中國科學家研發(fā)酷炫無人機將科幻電影場景變成現實
軍工資源網 2022年05月12日中國科研人員讓穿行于密林的無人機群從科幻小說走進現實。無人機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)。然而現在,中國科學家已經證明,空中機器人可以協(xié)同工作,在茂密的竹林中高速飛行,且不會撞到植物,相互之間也不會發(fā)生碰撞。
在浙江大學一團隊發(fā)布的最新視頻中,十架輕型無人機優(yōu)雅地在樹木間穿行,成功地 飛越崎嶇的地面、雜草和交錯的樹枝。該系統(tǒng)的工作原理是,利用一種算法處理無人機攝像頭采集的數據,實時繪制周圍環(huán)境,尋找障礙物和其他飛行器,然后根據需要對飛行路線進行調整。該算法將避免碰撞、飛行效率和群體協(xié)調結合在一起,每隔幾毫秒更新一次飛行計劃。它不需要GPS信號來進行自我定位,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。
在最新試驗中,研究團隊展示了無人機群的能力。當目標人物走過一片樹林時,無人機群可對其進行追蹤。即便其進入了攝像鏡頭拍攝不到的遮蓋物下,無人機群也能一直對其進行追 蹤定位。即使一架無人機無法看到目標,也能通過與其他無人機協(xié)同工作交流信息,來確定目標所處的位置。無人機群甚至可以設法避開移動物體,例如在其飛行范圍內行走的人類。如果在飛行途中受到機群其他成員的干擾,它們也能迅速調整,重 新自我定位。
一些電影經常將多機器人飛行系統(tǒng)作為未來科技的象征,這為科學家提供了靈感。在2012年的科幻電影《普羅米修斯》中,宇航員們釋放了數個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《少數派報告》則呈現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·機器人學》雜志上撰文稱:“這些電影中所展示的機群導航及協(xié)調能力吸引并啟發(fā)了無數研究人員。我們朝著電影所描繪的未來向前邁出了一步?!边@項工作還得到了英國機器人專家的稱贊。謝菲爾德大學自動控制和系統(tǒng)工程系的喬納森艾特肯博士對英國《新科學家》周刊的記者說:“通過分布式機器人集群來完成高質量地圖的繪制,其中所展示的細節(jié)是一項出色的工程。”
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院智能系統(tǒng)實驗室的恩麗卡索里亞在《科學:機器人學》雜志上就這項研究發(fā)表評論稱:“這項工作為機器人領域作出了重大貢獻,也朝著無人機群在實驗室有限環(huán)境之外的應用方面邁出了重要一步。這樣一來,無人機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。