信裝置,一個可以通過高帶寬發送遙測數據,還有一個可以通過低帶寬展開更遠距離的通信。

谷歌尚未確定該項目未來的所有設計元素,但已經開發了一個設計平臺。盡管硬件是該問題的關鍵部分,但他們對于哪種飛行器可以最好地滿足需求,似乎并不太在意。泰勒和羅伊堅持認為,真正的挑戰在于該系統其他部分的設計,例如配送機制。

要從空中向地面送貨,可以有種類繁多的方式供我們選擇。例如降落傘。羅伊的團隊曾經嘗試過這種方式,但如果風力干擾太大,就很難實現精確投遞。也可以借助精準彈道技術向下彈射,但羅伊表示,“我們也試過。但當謝爾蓋走到陽臺下面時,我們差點在一次投遞測試中擊中他。”

還有一種想法是直接讓飛行器降落到地面,扔下包裹后再重新起飛。為了測試這種方法,他們找來了幾名谷歌用戶體驗研究人員,讓他們對潛在用戶展開調查。結果發現,即使谷歌明確告知用戶,旋翼存在危險,還是會有很多人會忍不住觸摸飛行器。

最后,他們決定采納羅伊最初堅持的方法:用一根線吊住包裹,將其放到地面后,再收回吊繩。

曾在加州理工學院和麻省理工學院就讀的機械工程師喬安娜?科翰(Joanna Cohen)設計了這套精巧的裝置。它包含幾個關鍵部件。首先是絞盤,它使用高強度魚線制成。其次是“蛋”,也就是跟隨包裹一同著陸的電子設備,它可以在探測到包裹已經落地后,讓無人機收回吊繩。如果出現問題,還可以利用無人機上的刀片割斷吊繩,讓無人機擺脫困境,繼續飛行。

當包裹快速下降時,速度約為每秒10米。在即將接近地面時,則會放慢到每秒2米,以實現“平穩著陸”。

從理論上看,或者在理想情況下,這似乎很簡單。但該項目的硬件主管詹姆斯?伯吉斯(James Burgess)表示,實際操作過程中卻并非易事。“當無人機接近某人的住所時,‘蛋’可能撞到什么物體,比如電線、樹木、屋頂或扶手??傊畷龅礁鞣N未知因素和環境挑戰。”他說。

“所以‘蛋’必須要足夠智能,必須判斷是否撞上了什么物體,而無人機也必須知道自己所處的高度,絞盤同樣要判斷所需的吊繩長度。‘蛋’會發出命令說,‘我撞上了什么東西。’然后無人機說,‘稍等,你還沒到地方,一定要抓牢包裹。’這樣一來,所有的傳感器和元件就可以像一個網絡一樣相互協調,從而制定正確的決策。”

至少從目前來看,這可以確保部分決策的合理性。但如何處理可能碰到的電線,似乎是一個極具挑戰的問題,整個團隊都感覺無所適從。“別忘了,我們還處于發展初期。”羅伊說,“沒到那一步呢。”

從自動巡航到自主飛行

與所有的自動化機器人一樣,送貨無人機也有三項基本任務:首先必須知道自己所在的位置,其次還要確定下一步的目的地,最后還必須能通過各種控制模式到達目的地。

事實上,在理想情況下,要完成從一個地點到另一個地點的基本任務并不困難。有些業余愛好者制作的無人機可以通過自動識別導航點完成這一目標,還有一些則能跟隨地面發來的信號飛行。但從實際情況來看,這更像是自動巡航,而非無人駕駛:只需要控制導向、高度和速度即可。這有點像把汽車上的定速巡航轉移到飛機上。而從定速巡航到無人駕駛卻是一個巨大的飛躍,同樣地,從自動巡航到自主飛行也是一大飛躍。

真正困難的在于應對數以千計的意外狀況和極端情況,如果要大規模部署這種無人機,就難免遭遇這種問題。將不同狀況下的處理方式集合起來,便可組成一套可靠的技術。

要理解這種模式,可以與谷歌的無人駕駛汽車進行類比:要開發一套軟件,幫助汽車在高速公路甚至山景城周圍自動行駛,并應對99%的狀況,其實并非難事。但剩下的1%怎么辦?

尋找并學習如何應對這些可能的極端情況,并規劃一套安全程序,讓機器人在遭遇超出其能力范圍的情況時照章行事,是這些野心勃勃的長期項目的核心所在。

在無人駕駛汽車中,谷歌建立了一個龐大的數據庫,里面記錄了需要人類駕駛員控制汽車的所有情況。他們會模擬人類駕駛員沒有介入的情況下所發生的狀況,并嘗試不同的軟件方法,教給系統如何應對相關問題。每當他們改變系統的邏輯,谷歌都會對整個數據庫進行測試,確保這些調整不會擾亂整套系統。

Project Wing可能也在數據庫和人類操作員等方面采取了同樣的方法。但他們不會像無人駕駛汽車那樣,采用一人一機的模式。泰勒希望用用相對較少的駕駛員控制大量的無人機,在遭遇困難時協助它們作出正確的決定。

“如果無人機試圖下降高度,但剛剛下降了3英尺就被卡住了,它是應當返回,還是應該降落?這似乎沒有統一的答案。”泰勒說,“這時就應該向控制中心詢問:‘我應該怎么辦?’”

