亞馬遜在去年年底宣布了一項無人機送貨計劃，并表示正在測試?yán)脽o人機來運送小批量訂貨，這種全新的快遞方式在公布之后迅速引起人們的廣泛關(guān)注。近日，谷歌也公布了自己的無人機送貨項目Project Wing的最新進(jìn)展，據(jù)稱谷歌已經(jīng)在澳大利亞地區(qū)對該項目進(jìn)行了數(shù)十次測試。
《大西洋月刊》（The Atlantic）科技編輯阿萊克西斯·馬德里加爾（Alexis Madrigal）此前曾對Project Wing項目進(jìn)行了跟蹤采訪，他也在自己的文章中詳細(xì)披露了該項目的具體進(jìn)展。以下是文章的主要內(nèi)容。
蔚藍(lán)的天空上飛過一個白色的影子。尼爾·帕菲特（Neil Parfitt）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小飛機正飛過樹梢向他滑翔過來。飛機的頭部向上保持垂直姿勢，在離帕菲特不遠(yuǎn)的數(shù)百英尺的空中開始盤旋。此時一個包裹從飛機的腹部分離出來并開始下落，這個包裹通過一根細(xì)線與機身相連。快要落地時包裹降落的速度開始放緩，最終輕輕地落在地上，連一絲塵土都沒有激起來。隨后連接在包裹一端的矩形小模塊與包裹分離開來，在緩緩收回之后重新固定在機身底部。此時飛機的機翼恢復(fù)飛行姿勢，順利返回半英里之外的發(fā)射地點。而帕菲特則走過去打開了這個包裹，并從中取出了他剛剛購買的狗糧。
上述場景就是谷歌在測試?yán)脽o人機進(jìn)行包裹投遞的真實情況，除了這次在澳大利亞的試飛之外，谷歌還在今年8月中旬進(jìn)行了另外30次類似的飛行測試，而這也把Google X實驗室在兩年前啟動的Project Wing秘密項目推向了第一測試階段的高潮。
盡管關(guān)于谷歌正在研發(fā)無人機送貨項目的傳聞很早就出現(xiàn)了，但Project Wing直到最近才真正現(xiàn)身。在過去的一周中，我與參與該項目的谷歌員工進(jìn)行了深度溝通，觀看了飛行測試的視頻，還采訪了許多對無人機送貨項目持肯定態(tài)度的業(yè)內(nèi)人士。
Project Wing不過是谷歌正在進(jìn)行的多個秘密研究項目之一，除此之外，谷歌還在機器人領(lǐng)域進(jìn)行大量投資，很顯然，谷歌是一家雄心勃勃的科技公司，它已不再把目標(biāo)局限在組織全球信息資源上，它還想對整個世界的資源進(jìn)行組織。
Project Wing項目的緣起
在Project Wing的研發(fā)初期，谷歌設(shè)計了一種名為“立式垂直起落飛機（tail sitter）”的獨特飛行器，該飛行器將直升機與固定翼飛機的特點融為一體，不僅可以垂直起降，還能在一個固定的水平高度進(jìn)行盤旋。如果將這種飛行器用到快遞行業(yè)之中，它能夠在空中盤旋并利用絞車把包裹緩慢地投遞到地面。同時，投遞繩索的尾端還安裝了一些名為“蛋”的電子設(shè)備，它們能夠探測包裹是否已經(jīng)落地，然后在合適的時候?qū)⒗K索斷開并收回飛行器。
文章開頭提到的帕菲特之所以能夠參與此次測試純屬偶然，他是被谷歌在澳大利亞的合作伙伴、Unmanned Systems公司的菲爾？斯文斯伯格（Phil Swinsburg）說服而來到市郊農(nóng)場參加了快遞測試的（澳大利亞的“遙控飛行器”政策要比美國更為寬松）。
當(dāng)帕菲特通過無人機拿到狗糧時，Project Wing項目的負(fù)責(zé)人尼克·羅伊（Nick Roy）就站在他的身邊。羅伊是麻省理工學(xué)院的機器人學(xué)家，為了領(lǐng)導(dǎo)這個項目，他特意向?qū)W校請了兩年的長假。然而，在該項目的整個研發(fā)過程中，羅伊卻從沒有親眼看到他的飛行器投遞包裹的真實場景，因為他總是在起飛點盯著屏幕上不斷滾動的各種調(diào)試信息，并焦急地等待著會發(fā)生什么事情。“謝爾蓋？布林（Sergey Brin,谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人）總是向我詢問Project Wing的進(jìn)展情況和使用體驗，”羅伊說道，“而我只能回答說我也不清楚，因為我的注意力一直都在屏幕上。”
所以這次當(dāng)他在Google X實驗室的任期行將結(jié)束而重返麻省理工之時，他特意趕到現(xiàn)場觀看了Project Wing進(jìn)行包裹投遞的整個過程。當(dāng)他回憶起那個時刻時顯得非常興奮，甚至都失去了科研人員慣有的冷靜和客觀。“當(dāng)包裹緩緩落下，感應(yīng)‘蛋’順利收回，飛行器再次起飛在空中劃出一道美麗的弧線而轉(zhuǎn)身離開時，”他說道，“那感覺實在是太美妙了。”
