这是 FAA 的无人机友好天空计划

美国未来飞行器,隐藏在一份枯燥的官方文件中。
联邦航空管理局

美国离无人机普及的未来又近了一步。联邦航空局(FAA)是美国民用航空的监管机构,昨天发布了一份题为《民用无人机系统(UAS)整合至国家空域系统(NAS)》的报告,该报告为无人机进入未来的天空规划了路线图。这是 FAA 计划将无人机安全地整合到我们头顶上空飞行的所有其他飞行器中。

目前,无人机在美国空域受到严格限制:FAA 禁止其使用,除非获得特定的测试场地批准,或者在较小无人机的情况下,将其作为模型飞机和玩具使用。(即使在这种情况下,FAA 也限制个人无人机用于商业目的,甚至起诉了一名出售其无人机拍摄视频的业余飞行员。)但无人机的广泛使用即将到来,这些无人机将不得不进入一个已经有航空公司、货运公司、商用直升机和持证飞行员的空中。

对于 FAA 来说,增加一类新的航空器是一项艰巨的任务,这可以理解。他们采取“首先,不造成伤害”的方法,声明当美国增加无人机进入天空时,将“在不降低现有容量、不降低安全水平、不负面影响当前运营商、或不增加空中用户或地面人员和财产风险的情况下”进行。

国会在 2012 年 FAA 重新授权时要求制定此路线图,以了解 FAA 在 2015 年将无人机整合到美国空域的目标进展情况。我们离那个未来还有多远?以下是昨天报告的主要内容。

什么是无人机?

FAA 不使用“无人机”一词,而是选择了一个政治上不那么敏感的术语“无人驾驶航空器”,但他们*确实*缩小了定义。

基本上,无人机是为一次以上用途设计的飞行器。巡航导弹带翼制导炸弹不在此列(而且它们也是军用机器,至少不太可能在商业空域使用)。至于模型飞机,这是一类较小的、类似玩具的飞行器,由业余爱好者使用,FAA 坚持使用较旧的定义,并限制它们只能在操作员的直接视线范围内飞行(而不是远程飞行,或使用模型上的摄像头进行导航)。在这两类之间是小型无人驾驶航空器,重量小于 55 磅(例如模型飞机),但它们以类似于常规无人机的方式飞行。这些将有特殊的规定,因为小型车辆进行远程远距离飞行是相当新的。

此外,FAA 强调无人机是*系统*的一部分,而不仅仅是飞行机器人。FAA 的规定还将管辖机组人员,包括飞行员和操作机载传感器的人员。FAA 还承认,系统的一部分是地面人员和空中机器之间的*数据链*——失去它,突然之间你就有一台没有飞行员的空中机器了。

Nicolas Halftermeyer,经 Wikimedia Commons 授权

如何防止坠机

对于 FAA 来说,一个因空中碰撞而成立的机构来说,无人机最可怕之处在于它们坠机的可能性。虽然无人机本身不载人,但它们仍然可能与其他飞机、车辆、建筑物或任何其他物体相撞,并造成伤亡或损坏,特别是当它们失去与飞行员的联系时。理论上,有一个技术解决方案:感知和规避算法。谷歌的自动驾驶汽车已经足够熟练,可以完成内华达州的驾驶考试,但导航平坦的道路比在空中移动要简单得多。

2012 年,美国陆军测试了其无人机的地面感知和规避系统,以证明它们可以工作。测试成功,预计 2014 年将进行进一步测试。因此,虽然技术正在开发中,但尚未准备好。还值得一提的是,地面感知和规避系统就像机器人飞机控制器,与无人机和飞机通信,防止无人驾驶航空器发生碰撞。这很有用,但它仍然没有解决无人机失去与其控制器联系的问题。

在这种情况下,无人机将需要拥有自己的机载感知和规避系统。根据 FAA 的说法,这项技术允许飞行器在与地面人员和计算机通信丢失时检测并绕过其他飞行器,充其量只能在中期可用,可能在 2016 年到 2020 年之间。对于机载感知和规避系统,FAA 表示“需要成熟的技术来支持 UAS 在 NAS 中的安全无缝集成”。在技术成熟之前,预计 FAA 将对无人机应用格外谨慎,尤其是在繁忙的空域。

隐私

报告称,无人机测试场地必须有 FAA 批准的隐私计划。这些计划将因测试场地而异,但必须具有相同的结构:公开张贴并可查阅的关于无人机活动的规则,每年审查一次,并征求公众意见。这是一个新变化,与 FAA 此前关于隐私的推诿态度不同,该态度认为隐私并非其“主要使命是确保整个航空系统的安全和效率”,报告称。参议员 Al Franken 在去年 3 月关于无人机的参议院听证会上提出了隐私问题,FAA 似乎已经认识到隐私是许多人的主要担忧。(目前,在联邦规则缺失的情况下,各州正在自行应对。德克萨斯州,在一架业余无人机拍摄到屠宰场非法倾倒后,起草了一项法律,规定未经被拍摄者明确同意,私人不得通过无人机进行摄影。该法律于 9 月 1 日生效。)

这些规则必然是宽泛的,因为该机构正在为将在不同管辖区飞行的航空器制定全国性指导方针,而这些管辖区可能对执法、个人和商业无人机的使用有不同的法律。另一个原因是保障隐私是该机构的新角色,他们正在非常、非常谨慎地对待它。(例如,请参阅 FAA 和那些寻求更大隐私保护的各方之间的往来文件,该文件与新隐私规则一起发布在 FAA 的同一份文件中。)对于大多数隐私权倡导者来说,FAA 可能做得还不够。但拥有一个框架,并认识到隐私是一个主要关切,这是一个巨大的进步,在平衡数千架飞行相机带来的好处和危险方面,还有很大的改进空间。

Lionel Allorge

大局观

除了缺乏授权外,美国企业、组织和公民在无人机使用方面面临两大障碍:公众对隐私的担忧,以及 FAA 对安全风险的恐惧。路线图解决了隐私问题,但这需要地方的参与、更好的监管和时间,才能让人们——其中许多人将无人机与定点清除计划联系起来——接受飞过附近葡萄园的小型机器并非风险。

然而,除非无人机真正能在美国天空中飞行,否则这一切都无关紧要,而这需要 FAA 对风险有新的认识,或者开发出更好的防撞技术。安全第一是 FAA 的工作原则,在 FAA 能够保证无人机不会损害美国空域 55 年来不断提高的安全水平之前,可以预见,获得批准的商业无人机使用将缓慢到来。但至少有了一个计划。

点击此处阅读完整的 74 页报告。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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