因此在許多急于使用無人機(jī)的行業(yè)有效利用它們之前，決策者需要了解這些飛機(jī)可能造成的傷害，以及設(shè)計(jì)特點(diǎn)、操作上的限制，甚至是法規(guī)用以防止傷害發(fā)生。沒有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，聯(lián)邦航空管理局（FAA）目前禁止無人機(jī)在人群上空飛行。運(yùn)營商可以申請豁免，但聯(lián)邦航空局只批準(zhǔn)了 3 項(xiàng)，在范圍上都非常有限。

 

　　Virginia Tech 著名的損傷生物力學(xué)組和 FAA 批準(zhǔn)的無人機(jī)測試站點(diǎn)聯(lián)手填補(bǔ)了這一空白，并發(fā)布了首個(gè)同行評審的學(xué)術(shù)研究，以提供潛在的無人機(jī)與人群碰撞相關(guān)的損傷風(fēng)險(xiǎn)的定量數(shù)據(jù)。

 

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在《生物醫(yī)學(xué)工程年鑒》（Annals of Biomedical Engineering）上，評估了三架小型消費(fèi)級(jí)無人機(jī)在各種撞擊場景下的頭部和頸部受傷風(fēng)險(xiǎn)。它代表著發(fā)展無人機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵步驟，可以將操作人員的災(zāi)難性或致命傷害降到最低。

 

　　損傷生物力學(xué)團(tuán)隊(duì)由 Steven Rowson 領(lǐng)導(dǎo)，他是工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程和力學(xué)的助理教授，以及關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用科學(xué)研究所（Institute for Critical Technology and Applied Science）的臨時(shí)主任 Stefan Duma。該組織在評估傷害風(fēng)險(xiǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)包括在汽車和體育產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，在這兩個(gè)領(lǐng)域，以證據(jù)為基礎(chǔ)的安全標(biāo)準(zhǔn)在減少災(zāi)難性和致命傷害方面向來成效顯著。

 

　　Virginia Tech 的中大西洋航空伙伴關(guān)系（The Virginia Tech mid-atlantic Aviation Partnership）負(fù)責(zé)管理無人機(jī)測試網(wǎng)站，幫助設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

 

　　研究小組使用了三架消費(fèi)級(jí)無人機(jī)，重量從 1.2 公斤到 11 公斤不等。實(shí)驗(yàn)是飛機(jī)撞擊一個(gè)用來測試的人體模型，在它的頭部和頸部裝了傳感器，用來測量加速度和力。在不同的測試中，飛機(jī)以全速飛向假人，或者被直接扔到假人頭部的不同方向上。這些影響產(chǎn)生的力量是相對于標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)來評估的，可能會(huì)造成潛在的嚴(yán)重或危及生命的傷害，例如顱骨骨折。一般來說，飛機(jī)越大，造成傷害風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。在最小的無人機(jī)的下降試驗(yàn)中，嚴(yán)重頸部受傷的風(fēng)險(xiǎn)不到 10%，而最大的飛機(jī)試驗(yàn)時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)的中位數(shù)上升到了 70%。

　　結(jié)果表明，小型無人機(jī)組可能已經(jīng)安全了。然而其他的飛機(jī)還是有重大的傷害風(fēng)險(xiǎn)，即使是在 FAA 的 Part 107《小型無人機(jī)商業(yè)行動(dòng)指南》中概述的質(zhì)量和速度限制。

 

　　數(shù)據(jù)還顯示，盡管在實(shí)時(shí)飛行測試中有更大的影響速度，但促進(jìn)了飛機(jī)重心與假人頭部之間更直接的接觸的下降測試，往往會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的撞擊。這顯示了一個(gè)線索：撞擊的本質(zhì)對造成的傷害概率有顯著影響。Rowson 說，造成風(fēng)險(xiǎn)的范圍很廣，可以從中吸取教訓(xùn)，通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)，謹(jǐn)慎地減少傷害風(fēng)險(xiǎn)。

 

　　在飛機(jī)偏離車身的撞擊過程中，例如通過突出的轉(zhuǎn)子臂，減小了力和造成的受傷風(fēng)險(xiǎn)。飛機(jī)特性特別設(shè)計(jì)用于在撞擊的情況下將其質(zhì)心重新定向，從而更不可能造成嚴(yán)重傷害。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)飛機(jī)在撞擊或破碎的時(shí)候變形時(shí)，損傷風(fēng)險(xiǎn)也降低了。這些變形和裂縫吸收了撞擊的部分力，并提供了另一個(gè)降低風(fēng)險(xiǎn)的途徑。紐約?？怂咕S爾的博士生，也是論文的第一作者 Eamon Campolettano 說，如果減少了可以轉(zhuǎn)移到頭部的能量，就減少了受傷的風(fēng)險(xiǎn)。制造商的首要目標(biāo)應(yīng)該是限制這個(gè)能量或者說轉(zhuǎn)移力度。

　　這項(xiàng)研究中的一些試驗(yàn)產(chǎn)生了超過 50% 的風(fēng)險(xiǎn)值，這個(gè)事實(shí)突出了無人機(jī)對人類造成嚴(yán)重傷害的潛在影響。數(shù)據(jù)的顯著變化表明需要進(jìn)行全面的測試，特別是考慮到消費(fèi)級(jí)無人機(jī)市場的形狀、大小和材料的范圍。Campolettano 說，我們提出的與這項(xiàng)研究有關(guān)的是探索一些不同的無人機(jī)和人們可以互相交流的方式，然后利用這個(gè)基線為未來的研究選擇不同的撞擊方向。

 

　　該團(tuán)隊(duì)正在使用這些初步結(jié)果來指導(dǎo)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行一組更廣泛的受控實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，這將對未來關(guān)于無人機(jī)操作的法規(guī)提供必要的基礎(chǔ)。

　　Virginia Tech 中大西洋航空伙伴關(guān)系司司長 Mark Blanks 說，對這一領(lǐng)域的更多研究有著巨大的需求，第一步是確定如何進(jìn)行這些測試的基準(zhǔn)?，F(xiàn)在我們與各個(gè)公司進(jìn)行了大量的工作，查看特定的機(jī)架和潛在的緩解措施，「現(xiàn)在的大問題是，什么是可以接受的安全水平？FAA 到底需要多少證據(jù)才能說 『好，不錯(cuò)，這個(gè)可以』？一旦達(dá)到他們的標(biāo)準(zhǔn)，就能看到行業(yè)的巨大擴(kuò)張」。