谷歌經常采用這種模式來實現較高的穩定性。該公司有很多由計算機驅動的項目(例如谷歌地圖的制作),都會聘用數千名員工監督和修正系統自動生成的結果。事實上,谷歌在項目中借助人類的智慧已經不是什么秘密。他們不會完全依靠電腦程序來確保項目的可靠性,而是會把最后的1%、0.1%或0.01%交給廉價的人腦來的處理。久而久之,人類便可通過自己的工作把應對方式傳授給機器。“當人類說‘應該這樣處理’時,便可將這種應對方法記錄到系統中。這樣一來,類似的狀況發生的頻率就會減少。”泰勒說。

還有一個人類幫不上什么忙的領域,那就是開發“探測-躲避”軟件,幫助無人機應對周圍的鳥類、其他無人機、直升機等飛行物。有些問題可以通過監管方式解決,例如專門為無人機開辟一個空域,并讓所有的人造飛行器安裝應答器和其他信號發射設備。但這并不能解決所有問題,因為鳥類不可能使用這種設備,也不會遵守人類的規定。

羅伊說,谷歌的“探測-躲避”系統仍處于初級階段,還需要克服很多困難。

試想一下現實中可能碰到的狀況:用攝像頭、雷達或激光對準天空,指向飛行器飛行的方向。背景有可能是天空,也有可能是地面。環境本身十分嘈雜,唯一信號是,無人機可能處在即將與遠方物體相撞的軌跡上,但遠方的物體在圖像上只有幾個像素點那么大。軟件必須借助有限的數據判斷遠方物體的類型,并預測它可能的行動。事實上,無論在何種光照或可見度條件下,這種分析都必須時刻進行。

預測其他飛行器的路徑需要在算法上做出一些權衡:一種極端狀況是,可以通過軟件將其他飛行物設定為隨時可能做出任何舉動。但這會導致在正??沼騼蕊w行變得無比困難,而且過于保守。而在另一種極端狀況下,可以假設其他所有飛行物都會沿著固定路徑前進。但倘若碰到飛機轉向、鳥類俯沖或是四旋翼直升機變向的情況,就會出現問題。

在無人駕駛汽車領域,谷歌也必須為汽車、行人和自行車建立類似的模型,但道路已經大幅限制了可能的操作方式。另外,汽車駕駛員的操作數據相對比較容易搜集:谷歌只需要通過大量的駕駛活動,便可為模型積累更多數據,以便了解其他車輛都是如何在加州的道路上行駛的。

天空的區域十分廣闊,而飛行器的體積又過于渺小。不僅如此,天空的擁擠程度遠小于公路,而飛行器則可以向任何方向移動。羅伊的團隊發現,即使故意讓兩架遙控飛機接近,也很難觸發“探測-躲避”系統。無人機需要借助這些系統才能實現極高的可靠性和自動駕駛能力,但這恰恰是最難實現的環節。

此外還有其他一些問題。依靠現有的GPS系統,即使是指引無人機這樣的簡單任務也變得非常困難。裝載貨物需要大量的人工參與。而送貨的經濟性可能會變得無從談起。況且,無人機需要更好的電池,還要降低運行噪音。無人機零部件的可靠性也有待提升。

谷歌還必須說服公眾使用無人機收貨,而不再一味依靠快遞公司的卡車。這不僅僅涉及安全問題,因為還有很多人會擔心無人機產生的污染和電子垃圾問題,這甚至可能令一些卡車司機丟掉工作——卡車司機已經是當今為數不多的沒有受到科技沖擊的藍領工作。

更加根本的問題在于:人們究竟有什么需要讓無人機在兩分鐘內送達的東西?通過無人機來促進共享經濟是一個不錯的點子,但具體應該如何應用卻是一大問題。

無人機配送項目最初是為了運送除顫器。然而,很多城市已經通過不同的方式解決了這個問題。他們將這類設備分布在一座城市的不同地區。這或許不夠高大上,而且有點浪費資源。但方法卻簡單易行,不僅無需無人機的參與,也不必克服多少技術障礙。

并非孤軍奮戰

然而,谷歌并非孤軍奮戰, 亞馬遜同樣也想用無人機送貨。這家電子商務巨頭去年12月宣布,將開發一個無人機送貨項目。除此之外,安德里亞斯·拉普托普洛斯(Andreas Raptopoulos)和他創辦的Matternet同樣也在參與這場角逐。

源自奇點大學的Matternet一直在致力于打造一家企業,以便向沒有公路的地方輸送藥品和其他高價值商品。他們已經在海地、多米尼加共和國和不丹測試了這項服務。

自從亞馬遜宣布無人機送貨項目以來,Matternet已經吸引了外界的廣泛關注。拉普托普洛斯希望,在谷歌宣布無人機送貨項目后,該公司所獲得的關注還能更上一層樓。“我們的知名度以亞馬遜宣布無人機送貨項目為分水嶺。人們的觀念已經發生了很大變化,他們開始從企業和組織層面思考問題。解決一些大問題的確蘊含著機會。”他說,“我認為谷歌宣布計劃后可以進一步推動這一趨勢。”

但拉普托普洛斯對無人機送貨的設想與谷歌有著很大的差異,他并不想為所有人提供不限地點的服務,而是希望利用無人機向小企業的倉庫運送物品,幫助他們借助這種方式展開經營。而且,他短期內還還不準備把這種物流服務推向發達國家。

事實上,無人機送貨項目擁有很多擁躉,即使在硅谷之外同樣如此。在歐洲,有一個名為PUCA的組織專門匯聚懷有這一想法的人。按照他們的設想,未來將有大批的無人機裝載2噸至20噸的貨物在空中緩慢飛行,并且主要瞄準那些基礎設施不完善的地區。一個地面控制員可以控制10至30臺送貨無人機。為了節省燃料,它們的飛行速度不超過300英里/小時。無論白天還是晚上,這些無人機都可以不分時段地運行,從而創造更加靈活的物流服務。按照這種設想,送貨無人機更像是在天空飛行的公交車,而不是隨叫隨到的“即時送貨”服務。

PUCA由荷蘭商科教授漢斯·希爾肯斯(Hans Heerkens)創辦,他們今年早些時候舉行了一次會議,吸引了空中客車和荷蘭空軍等機構的參與。而記者兼小說家喬納森?萊嘉德(Jonathan Ledgard)同樣參與了那次會議,他正在與瑞士聯邦理工學院合作,為非洲開發一個無人機送貨項目。

萊嘉德透露了他的初步設想。他將此次計劃中的機器人稱作“驢”。“驢的品質與送貨無人機相似:腳踏實地、值得信賴、聰明伶俐、從不抱怨,不僅價格低廉,而且不畏嚴寒酷暑。”萊嘉德說,“之所以把運貨無人機取名為‘驢’,是經過深思熟慮的。驢不是飛馬,它的關鍵不在于速度。它不會投放炸彈,也不會監視你的行動。它只會在兩地之間運送貨物,僅此而已。”

