集群无人机是趋势 详解其关键技术_网易航空
集群无人机是趋势 详解其关键技术
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（原标题：为什么集群无人机是趋势，以及，它的关键技术是什么？）
军事需求引领无人机集群技术正如无人机的诞生首先源于战场上的军事需求，无人机集群的概念也是从国防领域率先开始理论研究和实践验证。为什么要采用集群方式运用无人机，这会带来哪些好处，这个问题看似简单，我们自古以来就知道：双拳难敌四手、好汉架不住群狼，打架还是要打群架，但是要在理论上解释这个问题也是有一定难度。有趣的是今年流行的两个科幻电影《星际迷航3》《独立日2》以及英剧《黑镜》不约而同的展现了无人机集群作战概念和作战样式。美国国防智库曾经在《战场机器人时代》的报告里试图从理论上对此加以证明。在战争理论中，有一个基础性理论Lanchester定律。战斗力=参战单位总数×单位战斗效率，以m(t)、n(t)表示在战斗开始后t时刻蓝方、红方在战斗中尚存的作战单位数，可用下列微分方程组来描述战斗过程中双方兵力随时间的损耗关系：式中α、β分别为蓝方、红方在单位时间内每一战斗单位毁伤对方战斗单位的数目。假设交战开始时刻蓝方、红方的初始战斗单位数为m(0)=M,n(0)=N，从上述微分方程组可知，在交战过程中双方战斗单位数符合下列状态方程：α[M- m(t)]=β[N- n(t)]当交战双方的初始战斗单位数与毁伤率系数之间满足αM=βN时,m(t)与n(t)同时趋于零，战斗不分胜负。当αM&βN时,蓝方将首先被消灭。交战一方的有效战斗力，正比于其战斗单位数的平方与每一战斗单位平均战斗力（平均毁伤率系数）的乘积，如果蓝方武器系统的单个战斗单位的平均效能为红方的4倍，则红方在数量上集中2倍于蓝方的兵力就可抵消蓝方武器在质量上的优势。根据Lanchester平方率，作战单元数量是比单元作战能力更重要的战争胜负决定因素，无人机集群能够实现对敌优势战机更大的胜率。将原本造价高昂的多任务系统分解为若干低成本的小规模作战平台，可以比传统武器系统更具成本效益的方式挫败对手。另外一个依据事关武器的成本，我们知道战争本质上跟做生意一样，需要考虑成本和费效比。上世纪末，Norm Augustine根据对数十年来战斗机价格的统计（扣除通货膨胀因素）得出一个Augustine定律，即飞机的单价是指数增长的。如下图，同时国防预算通常是线性增长的，所以一个直接的结果就是各国空军所拥有的的飞机数量越来越少。极端的，如果这一定律继续有效，那么简单计算即可得到一个奇葩的结果：到2054年，美国军队只能拥有一架飞机，于是只能在每周内给空军用三天半，给海军用三天半，至于海军陆战队，只能等闰年的时候在多出来的那天开出来遛遛。所以，未来军队对飞行器的需求，一定是海量无人机的集群，就像二战时期伦敦上空的鹰和东京上空的B29机群一样。2016年5月，美国空军正式提出《年小型无人机系统飞行规划》，希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统，并在2036年实现无人机系统集群作战。基于无人自主技术，美军提出了利用微小型无人机集群作战的模式，以降低作战成本，提升作战行动的灵活性。典型项目如DARPA的“小精灵”无人机，计划研制一种部分可回收的侦察和电子战无人机集群，从敌方防御范围外的大型飞机（轰炸机、运输机、战斗机等平台）上投放，利用无线网络实现通信与协同，通过影响导弹防御、通信与内部安全，甚至利用电脑病毒袭击敌方数据网络等方式压制敌方。美国海军研制出一种可用于集群作战的“蝉”微型无人机，并进行了飞行试验。试验中，该微型无人机在17.5千米的高空释放，滑翔速度约74千米/小时，飞行约17.7千米后在距目标不到4.6米的地点降落，其携带的传感器成功传回温度、大气压强与湿度等数据。相比其他无人飞行器，“蝉”微型无人机具有坚固耐用、尺寸小、成本低、结构简单、噪声小等特点，可配备多种轻型传感器，执行多种任务。美国海军希望未来可实现在25分钟内投放成千上万架“蝉”微型无人机，覆盖4800平方千米的区域。此外，美国海军还在“低成本无人机群技术”（LOCUST）项目下开展了相关技术研究，利用小型筒式发射无人机组成无人机群压制对手。相比于功能复杂全面的某一单机作战平台，无人机集群在作战时具备以下优势：1、功能分布化：将单个完备作战平台所具备的各项功能如侦察监视、电子干扰、打击与评估等能力“化整为零”，分散到大量低成本、功能单一的作战平台中，通过大量异构、异型的个体来实现原本复杂的系统功能，系统的倍增效益将使无人机集群具备远超单一平台的作战能力。2、体系生存率：无人机集群具有“无中心”和“自主协同”的特性，集群中的个体并不依赖于某个实际存在的、特定的节点来运行。在对抗过程中，当部分个体失去作战能力时，整个无人机集群仍然具有一定的完整性，仍可继续执行作战任务。3、效费交换比：功能单一的无人机平台成本较低，在进行作战任务时，敌方应对大量的无人机个体需要消耗数十倍甚至上百倍的成本来进行防御，这将在战争中为我方带来显著的成本优势。民用无人机集群有望成为市场热点无人机集群在军事应用中的“打群架”优势，同样可以运用到民用，尤其是行业应用无人机领域，当下火爆的无人机物流快递就涉及到机群的应用，在春节和双十一这种发货高峰期，一定区域内的无人机在避开同类障碍时，就需要相互协作。