数十架小巧而智能的无人机组成蜂群机器人编队,自如穿梭于密林,灵活地躲避障碍物、变换队形……这一幕不是出自科幻电影大片,而是在浙江真实上演。
近日,一篇关于《大规模集群分布式规划》的论文正式发布在IEEE Transactions on Robotics国际顶级期刊上,引起了全球关注。据了解,该论文来自高飞教授带领的浙江大学控制科学与工程学院FAST实验室团队,这意味着国产无人机的算法已经有了新的突破,能让上千架无人机同时穿梭在狭窄的空间,还能实现彼此避障。
在杭州人工智能小镇,浙江大学副教授、博士生导师高飞教授团队正在调试新一代蜂群无人机。该无人机只有手掌大小,重量仅为300克左右,相当于一听可乐的重量。“这款无人机非常轻便,每个人都能轻松携带2至6架。通过我们团队自主研发的集群算法,可以轻松操控多架无人机,同时,还能借助第一人称视角进行飞行,实现难度更高的任务。” 正说着,高飞教授一把单手抓住飞行中的无人机。他告诉记者,传统的无人机通常需要预先布置在平坦的地面上,然后经过一系列的操作才能起飞。而这款蜂群无人机,只需在手中轻轻一抛即可迅速升空。在紧急情况下,甚至可以直接从背包中取出,立即投入使用。
对于蜂群无人机来说,能够在错综复杂的环境中实现集群飞行,一直是机器人与人工智能领域所面临的重大技术挑战。高飞教授告诉记者,此前的机器人集群表演大多通过卫星定位和轨迹编码实现,由地面计算机统一控制。这种模式下,机器人群体一旦失去指挥就会“群龙无首”,不但无法保持队形,还可能撞上障碍物或相互碰撞。面对该痛点,该团队自主研发出无人机的新算法,让每一只机器人都有“独立思考”的能力,即便没有统一的中央指挥,也能靠算法临场反应,可以在避障之后迅速恢复队形,也可以相互配合持续追踪特定目标。
随着AI算法的高速发展,无人机的算法正在进一步更迭。高飞教授介绍,以前无人机的算法需要许多数学算法来加持,接下来可能仅需一套AI算法,无人机便能自主学习,这无疑加快了无人机领域的发展速度。据了解,该团队还研发了新一代自主探索无人机,无需人为介入,也能够在没有GPS信号环境下自主飞行。
目前,该团队的无人机技术已在矿洞、地铁、隧道、变电站等特殊环境中成功完成作业,轻松应对建筑物内、密闭空间以及复杂地下等多样环境。未来将拓展至大型赛事安防、城市立体物流等场景,为低空经济提供新动能。
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