他希望在非洲設計一條運貨路徑,高度與埃菲爾鐵塔相仿。與谷歌不同,他并不希望這類飛行器能夠覆蓋全球。“路線會有限制:‘驢’只能在寬約200米、高約150米的空中走廊內飛行。”他說。在‘驢’途徑的路線中“每個小鎮都會為‘驢’提供清潔能源補給站。”

雖然良好的路況可以提升工業化程度和人人們的生活標準,但萊嘉德相信,非洲沒有足夠的資金修建道路。既然如此,非洲如何才能走向繁榮?萊嘉德認為,唯一的辦法就是通過空運。

萊嘉德在《經濟學人》擔任了10年的記者,他經常穿梭于非洲大陸,報道過各種話題,從圣戰分子到廉價 諾基亞 手機。這段經歷使他深深相信,技術悖論將在21世紀滲透到貧窮國家。

“某個地區可能沒有干凈的水,社會也不夠安定,甚至無法把女孩送進學校接受教育,但他們卻可以接觸到飛在天上的機器人。”他說。

這聽起來似乎很荒謬,但卻未必不會成真。

應對監管問題

谷歌為無人機制定了具體的藍圖,但實際上,僅僅是公開宣布進軍這一領域,都足以對Matternet和萊嘉德的項目形成促進。谷歌只是表達了對這一領域的興趣,就讓這些項目變得名正言順起來,使之可以獲得更多的資源。

除了提升名氣外,無人機送貨項目的支持者希爾肯斯,還希望谷歌能開發一種模式,讓其他公司也可以利用它的基礎設施。“在我看來,谷歌進軍這一領域的真正意義不在于他們使用多少無人機,”希爾肯斯說,“而在于以它強大的實力提供必要的基礎設施支持。”例如,“探測-躲避”系統需要進行認證,而谷歌便可幫助政府制定認證方法。

Matternet的拉普托普洛斯也想知道,谷歌能不能不涉足具體的服務,而是為其他企業提供云計算平臺。“在很多不同的層面,谷歌對數據基礎設施和地圖的理解都無人能及。他們或許的確在思考一套基礎設施,而不僅僅是著眼于服務本身。”他說,“但這目前完全是猜測。”值得一提的是拉普托普洛斯曾經與泰勒溝通過這一項目。

不過,谷歌肯定會對政府的無人機監管政策產生巨大的影響。“與亞馬遜相比,谷歌歷來都更愿意與政策制定者和利益相關者共同促成技術變革。”華盛頓大學無人機監管專家瑞恩·卡羅(Ryan Calo)說,“想想網絡中立、公平使用、隱私保護,以及最近的交通等問題。谷歌的加入肯定會極大地影響監管者對無人機的態度。”

換句話說,谷歌可能會沿用它在無人駕駛汽車項目上的做法。谷歌之前聘用了美國國家高速公路交通安全管理局前官員羅恩·梅德福特(Ron Medford),讓他對政府部門進行游說。在谷歌的支持下,梅德福特已經對加州、內華達州和其他允許無人駕駛汽車上路的州產生了顯著的影響。這一次,谷歌可能會聘請美國聯邦航空管理局的官員,并采用類似的手段。

泰勒證實,谷歌的確想在政策制定上掌握一定的話語權。“我們肯定要與公眾和監管者對話。但從過去兩年,尤其是過去兩個月與監管者的溝通來看,我對于讓所有人達成共識持謹慎樂觀態度。”他說,“大家都希望世界變得更好、更安全,希望讓科技造福人類的同時,把負面影響降到最低。”這番表態簡直谷歌得不能再谷歌了。

關鍵字:谷歌

本文摘自:大西洋月刊

x 揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機 掃一掃
分享本文到朋友圈
當前位置:服務器企業動態 → 正文

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

責任編輯:jacky |來源:企業網D1Net  2014-09-10 09:00:48 本文摘自:大西洋月刊

如果說有什么真正令谷歌為之著迷的事情,那就是改變世界。

天空劃過一道白光。一位名叫尼爾·帕菲特(Neil Parfitt)的男子站在澳大利亞華威市郊的一個牧場里。一架比海鷗略大的白色的飛行器飛過樹梢,徑直向帕菲特滑翔過來。它頭朝上保持垂直姿勢,在離帕菲特不遠的空中開始盤旋,距離地面大約幾百英尺。突然,飛行器的腹部分離出一個包裹,但在下落過程中仍然通過一根細線與機身相連。即將落地前,包裹降落的速度開始放緩,最終輕輕地落在地面上,甚至沒有揚起一絲塵土。隨后,連接在包裹一端的矩形模塊與包裹分離,緩緩收回后,重新固定在機身底部。隨后,飛行器的機翼恢復飛行姿勢,返回了半英里外的發射臺。這時,帕菲特走過去打開了包裹,從里面取出了他剛剛購買的狗糧。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

除了這次試飛外,谷歌今年8月中旬還進行了另外30次類似的試飛。這一系列測試共同把谷歌Project Wing秘密項目推向了第一階段的高潮。這個項目早在兩年前就已經在Google X實驗室內部啟動。

盡管有關該項目的傳言早就已經從谷歌內部流傳出來,但Project Wing直到最近才正式現身。筆者花了一周時間與參與該項目的谷歌員工進行了溝通,觀看了試飛視頻,還采訪了很多看好這類項目的業內人士。

綜合考慮該公司的其他機器人投資,足以看出谷歌的野心之大。他們已經不再把目標局限于組織全球信息,他們還想組織整個世界。

在發展初期,谷歌設計了一種名為“立式垂直起落飛機”(tail sitter)的獨特飛行器。它將直升機與固定翼飛機的特性融為一體,既可垂直起降,還能在一個固定的水平高度盤旋。如果用于快遞行業,它就可以盤旋在空中,然后利用絞盤把包裹緩慢地投遞到地面。在繩索末端還有一系列名為“蛋”的電子設備,可以探測包裹是否已經觸地,從而在適當的時候將繩索斷開,并收回飛行器。

