智能無人機(jī)將改變產(chǎn)業(yè)模式

過去有人機(jī)一統(tǒng)天下，我們現(xiàn)在的時(shí)代，無人機(jī)是有人機(jī)的重要補(bǔ)充。下一步，無人機(jī)與有人機(jī)相互協(xié)同依存。再往下走，有人機(jī)是無人機(jī)的重要補(bǔ)充，最后的階段，一定是無人機(jī)一統(tǒng)天下。

無人機(jī)是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，機(jī)上無人駕駛，對(duì)可以重復(fù)使用的飛行器簡(jiǎn)稱，“可重復(fù)使用”，它和導(dǎo)彈及其他的設(shè)備就區(qū)別開了。

什么是無人機(jī)系統(tǒng)，它是平臺(tái)、載荷、數(shù)據(jù)鏈、信息處理設(shè)備、綜合保障設(shè)備，是通過控制來執(zhí)行飛行系統(tǒng)的。

機(jī)器人的本質(zhì)就是機(jī)器，包含三個(gè)要素，一是傳感器，也就是探測(cè)、感知。二是處理，也就是所謂的人工智能。三是根據(jù)各種環(huán)境和感知作出對(duì)環(huán)境的改變，也就是經(jīng)常講的執(zhí)行。無人機(jī)也具備了這三個(gè)要素，因此無人機(jī)也稱之為空中機(jī)器人，是機(jī)器人的一類。在近年來的機(jī)器人家族中，無人機(jī)是最火爆、技術(shù)最先進(jìn)、普及率最高的機(jī)器人。

無人機(jī)自動(dòng)化的發(fā)展歷程

無人機(jī)，機(jī)上無人駕駛，主要通過地面操控，過去是用人來操縱飛行的，因此控制技術(shù)就是核心關(guān)鍵。那么，人類在無人機(jī)發(fā)展過程中經(jīng)歷了手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和全自動(dòng)控制，下一步將是智能控制。

簡(jiǎn)單回顧一下手動(dòng)控制階段，以前是采用簡(jiǎn)單的陀螺儀來控制飛行器的穩(wěn)定性。最早的時(shí)候，斯佩在演示陀螺原理時(shí)，將其第一次利用在無人機(jī)上，用電子管制造的無線電收發(fā)信息接受遙測(cè)指令，同時(shí)把遙控指令發(fā)上去。

早期的電子無線電，通過地面的雷達(dá)跟蹤飛機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行反饋從而控制無人機(jī)飛行，它不能做航跡規(guī)劃，大多數(shù)都是用于做靶機(jī)的。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，半自動(dòng)控制出現(xiàn)了，采用陀螺導(dǎo)航系統(tǒng)來控制飛行器的穩(wěn)定性，有各種陀螺。但現(xiàn)在發(fā)展的陀螺更多了，有光纖的，有激光的。通過地面的無線電收信息接受遙控指令，通過地面無線電系統(tǒng)確認(rèn)無人機(jī)位置，能夠進(jìn)行地面規(guī)劃航展，但不能空中修改開始執(zhí)行的軍事任務(wù)。

在1982年的貝卡谷地戰(zhàn)役中，這是無人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上使用的一個(gè)典型案例，控制技術(shù)在這里起了很重要的作用。在越南戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中，美國(guó)出動(dòng)了“火風(fēng)”無人機(jī)，一共飛行了3435架次，獲取了80%的空中偵查照片。

最后是我們現(xiàn)在的階段，全自動(dòng)時(shí)代。采用微信和慣性組合導(dǎo)航進(jìn)行定位，也就是自主定位。以前很多定位是通過外定位，現(xiàn)在有了衛(wèi)星導(dǎo)航以后，就能自主定位了。

利用專用的數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行遙控遙測(cè)，跟蹤定位和信息傳輸。這是捕食者無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈，很復(fù)雜，有C部端的電波，還有應(yīng)急的特高段電波等。這時(shí)就能實(shí)時(shí)規(guī)劃航線，用CPU、DSP等全數(shù)字化控制系統(tǒng)。

美國(guó)的X-47B，是在福特級(jí)航母上配套使用的無人機(jī)，可以在航母上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起降。

