当 Zipline 公司的一架无人机以每小时约 70 英里的速度在空中飞行时，最理想的情况是不会有其他低空但速度更快的飞机与之相撞。Zipline 无人机通过降落伞在卢旺达和加纳等国家运送以健康为重点的物资（如血液）。它们还在阿肯色州的一家沃尔玛提供商业配送服务。在卢旺达，它们甚至还在运送公牛（和猪）的精液，用于人工授精，重点是（在公牛精液的情况下）遗传多样性和产奶量。
与任何其他航空器运营商一样，Zipline 不希望发生空中碰撞。该公司首席技术官 Keenan Wyrobek 表示，特别是在美国，导航空域可能很棘手。普通人乘坐塞斯纳飞机巡游，或者操作喷洒农药的飞机，或者直升机，这些低空飞行的飞机可能没有应答器来播报其位置。“很多这些飞机，它们根本不需要携带应答器，”Wyrobek 说。“这个国家有一种航空领域的‘狂野西部’精神。”
虽然驾驶小型飞机的飞行员有责任向前看并避开另一架飞机（如悬停的直升机），但对于无人机来说，无人机本身需要采取行动来避免被撞。“实际上是无人机的责任去看到那架塞斯纳飞机朝它们飞来，并避开，”Wyrobek 说。在这种情况下，慢悠悠的牛仔必须为疾驰而来的牛仔让路。
这引发了一些问题，这些问题不仅适用于这家公司：一架没有飞行员用眼睛观察可能与之相撞的交通的无人机，如何才能避开一架快速飞行的飞机？它如何才能首先识别出威胁性的交通？
这个更大问题的解决方案，至少在 Zipline 的情况下，并不涉及雷达、摄像头、激光雷达或其他传感器——这些通常是自动驾驶汽车领域常用的方法。相反，这家无人机公司决定采用麦克风来监听其他飞机，然后让无人机避开它们。
设置是这样的：总共有八个麦克风，每个麦克风都安装在 11 英尺长的机翼前缘伸出的探头上，构成了负责探测其他飞机的传感器阵列。该系统需要能够忽略无人机本身的背景噪音——无人机周围的空气以及其自身的螺旋桨声音——只监听其他飞行器。“阵列很重要，既能帮助获得足够的信噪比来远距离听到飞机，又能确定飞机的位置，”Wyrobek 说。这样它就可以“三角定位出那些飞机实际来自哪里”。
为了实现这一功能，无人机依赖少量机载计算能力。“这是信号处理技术（如波束成形）与机器学习、基于人工智能的技术相结合，才能真正定位出该飞机的确切位置，”他说。一台小型的板载 GPU 有助于完成这项工作，因为这类芯片非常适合处理与人工智能相关的任务。Wyrobek 说，幸运的是，麦克风产生的数据量不大。“实际的信息传输量很小，[所以]计算量并不大，”他补充道。
为了构建该系统，他们收集了包括无人机与人类驾驶的飞机（如飞机或直升机）之间约 15,000 次预定互动在内的训练数据。当然，在热气球或滑翔机的情况下，麦克风帮助不大，但 Wyrobek 说，这种方法有一个意外的好处是，快速移动的飞机通常也更响亮，这意味着来自更快移动威胁的信号更强。
目前，该公司正在等待监管部门批准，允许无人机上的软件做出规避动作，以避开可能与其相撞的飞机，这将涉及诸如主动转弯避让并进入盘旋等待模式直到情况明朗等机动。目前，麦克风已经安装在部分无人机上，尽管整个系统尚未启用。“麦克风以为它们在控制，但实际上它们并没有，”他说；团队在飞行后会检查它们的数据，“以确保它们想要做的与应该做的相符。”
Wyrobek 预计将在他们运营的许多地区使用基于声音的探测和规避软件。“在大多数地方，我认为我们会使用它，”他说。“随着我们扩大规模，我们希望不断提高安全性，而这是实现这一目标的一种方式。”从空域管理的角度来看，这听起来不错。
