無人機如果不能運貨，和沒籽的咸魚還有什么分別。

　　——奧托·洛吉斯蒂克

　　自從無人機技術的應用從高技術武器拓展到工業生產，甚至大眾消費品，人們一直在探索無人機的新應用領域，如航拍，植保，巡線等等，特別是在快遞業如此發達的今天，物流也是設想中無人機的一大應用場景，各大物流和電商公司(如亞馬遜、DHL、京東、順豐等)均提出和實施了各自的物流無人機研究計劃，雖然多數項目還遠未進入實用階段，甚至有些還停留在初期設計，但是在可預見的將來，物流無人機的應用勢必會越來越廣泛。當然，各大公司的關注，以及項目進展的緩慢，背后都是有其深層原因的，本文將對物流無人機的發展概況、涉及的技術細節及其普及所需要具備的條件做簡要梳理。

　　在討論物流無人機發展現狀之前，我們可以設想一些物流場景，借此從頭開始想一下——為什么需要無人機參與物流：

　　場景1：將電視機從本市的電商倉庫送到客戶家中;

　　場景2：市區內搬家服務;

　　場景3：給十個客戶運送所購日用品;

　　場景4：將急用文件送到臨近城市高層寫字樓;

　　場景5：給山區病人運送急救藥品;

　　場景6：為地震山區的多個村鎮運送應急物資。

　　對于成熟形態(可靠性高，智能化程度高，續航時間充足)的無人機，基本可以滿足后三個場景的應用需求，因此從以上幾個簡單應用場景中，可以得出無人機物流的幾點優勢：

　　首先，相對于地面運輸，無人機物流具有方便快速的優點，特別是在擁堵的城市和偏遠的山區運送急需物品，則可能比陸運節省80%的時間，而且按照發達國家經驗，高層建筑勢必會越來越多地配備直升機停機坪，也能夠方便無人機起降。

　　其次，無人機物流可以有效節省人力資源的消耗，將復雜環境下和大批量的投遞任務交給人和地面車輛，而將簡單場景下的小批量的投遞任務交給無人機，則可以更充分地發揮人力的靈活的高效率，減少體力消耗。

　　此外，在極端條件下，無人機可以輕松抵達地面車輛無法到達的區域，例如在應急救援物資的投送任務中，無人機配合直升機可以大大提高投送效率。

　　在上述幾個方面上，物流無人機的確可以解決時效性、廉價性和可達性幾個物流的重要問題，這也是世界范圍內的物流和電商公司都在看好物流無人機的基本出發點。當然，我們也可以很明顯地看出，即使是可預見的成熟形態的無人機，也難以在較低成本的前提下滿足前三個場景的大批量、復雜場景下的投送任務。梳理完無人機物流的部分優缺點，并且以此為前提，就可以更好地理解當前各物流無人機項目的出發點和可行性，以及預測成熟形態的物流無人機到底應該是什么樣子。

　　其實K-MAX本來是卡曼航空的一款有人駕駛多用途直升機，經過洛馬公司改造后成為了無人直升機，已經進行了多次戰場物資投送任務，一次可以運送超過2700kg的物資，當然，這種動輒上億美元的軍用機器，本不在本文的討論之列，因為僅從技術上講，當前的無人機技術已經完全能夠滿足不計成本的物流需求，現在需要探索的問題是如何將這些技術的實現成本降低到物流行業可以接受的程度。

　　這家公司在2013年就開始了用多旋翼無人機運送藥品的嘗試，其無人機可以攜帶2kg物品飛行接近10km，而且概念中的自動機場具備自動充電功能，可以作為機庫使用或者作為長航程的中繼。雖然急救藥品的配送非常有意義，但是這種載重和續航時間水平，除了運送急救藥品和急用文件，其他還真沒有太多的應用場景。

　　由于深圳的消費級無人機發展迅猛，有近水樓臺優勢的順豐也早在2013年就開始了無人機快遞的嘗試，甚至出現了“采購十萬架無人機用于快遞”的大新聞，當然，用十萬架多旋翼無人機在市區內完成最后一公里配送任務在短期內是不可能實現的。而在多旋翼路線未能走通之后，順豐也開始嘗試利用固定翼和垂直起降固定翼無人機進行物流運輸的嘗試。

　　不過順豐更大動作在大型物流無人機上，順豐在成都成立了一家無人機公司--朗星，該公司的無人機載重超過1噸，并且起降距離短，適應通用機場或者是比較簡單機場的起降，需求量預計在百架以上。據了解，民航局已經批準順豐在湖北鄂州建立機場，順豐能以此為據點，用大型的物流無人機將貨物快速送到經濟不發達地區、邊遠地區、西部地區。