帕菲特之所以能夠參與此次測試,純屬偶然。谷歌在澳大利亞的合作伙伴、Unmanned Systems Australia公司的菲爾?斯文斯伯格(Phil Swinsburg),說服他到市郊農場參加了此次快遞演示。(澳大利亞的遙控飛行器政策比美國更為寬松。)

當帕菲特拿到狗糧時,Project Wing負責人尼克·羅伊(Nick Roy)就站在他身邊。羅伊是麻省理工學院機器人學家,為了領導該項目,他特意向學校請了兩年的長假。整個研發過程中,羅伊從沒有親眼見過他的飛行器投遞包裹的場景,因為他總是在起飛點盯著屏幕上不斷滾動的各種調試信息,焦急地等待著將會發生的一切。“謝爾蓋?布林(Sergey Brin)總是向我打聽:‘情況怎么樣?體驗好不好?’我只能回答:‘老兄,我不知道,我始終在看屏幕。’”羅伊說。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

尼克·羅伊(Nick Roy)

所以,這一次,當他準備結束Google X的工作,重返麻省理工時,特意到現場觀看了Project Wing交貨的整個過程。回憶起那個時刻,他顯得興奮不已,甚至把科研人員慣有的客觀態度都拋到一旁。“當包裹落下,‘蛋’收回時,飛行器再次高飛,劃出一道美麗的弧線,最后轉身離開了。”他說,“這實在是太美妙了。”

羅伊與Google X之間的合作似乎非常愉快。當Google X主任阿斯特羅?泰勒(Astro Teller)在山景城接受采訪時,他甚至拍著羅伊的膝蓋說:“盡管我給他施加了很多壓力,但尼克從第一天起就目標明確。兩年了,他要離開了。”但泰勒堅稱,現在的時機非常有利,因為羅伊已經為該項目指明了方向,令它初具雛形。

在谷歌工作的這兩年,羅伊的目標很簡單:探究無人機送貨究竟是否可行?谷歌是否應當開發這樣一項服務?這有可能實現嗎?能否通過編程讓無人機在任意地方起降,并實現快速巡航,最終從空中將包裹投遞到地面?

羅伊和泰勒的給出了肯定的答案。雖然他們尚未開發出一套能供谷歌用戶使用的穩定系統,但他們們相信,所有挑戰都是可以克服的?,F在,谷歌將開始擴容該項目的規模,最終創造一款能夠通過小巧、快捷的無人機配送包裹的服務。

泰勒已經為羅伊找到了接班人,戴夫·沃斯(Dave Vos)。沃斯在無人機行業有著20年的工作經驗,他2008年將自己的無人機軟件公司Athena Technologies賣給了羅克韋爾。如果說羅伊從事的是驗證性的探索工作,那么沃斯的使命就是將Project Wing變成可以實際使用的服務。

“我們從一開始就為這個理念感到振奮:如果能在合適的時間為所有人提供合適的服務,那么世界可能會變得更加美好。”泰勒說。

參與Project Wing的谷歌員工已經多達數十人,他們從事的工作多種多樣,包括設計飛行器的外觀、規劃送貨機制,以及開發無人機訂購應用的界面。谷歌今后還將招募更多員工。該公司還將參與民用無人機的相關討論。監管者也將聽取該公司的意見。未來,將有很多包裹通過這種盤旋在空中的機器人來配送。

這聽起來很瘋狂,事實上也的確很瘋狂。但谷歌對無人機送貨項目卻非常認真。下面就讓我們一起來了解一下整個項目的來龍去脈。

用“即時配送”改變世界

谷歌肯定想讓全世界都相信,通過無人機實現更快的送貨速度,是技術發展的必然趨勢。谷歌聯合創始人布林認為,這正是整個世界的運作方式。

試想一下2011年的布林。他或許正戴著谷歌眼鏡的原型機,身穿長袖T恤,腳蹬Vibram“五指鞋”。他的財富超出了很多人的想象,個人凈資產高達數百億美元。39歲那年,他決定蓄起象征智慧的胡須。

拉里?佩奇(Larry Page)負責用谷歌的網絡廣告業務賺錢,布林則在谷歌內部打造一個更具野心的項目。接下里的幾年,他將推出無人駕駛汽車、谷歌眼鏡,還將收購8家機器人公司和一家高空太陽能無人機制造商,并領導谷歌的所有秘密項目。

2011年的一天,在我們尚未看到這些驚世駭俗的創意之前,他與胡須更加濃密的泰勒進行了一次溝通,他們對當今世界展開了一番分析。

“最初的看法大致如此:當驛馬快信出現時,給社會帶來了一場真正的變革,它能以按天計算的周期提供可靠的配送服務。隨后,美國郵政局誕生了,它脫胎于驛馬快信,但卻可以提供更加可靠、速度更快的服務——再次改變了社會。”泰勒說。

“聯邦快遞的隔夜送達業務顯然又一次改變了世界。我們現在又在目睹當日送達帶來的變革。”他接著說,“既然如此,為什么不能展望一種速度比現在快十倍的服務改變世界?我們可能只要等上一兩分鐘,就能得到自己想要的東西。”

如果說有什么真正令谷歌為之著迷的事情,那就是改變世界。該公司之前推動社會變革時,都是依靠成本的大幅下降和計算性能的快速提升來實現的。他們相信,更加深刻的變化很快就會發生,因為他們已經看到商業網站的崛起和移動計算的興起。

由于谷歌始終堅持不作惡的信條,所以,他們給這些變革打上了“進步”的標簽。但隨著谷歌的逐步成熟,像泰勒這樣的人似乎已經愿意承認,并非所有事情都在向著更好的方向發展。但他們仍然辯稱,由此催生的新的“好處”仍會超過新的“壞處”,尤其是對現有的其他選擇做出一番權衡之后。

“Google X的項目雖然多種多樣,但卻總能給人帶來這種感受。”泰勒說。人們對我們目前的生活方式所產生的各種問題視而不見,因為他們已經對此習以為常。然而,一旦新生事物出現,人們卻會立刻看到它的不足。“我們不會對這些問題裝聾作啞,我們真心希望探索緩解這些問題的方式。”泰勒說,“聆聽是我們與社會的對話的一部分,但我們也想提醒人們,我們并非從零開始。例如,快遞、汽車、飛機都排放了大量的溫室氣體,還產生了很多安全問題。”

