什么是區(qū)塊鏈技術(shù)？

通俗地講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N記錄交易信息的方式。相比于將所有交易記錄存放在一個(gè)中心點(diǎn)，區(qū)塊鏈利用一種去中心化的分布式總賬技術(shù)。對(duì)于某項(xiàng)特定活動(dòng)，這個(gè)去中心化網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都保有所有分類賬目中的全部交易情況。相比于中心化的記錄保存，區(qū)塊鏈有許多好處：不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)節(jié)點(diǎn)而影響全局，并保證數(shù)據(jù)絕對(duì)透明。

區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的特性也帶來了一系類應(yīng)用上的挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈的根基是一個(gè)巨大的由大量節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)而非中心化的系統(tǒng)，后者需要系統(tǒng)中每一位成員的參與才可運(yùn)作。類似商業(yè)無人機(jī)行業(yè)這樣有著大量參與方和一個(gè)獨(dú)立的中央機(jī)構(gòu)的體系需要大量配合與協(xié)作。而區(qū)塊鏈內(nèi)部有許多層次，從這一點(diǎn)來說體系中也有不少利用不同算法和/或整合方案建立起來的規(guī)則。

區(qū)塊鏈大規(guī)模普及遇到的最大挑戰(zhàn)之一就是可測(cè)量性。比方說，利用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行的交易速度無法與當(dāng)前的高規(guī)格交易體系匹配。區(qū)塊鏈中的交易速度取決于節(jié)點(diǎn)的大小，這一特點(diǎn)可能對(duì)可測(cè)量性造成影響。這些可測(cè)量性相關(guān)的問題當(dāng)交易量大時(shí)會(huì)更為明顯，交易量小時(shí)則不那么明顯。

區(qū)塊鏈技術(shù)給無人機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來了什么影響

隨著無人機(jī)應(yīng)用越發(fā)廣泛，我們將需要引入新參與者的服務(wù)交付模式。虛擬化和云存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)將被用來保證快速提供更加多樣化服務(wù)的能力、靈活性和可測(cè)量性。數(shù)據(jù)訪問無線網(wǎng)絡(luò)將需要為用戶和其它第三方提供應(yīng)用程序編程接口入口，以實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制、確保數(shù)據(jù)服務(wù)安全性。這一算法轉(zhuǎn)變能增強(qiáng)創(chuàng)新能力，但同時(shí)也會(huì)帶來復(fù)雜的安全挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)則有望開創(chuàng)一種能夠被商業(yè)無人機(jī)生態(tài)體系中各類利益相關(guān)方使用的體系。

區(qū)塊鏈和射頻安全

區(qū)塊鏈可以幫助規(guī)范和控制無人機(jī)的合理使用。無人機(jī)及其操作者的信息、空域活動(dòng)保存在一個(gè)高速而安全的節(jié)點(diǎn)中，而這些信息也由所有利益相關(guān)方保存。

在古代，為了防止要在同一條鐵軌上行駛的兩列火車相撞，人們使用一種金屬印章： 火車司機(jī)只有拿到這一實(shí)體印章才能開車前行。相比之下無人機(jī)空域維度多、變化快且復(fù)雜的多。但利用區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合其它技術(shù)及軟件“印章”，可以幫助避免無人機(jī)相撞。在許多方面，區(qū)塊鏈可以為防止空域相沖收集信息、增加飛行軌跡。

舉例來說，無人機(jī)的GPS定位系統(tǒng)可以收到其它無人機(jī)的位置信息，無論是直接從其它無人機(jī)還是通過地面控制者獲取。它也可以收到來自自身硬件、軟件和出廠商的安全性確認(rèn)。

信號(hào)強(qiáng)度感應(yīng)也很重要。總的來說，從特定無人機(jī)飛行器發(fā)出的射頻信號(hào)強(qiáng)度（尤其是現(xiàn)在十分普遍的四軸飛行器）遵守平方反比定律，并且在一個(gè)大的量級(jí)范圍內(nèi)不會(huì)有區(qū)別。一臺(tái)在空中飛行的無人機(jī)可以通過評(píng)估頻射強(qiáng)度，準(zhǔn)確感應(yīng)附近另一臺(tái)無人機(jī)的位置并避免與其相撞。這臺(tái)無人機(jī)還能通過雷達(dá)、化學(xué)觀察或其它光學(xué)、聲波定位能力獲取外界信息。目前共有四種不同類型的雷達(dá)信號(hào)：主動(dòng)信號(hào)（通過無人機(jī)自身發(fā)射器或照明器發(fā)射）、被動(dòng)信號(hào)（通過另一臺(tái)無人機(jī)的發(fā)射器發(fā)射）、基礎(chǔ)信號(hào)（從某一特定位置發(fā)射）及多基站信號(hào)（雷達(dá)信號(hào)發(fā)射者和接收者在不同位置）。