大家經(jīng)常聽說的美國(guó)的“死神”無人機(jī)，現(xiàn)在的操作完全可以做到全自動(dòng)進(jìn)行起降。加上各種設(shè)備執(zhí)行各種任務(wù)。無人機(jī)的核心是控制，其自動(dòng)化的發(fā)展主要是解決飛行自動(dòng)控制，還沒有解決任務(wù)自主的問題。這就需要人工智能來解決。人工智能技術(shù)將是無人機(jī)下一階段發(fā)展的顛覆性技術(shù)。

無人機(jī)對(duì)人工智能的需求

無人機(jī)系統(tǒng)的智能化和其他的有相同之處，也有不同之處。所以我認(rèn)為，無人機(jī)的智能化要做到三個(gè)方面，第一個(gè)是智能飛行，第二個(gè)是智能協(xié)同，第三個(gè)是智能任務(wù)。智能飛行是基礎(chǔ)，智能協(xié)同是實(shí)現(xiàn)智能任務(wù)的途徑。

什么是智能飛行？我用一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫來解釋，無人機(jī)快速下降，機(jī)動(dòng)敏捷，怎么飛都行。規(guī)避障礙，能進(jìn)行到社區(qū)，然后轉(zhuǎn)換狀態(tài)，從室內(nèi)到室外。這個(gè)時(shí)候就需要有各種任務(wù)來完成。

對(duì)于智能飛行，人的大腦和小腦都在運(yùn)行，無人機(jī)從飛行穩(wěn)定到導(dǎo)航控制，都需要。實(shí)現(xiàn)智能飛行關(guān)鍵技術(shù)，智能感知和規(guī)避，偵察、探測(cè)、通信、傳感器、智能路徑規(guī)劃，這里面用的都是人工智能比較流行的算法。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的反饋數(shù)據(jù)，用遺傳算法解決。智能飛行技術(shù)，要有開放性、自主決策、智能學(xué)習(xí)的組合。

空域組合，空域也要智能化，這些才能適應(yīng)無人機(jī)的快速發(fā)展。如果無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化以后，無人機(jī)的航管像現(xiàn)在的航管，肯定是支撐不了的，空域的智能化也是必然的。比如智能飛行器、仿生飛行器、旋翼、固定機(jī)符合式飛機(jī)、變體飛行器、跨介質(zhì)飛行器等。飛行器本身的布局也需要智能化來解決，所有這些東西構(gòu)成了智能飛行的基礎(chǔ)。

智能協(xié)同。一是執(zhí)行任務(wù)時(shí)協(xié)同能力，利用共享跨領(lǐng)域UAS傳感器傳輸信息。大動(dòng)態(tài)、自組網(wǎng)通訊技術(shù)、控制飛行、任務(wù)規(guī)劃和目標(biāo)分配技術(shù)。協(xié)同態(tài)勢(shì)生成語(yǔ)評(píng)估，也是在智能協(xié)同里面所需要解決的。它是智能協(xié)同非常重要的。協(xié)同路徑規(guī)劃，在前面單個(gè)規(guī)劃的基礎(chǔ)上還要協(xié)同規(guī)劃。協(xié)同語(yǔ)義交互，大家都知道，將來的協(xié)同，無人機(jī)和無人機(jī)之間協(xié)同，無人機(jī)和有人機(jī)之間協(xié)同，無人機(jī)和其他無人系統(tǒng)之間也要協(xié)同，包括地面的控制系統(tǒng)。自然語(yǔ)言的機(jī)器理解真正使語(yǔ)義交互。

智能任務(wù)。這是美軍實(shí)戰(zhàn)現(xiàn)在無人機(jī)飛行能跟蹤的一個(gè)目標(biāo)。但是，無人機(jī)自己做不到發(fā)現(xiàn)目標(biāo)以及給自己下達(dá)命令。

真正的最后，無人機(jī)要做到智能任務(wù)，也就是任務(wù)要由自己來判斷，要改變無人機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在的體系結(jié)構(gòu)是以地面戰(zhàn)為中心，有很多人在操作，下一步，它的中心就要直接移到機(jī)上去，真正做到全自主的執(zhí)行任務(wù)，這是終極目標(biāo)。