所以,谷歌顯然想要加快送貨速度,降低碳排放,并減少安全問題。于是,無人機就成了最好的選擇。“從原則上講,要提升速度,未必要借助無人機。”泰勒總結說,“但很明顯,我們從一開始就必須使用無人機。”

Google X開始規劃很多創意,并在理論和實踐層面一一進行嘗試。他們考慮了很多不同的選擇,甚至設計了一些稀奇古怪的運輸系統。“比如,他們通過一根超長的繩索把滑翔機與氣球綁在一起,滑翔機升空后可以在到達合適位置后降落。但這顯然不是合適的方案。”于是,他們意識到需要一名專家來幫助他們設計這個項目。經過一番搜尋,他們最終找到了羅伊。

羅伊似乎并非最佳選擇。首先,他從未從沒有從事過室外無人機的研究,克服風力的影響對他來說是一個全新的挑戰。羅伊也沒有傳統的航空背景,也從沒跟物流打過交道?;乜此?000年代初的簡歷(他當時正在攻讀卡內基梅隆大學的博士學位),似乎沒有任何跡象顯示,他就是Google X想要找的那個人——他的主要工作是導游和護理機器人。

但請不要忽視一個重要細節:羅伊的論文導師是Google X的創始人塞巴斯蒂安?特龍(Sebastian Thrun),他也是機器人領域最有影響力的人物之一。在加盟谷歌之前,羅伊還曾參與美國海軍研究辦公室的一項重要工作,在無法使用GPS的環境中,實現室內無人機導航。

當羅伊來到加州后,Project Wing最初的重點是為心臟病人運送除顫器。這個項目關鍵的成功要素是加快速度,以便節省寶貴的搶救時間。但隨著時間的推移,谷歌團隊意識到,雖然他們原本認為自己能在速度上具備優勢,但在911系統和其他緊急情況下,這種優勢卻無法顯現出來。

所以,泰勒的目光轉向了通用配送領域,希望通過兩分鐘即可送達的快遞服務,改變人與物之間的關系。

他們的想法是:由于人們不認為自己可以隨時享受“即時配送”服務,所以會囤積各種東西。他們或許會買很多電池,眼睜睜看著這些電池在抽屜里耗光電量。還可能購買一年只用10分鐘的電鉆。每一件這樣的閑置物品都是一種浪費。

你可能覺得這種說法似曾曾相識,事實上,這正是Wolrdchanging等組織在2000年代中期創辦“產品-服務系統”時,所秉承的理念。這些理念也已經成為“分享經濟”的指導思想:世界可以生產更少的產品,因為高效的數字化物流可以讓每一項資產都被更多的人使用。

“這將有助于我們從‘所有權社會’向‘使用權社會’轉變。我們對待生活中的物品要更有集體感。”泰勒說,“如果我們能夠做到,而且可以降低噪音污染和碳排放,同時又能提升安全性,情況將會怎樣?”

獨角獸或許能贏得肯塔基賽馬會,但前提是,我們必須先找到獨角獸才行。

具體到谷歌,這家搜索巨頭必須先開發出一種飛行器,而且要教會它自主飛行。

固定翼與直升機的結合

Google X坐落在谷歌總部的一座紅磚建筑里,穿過一個門庭后,就看到一扇貼著“The Hatchery”(孵化場)的大門。羅伊打了一下工卡,我們便進入到Project Wing秘密項目的核心地帶。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

這是其實是一個車間,桌面上散落著魚線、三色膠帶、半滿的垃圾桶、各種緊固件、備用天線、幾把噴膠槍以及一些鉆頭。在我右邊,隔著玻璃門可以看到4架完全一樣的無翼機身。在后面,有一個人正在制作一些電子元件,在燈光的照耀下閃著銅光。

房間里四處都擺放以不同 生物 為靈感設計的無人機。地上散落著幾個鱟形無人機模型,透過透明塑料外殼,里面的電子元件清晰可見。天花板上還吊著一架塞斯納(Cessna)模型。在架子上,則可以看到各種像昆蟲一樣的四旋翼直升機、一架將直升機馬達整合到唯一的機翼中的古怪飛行器,以及一輛遙控怪獸卡車。

但最引人關注的還是房間中央的桌子上擺放的白色原型產品,這個閃閃發光的設備上貼著“Chickadee”(山雀)標簽。這是一家立式垂直起落飛機,它頭朝上放在桌子上。與在澳大利亞投下狗糧的那架無人機一模一樣。

這架無人機的設計很簡單,尾翼提供支撐,機身用塑料制成,兩個機翼用泡沫板制作,外面覆蓋著一層預防惡劣天氣的保護層。它有四個旋翼,兩個在機身底部,還有兩個在機翼邊緣。

雖然材料簡單,但制作工藝卻很考究,遠遠看去,閃閃發光,就像是一件已經完工的成品,還配有各種定制的電子元件。但走近細看,就會發現機身是手工制作和拼接的,上面的指紋清晰可見。有些地方顯得很專業,有的地方則比較粗糙。顯然,這還是一件沒有完成的作品。

這種飛行器并不常見。多數飛行器都采用固定翼,就像飛機一樣。有些直升機則使用一個或多個旋翼實現空中懸停。要飛上天空,固定翼飛行器主要靠水平氣流,直升機則依靠垂直氣流。二者的優缺點都很明顯:固定翼更符合空氣動力學原理,因而更加高效,航程更遠,油耗更低。而直升機更容易適應不同的環境,無需跑道即可起降,而且能在半空盤旋。

在軍事領域,主要以“捕食者”和“全球鷹”這種遠程固定翼無人機為主。而在業余愛好者的圈子里,DJI Phantom 2和Parrot AR.Drone等四旋翼直升機則頗受追捧。

在航空領域,還有一種集成了固定翼飛機和直升機各自優點的混合式飛行器,有些航空公司已經作出了嘗試。但由于需要執行兩套截然不同的任務,因此系統更為復雜:需要向不同的方向推送氣流。洛克希德馬丁開發的F-35B等新型飛機,已經在機身上加入了旋轉噴氣引擎,可以通過向地面噴射氣流來完成起飛,然后在空中旋轉引擎方向,推動飛機前進。

