“捕食者”无人驾驶飞行器（UAV）已被证明是美军的强大武器，它能悄悄地潜伏在空中，然后俯冲下来向敌方目标发射导弹。它的有效性引发了一个重要问题：我什么时候才能拥有自己的“机械飞机”，可以在我身边嗡嗡作响，随时召唤下来教训那些在我路上遇到的烦人家伙？哪怕只是轻微的电击或一颗小纸团也行。
在这方面，我可能没什么运气了，因为奇怪的是，电击和纸团不像子弹那样享有宪法保护。所以，我只能另寻他法来利用这个在不久的将来几乎肯定会听我差遣的小型空中无人机。
事实上，我现在就想去 Brookstone 商店买一架 Parrot AR.Drone Quadricopter——这款价值 300 美元的四旋翼、自稳微型飞行器配有两个摄像头，我可以把它飞到我家街区 150 英尺的高空，悬停在我邻居们家外面，警告他们他们的过错将不再被忽视。这可以让我打发时间，直到我能负担得起更先进的 senseFly Swinglet Cam（价值 10,000 美元），它可以飞行 10 英里；或者 Draganflyer X4-P（价值 20,000 美元），它可以携带 1.5 磅的有效载荷——通常是高端相机——飞行约 15 分钟。
有了能够向我传输图像的带翼相机，我还将能够轻松地检查我的屋顶排水沟，追踪偶尔跑丢的狗，估算得来速窗口的排队长度，或者在走向我的汽车之前侦察一下昏暗的停车场。
但我可能会推迟购买微型无人机，因为即使是 Draganflyer，与世界各地大学和公司的几十个工程团队正在努力研究的东西相比，也只是个玩具：微型、自主、廉价的飞行器，你我都可以让它飞出几英里来执行各种各样的任务。
飞行的炸玉米饼来了
我个人认为，向大众提供个人空军能力没什么问题。但如果我们要用无人机做一些真正有趣的事情，我们需要它们飞得更远、更高、更久，并且携带更多东西，以及更复杂的控制。根据麻省理工学院航空航天学教授、前 F/A-18 战斗机飞行员 Mary “Missy” Cummings 的说法，这一切都在进行中。她专注于无人机的用户界面。“这是自太空竞赛以来航空业发生的最好的事情，”她说。“我们谈论的是一种入门成本低廉、任何拥有手机的人都可以使用的技术。”
Cummings 补充说，这个新领域吸引了世界各地的学生，并催生了一些创意。在她最希望实现的事情中，有一架个人无人机可以在她 3 岁的女儿够得上独立步行上学时一直跟在她身后。据报道，一位爱好者曾用无人机追踪牛群（这似乎是 EPA 的工作，尽管与广泛报道相反，EPA 并没有派遣无人机监视中西部各地的农场）。Cummings 说，一组学生正在制定一个基于无人机的炸玉米饼配送服务的计划。
负担得起的微型无人机将使普通公民和小企业能够获得目前只有政府机构、资金充足的科学家和大公司才能获得的工具。“如果有地震，我们可以轻松地将我们的无人机改造成移动的蜂窝基站，以恢复通信并帮助寻找幸存者，”乔治亚理工学院机器人和无人系统实验室负责人 Lora Weiss 说。我曾多少次被困在露营地、乡村城镇或休斯顿，渴望拥有那种基本的文明连接？我的无人机可以提供它，从中继附近（总是有的）的全球数据通信节点（也称为星巴克）的 Wi-Fi 信号，只要它在我的视线之外。
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说出你喜欢的怪癖爱好或激情——天气监测、野生动物侦察、环境监测、地形测绘——现在都可以用一辆冰箱大小、数万美元的无人机来完成，很快就可以用一双鞋盒大小、几百美元的版本来完成。
不幸的是，个人无人机还有很长的路要走。例如，从技术上讲，Draganflyer 仅仅是一架能送四个炸玉米饼的无人机。对我来说，这足够了，但是我的家人和晚餐客人要吃什么呢？有效载荷重量的限制严重限制了基于无人机的配送行业的前景，该行业可以远远超出炸玉米饼——也许可以从你在大学时喜欢的那个炸玉米饼店，即使它在 75 英里之外，也能送来全套的卷饼。
