2016年曾因为宣布推出载人无人机，因而广受争议的无人机公司“亿航”，日前向美国SEC更新招股书。但这回除了把载人无人机当作重点项目之外，还把目光转到物流业。
此前5月时，他们就曾高调宣布，与中外运敦豪达成协议，发布了国内全自动智能无人机物流解决方案，并号称已实现首航。
我们先把对亿航的争议先放下。事实上无论在国外或是国内，无人机物流方案一直广受大众瞩目。从海外科技业巨头Amazon、Google、甚至是中外运敦豪的合资母公司DHL，一直在研发物流无人机。而在国内，顺丰、淘宝和京东，也有参与相关的研究。
所以说，无人机来带货，未来十分光明？今天我们就来分析一下无人机物流配送的前景。
智能物流，数字化管理
近十年中国互联网高速发展，改变了整个物流行业的发展。随着电商渠道地位超越实体店，物流活动也由以往由生产商－批发商－分销商之间，低频大批量B2B运输，改为高频但小批量的碎片式运输。这些碎片式的运输方式繁杂而混乱，物流公司如何统一协调大量零碎的订单，需要有着比以往更精确的管理方式。
此外，由B2B改为直接应对终端客户，物流公司也要重新适应新的运输形态。产品到了商店后不会立即被卖出，所以批发分销对物流速度相对较低，而且大规模运输也能降低成本，所以物流成本压力也不算巨大。
图片来源：德勤中国
但电商带来的是极为分散的一群终端用户，作为消费者的他们，比分销商更想提早拿到产品，但仅握有少量订单的他们，并不愿意为小批量运输付上更多的运费（上图）。如何尽可能把最大数量的“相同目地点产品”，在“相同运输工具”里，以最快的速度送到目的地，这需要有手术刀级别的管理流程，而且容不了丝毫的错误。
图片来源：德勤中国
要做到这一点，物流公司需要有巨大的变革，那就是基于数字化的“智能物流”。物流公司的所有订单，都需要通过电脑作数字化的计算和排单，甚至通过人工智能和统计学手段，提早预测订的趋势。
此外，物流仓库需要通过各种科技手段，把物流过程自动化：例如通过各种传感器，自动登录出入仓存的货品，通过自主操作的机器人，将需要运输的货品，送到正确的运输工具上。
要实现智能物流，大公司们就把目光投到了无人机之上。
为什么大公司都想用无人机带货？
那为什么一众科技和物流巨头，为什么会想用无人机来实现智能物流？
大家会有玩过或接触过航拍无人机，但也许大家不一定清楚，无人机是什么。为什么现在我们流行用无人机来航拍，不是因为无人机会飞－－人类除了早就使用载人飞行器来航拍，在近二十年来，也一直有使用遥控飞机和直升机来航拍。
图片来源：Parrot
无人机之所以被称之为“无人”，是因为它骨子里就是一台会飞的机器人：通过传感器和控制算法的搭配，无人机实现自主稳定飞行、甚至是自主悬停，实现一般飞行器难以实现的飞行稳定性。因此，操作无人机不但不需要熟练的技术，而且，还能在无人操作的情况下，按程序自主飞行（上图）。
因为，消费级无人机近年大行其道，就是因为摄影爱好者即使不懂操作飞行器，也能通过程序化的飞行稳定性，享受航拍的乐趣。与此同时，科技企业也可以通过程序化的飞行系统，在完全无人操作的情况下，中央通过网络进行远端统筹和控制，让货物自行输送。相比起自动驾驶需要面对复杂多变的交通环境来说，自动化的空中物流，可行性更高，也更可控。
但为什么科技巨头就这么重视这种程序化的飞行方式？是因为抠，所以想通无人机，来省下真人快递员的工资？或者真的就想让物流航空化，让快递派送快上三分钟？
非也。
图片来源：Amazon（视频经剪辑）
他们追求的，其实是物流的新方向－－数字化管理的物流（上图）。刚才我们说过：今天的物流业需要面对高频但小批量的碎片式运输，所以，他们想利用数字化的无人机，精确、快速地协调大量零碎的订单，实现以下两个目标：
实现从接单、仓库到出货端的全流程数字化管理：只要有人下订单，仓库就会自动拣货、自动出仓、自动配送，整个过程完全可以不经人手，由系统就会自动按当时订单分布和交通情况，排单和分配物流路线，让无人机自动配送，实现手术刀般精密无误的数字化管理高速物流。