羅伊與Google X實驗室之間的合作似乎非常愉快。在實驗室主管阿斯特羅？泰勒（Astro Teller）在谷歌的山景城總部接受采訪時，他甚至拍著羅伊的膝蓋說：“他從項目啟動的第一天其就有著清晰的目標(biāo)，盡管我給了他相當(dāng)大的壓力。如今兩年已經(jīng)過去了，他也要離開項目組返回學(xué)校了。”不過泰勒也表示，Project Wing的進(jìn)展非常順利，主要原因就是羅伊為其指明了方向，而整個項目的研發(fā)已經(jīng)步入正軌。
在谷歌工作的這兩年中，羅伊的目標(biāo)其實很簡單，就是找到以下三個問題的答案：（1）無人機送貨的方式究竟是否可行？（2）谷歌是否應(yīng)當(dāng)開發(fā)這樣一項服務(wù)？這有可能實現(xiàn)嗎？（3）能否通過編程讓無人機在任何地方實現(xiàn)起降和快速巡航，并從空中將包裹準(zhǔn)確投遞到地面？
如今，羅伊和泰勒已經(jīng)就上述問題給出了肯定的答案，雖然他們尚未開發(fā)出一套適用于普通用戶的穩(wěn)定系統(tǒng)，但他們相信目前所面臨的所有挑戰(zhàn)都是能夠克服的。所以谷歌目前也已經(jīng)開始擴大該項目的規(guī)模，并希望能在不久的將來推出一項可以通過小型無人機進(jìn)行包裹投遞的服務(wù)。
值得慶幸的是，泰勒已經(jīng)找到了羅伊的接班人——戴夫·沃斯（Dave Vos），沃斯在無人機行業(yè)有著20年的豐富經(jīng)驗，他在2008年曾將自己的無人機軟件公司Athena Technologies賣給了羅克韋爾公司（Rockwell）。如果說羅伊此前所從事的主要是驗證性的探索工作的話，那么沃斯的使命就是將Project Wing變成能夠真正使用的服務(wù)。
“這個理念從一開始就讓我們感到興奮不已，”泰勒說道，“如果能在合適的時間為所有人提供合適的服務(wù)，那么這個世界可能會變得更加美好。”
目前參與Project Wing項目的谷歌員工已經(jīng)多達(dá)數(shù)十人，他們從事的工作多種多樣，包括飛行器的外觀設(shè)計、送貨機制的規(guī)劃以及無人機訂購應(yīng)用界面的開發(fā)等等，據(jù)了解谷歌還計劃為該項目招募更多的員工。同時，谷歌還將參與民用無人機的公開辯論，從而將自己的看法反饋給監(jiān)管機構(gòu)。所以我們有理由相信未來將有許多包裹會通過這種盤旋在空中的機器人來進(jìn)行配送。
這聽起來可能比較瘋狂，但谷歌對于無人機送貨項目的態(tài)度卻是非常認(rèn)真的，下面我們就一起來詳細(xì)了解一下這個有可能改變世界的項目。
改變世界的“實時送達(dá)”理念
谷歌當(dāng)然希望讓全世界都相信通過無人機提升包裹投遞速度是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，這也正是谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人布林為何堅持認(rèn)為這才是整個世界的運作方式的原因所在。
回想一下2011年的布林，或許他正戴著谷歌眼鏡的原型機，身穿長袖T恤衫，腳上穿著一雙Vibram的“五指鞋”.他的財富已經(jīng)超出很多人的想象（凈資產(chǎn)高達(dá)數(shù)百億美元），而在39歲那年，他決定在下巴上蓄起象征智慧的胡子。
當(dāng)時，谷歌的另一位聯(lián)合創(chuàng)始人拉里？佩奇（Larry Page）主要負(fù)責(zé)公司的“搖錢樹”——互聯(lián)網(wǎng)廣告業(yè)務(wù)，而布林則在谷歌內(nèi)部打造一個更具野心的項目。在接下來的幾年時間中，他將相繼推出無人駕駛汽車、谷歌眼鏡等產(chǎn)品，還將會收購8家機器人公司和一家高空太陽能無人機制造商，同時領(lǐng)導(dǎo)谷歌所有的秘密項目。
但在2011年的某一天，當(dāng)我們尚未看到上述的這些新奇的創(chuàng)意之前，他已經(jīng)和胡子更加濃密的泰勒就當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢進(jìn)行了一次深入溝通。
“我們最初的看法大概是這樣的：當(dāng)年驛馬快信（Pony Express）的出現(xiàn)為整個社會帶來了一場真正的變革，它能夠在按天計算的周期內(nèi)為人們提供可靠的配送服務(wù)。隨后出現(xiàn)的美國郵政局實際上也是源自驛馬快信，但前者能夠提供更加可靠、速度更快的服務(wù)，從而再度改變了社會，”泰勒說道，“再后來的聯(lián)邦快遞推出的隔夜送達(dá)業(yè)務(wù)顯然又一次改變了世界，如今的我們正在目睹當(dāng)日送達(dá)所帶來的變革，所以我們?yōu)楹尾荒苋フ雇环N速度比現(xiàn)在再快十倍的能夠改變世界的服務(wù)呢？到那時我們只需等上一兩分鐘，就能得到自己想要的東西。”