揭密谷歌Project Wing項目:改變世界之無人機

立式垂直起落飛機則采取了另外一種模式,等到飛機升空后,再將整個機身從垂直方向旋轉到水平位置。這已經成為航空史上的一種很有吸引力的模式。例如,德國納粹就曾經考慮設計這樣一架飛機。而美國的國防項目也曾經考慮過這種模式,洛克希德馬丁和康維爾公司也分別開發了兩款原型機。下面這張圖片拍攝的就是一家垂直停在跑道上的大型飛機,給人感覺既復古,又有未來感。但這些項目都沒有實現太大進展,主要原因是難以找到較好的方式幫助飛行員應對方向的變化。

配送機制的設計

但很顯然,無人機不存在這一問題,因為飛行員可以直接坐在電腦前操作。動力系統、電池、電線和大型電容直接安裝在機身上,與馬達相連,然后將馬達性能數據反饋給飛行電腦。傳感器數據則來自固定在電腦左側的慣性測量裝置(IMU)。IMU使用加速計和陀螺儀來決定飛機在X-Y-Z軸上的位置,這是飛行的關鍵所在。飛機的鼻子上還有一個GPS模塊,尾部則安裝了向下的攝像頭。目前的版本沒有整合激光測距系統,但仍有兩個無線電通信裝置,一個可以通過高帶寬發送遙測數據,還有一個可以通過低帶寬展開更遠距離的通信。

谷歌尚未確定該項目未來的所有設計元素,但已經開發了一個設計平臺。盡管硬件是該問題的關鍵部分,但他們對于哪種飛行器可以最好地滿足需求,似乎并不太在意。泰勒和羅伊堅持認為,真正的挑戰在于該系統其他部分的設計,例如配送機制。

要從空中向地面送貨,可以有種類繁多的方式供我們選擇。例如降落傘。羅伊的團隊曾經嘗試過這種方式,但如果風力干擾太大,就很難實現精確投遞。也可以借助精準彈道技術向下彈射,但羅伊表示,“我們也試過。但當謝爾蓋走到陽臺下面時,我們差點在一次投遞測試中擊中他。”

還有一種想法是直接讓飛行器降落到地面,扔下包裹后再重新起飛。為了測試這種方法,他們找來了幾名谷歌用戶體驗研究人員,讓他們對潛在用戶展開調查。結果發現,即使谷歌明確告知用戶,旋翼存在危險,還是會有很多人會忍不住觸摸飛行器。

最后,他們決定采納羅伊最初堅持的方法:用一根線吊住包裹,將其放到地面后,再收回吊繩。

曾在加州理工學院和麻省理工學院就讀的機械工程師喬安娜?科翰(Joanna Cohen)設計了這套精巧的裝置。它包含幾個關鍵部件。首先是絞盤,它使用高強度魚線制成。其次是“蛋”,也就是跟隨包裹一同著陸的電子設備,它可以在探測到包裹已經落地后,讓無人機收回吊繩。如果出現問題,還可以利用無人機上的刀片割斷吊繩,讓無人機擺脫困境,繼續飛行。

當包裹快速下降時,速度約為每秒10米。在即將接近地面時,則會放慢到每秒2米,以實現“平穩著陸”。

從理論上看,或者在理想情況下,這似乎很簡單。但該項目的硬件主管詹姆斯?伯吉斯(James Burgess)表示,實際操作過程中卻并非易事。“當無人機接近某人的住所時,‘蛋’可能撞到什么物體,比如電線、樹木、屋頂或扶手??傊畷龅礁鞣N未知因素和環境挑戰。”他說。

“所以‘蛋’必須要足夠智能,必須判斷是否撞上了什么物體,而無人機也必須知道自己所處的高度,絞盤同樣要判斷所需的吊繩長度。‘蛋’會發出命令說,‘我撞上了什么東西。’然后無人機說,‘稍等,你還沒到地方,一定要抓牢包裹。’這樣一來,所有的傳感器和元件就可以像一個網絡一樣相互協調,從而制定正確的決策。”

至少從目前來看,這可以確保部分決策的合理性。但如何處理可能碰到的電線,似乎是一個極具挑戰的問題,整個團隊都感覺無所適從。“別忘了,我們還處于發展初期。”羅伊說,“沒到那一步呢。”

從自動巡航到自主飛行

與所有的自動化機器人一樣,送貨無人機也有三項基本任務:首先必須知道自己所在的位置,其次還要確定下一步的目的地,最后還必須能通過各種控制模式到達目的地。

事實上,在理想情況下,要完成從一個地點到另一個地點的基本任務并不困難。有些業余愛好者制作的無人機可以通過自動識別導航點完成這一目標,還有一些則能跟隨地面發來的信號飛行。但從實際情況來看,這更像是自動巡航,而非無人駕駛:只需要控制導向、高度和速度即可。這有點像把汽車上的定速巡航轉移到飛機上。而從定速巡航到無人駕駛卻是一個巨大的飛躍,同樣地,從自動巡航到自主飛行也是一大飛躍。

真正困難的在于應對數以千計的意外狀況和極端情況,如果要大規模部署這種無人機,就難免遭遇這種問題。將不同狀況下的處理方式集合起來,便可組成一套可靠的技術。

要理解這種模式,可以與谷歌的無人駕駛汽車進行類比:要開發一套軟件,幫助汽車在高速公路甚至山景城周圍自動行駛,并應對99%的狀況,其實并非難事。但剩下的1%怎么辦?

尋找并學習如何應對這些可能的極端情況,并規劃一套安全程序,讓機器人在遭遇超出其能力范圍的情況時照章行事,是這些野心勃勃的長期項目的核心所在。

在無人駕駛汽車中,谷歌建立了一個龐大的數據庫,里面記錄了需要人類駕駛員控制汽車的所有情況。他們會模擬人類駕駛員沒有介入的情況下所發生的狀況,并嘗試不同的軟件方法,教給系統如何應對相關問題。每當他們改變系統的邏輯,谷歌都會對整個數據庫進行測試,確保這些調整不會擾亂整套系統。

Project Wing可能也在數據庫和人類操作員等方面采取了同樣的方法。但他們不會像無人駕駛汽車那樣,采用一人一機的模式。泰勒希望用用相對較少的駕駛員控制大量的無人機,在遭遇困難時協助它們作出正確的決定。

“如果無人機試圖下降高度,但剛剛下降了3英尺就被卡住了,它是應當返回,還是應該降落?這似乎沒有統一的答案。”泰勒說,“這時就應該向控制中心詢問:‘我應該怎么辦?’”