实现短程的高速空运：电商带来的终端消费者，比一般分销商更零散、更想提早拿到产品。通过无人机实现空中化的立体运输，能无视交通和地形状况，直接通过最短路径配送货物，这样不但能大幅缩短配送时间，也能增加排单和路线安排的灵活性，改善送货效率。以下图为例，传统陆路物流，必须要两程运送两次才能完成，但无人机只需要走一次，就能完成两个配送任务。
图片来源：虎嗅
简言之，无人机只是智能物流的其中一个“棋子”，整个数字化、信息化的物流管理，才是灵魂所在。这也是Amazon、顺丰、京东等公司，为什么致力研发无人机物流的最大原因。
场景才是最大难题
随着近年消费级无人机的流行，无人机的自主技术已经十分成熟，甚至远比广受关注的自动驾驶，更为成熟。但虽然如此，但无人机物流，仍然是只闻楼梯响，何以一直没有被落实？
图片来源：极飞无人机
无人机大多拥有自动返航及自定义航点飞行功能（上图），高端无人机更拥有环境感知技术，能实时避过障外物。至于困扰用户的城市信号干扰问题，在行业级无人机级别也能被很好的解决。我们只要在城市各重要地点，架设收发信号的地面站，就能让无人机一直保持联网，再通过最新的RTK卫星定位技术，也能让无人机在实现超高精度的GPS定位。
真正的问题，并不是无人机技术本身的问题，而是无人机在在物流场景上的应用性。
目前，无人机主要分为两大种类：固定翼(fixed-wing)、以及多旋翼(Multicopter)。拥有偌大机翼的定翼无人机，能借助空气动力滑翔，速度高、承重力大、能源效益好，但弱点是无法悬停、无法垂直升降。而多旋翼则刚好相反，它通过多个螺旋桨的旋转，能轻松悬停和垂直升降，但由于无法借助空气动力滑翔，所以飞行速度慢、承重能力低、能源效益也差。
图片来源：英文维基百科（左）及DJI（右）
定翼以及多旋翼的这些弱点，只要场景合适，就不会为无人机带来太多技术问题。固定翼的速度和高能源效益，在军事上发挥巨大优势，目前主流的军用无人机，多属固定翼设计（图左）。而多旋翼能悬停和垂直升降特性，让他在航拍、测绘和巡检上发挥极大优势，所以主流的民用无人机，则以多旋翼设计为主（右）。
那物流无人机呢？很遗憾地说，无论是定翼、又或是多旋翼，都不太合适。
刚才我们已经提过，无人机物流的核心要素，不是技术，而是管理。但是无论定翼无人机也好、多旋翼无人机也好，均在货运物流应用上存在着巨大的突破难题。
固定翼：货运出色，物流无力
要知道现在物流空运上使用的货运飞机，就是采用固定翼模式。固定翼货运飞机（下图），速度快、续航力好、承重力强，早就广泛被用于快速物流任务。举例说，苹果公司为了赶上感恩节和圣诞节的零售旺季，就多次买断了物流公司的空运档期。可见固定翼飞行器，本来就是一种优秀的货运工具。
图片来源：维基百科。
然而，固定翼飞行器的最大问题，是它无法垂直升降，必需在机场升降。如果需要在城市升降，就需要高楼林立的城市建筑配合，留出一条给无人机低空升降的通道。要市区设置多个中转站机场已不容易，更不要说是为客户提供点对点的送货到户物流服务了。
所以，任何物流公司使用固定翼货机，都只能作为一种偏远地点的长途货运服务。点对点的到户运输，仍然只能通过陆路（货车、电单车、人力）等实现。也因为如此，如果无人机要以固定翼形态，最多也只能做到市际或区际间的物流服务，无法满足智能物流的要求。
图片来源：维基百科。
相反，多旋翼飞行器拥有垂直升降的能力，相比起固定翼飞行器，更能满足新式物流的快速反应需求，而且多旋翼飞行器只要搭配无人机的飞行算法，单纯通过调整四个螺旋桨的转速（下图），就能在比直升机更简单的结构、低廉的成本的情况下，实现6个自由度的飞行，以及比直升机要好的飞行稳定性。
因此，绝大部份的物流公司，都选择基于多旋翼设计，当中也包括了物流无人机的先锋：Amazon。
2013年，Amazon宣布要推出无人机物流服务，用的就是四轴多旋翼无人机。
多旋翼：物流智能，货运低能