未來的戰(zhàn)斗將是機(jī)器戰(zhàn)爭(zhēng)，就是機(jī)器與機(jī)器之間打，就需要這個(gè)任務(wù)必須是智能的。將來在無人機(jī)發(fā)展過程中，如果能把語(yǔ)音、圖象、文字這些東西都能夠識(shí)別，對(duì)無人機(jī)控制來講是非常重要的。

最后的階段

無人機(jī)一統(tǒng)天下

無人機(jī)一旦有了人工智能這個(gè)突破性的技術(shù)植入，它將會(huì)對(duì)無人機(jī)發(fā)展帶來什么樣的影響？空中飛行器的發(fā)展規(guī)律，過去有人機(jī)一統(tǒng)天下，我們現(xiàn)在的時(shí)代，無人機(jī)是有人機(jī)的重要補(bǔ)充。下一步，無人機(jī)與有人機(jī)相互協(xié)同依存。再往下走，有人機(jī)是無人機(jī)的重要補(bǔ)充，最后的階段，一定是無人機(jī)一統(tǒng)天下。

既然無人機(jī)將一統(tǒng)天下，智能無人機(jī)將改變生活方式。用無人機(jī)送水，這是初級(jí)的。將來要做到什么地步呢？假如說庫(kù)馬教授喜歡喝茶，另一個(gè)人喜歡喝咖啡，這個(gè)時(shí)候大數(shù)據(jù)就起作用了，適配之后可以任意陪送過去，就可以適應(yīng)機(jī)器服務(wù)。

無人機(jī)的智能化帶來的為人服務(wù)的轉(zhuǎn)型。這個(gè)是無人機(jī)爸爸，他的小孩要堅(jiān)持自主去上學(xué)，但是他爸又不放心，怎么辦呢？就給他帶了一個(gè)無人機(jī)緊跟著他，現(xiàn)在還是機(jī)器的。下一步怎么辦呢？這個(gè)小孩無論在大街上怎么走，這個(gè)無人機(jī)就可以跟著他走，能識(shí)別出來是他，而且還能跟他保持特定的距離，家長(zhǎng)的手機(jī)上任何時(shí)候都可以看到他的孩子的狀態(tài)。比如說，現(xiàn)在擔(dān)心小孩外出被拐賣，放個(gè)無人機(jī)跟蹤就可以解決。

人工智能將使人“換個(gè)角度看世界”，現(xiàn)在大型的比賽都是無人機(jī)在上面做實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播。這個(gè)像鴨蛋一樣的無人機(jī)，打開隨時(shí)可以飛行。

智能無人機(jī)將改變產(chǎn)業(yè)模式，無人機(jī)將變身快遞小哥，這個(gè)時(shí)代馬上就要到來。目前，除了傳統(tǒng)搞飛機(jī)的行業(yè)研究無人機(jī)，大家可以統(tǒng)計(jì)一下，現(xiàn)在世界上搞信息、互聯(lián)網(wǎng)的，哪一家不在涉足無人機(jī)？無人機(jī)也是機(jī)器人未來的發(fā)展。

假如房子都是結(jié)構(gòu)化的，將來無人機(jī)不能蓋房子嗎？智能無人機(jī)將改變戰(zhàn)爭(zhēng)形式。無人機(jī)的出現(xiàn)使得戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)的界限越來越模糊了，就出現(xiàn)了戰(zhàn)略下士和戰(zhàn)略士兵，戰(zhàn)略下士只會(huì)戰(zhàn)役行動(dòng)，會(huì)調(diào)動(dòng)很大的系統(tǒng)來打擊這個(gè)目標(biāo)。反過來，一個(gè)上將、中將，可以對(duì)一個(gè)很小的作戰(zhàn)分隊(duì)進(jìn)行指揮，全方和后邊呈現(xiàn)一體。

家家都有機(jī)器人，人人都有無人機(jī)的時(shí)代即將到來。

（本文根據(jù)中國(guó)工程院院士樊邦奎在“CCF-GAIR大會(huì)”上的演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）