如果說有一件事情是谷歌真正喜歡的，那毫無疑問就是改變世界，該公司在此之前已經(jīng)通過計算性能的快速提升和成本的大幅下降推動了社會變革。如今他們相信規(guī)模更大的變革很快就會發(fā)生，因為他們已經(jīng)看到商業(yè)網(wǎng)站和移動計算正在以驚人的速度成長。
由于谷歌一直堅持“不作惡”的企業(yè)信條，所以他們也為這些變革打上了“進(jìn)步”的標(biāo)簽。但隨著公司的不斷成熟，像泰勒這樣的人似乎也不得不承認(rèn)，并非所有事情都在向著更好的方向發(fā)展。但他們?nèi)匀徽J(rèn)為這些變革仍然是利大于弊的，尤其是在現(xiàn)有的其他選擇做出一番權(quán)衡之后。
“Google X實驗室的項目雖然多種多樣，但卻總能給人帶來這種感覺，”泰勒說道。人們對目前生活方式所產(chǎn)生的各種問題視而不見，因為他們已經(jīng)對此習(xí)以為常，但是當(dāng)新生事物出現(xiàn)時，人們馬上就會看到它的不足。“我們不會對這些問題繼續(xù)裝聾作啞，我們真的希望探索如何緩解這些問題的方法，”泰勒說道，“在我們與社會所進(jìn)行的對話中，除了聆聽之外，我們還想提醒人們，我們并不是從零開始的。對于快遞行業(yè)來說，其所利用到的汽車和飛機等資源都已經(jīng)向地球排放了大量的溫室氣體，同時也引發(fā)了很多安全問題。”
面對這種情況，谷歌自然希望通過加快送貨速度來降低碳排放，同時減少對應(yīng)的安全問題，于是無人機就成了最好的選擇。“從原則上講，無人機并不是提升快遞速度的必要方法，”泰勒總結(jié)道，“但很明顯，我們在開始階段是必須使用無人機的。”
Google X實驗室最初就這個問題產(chǎn)生了很多創(chuàng)意，并在理論和實踐層面對這些創(chuàng)意逐一進(jìn)行了測試。他們考慮了許多不同的選擇，并且設(shè)計了一系列比較古怪的運輸系統(tǒng)。比如通過一根超長的繩索把滑翔機與氣球連在一起，而滑翔機在升空之后可以在正確的地點降落，但這顯然不是正確的解決方案。于是Google X認(rèn)識到需要一名專家來幫助他們設(shè)計這個項目，最終他們找到了麻省理工的羅伊。
羅伊或許并不是這個項目的最佳選擇。首先，他從來沒有在室外有過研究無人機的經(jīng)驗，所以如何克服風(fēng)力的影響對他來說是一個新的挑戰(zhàn)。其次，羅伊也沒有傳統(tǒng)的航空背景，也不曾接觸過物流行業(yè)。如果看看他在2000年代初制作的簡歷（當(dāng)時他正在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)攻讀博士學(xué)位），似乎沒有任何跡象表明他就是Google X想要找的那個人，因為當(dāng)時他的主要工作是導(dǎo)游和機器人護(hù)理。
但需要注意的一個非常重要的細(xì)節(jié)是，羅伊的論文指導(dǎo)老師是Google X實驗室的創(chuàng)始人塞巴斯蒂安？特龍（Sebastian Thrun），特龍曾是機器人研究領(lǐng)域最有影響力的人物之一。此外，羅伊在加盟谷歌之前，還曾參與過美國海軍研究辦公室的一項重要工作，就是在無法使用GPS的環(huán)境下實現(xiàn)室內(nèi)無人機導(dǎo)航。
在羅伊來到Google X實驗室時，Project Wing最初的研究重點還是為心臟病人運送除顫器。很顯然，這個項目最為關(guān)鍵的要素是提升運送速度來節(jié)省寶貴的搶救時間，但谷歌的團(tuán)隊越來越意識到盡管他們原本所認(rèn)為的速度優(yōu)勢在911系統(tǒng)和其他緊急情況下是無法展現(xiàn)出來的。于是，泰勒將目光轉(zhuǎn)向了無所不在的通用配送領(lǐng)域，希望通過“兩分鐘送達(dá)”的快遞服務(wù)來改變?nèi)伺c物之間的關(guān)系。
團(tuán)隊當(dāng)時的想法是由于人們認(rèn)為“實時送達(dá)”是不可能實現(xiàn)的，所以就會事先囤積各種東西，比如他們會購買一大堆電池，然后任由這些電池在抽屜里耗光電量，同時還有可能會去購買那些一年只會用上10分鐘的電鉆，而這些長時間處于閑置狀態(tài)的物品實際上都是對各種資源和生產(chǎn)力的浪費。
這種想法看起來似曾相識，實際上，這正是2000年代中期Wolrdchanging等組織在創(chuàng)辦“產(chǎn)品-服務(wù)系統(tǒng)”時所秉承的主要理念，而這一理念隨后也成為“共享經(jīng)濟(jì)”的指導(dǎo)思想，那就是我們的世界可以生產(chǎn)更少的產(chǎn)品，因為高效的數(shù)字化物流可以把每一件物品都達(dá)到“物盡其用”的狀態(tài)。
“很顯然，這將有助人類社會從‘所有權(quán)社會’轉(zhuǎn)變向‘使用權(quán)社會’，我們要以更強的集體感來對待生活中的每一件物品，”泰勒說道，“如果我們能夠做到這一點，在降低噪音污染和碳排放的情況下提升安全性，那么這個世界會發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)變呢？”