但有趣的是，Amazon物流无人机发展7年里，其物流无人机的设计就做了最少4个迭代。由于Amazon的物流无人机还在测试阶段，进行迭代其实蛮正常的，但关键是其四代物流无人机，进行了形态上的大变化。最初两代的无人机均以多旋翼设计（上图上），但最新两代无人机（上图下），均采用了固定翼与多旋翼结合的混合模式。
图片来源：Amazon。
而Amazon的这7年的迭代，正好反映了利用多旋翼无人机发展物流的另一难题。
那么，为什么Amazon突然要大改设计呢？这是因为多旋翼无人机，也不太适合在物流场景上使用。
多旋翼无人机，难以利用空气动力滑翔，导致无人机的载重力差，续航力也不好。一般航拍用的多旋翼无人机，如果想加大续航力和承载力，最有效的方法是使用更长的桨叶，而Prime Air的第一代就使用上置桨叶设计，目的是尽可能增加桨叶长度来提高拉力。
图片来源：虎嗅
但四轴无人机通过倾斜机身来移动，当负载时就会出现很严重的重心偏移（上图上），影响飞行稳定器，而且抗风性也会变差。所以，第二代Prime Ai把螺旋桨置于机身中心（上图下）来增加飞行稳定性，但桨叶长度却受到严重限制，无人机的承重能力和续航力就很难看了。当然，你也可以强行加大电机功率、加大电池容量，但也因为机身重量加而抵消部分效果，结果事倍功半，吃力不讨好。
换句话说，多旋翼虽然有利于新式的智能物流业，但它在货运上完全无能。事实上，直升机等旋翼飞行器，一般只用于军事或救援等紧急任务，或是作为高价的观光或交通工具，但极少会用于民用的货运任务。
对于航拍或巡检场景来说，小相机的重量对无人机没有带来太大问题，续航力不好？换个电池再飞一次就好了。但在重时时间和管理的物流场景里，无人机承重能力愈低，载货量就必然减少，那就只能频繁来回补充货物，增加每次出勤的单位成本。而物流无人机续航力不足，导致每趟物流任务后，无人机频繁地来更换更换电池、并为电池充电，不但也增加出勤的单位成本，反倒为物流管理添烦繁乱。
Amazon也很清楚这问题所在，最初也没有全面使用，仅为Amazon Prime这种高级付费客户，安排30分钟内抵达的高端无人机物流服务。同样地，顺丰也把无人机物流，视作“为涉山涉水、陆路交通不便的广大偏远地区提供高质量的物流配送服务”的物流服务。
无人机物流，仍然只是“未来”
为了解决固定翼和多旋翼的管理问题，Amazon在第三、第四次迭代，改变无人机的结构，采用了固定翼和多旋翼混合的方案（下图），希望通过多旋翼结构垂直升降、然后以固定翼结构在空中以高能效的方式高速飞行。
图片来源：Amazon。
混合式无人机真的解决了无人机在物流上的问题了吗？不完全是。混合式无人机同时搭载了两套无人机的飞行结构，不但增加了机身重量、也增加了生产成本，并同时限制了可承载货物的体积。在垂直飞行时，偌大的固定翼更易受强风影响，飞行稳定性也会下降。
但愈来愈多无人机公司和物流公司（例如京东），开始测试混合式无人机设计。
但尽管如此，无人机物流也受着法规的限制，一直都只能迂回前进。
Amazon就一直在抱怨美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration, FAA)不肯给他们发运营许可，而中国的极飞无人机(XAircraft)也曾表示，极飞当时没有继续与顺丰合作物流无人机，并不是技术上有没问题，而是因为相关的法律法规还有待完善，消费者和市场还没有准备好。
尽管在2018年，以顺丰为首的物流公司，陆续取得无人机航空运营（试点）许可证，Amazon也宣布在数个月之内启动无人机物流服务。但即使解决了法规问题，物流公司为了避免在试飞途中发生意外，而法规上的不确定性添乱，只能一步一步的去走。
简言之，目前无人机物流仍然是一个概念化的场景，短期之内不见得能会被广泛应用，长远而言呢？也无法判断。毕竟，无人机物流的主角，还是物流，如果无人机无法被物流业轻松调度，它也就只能针对特殊场景，小规模出动的特殊物流部队而已。
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