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一飞智控齐俊桐十二年前拿铁锹研究无人机

时间:2016-9-27 17:51:24编辑:齐俊桐来源:峰瑞资本栏目:国内资讯点击数(0)已有0人评论 加入收藏

  震中

  2013 年,当时我还在中科院沈阳分院研究商业无人机。4 月 20 日早上 8 点 45 分,我们从地震局得到消息:四川雅安市芦山县发生 7.0 级强烈地震,震中距成都仅 100 公里。

  对于一个无人机团队来说,这样的消息已经不是第一次听到了。2008 年汶川地震发生时,国家地震局希望我们小组用无人机来配合地震救援,提前做好数据统计,便于救援队制定方案。只是由于我们半年前才开始将商业级无人机应用在地震救援上,技术非常不成熟,只能做个演示。对于实际的地震救援,终究是有心无力。

  然而五年后,我们小组在接到通知后就带着设备开着车直奔四川,与地震搜救中心的队员汇合。每到一个地方,我们先用无人机排查一遍,收集好数据之后,救援队成员再根据指挥开展搜救活动。

  ▲ 雅安地震

  没有经历过地震的人,光凭想象很难体会出它的可怕。尤其是余震、山体滑坡,常常来得毫无征兆。从震中芦山镇到旁边的红星村,人走在路上还能看到石头从山上往下滑落,掉入江中。前方时常传来消息:有些年轻的志愿者因为来不及避让,竟然当场被石头砸中,不治身亡。

  我们一边躲避滑落的石块,一边推着器械和仪器往前走。最后终于到达了灾区的中心,开始配合救援工作。

  科研人员和民众,本来有一些天然的距离。以前我们一做实验,都得让老百姓离得很远,既担心出问题,也怕他们在那儿唧唧喳喳乱问。一旦进入灾区,这样的距离感就消失了。相比徒手挖开废墟的解放军,我们其实并没有做多少事。可老百姓并不会厚此薄彼。哪怕自己的食物、水都很少,也要拿给我们。

  这一方面是沾了解放军的光,另一方面则是因为无人机的力量:科技无法创造生命,但它可以发现生命。连一头幸存的猪都能让灾区的群众兴奋半天,更何况无人机可以翻越断壁残垣,在瓦砾中寻找生命的迹象。

  因此在尚未通电的灾区,只要我们团队一去,人们都会拿着快要没电的手机给无人机照相。他们都没见过无人机,总觉得这玩意儿功能很强大,能帮他们干好多事。

  最后一天我们走的时候,村民们都在路边儿举着 “解放军叔叔谢谢了” 这样的纸架子。连孩子们也没有去上课,每经过一辆车,就举着牌在那儿喊 “谢谢谢谢”。那个时候我们觉得特感动。车开到高速的时候,大妈们把自己家里的果子往我们车里塞。虽然他们不知道车里面是谁,也不知道我们到底为他们做了什么,但还是一直在那儿感谢我们。

  那次地震后,军队指挥部专门写了一个简报报给了中共中央办公厅和国务院办公厅,认为无人机救援是一个新技术,明显提高了他们的搜救效率。现在的地震搜救队已经配备了无人机。而在芦山地震灾区的三天,也成了我做无人机这么多年里最难忘的三天。

  十年

  我和大疆无人机的汪韬基本上同时在十二年前开始研究无人机。那个时候,我还是研究所的学生。汪韬则带着三五个人的小团队,成立了公司。

  那一代研究无人机的人,如果没有一点 “轴” 的劲,根本做不下来。当时没人知道无人机的商业价值在哪儿,更没法想象有人会去玩这个东西。我们都觉得无人机有用,但还不清楚怎么样实现它的商业价值,就想着一定要加快无人机的研究步伐。

  但在踏入研究所大门之前,我对无人机几乎一无所知。报到的第一天,我因为踢球把腿摔断了,在床上迷茫地躺了三个月。我上高中的时候想当飞行员,却因为近视 200 度就被刷了下来。当时觉得自己飞不了,能不能试着造出一些能飞的东西。一开始想去北京航空航天大学学航空、控制,最后却去了天津大学。天津大学没有飞机专业,所以就学了自动化专业。

  到了本科毕业时,才发现自己学的自动控制、飞行控制原理这些知识离实际应用还是太远。我的同学觉得肯定做不了和飞机有关的职业,大多去了外企。我因为想读和控制有关的研究生,几经辗转找到了当时的研究所,见到了我未来的导师。他那时刚从美国回来。从他的口中,我第一次知道了无人机。

  ▲ 无人机在美国是个相对成熟的行业。

  对于一个有飞行梦的年轻人来说,无人机的概念几乎是一个神话。在我听完导师眉飞色舞地描述美国人在这方面的进展后,我回到大学就开始准备研究生考试,并以最高分考入研究所,却没想到报到第一天就把腿给摔断了。