那么，對于此時的谷歌而言，想要實現(xiàn)“實施送達(dá)”,首先要解決的事情就是開發(fā)出一款能夠自主飛行的飛行器。
無人機的運轉(zhuǎn)模式選擇
Google X實驗室坐落在谷歌山景城總部的一座紅磚建筑里，在穿過一個標(biāo)有“The Hatchery（孵化器）”的大門后，羅伊刷了一下自己的工卡，我們便進(jìn)入到了Project Wing秘密項目的核心區(qū)域。
這實際上是一個車間，桌面上擺放著漁線、三色膠帶、垃圾桶、緊固件、備用天線、噴膠槍和一些鉆頭。而在我右側(cè)，隔著玻璃門可以看到4架完全一樣的無人機的機身。當(dāng)時后面還有一個人正在制作電子元件，這些元件在頂燈的照耀下閃著銅光。
車間里四處擺放以不同生物為靈感而設(shè)計的無人機模型，我們還看到幾個馬蹄蟹形狀的無人機模型，由于采用了透明的塑料外殼，所以能夠清楚看到里面的電子元件。此外，車間的天花板上還吊著一架塞斯納（Cessna）模型。而架子上則擺放著各種像昆蟲一樣的四旋翼直升機、一架將直升機馬達(dá)整合到唯一的機翼中的古怪飛行器以及一輛遙控怪物卡車。
不過，最引人注意的無人機模型還是擺在車間中央的桌子上的白色原型產(chǎn)品，這個閃閃發(fā)光的設(shè)備上貼著“Chickadee（山雀）”的標(biāo)簽，這架立式垂直起落飛機與在澳大利亞市郊農(nóng)場投下狗糧的那架無人機一模一樣。
其實這架無人機的設(shè)計非常簡單，尾翼提供支撐，塑料機身加上兩個用泡沫板制成的機翼，整個飛機外覆蓋了一層預(yù)防惡劣天氣的保護(hù)層。它配備了四個旋翼，兩個位于機身底部，另外兩個則位于機翼的邊緣。
雖然設(shè)計簡單，但這架無人機的制作工藝還是相當(dāng)贊的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，閃閃發(fā)光的機身會讓人感覺這是一件已經(jīng)完工的配有多種定制電子元件的成品，但走近細(xì)看，就會發(fā)現(xiàn)機身是手工制作而成的，上面的指紋甚至還能清楚看見。有些地方的處理很是專業(yè)，有些地方則顯得比較粗糙，至少可以肯定的是這仍是一件尚未完成的作品。
這種飛行器并不常見。大部分飛行器都像飛機一樣擁有固定的機翼，只有部分直升機使用一個或多個旋翼來實現(xiàn)空中懸停。如果想要飛到天空之上，固定翼飛行器主要依靠水平氣流，而直升機則主要依靠垂直氣流，這兩者的優(yōu)劣勢都很明顯，固定翼更符合空氣動力學(xué)原理，所以效率更高、航程更遠(yuǎn)、油耗更低。而直升機則更易適應(yīng)不同的環(huán)境，無需跑道即可實現(xiàn)起降，同時能在半空進(jìn)行盤旋。
而在軍事領(lǐng)域之中，無人機也主要以“捕食者（Predators）”和“全球鷹（Global Hawks）”兩類遠(yuǎn)程固定翼飛行器為主。但對于業(yè)余愛好者來說，DJI Phantom 2和Parrot AR.Drone等四旋翼直升機要更受追捧一些。
航空領(lǐng)域中還有一種集成了固定翼飛機和直升機兩者優(yōu)點的混合式飛行器，部分航空公司已經(jīng)對此進(jìn)行過嘗試，但由于需要執(zhí)行兩套截然不同的任務(wù)，向不同的方向推送氣流，所以其飛行系統(tǒng)要更為復(fù)雜一些。比如洛克希德？馬丁公司（Lockheed Martin）所研制的F-35B新型飛機就在機身上加入了旋轉(zhuǎn)式兩用噴氣引擎，從而可以通過向地面噴射氣流來完成起飛，然后在空中旋轉(zhuǎn)引擎的方向，進(jìn)而推動飛機前進(jìn)。
立式垂直起降飛機則采取了另外一種運作模式，即在飛機升空之后，再將整個機身從垂直方向旋轉(zhuǎn)到水平位置，這已經(jīng)成為航空史上的一種很有吸引力的設(shè)計模式。比如納粹德國就曾考慮設(shè)計這樣一架飛機，同時美國國防部也曾經(jīng)考慮過這種模式，洛克希德？馬丁公司和康維爾公司甚至為此分別開發(fā)了兩款原型機。下圖所拍攝的就是一架垂直停在跑道上的美國海軍Lockheed XFV-1機型，飛機上所采用閃閃發(fā)光的鋼板頗為復(fù)古，但垂直立在跑道上的架勢有充滿了未來感。然而，這些項目最終都沒有得到太大進(jìn)展，其主要原因是難以找到較好的方式來幫助飛行員適應(yīng)方向的瞬時變化。