耦合無線電測(cè)向是另一種無人機(jī)識(shí)別信號(hào)源方向的手段，可以通過天線測(cè)量和信號(hào)波定時(shí)實(shí)現(xiàn)。無人機(jī)也可以利用認(rèn)知模式識(shí)別進(jìn)行信號(hào)分析。這時(shí)，接收器將記錄當(dāng)?shù)赜卸鄠€(gè)地面控制站，共同引導(dǎo)無人機(jī)前往同一個(gè)目的地。

區(qū)塊鏈與無人機(jī)結(jié)合的實(shí)際案例

一、無人機(jī)物流追蹤

沃爾瑪：零售巨頭沃爾瑪為使用區(qū)塊鏈技術(shù)來追蹤無人機(jī)快遞的系統(tǒng)申請(qǐng)專利。在具體實(shí)施中，輸送箱上會(huì)設(shè)置用于包裹跟蹤和認(rèn)證的區(qū)塊鏈運(yùn)輸加密系統(tǒng)。利用區(qū)塊鏈追蹤包裹可能涉及到的方面包括位置、供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸承擔(dān)者和消費(fèi)者的認(rèn)證，和貨箱的環(huán)境溫度、產(chǎn)品的溫度、產(chǎn)品環(huán)境溫度可接受的臨界值以及貨箱內(nèi)部的物品(產(chǎn)品和商品)或它們的組合。想要查詢包裹有效載荷的內(nèi)容，認(rèn)證和訪問可能會(huì)嚴(yán)格連接到特定的區(qū)塊鏈密鑰上去，而且有可能包括特定的時(shí)間和位置。數(shù)據(jù)訪問也許會(huì)由運(yùn)輸?shù)男谐贪才藕蜕唐返馁?gòu)買決定。

SKYF：SKYFchain是一個(gè)開放的區(qū)塊鏈平臺(tái)，用于記錄供應(yīng)鏈中貨運(yùn)機(jī)器及其相互作用發(fā)生的所有關(guān)鍵信息。每筆交易都記錄在平臺(tái)上。根據(jù)交易類型、頻率和復(fù)雜性，每筆記錄都有自己的成本，并以傳統(tǒng)貨幣計(jì)價(jià)。按照智能合約邏輯的要求，SKYFchain中的所有計(jì)算都將按SKYFT代幣處理。

由于參與者數(shù)量和平臺(tái)上的交易數(shù)量將會(huì)不斷增加，而代幣數(shù)量固定，所以SKYFT代幣的成本也會(huì)增加。SKYFT代幣將在加密貨幣交易所自由交易。除此之外，SKYFT代幣持有者將獲得SKYFchain平臺(tái)中進(jìn)行的每筆交易的成本份額。

“SKYFchain能夠讓所有市場(chǎng)參與者像基于同一個(gè)分配系統(tǒng)一樣聯(lián)合起來。這將會(huì)消除許多問題——從機(jī)器人配送路線批準(zhǔn)開始，到保險(xiǎn)費(fèi)用計(jì)算和付款轉(zhuǎn)賬結(jié)束。這種方法不僅可以降低交易成本、提高物流計(jì)劃和計(jì)算的透明度，還可提高貨運(yùn)速度和質(zhì)量。物流行業(yè)向無人系統(tǒng)轉(zhuǎn)變只需很短的時(shí)間。SKYFchain是唯一能夠滿足所有市場(chǎng)參與者的解決方案。在SKYFchain的幫助下，我們將支持物流行業(yè)向無人系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，這將大大降低運(yùn)輸成本。所有消費(fèi)者都將從中受益，尤其是那些位于物流方面最不發(fā)達(dá)地區(qū)的人。”SKYFchain首席執(zhí)行官Alexander Timofeev如是說。

Dorado ：物流服務(wù)商Dorado的目標(biāo)是建立一種全新的下單和配送體系，包括食品、雜貨、藥品和電子產(chǎn)品等。他們追求將自動(dòng)化發(fā)揮到極致，以避免因人為失誤引起的不良后果并為用戶提供最好的服務(wù)。為此他們將關(guān)注重點(diǎn)放在無人機(jī)和機(jī)器人上，力圖通過由區(qū)塊鏈技術(shù)支持的HyperLocal 物流平臺(tái)，建立首個(gè)完全不受人為干預(yù)的配送服務(wù)體系。

