中國科學(xué)家研發(fā)酷炫無人機(jī)將科幻電影場景變成現(xiàn)實(shí)
軍工資源網(wǎng) 2022年05月12日
中國科研人員讓穿行于密林的無人機(jī)群從科幻小說走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。無人機(jī)群能夠敏捷地繞過障礙物,繪制周圍環(huán)境,或搜尋逃犯,這些一直都是科幻小說中的情節(jié)。然而現(xiàn)在,中國科學(xué)家已經(jīng)證明,空中機(jī)器人可以協(xié)同工作,在茂密的竹林中高速飛行,且不會(huì)撞到植物,相互之間也不會(huì)發(fā)生碰撞。


在浙江大學(xué)一團(tuán)隊(duì)發(fā)布的最新視頻中,十架輕型無人機(jī)優(yōu)雅地在樹木間穿行,成功地 飛越崎嶇的地面、雜草和交錯(cuò)的樹枝。該系統(tǒng)的工作原理是,利用一種算法處理無人機(jī)攝像頭采集的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)繪制周圍環(huán)境,尋找障礙物和其他飛行器,然后根據(jù)需要對飛行路線進(jìn)行調(diào)整。該算法將避免碰撞、飛行效率和群體協(xié)調(diào)結(jié)合在一起,每隔幾毫秒更新一次飛行計(jì)劃。它不需要GPS信號來進(jìn)行自我定位,這意味著它可以用在衛(wèi)星信號不佳的地方,例如洞穴、密林甚至是其他星球。






在最新試驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)展示了無人機(jī)群的能力。當(dāng)目標(biāo)人物走過一片樹林時(shí),無人機(jī)群可對其進(jìn)行追蹤。即便其進(jìn)入了攝像鏡頭拍攝不到的遮蓋物下,無人機(jī)群也能一直對其進(jìn)行追 蹤定位。即使一架無人機(jī)無法看到目標(biāo),也能通過與其他無人機(jī)協(xié)同工作交流信息,來確定目標(biāo)所處的位置。無人機(jī)群甚至可以設(shè)法避開移動(dòng)物體,例如在其飛行范圍內(nèi)行走的人類。如果在飛行途中受到機(jī)群其他成員的干擾,它們也能迅速調(diào)整,重 新自我定位。


一些電影經(jīng)常將多機(jī)器人飛行系統(tǒng)作為未來科技的象征,這為科學(xué)家提供了靈感。在2012年的科幻電影《普羅米修斯》中,宇航員們釋放了數(shù)個(gè)微型飛行探測器以探索一艘未知的外星飛船。在2013年的影片《安德的游戲》中,無人機(jī)集群圍繞宇宙飛船,形成了抵御外星人攻擊的屏障。而1997年的影片《第五元素》和2002年的影片《少數(shù)派報(bào)告》則呈現(xiàn)了未來城市摩天大樓之間熙熙攘攘又井然有序的空中交通。


研究人員在美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上撰文稱:“這些電影中所展示的機(jī)群導(dǎo)航及協(xié)調(diào)能力吸引并啟發(fā)了無數(shù)研究人員。我們朝著電影所描繪的未來向前邁出了一步。”這項(xiàng)工作還得到了英國機(jī)器人專家的稱贊。謝菲爾德大學(xué)自動(dòng)控制和系統(tǒng)工程系的喬納森艾特肯博士對英國《新科學(xué)家》周刊的記者說:“通過分布式機(jī)器人集群來完成高質(zhì)量地圖的繪制,其中所展示的細(xì)節(jié)是一項(xiàng)出色的工程。”


瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的恩麗卡索里亞在《科學(xué):機(jī)器人學(xué)》雜志上就這項(xiàng)研究發(fā)表評論稱:“這項(xiàng)工作為機(jī)器人領(lǐng)域作出了重大貢獻(xiàn),也朝著無人機(jī)群在實(shí)驗(yàn)室有限環(huán)境之外的應(yīng)用方面邁出了重要一步。這樣一來,無人機(jī)群不僅能在森林中探索,也能在人造環(huán)境、如由人類和建筑物組成的城市區(qū)域執(zhí)行一系列重要任務(wù)。