但這對于無人機來說完全不是問題，因為飛行員可以直接坐在電腦前進(jìn)行遙控操作即可。動力系統(tǒng)、電池、電線和大型電容直接安裝在機身上與馬達(dá)相連，而馬達(dá)的性能數(shù)據(jù)則會反饋給飛行電腦。傳感器的數(shù)據(jù)來自固定在電腦左側(cè)的IMU慣性測量裝置，該裝置使用加速計和陀螺儀來確定飛機在X-Y-Z三軸上的具體位置，這也是無人機實現(xiàn)飛行的重要組成部分。飛機的鼻子上還內(nèi)置了一個GPS模塊，尾翼則安裝了向下的攝像頭。目前的無人機版本并未搭載激光測距系統(tǒng)，但安裝了兩個無線電通信裝置，一個能夠通過高帶寬發(fā)送遙測數(shù)據(jù)，另一個則可以通過低帶寬實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。
雖然谷歌目前還并未確定Project Wing項目將來所用到的所有設(shè)計元素，但其已經(jīng)開發(fā)出一個設(shè)計平臺，盡管硬件是無人機的關(guān)鍵組成部分，但研究團(tuán)隊貌似對于采用哪種飛行器能夠滿足最終的需求并不太在意。泰勒和羅伊也堅持認(rèn)為他們所面臨的真正挑戰(zhàn)是該系統(tǒng)中其它部分的設(shè)計，比如配送機制。
可以想象一下，從空中向地面送貨實際上有許多可供選擇的方式，包括降落傘，研發(fā)團(tuán)隊還真就嘗試過這種方式，但如果風(fēng)太大，就會對其形成干擾，進(jìn)而很難保證投遞的精準(zhǔn)度。同時，無人機也可以借助精準(zhǔn)彈道技術(shù)向下彈射的方式，“我們確實也考慮過這種方式，”羅伊介紹稱，“但當(dāng)謝爾蓋走到一個陽臺上時，我們差點在一次投遞測試中直接擊中他。”
還有一種方法是讓飛行器直接降落到地面，放下包裹后再重新起飛。為了測試這種方法，研究團(tuán)隊還找來了幾位公司的用戶體驗研究人員，讓他們對潛在用戶進(jìn)行針對性的調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即便在收貨之前明確告知用戶旋翼存在危險，但仍然會有很多人會忍不住觸摸飛行器。所以最終他們不得不采納羅伊一直都比較堅持的方法，用一根線吊住包裹，然后通過絞盤將其放到地面后再收回吊繩。
曾在加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院就讀的機械工程師喬安娜？科恩（Joanna Cohen）負(fù)責(zé)設(shè)計了這套精巧的裝置，該裝置包含幾個關(guān)鍵的部件。第一個就是使用高強度漁線制成的絞盤，第二個則是前文提到過的與包裹一同著陸的“感應(yīng)蛋”設(shè)備，它可以在探測到包裹已經(jīng)落地后讓無人機自動收回吊繩。如果出現(xiàn)緊急情況，還可以利用無人機上的刀片割斷吊繩，從而讓無人機擺脫困境繼續(xù)飛行。
速度方面，當(dāng)包裹快速下降時，其速度約為每秒10米。而在其即將到達(dá)地面時，速度則會降至每秒2米，從而實現(xiàn)軟著陸。
從理論上說，或者在理想情況下，要實現(xiàn)上述情景并不困難，但根據(jù)Project Wing項目的硬件主管詹姆斯？伯吉斯（James Burgess）的介紹，其實際操作過程并不是想象中那么容易。“當(dāng)無人機在接近用戶的房子時，‘感應(yīng)蛋’隨時都有可能會撞到什么物體上，比如電線、樹木、屋頂或扶手等等，總之整個投遞的過程會遇到各種未知的因素和環(huán)境挑戰(zhàn)，”伯吉斯說道，“所以‘感應(yīng)蛋’一定要足夠智能，必須能夠判斷出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，同時絞盤還要判斷出完成投遞所需的吊繩長度。‘感應(yīng)蛋’會發(fā)出命令說‘我碰上了什么東西’，然后無人機回復(fù)‘稍等，你還沒有抵達(dá)目的地，一定要抓牢包裹’，在這種情況下，設(shè)備上所有的傳感器和元件就像一個網(wǎng)絡(luò)一樣在進(jìn)行協(xié)同運作，從而制定出正確的決策來完成投遞。”
從目前情況來看，這種方式基本上能夠確保部分決策的合理性，但當(dāng)我問及如何處理可能碰到的電線問題時，整個團(tuán)隊都覺得這是一個極具挑戰(zhàn)的問題，而目前尚無有效的解決辦法。“畢竟我們還處于發(fā)展初期，”羅伊說道，“現(xiàn)在還沒有走到必須解決這個問題的地步。”
實現(xiàn)真正的“無人駕駛”
與所有的自動化機器人一樣，快遞無人機也有三項基本任務(wù)，分別是：（1）知道自己所在的位置；（2）確定下一步的目的地；（3）通過各種控制模式到達(dá)目的地。
事實證明，在理想條件下，要完成從一個地點到另一個地點的基本任務(wù)并不困難，有些業(yè)余愛好者所制作的無人機也可以通過自動識別導(dǎo)航點來完成這一目標(biāo)，還有一些則能依據(jù)地面所發(fā)出的信號進(jìn)行飛行。但實際上這種飛行模式更像是自動巡航，而不是無人駕駛，因為它只需控制飛機的導(dǎo)向、高度和速度即可，這就像是把汽車上的定速巡航轉(zhuǎn)移到了飛機上而已。然而，從定速巡航到無人駕駛卻是一個巨大的飛躍，同樣，從自動巡航到自主飛行也是一大飛躍。