二、無人機(jī)系統(tǒng)交通管理平臺(tái)

DEEP AERO：來自阿聯(lián)酋阿治曼DEEP AERO公司正在研發(fā)基于區(qū)塊鏈的人工智能驅(qū)動(dòng)的、自主自制的智能無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）交通管理（UTM）平臺(tái)。該平臺(tái)可用于保障共享空域內(nèi)有人/無人低空民航飛行的安全。

DEEP AERO UTM平臺(tái)將從全局角度出發(fā)協(xié)調(diào)各UTM系統(tǒng)之間的整合問題，并且可以在不破壞現(xiàn)有的有人航空系統(tǒng)體系的情況下，使制造商、服務(wù)提供商和終端用戶等工業(yè)部門安全高效地使用無人機(jī)。

Distributed Sky：Distributed Sky是一個(gè)聚集了來自澳大利亞、新加坡、俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)各國(guó)專家的非營(yíng)利性研究項(xiàng)目，開發(fā)團(tuán)隊(duì)從兩年前就開始研制用區(qū)塊鏈技術(shù)建立無人飛行器空中管控系統(tǒng)，目標(biāo)是攻克下一階段空中交通管控遇到的挑戰(zhàn)。

該項(xiàng)目使用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)可以為商用無人機(jī)市場(chǎng)所有利益相關(guān)方使用的體系。研究團(tuán)隊(duì)利用區(qū)塊鏈和無人機(jī)空域開源項(xiàng)目以建立一個(gè)最適用于全球空中交通管控系統(tǒng)的體系。該無人機(jī)交通管理系統(tǒng)的三大主要構(gòu)成要素為：

1、注冊(cè)系統(tǒng)。項(xiàng)目利用以太坊區(qū)塊鏈技術(shù)支持無人機(jī)注冊(cè)系統(tǒng)，而智能合約體系使得智能無人機(jī)能夠作為完全獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)單位運(yùn)作。

2、溝通體系。研究團(tuán)隊(duì)使用無人機(jī)空域中最常見的數(shù)據(jù)規(guī)則MAVlink，他們也打算將以太坊的“耳語規(guī)則”（Whisper proctocol）用于無人機(jī)實(shí)時(shí)溝通，以加強(qiáng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)。

3、地理圍欄和交通管控。地圖數(shù)據(jù)通過基于區(qū)塊鏈的p2p超媒體協(xié)議IPFS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行存儲(chǔ)，無人機(jī)可以利用這些數(shù)據(jù)避免進(jìn)入禁飛區(qū)或撞上障礙物。

該項(xiàng)目已經(jīng)經(jīng)過了電腦模擬和實(shí)景演習(xí)，在俄羅斯與美國(guó)開展的首批試點(diǎn)項(xiàng)目證實(shí)在智能模式下同一空域的多臺(tái)無人機(jī)能夠避免相撞并遠(yuǎn)離限飛區(qū)。

IBM：國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）旗下的天氣公司（The Weather Company）近期開始通過無人機(jī)空域管理平臺(tái)AirMap向無人機(jī)操作者發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。為了支持這種超大容量需求，該公司正嘗試?yán)脜^(qū)塊鏈技術(shù)解決安全方面的隱患，通過無線電頻率及區(qū)塊鏈管理系統(tǒng)強(qiáng)化商用無人機(jī)生態(tài)系統(tǒng)。

三、智能共享無人機(jī)

Sergei Lonshakov ：據(jù)外媒報(bào)道，在第三屆區(qū)塊鏈&比特幣年度會(huì)議上，俄羅斯開發(fā)商Sergei Lonshakov展示了其“無人機(jī)員工”，即通過智能合約操控的無人機(jī)。

“無人機(jī)員工”很好地展示了物流網(wǎng)的運(yùn)作模式。這一從2015年12月開始研發(fā)的項(xiàng)目能讓人們租一臺(tái)無人機(jī)并讓它去到任何指定地點(diǎn)。關(guān)鍵在于，在執(zhí)行任務(wù)的過程中無人機(jī)沒有受到任何人為控制。無人機(jī)通過基于公共區(qū)塊鏈平臺(tái)以太坊（Ethereum）的智能合約自動(dòng)測(cè)量距離、結(jié)算價(jià)格、收款并飛往目的地。當(dāng)無人機(jī)返回基地時(shí)，它會(huì)生成一筆交易記錄，通知客戶任務(wù)已完成并結(jié)束本次合約。