谷歌經常采用這種模式來實現較高的穩定性。該公司有很多由計算機驅動的項目(例如谷歌地圖的制作),都會聘用數千名員工監督和修正系統自動生成的結果。事實上,谷歌在項目中借助人類的智慧已經不是什么秘密。他們不會完全依靠電腦程序來確保項目的可靠性,而是會把最后的1%、0.1%或0.01%交給廉價的人腦來的處理。久而久之,人類便可通過自己的工作把應對方式傳授給機器。“當人類說‘應該這樣處理’時,便可將這種應對方法記錄到系統中。這樣一來,類似的狀況發生的頻率就會減少。”泰勒說。

還有一個人類幫不上什么忙的領域,那就是開發“探測-躲避”軟件,幫助無人機應對周圍的鳥類、其他無人機、直升機等飛行物。有些問題可以通過監管方式解決,例如專門為無人機開辟一個空域,并讓所有的人造飛行器安裝應答器和其他信號發射設備。但這并不能解決所有問題,因為鳥類不可能使用這種設備,也不會遵守人類的規定。

羅伊說,谷歌的“探測-躲避”系統仍處于初級階段,還需要克服很多困難。

試想一下現實中可能碰到的狀況:用攝像頭、雷達或激光對準天空,指向飛行器飛行的方向。背景有可能是天空,也有可能是地面。環境本身十分嘈雜,唯一信號是,無人機可能處在即將與遠方物體相撞的軌跡上,但遠方的物體在圖像上只有幾個像素點那么大。軟件必須借助有限的數據判斷遠方物體的類型,并預測它可能的行動。事實上,無論在何種光照或可見度條件下,這種分析都必須時刻進行。

預測其他飛行器的路徑需要在算法上做出一些權衡:一種極端狀況是,可以通過軟件將其他飛行物設定為隨時可能做出任何舉動。但這會導致在正??沼騼蕊w行變得無比困難,而且過于保守。而在另一種極端狀況下,可以假設其他所有飛行物都會沿著固定路徑前進。但倘若碰到飛機轉向、鳥類俯沖或是四旋翼直升機變向的情況,就會出現問題。

在無人駕駛汽車領域,谷歌也必須為汽車、行人和自行車建立類似的模型,但道路已經大幅限制了可能的操作方式。另外,汽車駕駛員的操作數據相對比較容易搜集:谷歌只需要通過大量的駕駛活動,便可為模型積累更多數據,以便了解其他車輛都是如何在加州的道路上行駛的。

天空的區域十分廣闊,而飛行器的體積又過于渺小。不僅如此,天空的擁擠程度遠小于公路,而飛行器則可以向任何方向移動。羅伊的團隊發現,即使故意讓兩架遙控飛機接近,也很難觸發“探測-躲避”系統。無人機需要借助這些系統才能實現極高的可靠性和自動駕駛能力,但這恰恰是最難實現的環節。

此外還有其他一些問題。依靠現有的GPS系統,即使是指引無人機這樣的簡單任務也變得非常困難。裝載貨物需要大量的人工參與。而送貨的經濟性可能會變得無從談起。況且,無人機需要更好的電池,還要降低運行噪音。無人機零部件的可靠性也有待提升。

谷歌還必須說服公眾使用無人機收貨,而不再一味依靠快遞公司的卡車。這不僅僅涉及安全問題,因為還有很多人會擔心無人機產生的污染和電子垃圾問題,這甚至可能令一些卡車司機丟掉工作——卡車司機已經是當今為數不多的沒有受到科技沖擊的藍領工作。

更加根本的問題在于:人們究竟有什么需要讓無人機在兩分鐘內送達的東西?通過無人機來促進共享經濟是一個不錯的點子,但具體應該如何應用卻是一大問題。

無人機配送項目最初是為了運送除顫器。然而,很多城市已經通過不同的方式解決了這個問題。他們將這類設備分布在一座城市的不同地區。這或許不夠高大上,而且有點浪費資源。但方法卻簡單易行,不僅無需無人機的參與,也不必克服多少技術障礙。

并非孤軍奮戰

然而,谷歌并非孤軍奮戰, 亞馬遜同樣也想用無人機送貨。這家電子商務巨頭去年12月宣布,將開發一個無人機送貨項目。除此之外,安德里亞斯·拉普托普洛斯(Andreas Raptopoulos)和他創辦的Matternet同樣也在參與這場角逐。

源自奇點大學的Matternet一直在致力于打造一家企業,以便向沒有公路的地方輸送藥品和其他高價值商品。他們已經在海地、多米尼加共和國和不丹測試了這項服務。

自從亞馬遜宣布無人機送貨項目以來,Matternet已經吸引了外界的廣泛關注。拉普托普洛斯希望,在谷歌宣布無人機送貨項目后,該公司所獲得的關注還能更上一層樓。“我們的知名度以亞馬遜宣布無人機送貨項目為分水嶺。人們的觀念已經發生了很大變化,他們開始從企業和組織層面思考問題。解決一些大問題的確蘊含著機會。”他說,“我認為谷歌宣布計劃后可以進一步推動這一趨勢。”

但拉普托普洛斯對無人機送貨的設想與谷歌有著很大的差異,他并不想為所有人提供不限地點的服務,而是希望利用無人機向小企業的倉庫運送物品,幫助他們借助這種方式展開經營。而且,他短期內還還不準備把這種物流服務推向發達國家。