與谷歌的無人駕駛汽車系統(tǒng)一樣，無人機所面臨的真正困難的也是如何應(yīng)對數(shù)千種意外狀況和極端情況，如果想要大規(guī)模部署這種無人機，就必須處理好這些問題。那么，對于谷歌來說，倒是可以借鑒一些無人駕駛汽車項目中的經(jīng)驗，將不同狀況下的處理方式集合起來形成一套可靠的技術(shù)，但這其中仍然有一個非常大的問題，那就是要開發(fā)出一套能夠幫助汽車在高速公路上自動行駛時應(yīng)對99%的狀況的軟件并不難，但剩下1%的極端情況應(yīng)該怎么辦呢？
如何尋找并學(xué)習(xí)如何應(yīng)對這些可能的極端情況，并據(jù)此研發(fā)出一套安全程序來讓機器人在遭遇超出其能力范圍的情況時保持正常運作，將會是谷歌無人汽車和無人機等大型長期項目需要解決的核心問題。
在無人駕駛汽車中，谷歌創(chuàng)建了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，里面記錄了需要人類駕駛員接管汽車的所有情況。他們模擬出了在沒有人類駕駛員介入的情況下所發(fā)生的緊急狀況，并嘗試通過不同的軟件方法來告訴系統(tǒng)如何應(yīng)對這些情況。而每當(dāng)他們因此而改變系統(tǒng)的邏輯時，谷歌都會對整個數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新和測試，以保證這些調(diào)整不會擾亂整套系統(tǒng)的運作。
Project Wing項目可能也在數(shù)據(jù)庫和人類操作員等方面采取了相似的方法，但他們不會像無人駕駛汽車那樣采用“一對一”的模式，泰勒希望用相對較少的飛行員控制大量的無人機，只是幫它們在遇到緊急情況時幫其做出正確的決策。
“如果無人機正在嘗試下降高度，但剛剛下降了3英尺就被卡住了，此時它是應(yīng)該返回，還是繼續(xù)降落呢？類似這樣的問題似乎沒有正確的答案，”泰勒描述道，“此時就應(yīng)該向控制中心詢問合理的解決方案。”
這也是谷歌在研發(fā)多個由計算機驅(qū)動的系統(tǒng)或產(chǎn)品時為了實現(xiàn)高穩(wěn)定性而經(jīng)常采用的模式（比如谷歌地圖的制作），其會投入數(shù)千名員工監(jiān)督和修正系統(tǒng)自動生成的結(jié)果。實際上谷歌在項目中借助人類的智慧已經(jīng)不是什么秘密了，他們不會完全依靠電腦程序來保證項目的可靠性，而是會把最后的1%、0.1%或0.01%交給廉價的人腦來進(jìn)行處理。隨著時間的推移，人類便可以將自己的應(yīng)對方式教給機器。“當(dāng)人類說‘應(yīng)該這樣處理’時，系統(tǒng)就會自動記錄隨后的應(yīng)對方法，”泰勒說道，“長此以往，類似狀況發(fā)生的頻率就會逐漸降低。”
對于無人機而言，還有一個人類可能幫不上什么忙的領(lǐng)域，那就是開發(fā)幫助無人機應(yīng)對空中的鳥類、其他無人機和直升機等飛行物的“探測-躲避”系統(tǒng)，這些問題有的可以通過監(jiān)管方式解決，比如為無人機界定一個專屬空域，并為其中的所有人造飛行器安裝應(yīng)答器和信號發(fā)射設(shè)備。但這并不能解決所有的問題，因為鳥類是不可能使用這些設(shè)備的，它們也不會遵守人類的規(guī)定。而根據(jù)羅伊的介紹，谷歌的“探測-躲避”系統(tǒng)目前還處于研發(fā)早期，距離最終的實現(xiàn)還有很多問題需要解決。
想象一下現(xiàn)實中可能遇到的情況。用攝像頭、雷達(dá)或激光指向飛行器前進(jìn)的方向，背景可能是隨時都會發(fā)生變化的天空或地面，所以環(huán)境將是非常嘈雜的，此時唯一的信號是無人機可能已經(jīng)處于即將與遠(yuǎn)方物體相撞的軌跡上，但該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(shù)據(jù)來判斷遠(yuǎn)方物體的類型并預(yù)測它可能會采取的行動。此外，不管當(dāng)時的光照或能見度條件如何，這種分析工作都需要時刻進(jìn)行。
預(yù)測其它飛行器的前進(jìn)路徑則需要在算法上做出一些權(quán)衡，其中的一種極端狀況是可以通過軟件將其它飛行物設(shè)定為隨時可能做出任何舉動，但這種過于保守的考慮無疑會導(dǎo)致在正?？沼騼?nèi)的飛行變得異常困難。而在另一種極端狀況下，可以假設(shè)其它飛行物都會沿著固定的路徑前進(jìn)，但此時如果遇到飛機轉(zhuǎn)向、鳥類俯沖或是四旋翼直升機變向等情況，就可能會導(dǎo)致各種問題。