　　另外，順豐也在跟歐洲積極合作，推出了一款起飛重量最大為4噸的飛機，已經在非洲兩個國家投入了商業試運行，順豐希望把這個飛機也引進到中國來。2017年，順豐表示目前的策略是利用航空去做到干線之間的運輸，在末端用25公斤以下的無人機。

　　作為電商和物流巨頭，亞馬遜也是在2013年宣布了“Prime Air”無人機物流計劃，其第一代產品與其他項目一樣采用多旋翼方案，在意識到該方案難以滿足要求之后，第二代產品則采用了多旋翼固定翼混合布局，除了能夠實現垂直起降之外，配送距離也達到了24公里，在著陸地點有二維碼配合的情況下，可以完成自主起降配送，具有了一定的實用性。

　　雖然前兩代產品仍然采用多旋翼方案，但與其他競爭對手相比，DHL的第三代物流無人機系統則顯得非常完善，之所以稱之為系統，是因為DHL的方案包含了傾轉翼無人機和自動機場包裹站以及背后的管理系統，其中傾轉翼無人機具有長續航和可垂直起降的優點，再加上具有自動機場功能的包裹站，在包裹站物品充足的情況下，這套系統能夠在收到遠程的動作指令后自動完成配貨，起飛，配送，返回，降落，更換電池的全流程，在2016年進行的三個月測試中，該系統完成了100多次配送任務。

　　同樣是采用多旋翼方案，UPS則獨辟蹊徑，巧妙地采用了卡車+無人機結合的方法，卡車將貨物和無人機運送至距離配送地點足夠近的距離，然后釋放無人機完成最后幾公里的配送，而搭載多架無人機時，最后的配送過程是并行完成的，在不需要無人機遠距離飛行的情況下節省配送時間。盡管在最近的一次演示中險些出事故，但在這種卡車和無人機優勢互補的方案卻也值得嘗試。

　　雖然Google的主要業務并沒有提高物流效率的需求，但很多前沿技術Google都會參與進來。然而在物流無人機方面，仿佛Google的參與熱情并不高，項目自2014年宣布以來，一直都只有一款尾座式垂直起降固定翼無人機。相較于傾轉(旋)翼和普通垂直起降固定翼等方案，這種布局在為飛翼布式無人機提供垂直起降能力的同時，幾乎沒有增加多余的機構和重量。該無人機的卸貨方式也比較特別，在到達目的地上空后，無人機轉換到垂直飛行狀態，之后用繩子將卸貨模塊降下，卸貨模塊觸地后釋放貨物，而后被無人機重新收回，從而避免了起降造成的噪聲、塵土和安全隱患。

　　京東對無人機物流的癡迷程度比國內競爭對手都要深得多，進行了多次無人機配送試驗，還成立了物流新技術的X事業部以及調度中心，但是距離實用化的程度還有很遠。根據近期報道中，京東的概念無人機將能夠載重一噸，飛行50km，看樣子思路和順豐一致，同樣是發現多旋翼方案不足之后的另一種嘗試。

　　不過，京東比競爭對手看得更遠的地方在于，已經開始布局無人機的物流體系和網絡。除了無人機本身之外，京東已經成功研發無人機飛控中心，這項技術比無人機本身更為重要，是真正實現落地運營的基礎。京東可以借助其數量龐大的地面推廣員，通過配送站-推廣員的方式，采用固定航線的方式進行配送 ，無論是安全性還是落地難度都更具實際價值與意義。

　　看到了這么多廠商的物流無人機，我們又該梳理一下來龍去脈了，在多旋翼無人機大規模出現之前，只有干線物流才會用到民航或貨運飛機進行空運;而在人們看到多旋翼無人機可垂直起降、飛行穩定等優點之后，紛紛嘗試將其用于物流，而有意無意地忽略了續航時間這個關鍵問題;而在意識到多旋翼無人機的續航時間難以大幅度增長之后，人們又開始進行提高續航時間的嘗試，如固定翼垂直起降，傾轉(旋)翼等。

　　現在問題來了，關于無人機用于物流，人們的關注點基本上都在最后一公里，或者成為(配送)站對點，雖然無人機用于最后一公里可以有效降低總配送時間，但是這個階段往往是工作場景最復雜的，而且就成本來說，光是電池的消耗的成本就完全可以阻礙其廣泛使用。只有等到無人機自身技術、低空空域政策以及自動機場和停機坪等基礎設施比較成熟和完善后才能普及開來，而在當前，政策、技術以及人的心理現階段都不太能支持無人機在這個階段的大范圍應用。