事實上,無人機送貨項目擁有很多擁躉,即使在硅谷之外同樣如此。在歐洲,有一個名為PUCA的組織專門匯聚懷有這一想法的人。按照他們的設想,未來將有大批的無人機裝載2噸至20噸的貨物在空中緩慢飛行,并且主要瞄準那些基礎設施不完善的地區。一個地面控制員可以控制10至30臺送貨無人機。為了節省燃料,它們的飛行速度不超過300英里/小時。無論白天還是晚上,這些無人機都可以不分時段地運行,從而創造更加靈活的物流服務。按照這種設想,送貨無人機更像是在天空飛行的公交車,而不是隨叫隨到的“即時送貨”服務。

PUCA由荷蘭商科教授漢斯·希爾肯斯(Hans Heerkens)創辦,他們今年早些時候舉行了一次會議,吸引了空中客車和荷蘭空軍等機構的參與。而記者兼小說家喬納森?萊嘉德(Jonathan Ledgard)同樣參與了那次會議,他正在與瑞士聯邦理工學院合作,為非洲開發一個無人機送貨項目。

萊嘉德透露了他的初步設想。他將此次計劃中的機器人稱作“驢”。“驢的品質與送貨無人機相似:腳踏實地、值得信賴、聰明伶俐、從不抱怨,不僅價格低廉,而且不畏嚴寒酷暑。”萊嘉德說,“之所以把運貨無人機取名為‘驢’,是經過深思熟慮的。驢不是飛馬,它的關鍵不在于速度。它不會投放炸彈,也不會監視你的行動。它只會在兩地之間運送貨物,僅此而已。”

他希望在非洲設計一條運貨路徑,高度與埃菲爾鐵塔相仿。與谷歌不同,他并不希望這類飛行器能夠覆蓋全球。“路線會有限制:‘驢’只能在寬約200米、高約150米的空中走廊內飛行。”他說。在‘驢’途徑的路線中“每個小鎮都會為‘驢’提供清潔能源補給站。”

雖然良好的路況可以提升工業化程度和人人們的生活標準,但萊嘉德相信,非洲沒有足夠的資金修建道路。既然如此,非洲如何才能走向繁榮?萊嘉德認為,唯一的辦法就是通過空運。

萊嘉德在《經濟學人》擔任了10年的記者,他經常穿梭于非洲大陸,報道過各種話題,從圣戰分子到廉價 諾基亞 手機。這段經歷使他深深相信,技術悖論將在21世紀滲透到貧窮國家。

“某個地區可能沒有干凈的水,社會也不夠安定,甚至無法把女孩送進學校接受教育,但他們卻可以接觸到飛在天上的機器人。”他說。

這聽起來似乎很荒謬,但卻未必不會成真。

應對監管問題

谷歌為無人機制定了具體的藍圖,但實際上,僅僅是公開宣布進軍這一領域,都足以對Matternet和萊嘉德的項目形成促進。谷歌只是表達了對這一領域的興趣,就讓這些項目變得名正言順起來,使之可以獲得更多的資源。

除了提升名氣外,無人機送貨項目的支持者希爾肯斯,還希望谷歌能開發一種模式,讓其他公司也可以利用它的基礎設施。“在我看來,谷歌進軍這一領域的真正意義不在于他們使用多少無人機,”希爾肯斯說,“而在于以它強大的實力提供必要的基礎設施支持。”例如,“探測-躲避”系統需要進行認證,而谷歌便可幫助政府制定認證方法。

Matternet的拉普托普洛斯也想知道,谷歌能不能不涉足具體的服務,而是為其他企業提供云計算平臺。“在很多不同的層面,谷歌對數據基礎設施和地圖的理解都無人能及。他們或許的確在思考一套基礎設施,而不僅僅是著眼于服務本身。”他說,“但這目前完全是猜測。”值得一提的是拉普托普洛斯曾經與泰勒溝通過這一項目。

不過,谷歌肯定會對政府的無人機監管政策產生巨大的影響。“與亞馬遜相比,谷歌歷來都更愿意與政策制定者和利益相關者共同促成技術變革。”華盛頓大學無人機監管專家瑞恩·卡羅(Ryan Calo)說,“想想網絡中立、公平使用、隱私保護,以及最近的交通等問題。谷歌的加入肯定會極大地影響監管者對無人機的態度。”

換句話說,谷歌可能會沿用它在無人駕駛汽車項目上的做法。谷歌之前聘用了美國國家高速公路交通安全管理局前官員羅恩·梅德福特(Ron Medford),讓他對政府部門進行游說。在谷歌的支持下,梅德福特已經對加州、內華達州和其他允許無人駕駛汽車上路的州產生了顯著的影響。這一次,谷歌可能會聘請美國聯邦航空管理局的官員,并采用類似的手段。

泰勒證實,谷歌的確想在政策制定上掌握一定的話語權。“我們肯定要與公眾和監管者對話。但從過去兩年,尤其是過去兩個月與監管者的溝通來看,我對于讓所有人達成共識持謹慎樂觀態度。”他說,“大家都希望世界變得更好、更安全,希望讓科技造福人類的同時,把負面影響降到最低。”這番表態簡直谷歌得不能再谷歌了。

關鍵字:谷歌

本文摘自:大西洋月刊

電子周刊
回到頂部

關于我們聯系我們版權聲明隱私條款廣告服務友情鏈接投稿中心招賢納士

企業網版權所有 ©2010-2024 京ICP備09108050號-6 京公網安備 11010502049343號

^
  • <menuitem id="jw4sk"></menuitem>

    1. <form id="jw4sk"><tbody id="jw4sk"><dfn id="jw4sk"></dfn></tbody></form>
      主站蜘蛛池模板: 济宁市| 吴忠市| 锡林郭勒盟| 壤塘县| 偏关县| 乡城县| 达孜县| 昌平区| 金坛市| 巴里| 法库县| 嫩江县| 西充县| 乌拉特前旗| 渭源县| 河间市| 丰县| 安溪县| 涪陵区| 安宁市| 灵石县| 宁海县| 京山县| 岳阳市| 新宁县| 肥城市| 望城县| 南城县| 鄱阳县| 阿尔山市| 彩票| 班戈县| 广昌县| 新宾| 社旗县| 甘南县| 嵊泗县| 徐州市| 齐齐哈尔市| 镇远县| 县级市|