  躺在床上的三个月,我基本上把和无人机有关的书都看了一遍。等我好了以后,就和师兄、师弟一起开干,进入了白天做实验,晚上修飞机、编程序的生活。那段时间,每个人闻上去都和汽修工一样——沾满了无人机漏出来的汽油味。早期的模型都比较简陋。本来就东修西补的,还拴了一根线在上面,怕飞机飞走了就回不来了。

  这种情况不是没有发生过。有一次,无人机启动后没飞起来,螺旋桨一直在那儿 “嗡嗡” 作响。酝酿一番之后,它竟然在飞离地面的时候失控了,到处乱晃。我们在场的三个学生见势不妙,赶快拿手里的铁锹、扫帚把它拍地上。这是我们实验时必备的 “工具”。一旦失控,必须立刻把它拍到地上。这架失控的无人机要是跑入人群中,肯定血溅当场。

  无人机每次可以飞行 20 分钟。但即便到了现在,我都忘不了那提心吊胆的 20 分钟。怕飞不起来,怕飞起来乱晃,怕飞起来失控被拍到地面上还得修,怕……这样怕了两年后,我们终于取得了一个阶段性胜利——无人机不用手遥控就能平稳飞行。为了这两年一遇的胜利,几个学生还特地出了校门吃了顿海鲜。

  但吃完海鲜回来,我们才发现这实际上只是非常小的一步。相比后面遇到的工程化问题、技术细节,这实在是无人机学科的冰山一角。

  无人机行业最大的难点,就在于它的技术链很长,需要很强的技术整合能力。如果这个技术链上有一个点比较弱,整个链条就没办法串联起来。现在让任何一个小团队单独搞飞控,搞图像处理,或者搞数据,这都不难。真正的难点在于,如何把这些技术整合起来。只有这样,无人机技术才有可能真正的爆发。

  ▲ 无人机的技术链很长。

  这一整合,就过去了十多年。当时基本上没有人支持研究无人机。深圳的高楼大厦特别多。我们每次试飞无人机,都必须开车去找一些开阔的公园。无人机在天上飞着飞着,就有人过来说:“无人机飞着,万一削到人怎么办?” 要赶我们走。但光是看着无人机在天上飞,几个穷学生心里就很自豪很激动,觉得如果这东西能卖出两三套,就很满意了。

  在这之后,我们选择了两条不同的路:汪韬做出了消费级的无人机,给大家带来很愉悦、很酷的体验。而我想做的事情,是把无人机智控应用到各个行业领域,做商业级的无人机。

  相比消费级无人机,商业级无人机各方面要求都更高。相比消费级无人机身边常出现的飞鸟、白云,商业级无人机背后却是密布的高压电线和农作物。因此,“大脑”(避障环境感知功能)的成熟度,成为了制约商业级无人机表现最为关键的技术节点。

  商用机和传统消费机的区别在于能更好的适应环境,传回更清晰更稳定的图像,如果我们用作娱乐,会选择一个空旷的环境便于飞行。而商用无人机是不论环境合不合适,都要去完成飞行任务。比如物流快递,不管去送达地是否有障碍物,都要去飞行。这就要求无人机不仅需要有小脑来负责平衡稳定,更需要大脑,拥有更智能的环境感知和判别能力,大脑的发展将会造成商用无人机的爆发。

  ▲ 用无人机运披萨、录像带,需要更为稳定地 “小脑”。

  现在这方面的技术被突破了,终于让无人机能够步入商业化的阶段。但在十年前,连技术路线都尚不存在。

  还好,我一直没有离开过这个行业。时代已经越来越好,各方面的因素都在推动无人机商用的步伐。首先,无人机所处的市场环境更好了,大家对无人机有了更加清晰直观的认识:无人机只是个平台,人们更需要的是它背后的数据和以及随之带来的价值。

  其次,无人机技术在不断的成熟。传感器精度越来越高,电机现在使用寿命越来越长,机械的部分越来越可靠……有了产业链伙伴的帮助,我们只要把飞控系统做好,就能拿出性能很好的无人机。最后,从政策法规来看,无人机的发展得益于国家鼓励创新的环境,还被写入了 “十三五” 的发展规划。

  十二年前几个学生沾满汽油味的梦,终于实现了。

  出招

  还是 2008 年。那个时候,无人机已经可以做一些简单的演示。很多人开始觉得:这个东西有用了。

  到了 2009 年以后,无人机的飞行控制系统越来越发达。它开始能做很多实际的应用,带来实际的价值。有一次,我和一个国家电网辽宁电力公司的总工程师聊天。他提到电力巡检需要人工拿着望远镜,去看这个线路有没有问题。我突然想到,这事儿完全可以用无人机来解决。在此之前,国内还没有团队提出用无人机巡检线路的解决方案。我们应该是国内第一个。