在無人駕駛汽車的研發(fā)中，谷歌也必須針對其他汽車、行人和自行車建立類似的模型，但寬度有限的公路已經(jīng)大幅制約了可能出現(xiàn)的意外情況，同時汽車司機的操作數(shù)據(jù)相對比較容易搜集，谷歌只需通過記錄大量的駕駛活動即可為模型積累更多的數(shù)據(jù)，以便了解其他車輛都是如何在公路上行駛的。
相對于公路來說，天空的區(qū)域則要寬廣許多，而飛行器的體積又明顯過小。此外，空中的擁擠程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于公路，所有的飛行物都可以向任何方向移動。羅伊的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，即便讓兩架遙控飛機可以接近，也很難觸發(fā)“探測-躲避”系統(tǒng)，但無人機卻需要借助這些系統(tǒng)來實現(xiàn)極高的可靠性和自動駕駛能力，所以這也成個了整個項目中最難解決的問題之一。
除此之外，還有許多問題需要解決。例如現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)在可用性和準(zhǔn)確性等方面對于指引無人機這樣的簡單任務(wù)來說基本上毫無用武之地；包裹的裝載尚需要大量人工的參與；無人機送貨的經(jīng)濟(jì)性尚且無從談起；無人機需要續(xù)航更久的電池，同時還需要降低運行噪音；無人機零部件的可靠性也有待提升等等。
同時，谷歌還需要去說服用戶接受無人機送貨的方式，而不再以來快遞公司的卡車。但無人機不僅會涉及安全問題，還有很多人擔(dān)心無人機可能產(chǎn)生的污染和電子垃圾問題，此外，無人機最終還有可能讓一些卡車司機丟掉工作，所以谷歌的Project Wing項目任重而道遠(yuǎn)。
最后，Project Wing還需要面對的根本問題是人們究竟需要什么樣的東西來讓無人機在兩分鐘之內(nèi)送達(dá)？盡管通過無人機來促進(jìn)共享經(jīng)濟(jì)是一個不錯的創(chuàng)意，但未來該如何應(yīng)用卻是一個不得不認(rèn)真考慮的問題。
谷歌的無人機送貨項目最初是為了運送心臟除顫器，但如今已經(jīng)有很多城市通過其它方式解決了這一問題，他們將除顫器放置在一座城市的不同地區(qū)中，這種方法看起來雖然不上檔次，還有些浪費資源，但卻簡單易行，不僅無需無人機的參與，也不必克服那么多的技術(shù)障礙。所以至少在現(xiàn)在看來，無人機投遞仍然是個看起來很美的設(shè)想罷了。
并不孤單的Project Wing
在無人機投遞的研發(fā)上，谷歌的Project Wing并不孤單，電商巨頭亞馬遜也正在研究這種先進(jìn)的投遞方法。亞馬遜在去年12月宣布了無人機送貨項目的研發(fā)計劃。此外，由安德里亞斯·拉普托普洛斯（Andreas Raptopoulos）創(chuàng)辦的Matternet公司同樣也加入到這場面向未來的角逐之中。
起源于奇點大學(xué)（Singularity University）的Matternet一直在致力于研究如何向沒有公路的地方輸送藥品和其他高價值商品的方法，目前他們已經(jīng)在海地、多米尼加共和國和不丹進(jìn)行了若干測試。
自從亞馬遜宣布無人機送貨項目以來，Matternet也開始收到外界的廣泛關(guān)注。拉普托普洛斯希望在谷歌宣布無人機送貨項目后，該公司還能獲得的更多的關(guān)注。“亞馬遜宣布無人機送貨項目將我們的知名度提升到前所未有的高度，人們的觀念也因此發(fā)生了巨大變化，他們開始從企業(yè)和組織層面去思考問題，而解決這樣的大問題確實蘊藏著大機會，”拉普托普洛斯說道，“我覺得如果谷歌宣布了類似計劃，那將會進(jìn)一步推動這個趨勢的進(jìn)展。”
盡管如此，拉普托普洛斯對無人機送貨的設(shè)想與谷歌存在較大差距，他并不想為所有人提供不限地點的服務(wù)，而是希望利用無人機向小企業(yè)的倉庫運送物品，幫助他們利用這種方式來提升經(jīng)營效率，同時他在短期內(nèi)還不打算在發(fā)達(dá)國家開展這種物流服務(wù)。
而在硅谷之外，無人機送貨項目仍然擁有許多粉絲。在歐洲，有一個名為“無人機貨運平臺（Platform Unmanned Cargo Aircraft,簡稱PUCA）”的組織聚集了許多擁有類似想法的人，按照他們的設(shè)想，未來世界的空中將會有大批的無人機裝載2噸至20噸的貨物在緩慢飛行，這些無人機主要服務(wù)于那些基礎(chǔ)設(shè)施不完善的落后地區(qū)。一個地面操作員可以控制10到30臺無人機，為了節(jié)省燃料，它們將會以每小時300英里（約合483公里）的速度飛行。同時，這些無人機將會不分時段地晝夜運行，從而創(chuàng)造更加靈活的物流服務(wù)。如果按照這種設(shè)想，送貨無人機更像是在天空飛行的公共汽車，而不是承擔(dān)著兩分鐘“實時送達(dá)”服務(wù)的Project Wing.