阻碍这个梦想的是基本物理学，它无情地要求微型无人机增加的每一盎司重量都必须伴随着可用功率的大幅提升。安装更大的引擎很容易，但这需要更大的电池、更大的油箱或更短的飞行时间。像“捕食者”这样的固定翼（飞机式）无人机比旋翼式（直升机式）无人机在相同尺寸下可以携带更多的重量，但它们不能悬停近距离观察感兴趣的物体，也不能轻易地递送炸玉米饼，而且它们需要类似跑道的表面才能着陆。
为了让个人无人机飞行更长、更高、更远，研究人员正在探索在飞行中为电池充电的方法。“我们将能够无线输送电力给无人机，”堪萨斯州立大学航空系主任 Kurt Barnhart 说。“我们试图用无线电波来做到这一点，尽管其他人已经用激光做到了。”他补充说，另一项正在研究的方法是“能量收集”——让无人机在需要充电时自行停靠在电线上。最终，太阳能电池可能会变得足够轻巧高效，从而让无人机 indefinite 地滞空，至少在白天是这样。我很乐意将我的炸玉米饼消费转移到午餐时间。
快速、便宜且可控
如果微型无人机要真正实用，它们还必须能够控制到远超目前 Draganflyer 等飞机使用的射频信号的 1 英里限制。解决办法，就像当今生活中许多问题一样，是智能手机。Cummings 和她的团队已经开发了一种微型无人机原型，它已经在波士顿飞行，由西雅图一位装有手机的 armchair 飞行员控制。只要无人机有蜂窝信号、Wi-Fi 连接和电池电量，它就可以继续执行任务。
也许更好的是，个人无人机根本不需要任何直接控制。通过整合廉价的 GPS 芯片和从真实飞机上借鉴的自动驾驶软件，微型无人机正朝着自主飞行发展，让你可以简单地从电脑或智能手机上加载的地图中选择一条路径，然后释放无人机去飞行。SenseFly 的 swinglet cam 已经实现了这种无需飞行员和信号的操作，这也是它一次飞行可以覆盖 10 英里以上的原因之一。
在我们用成群的自主飞行相机、大气传感器和墨西哥食物填满天空之前，我们需要弄清楚如何防止它们相互碰撞，更不用说撞上客机了。美国联邦航空局目前通过禁止无人机在人口密集区域附近空域飞行来解决这个问题，而这通常是你最想让它们飞行的区域。但该机构计划到 2015 年允许无人机（民用或其他）与老式载人飞机共享空域——前提是无人机集成了防撞技术。
Barnhart 说，这是目前无人机面临的最大挑战。“让无人机对情况做出智能评估并操纵以避免任何危险，而无需被告知该怎么做，这是一个极其复杂的问题，”他解释道。但他的团队和其他研究人员在开发能够胜任这项任务的高度复杂的软件方面取得了很大进展。事实上，他说，现在的症结不在于无人机无法避开其他飞机，而在于它们无法预测老式飞机飞行员在发现一辆飞速驶来的牛肉卷饼时可能会采取的愚蠢、不可预测的行动。“我们必须确保无人机采取的规避行动不会导致更大的问题，”Barnhart 说。
自主性还有另一个好处：一架足够智能以避开其他飞机的个人无人机将能够寻找并与其他同类连接。“我们正在研究如何让一群小型、廉价、轻巧的无人驾驶飞机相互协调，”Weiss 说。为什么还要等 EPA 发射一架价值 20 万美元的无人机来监视你庞大的牧场，而你和你的朋友们却可以用你们的 500 美元无人机分担这项工作呢？不同的无人机可以覆盖不同的区域，或携带不同的传感器。Cummings 指出，未来的微型无人机甚至可能能够在空中自行组装，也许可以形成一个集体飞机，更有效地长途巡航，这样你就可以监测几县外的水力压裂作业（或者只是对你午餐的来源非常挑剔）。
我还在考虑协调的纸团攻击。只可惜宪法障碍不像技术障碍那样容易克服。
私人无人机引发了新的法律问题。你能监测当地的化工厂吗？也许。监视你的邻居？仍然是个坏主意。
David H. Freedman 是一位自由记者、作家，也是 DISCOVER 的长期撰稿人。您可以在 Twitter 上关注他：dhfreedman