　　我們不妨換個角度想想，既然干線的空運可以采用民航或貨運飛機，那么直線空運，或者山區環境下的小批量中、短途物流則可能更適合于無人機來完成了。例如，相鄰城市群的城市之間相隔不太遠且聯系緊密，以正在大規模建設的通航機場為起降點和小型分撥中心，在這些城市之間利用載重幾公斤到幾十公斤級別的固定翼無人機實現四個小時之內送達的快遞業務，可能會成為無人機物流的一個細分應用場景。此外，在山區較多的省份，陸運所耗費的時間和成本較平原地區高很多，采用中型無人機則可能以同樣的成本實現更高的物流效率。而在災害救援等特殊的運輸任務中，大批量的運輸無人機不但可以讓物資投送更精確和全面，還能同時完成快速測繪和應急通信任務。

　　前面整理了物流無人機的發展現狀，也對其應用范圍和場景做了展望，那是不是物流無人機真的能很快普及么?下面就需要說明一下物流無人機在普及之前仍需要解決的諸多關鍵性問題。

　　技術問題

　　物流無人機本身的技術問題是制約其普及的根本問題，畢竟作為一種用量很大、需要與用戶近距離接觸，并且要面對多種復雜環境的飛行器，其性能和可靠性都需要較當前的工業級無人機有質的進步。

　　例如，物流無人機需要具有全天候的飛行能力和避障系統，這樣才能在遇到突發天氣變化和航線上的位置障礙物時安全運行和返回，而當前工業無人機的環境適應性和避障系統距離這個要求還很遠。特別是飛行空域可能涉及與民航飛機航線接近時，則可能會有后續政策要求物流無人機安裝自動相關監視(ADS-B)系統甚至是空中防撞系統(TCAS)，如何將民航飛機所用的系統簡化和降低成本，這也是無人機物流需要解決的問題。

　　另外，無論是多旋翼布局，還是固定翼布局，飛行器的重心位置都是影響飛行性能和飛行安全的關鍵問題，如果重心和整機氣動中心位置的距離偏離設計工況太遠，無人機是無法安全飛行的。而物流無人機的貨倉重量和重心是隨著貨物重量和分布而變化，所以要么嚴格要求貨倉的重心必須在某個范圍內，要么就需要在無人機上設置補償機構，相信當前測試的大多數物流無人機是無法補償貨倉重心偏移的。

　　此外，要想實現安全飛行，且獲得政策的支持，物流無人機必須要過適航這一關，這方面的經驗也是當前工業級無人機廠商所非常欠缺的。小型無人機的適航審定是否必要，或者如何審定，現在還尚未可知，但是中型無人機的適航審定卻是必須要加以重視的。不過鑒于現有的輕型通用飛機(固定翼飛機和自轉旋翼機等)已經足夠廉價和成熟，將其改造為無人機不失為一條可以嘗試的路徑。

　　航線安全問題

　　大批量的物流無人機在規定的空域飛行，勢必需要相關的空中交通管制(ATC)系統、故障在線診斷系統以及應急遙控系統作支持。物流無人機的空中交通管制系統可以沒有民航復雜，數據鏈也可以采用廉價方案(如氣球等)，故障的在線診斷系統可以根據物流無人機實時回傳的數據診斷或預測故障，而應急遙控系統則用于故障發生時，飛行員手動接管物流無人機的飛行控制。

　　偷盜問題

　　還有一個很讓人哭笑不得的問題，就是物流無人機本身的安全問題，很多人疑問會不會送完貨，無人機也被某些人給扣下私用了，從技術角度上，我們可以用圖像、GPS位置以及物流信息去定位到底是誰偷了無人機，但是如何從經濟學和社會學層面解決這個問題，也許是個有趣的過程。

　　本文對物流無人機的優勢和劣勢、各廠商的物流無人機方案以及其普及所要解決的問題進行了梳理，無論是從需求層面，還是技術層面，筆者對未來無人機物流的前景還是非常看好的，畢竟只要是能夠提高生產效率的工具，一旦其經濟學和安全性達到實用化的程度，普及開來就是順理成章的事情了。

　　2016年空客公司舉辦了一次貨運無人機設計比賽，文章最后精選一些比較靠譜或者新穎的設計方案，以表達對物流無人機未來發展的信心。