從亞馬遜無人機新專利，我看到了無人機送貨的未來場景

原標題:從亞馬遜無人機新專利，我看到了無人機送貨的未來場景

6 月 22 日，美國專利商標局公布亞馬遜申請的無人機新專利，其中包括極具未來感的「蜂巢式無人機塔」，以及無人機螺旋槳的靜音設計和冗餘設計。

蜂巢式無人機塔未來感十足

（圖片來自：美國專利商標局）

即使我們只能看到專利書上的簡筆畫，依然能感覺到亞馬遜蜂巢式無人機塔的未來感十足。無人機塔為多層設計，底部讓人員及車輛進出，往上則是讓無人機進出。

（無人機塔內部結構，圖片來自：美國專利商標局）

如果把無人機比作快遞員，那麼蜂巢式無人機塔就是快遞配送站。

目前，由於電池行業的研發天花板尚未突破，續航能力一直是無人機在應用領域的硬傷。若無人機塔可以作為無人機運貨的中轉站，就能縮短無人機的單次飛行距離，減少無人機單次飛行的壓力。

例如，從 A 地到 B 地的送貨任務，無人機無法「腳不著地」一次把某貨物直接送達，那麼兩地之間若有無人機塔作為中轉站，無人機可先將貨物送至塔中，再由下一個階段的無人機、汽車或者快遞員送出。

（圖片來自：美國專利商標局）

亞馬遜在專利中說，無人機塔的規模巨大，會優先在郊區建造，但無人機塔是高層建築，單個塔就能容納無人機群帶來的貨物吞吐，即使在人口密集的市中心建造也是可行的。

從專利上看來，其中一種無人機塔設計方案是子彈頭狀，愛范兒（）根據英國倫敦的瑞士再保險公司大樓（The Swiss Re Building），大膽腦補了蜂巢式無人機塔投入使用的場景：

無人機由系統統一調度，不需要人工遙控，每一台無人機都在遵循各自的飛行路線，默默地執行任務，系統發出指令告訴它們在哪裡降落、充電、取件、起飛。

整個無人機塔就像一個巨大的蜂巢，四周穿梭著工蜂一樣的無人機，內部的各個區域提供不同的功能，藏著這一切有條不紊運作的秘密。

更安靜和安全的螺旋槳設計

為了讓無人機飛行時能夠減少噪音，亞馬遜提交的專利中有多種螺旋槳設計方案。其中有減小葉根附近切面的螺距，仿照飛鳥翅膀和高爾夫球表面來改變螺旋槳表面形態等等，都是為了調節螺旋槳周圍氣流，從而達到降噪的目的。

（在螺旋槳下增加鋸齒的降噪設計，圖片來自美國專利商標局）

（在螺旋槳下增加葉狀凸起的降噪設計，圖片來自美國專利商標局）

在螺旋槳的邊沿或者下方增加鋸齒或葉狀設計是其中一個降噪思路。

一位從事十年無人機製造的工業設計師向愛范兒（）解釋相關原理：

在螺旋槳的邊沿或者下方增加鋸齒或葉狀設計，讓這些凸起將無人機飛行中產生的聲波切分，把低頻的聲波切成高頻，直至人耳聽不到。

切分聲波可以這樣理解，兩個槳的直升機和五個槳的直升機，它們的聲波頻率不一樣的，因此前者飛行聲音是「噠噠噠噠噠」，後者飛行聲音是「噓噓噓噓噓」。

（改變螺旋槳表面形態，圖片來自：美國專利商標局）

改造螺旋槳表面形態的設計在這份專利中為數不少。比如將表面設計成為凹凸不平，這個原理與高爾夫球相似，表面布滿凹坑的高爾夫球比同樣大小但表面光滑的小球在空中飛行的距離更遠，就是通過改變表面形態，減少阻力。

（潛艇的螺旋槳，圖片來自：mjengineering）

類似原理的流體力學設計在一些潛艇的螺旋槳上也有應用，凹凸不平的表面可以改變流體（液體和氣體）通過的方向，進而改變螺旋槳的受力。

（圖片來自：美國專利商標局）

還有一些設計則是融合了多種改變螺旋槳附近氣流的方法。

（圖片來自：美國專利商標局）

在另一份與螺旋槳有關的專利中，愛范兒（）看到亞馬遜也在考慮通過增加無人機螺旋槳和電機的方式來保障飛行安全。

據專利描述，冗餘的螺旋槳設計，讓其中一個槳壞掉后，另一個槳也能繼續運轉。在製造材料上，一隻槳的韌性更強，另外一隻槳的硬度更大。這種設計在理論上可行，但若要讓無人機在各種複雜場景中，靠它來保證飛行安全，可行性不高。

（圖片來自：CBS Insights ）

據 CBS Insights 的數據顯示，近年來亞馬遜在供應鏈和物流領域申請專利的數量一直在增長，其中 2016 年共獲得 78 項專利。雖然亞馬遜在去年 12 月發布了無人機第一次送貨的視頻，展示了物流無人機 Amazon Prime Air 從下單到收貨的完整流程。

但專利發明要從研發到生產，再到實際應用，並非能一蹴而就。目前物流無人機依然受到監管條例、技術水平的束縛，距離實際應用仍有很長的路。

題圖來自亞馬遜

沈星佑[email protected] 郵箱3

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