  那一段经历很痛苦很艰难。相比于做科研,电力公司是要我们实际干活的,对于无人机系统的稳定性、可靠性,还有操作模式、流程的要求都特别高。一帮人天天开着车,车上放着一堆面包、火腿、香肠,蹲到山里干活。哪儿有危险、问题,我们去哪儿。合作前期,电力公司的人操作不了无人机,只能由我们操作。尤其是发生重大灾害事故,电力公司对于无人机巡检的需求更高。有几次我们遇上大水阻路,只能推着车往前走。

  ▲ 被用在电网巡线的无人机

  但这也是我们团队成长速度最快的时候。在做电力巡检的这个项目里面,我们慢慢发现:无人机其实相当于一个平台,和什么东西搭配在一起,就能干什么样的事儿。

  因此,我们又把无人机拓展到农业领域。2008 年,我跟着农业部里面农业自动化的考察团去新疆考察采棉机、收割机这些农业器械。考察的时候,我发现一个问题:农业种植里面播种、收获、采棉这些环节都能机械化,而且效果非常好。但是喷药这样的事情,还是农民在那儿拿着药箱子喷洒。我就在想:为什么农药不能用机械化的方式完成?

  这其中要考虑很多技术细节,比如说:无人机会不会把作物吹坏?经过一、两年的实验后,我们发现无人机不但不会破坏作物,而且风一吹以后叶子是翻飞的,还更容易让叶子的背面施药。

  在技术上走通后,我们就开始了农业无人机的推广。其中农业喷洒会成为商业级无人机爆发的点。现在农业种植的情况是:70 后已经不会种地了,80 后不愿意种地,90 后根本不谈种地。但如果让 90 后用高技术装备去种地,他们就很感兴趣,觉得自己是在使用高科技,而不是种地。

  这也是另一种 “升级” 吧。

  下山

  到了 2012 年,我开始被一个问题困扰:在研究所里一天待下来,到底得到了什么?积累了什么?

  问这样的问题并非空穴来风。只是作为科研人员,我们把一条道走通了以后,没有给客户带来持续的价值和利润。最后得到的,只是一个一个技术的 demo(样本)。我当时就觉得,无人机应该进一步走产业化的路线。

  不过现在回过头来想,当时我的思想还是有些超前。在很多技术条件不成熟的情况下,做商业级的无人机应用不一定能赶上最好的时机。

  2015 年过完年后,我终于下定决心:不管在民用、国防,还是其他领域,我都希望让以前的一个个 demo 给社会带来实际的价值。因此我从研究所里出来,成立一飞智控。

  如同前文提到的,无人机只是个平台,人们更需要的是它背后的数据和以及随之带来的价值。因此,它可以和非常多的行业结合起来,发展成为华为这样技术平台级的企业。华为在通信领域拥有核心的技术,并把这些技术非常好地应用到了类似高铁这样的商业领域。而我们公司现在的技术核心,就是飞行控制的技术。我们想要做的事情是,做不同领域商业应用无人机的解决方案,提供的相关系统研发和数据服务支持。

  相比明年快满三十岁的华为,我们也不过在无人机领域中花费了 12 年的时间。在这 12 年中,我们专注做一件事,就是打磨无人机控制系统,并搞明白怎么把它和其他部件串联起来,让控制、数据流成为产业链的中枢。

  消费级无人机也曾经经历过这样的发展过程。从最初的航模玩具,到大疆的控制器,到图像传输模块,到遥控器,这一系列演进所导致的最后爆发,导火索都是消费级小脑(避障功能)的发展。大疆抓住了这个机遇,并在扩张后整合这些部件供应商。这也是我们预测的发展路径。

  和过去的研究所生涯相比,创业就像一个重新成长的过程。销售额上涨、带来的社会价值越来越大,包括我在内的团队成员视野更加开阔,这些都让我感到特别兴奋。原来我只是注重技术,现在看来,技术在整个的商业里边的价值可能只能够占到 30%。在其他的 70% 里面,品牌、市场、财务、商业的逻辑这些方面都很重要。如果不是从研究所出来,这些观点实在是天方夜谭。

  回想那个摔断腿躺在病床上的大学生,还是挺有意思的。人家是 “十年一觉电影梦”。我把 “电影” 换成了 “无人机”,也这么过来了。

  本文作者:齐俊桐,一飞智控(天津)科技有限公司创始人、CEO,天津大学机器人与自主系统研究所 副所长、教授、博士生导师。现任《Journal of Machinery Manufacturing Automation》 期刊主编,《Journal of Control Science Engineering》、《国际航空航天科学》、《无人机》 期刊编委,中国指挥与控制学会无人系统专业委员会委员。主持国家自然科学基金重点项目、 国家 863、973 等项目 40 余项。

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