PUCA組織由來自荷蘭的商學(xué)院教授漢斯·希爾肯斯（Hans Heerkens）創(chuàng)辦，該組織在今年早些時候曾舉行過一次會議，會議吸引了空客和荷蘭空軍等機構(gòu)的參與。有趣的是，有著記者和小說家雙重身份的喬納森？萊加德（Jonathan Ledgard）也參加了此次會議，目前他正在與瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院合作在非洲地區(qū)研發(fā)一個無人機送貨項目。
根據(jù)萊加德的介紹，他將這個項目中所用到的機器人稱之為“驢”.“驢的特點與送貨無人機比較相似：踏實可靠值得信賴，聰明伶俐從不抱怨，不僅價格低廉，而且不畏嚴(yán)寒酷暑，”萊加德說道，“之所以將貨運無人機命名為為‘驢’是經(jīng)過我們的深思熟慮的，驢不是飛馬，它的特點不在于速度，它不會投放炸彈，也不會監(jiān)視你的行動。它只會在兩個地點之間安靜而忠實地運送貨物，僅此而已。”
萊加德希望在在非洲設(shè)計一條高度與埃菲爾鐵塔相仿的貨運航線，與谷歌不同，他并不希望這類飛行器能夠覆蓋全球。“我們會對航線進(jìn)行限制，‘驢’只能在寬約200米、高約150米的空中走廊內(nèi)內(nèi)飛行，”他介紹說，“如果航線比較繁忙的話，我們會適當(dāng)提高無人機的速度，就像是無需線纜和支撐機構(gòu)的高速滑雪纜車一樣。此外，航線上還設(shè)置了多個補給站，它們將會負(fù)責(zé)為‘驢’提供清潔的能源補給。”
盡管良好的路況能夠提升工業(yè)化程度和人們的生活水平，但萊加德認(rèn)為目前的非洲并沒有足夠的資金來修建公路，鑒于這種情況，非洲的國家和人民如何才能實現(xiàn)更大的繁榮呢？或許唯一的解決之道就是空運。
萊加德在《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志（The Economist）擔(dān)任了10年的記者，他在非洲大陸有著豐富的游歷經(jīng)驗，他堅信技術(shù)悖論將在21世紀(jì)滲透到貧窮國家。“某個地區(qū)可能沒有干凈的水、安定的環(huán)境和起碼的教育機制，”萊加德說道，“但他們卻完全有機會看到飛在天上的機器人。”這聽起來可能有些荒謬，但這未來并不是不能實現(xiàn)的。
聯(lián)合監(jiān)管機構(gòu)制定政策
谷歌已經(jīng)為無人機的未來設(shè)定了具體的目標(biāo)，但僅僅是公布了這一目標(biāo)就讓Matternet和萊加德的項目備受關(guān)注，而谷歌對無人機的興趣無疑讓許多類似項目的研發(fā)順利獲得了更多的資源，從而大幅加快了研發(fā)進(jìn)度。
除了獲得更多的關(guān)注之外，無人機送貨項目的支持者希爾肯斯還希望財大氣粗的谷歌能夠創(chuàng)建一種模式可以讓其他公司來利用它的基礎(chǔ)設(shè)施資源。“我認(rèn)為谷歌進(jìn)軍這一領(lǐng)域的真正意義不在于他們擁有多少架無人機，”希爾肯斯說，“而在于以其強大的實力為整個行業(yè)提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施支持，比如幫助政府制定‘探測-躲避’系統(tǒng)的認(rèn)證方法等。”
Matternet公司的拉普托普洛斯也希望谷歌不必涉足具體的服務(wù)，而是為其他企業(yè)提供云計算基礎(chǔ)設(shè)施來幫助他們更好地管理自己的無人機。“谷歌在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和對地圖的理解等領(lǐng)域都擁有無人能及的優(yōu)勢，”拉普托普洛斯說道，“他們可能真的在考慮建造一套基礎(chǔ)設(shè)施，而不僅僅著眼于某一項服務(wù)。不過這目前還是猜測而已。”據(jù)稱拉普托普洛斯還曾經(jīng)就該項目與泰勒進(jìn)行過深入溝通。
另一方面，谷歌還肯定會對政府的無人機監(jiān)管政策產(chǎn)生重要影響。“相對于亞馬遜而言，谷歌一直都更愿意與政策制定者和利益相關(guān)者合作促成技術(shù)變革，”華盛頓大學(xué)的無人機監(jiān)管專家瑞恩·卡羅（Ryan Calo）說道，“比如網(wǎng)絡(luò)中立、公平使用、隱私保護(hù)，以及最近的交通等問題，而谷歌的加入肯定會顯著影響監(jiān)管機構(gòu)對無人機的態(tài)度。”
而對于谷歌來說，可能會在無人機項目上繼續(xù)沿用其在無人駕駛汽車項目上的做法。谷歌之前曾聘用了美國國家高速公路交通安全管理局的前任官員羅恩·梅德福特（Ron Medford）來對政府部門進(jìn)行游說。而在谷歌的支持下，梅德福特已經(jīng)對加州、內(nèi)華達(dá)州和其他允許無人駕駛汽車上路的州產(chǎn)生了顯著影響。而這一次，谷歌有可能會聘請美國聯(lián)邦航空管理局的官員來推進(jìn)相關(guān)法律法規(guī)的出臺。
泰勒也承認(rèn)谷歌確實希望在針對無人機的監(jiān)管政策制定上保持一定的話語權(quán)。“我們肯定會與公眾和監(jiān)管機構(gòu)進(jìn)行對話，從過去兩年，尤其是過去數(shù)月與監(jiān)管機構(gòu)的溝通情況來看，我對于雙方達(dá)成共識持謹(jǐn)慎樂觀態(tài)度，”泰勒說道，“大家都希望這個世界變得更好、更安全，都希望在讓科技造福人類的同時吧負(fù)面影響降到最低。”很顯然，這是谷歌在談及新項目時慣用的辭令。