还有Kumar提到的用无人机绘制整个长城地图的例子，显然是单一的无人机无法做到的。事实上，无人机集群对大块区域进行快速协同地理空间信息采集的工作，是军用ISR任务和民用遥感及灾害应急、农林普查共同面临的技术问题。快递物流互联网热潮带来的电子商务发展的繁荣驱动着无人系统技术的发展，Amazon的Kiva仓储搬运机器人（AGV）和快递无人机也引起业内注意，今年618京东也完成了他的首次快递无人机试飞。未来无人机技术广泛运营之后必然带来复杂的管理问题，在实际运用场景中，面对百万订单量的并发，调配算法能够支持多少机器人和无人机实现相互避让，不同机器人和无人机之间是否能够协作流畅，都需要集群技术的支撑。农业随着农业无人机应用的广泛开展，业界的目光已经从单纯的无人机农药喷洒逐渐扩展到无人机农业信息采集、农业光谱数据分析等领域，为了弥补单机作业的缺陷，无人机集群技术也开始得到农业领域的关注。SAGA项目，也就是农业应用的机器人集群（Swarm Robotics for Agricultural Applications），将帮助农民绘制农田中的杂草地图，从而提高作物产量。该系统是一个由ECHORD ++资助的研究项目，由一组多架无人机互相配合，协同监测一块农田区域，并通过机载机器视觉设备，精确找到作物中的杂草并绘制杂草地图。&无人机集群中的无人机互相交互信息，充分利用各自获取的信息，优先在杂草最密集的区域作业，算法类似自然界中蜜蜂群尽可能在花朵最密集的区域采蜜，这种路径优化技术有助于提高作业效率。SAGA项目协调人，意大利国家研究委员会认知科学和技术研究所研究员Vito Trianni博士说：“将群体机器人应用于精确农业代表了一种技术模式的转变，具有巨大的潜在影响。随着机器人硬件的价格下降，机器人的小型化和能力增加，我们很快将能够在实现自动化精准农业解决方案。这需要单个无人机之间能够作为一个整体协调工作，以便有效地覆盖大面积区域并进行信息交互与协同作业。无人机集群技术为这样的需求提供了解决方案。微型机器人避免土壤压实，只在作物生长的间隙行动避免压坏作物，采用机械而不是化学方式进行除草，无人机和地面机器人集群可以精确的适应不同的农场规模。SAGA项目提出了精确农业的解决方案，包括新颖的硬件与精确的个体控制与群体智能技术。”应急救援当自然灾害发生时，首要的任务就是建立临时通信网、查看灾情，然后再出动直升机运输物资和人员，除了昂贵的卫星通信手段，无人机集群是解决救灾通信问题的最佳选择。洛桑联邦理工学院的智能系统实验室曾经在其微型蜂群飞行器网络项目中，开发一套可以在灾区快速搭建通信网络的微型飞行机器人群。这种机器人可以克服地形困扰，快速地布置到灾区，以自身为节点，在最短的时间内恢复灾区的通信网络。无人机集群成本低、可消耗、部署简便、使用灵活，为应急救援的通信保障提供了一种灵活的解决方案。无人机集群构建的通信网络是一种典型的MESH网络，通常采用Ad hoc类协议，这也是一种起源于军用战场通信的无线自组网技术，可以在不停运动的多个节点之间自动建立转发路由，只要一个节点能够连接到网络中的任意一个其他节点，信息就能最终传到任意节点。目前，动态无线自组网技术尚在高速发展中，已有部分商业设备应用在应急行业，未来成本进一步下降后有望广泛应用于灾害救援。遥感与对地观测与消费类无人机的航拍需求类似，在行业应用中，遥感与对地观测及地理信息采集的需求一直广受关注，无人机对几乎所有存在地理信息需求的行业都有着成本、技术和便利性方面的优势。在单无人机作业的情况下，大范围的对地观测往往需要消耗很长时间，而引入无人机集群技术，则可以解决时间与效率难题。本质上，集群技术使少量的人员能够控制大量无人机进行并行作业，对地观测这种天然可并行的任务类型的作业效率与无人机数量线性正相关，因此极具吸引力。&无人机集群协调对地观测的典型路径如上图所示，集群算法可以设定一个优化函数来协调各个无人机的任务路径，尤其对于存在诸多不确定性的地面目标跟踪之类的时变任务，集群技术可以发挥极大的优势。无人机灯光、烟花秀无人机厂家、艺术家、游乐园运营商和传统的灯光秀团队都对无人机集群演出的前景表现出极大的兴趣。上图是今年10月，Intel的娱乐无人机业务部门验证了500加多旋翼飞机灯光秀表演的概念可行性。迪斯尼公司申请了很多与无人机有关的专利，它将那些无人机称作“Flixels”。它在专利文件中写道，这些无人机可以按照预先设定好的路线飞行，并且按照设定好的程序发出LED光，从而在天空上“绘制”出不同的图案。以无人机集群为核心的灯光秀可比传统烟花更加经济、高效和安全。无人机集群技术团队多旋翼与固定翼多旋翼无人机结构简单、成本低廉、控制简洁、可以空中悬停的特点使其占据了绝大部分消费类无人机市场和相当部分行业无人机市场，但是续航时间短、速度慢的特点又极大限制了其行业运用的拓展与之想法，固定翼无人机续航时间长、速度快、飞行距离远、可携带更重的载荷，因此更受行业用户的欢迎。在无人机集群技术方面，由于固定翼无人机非静稳态的特点，在集群编队中的单机控制、集群协同、传感与避障、起飞降落通道、机载射频与通信组网等方面均比“准静态”的旋翼无人机复杂得多。目前，国外的无人机集群技术的发展趋势为多旋翼和固定翼并重，灯光表演等局域应用已多旋翼集群为主；对地观测、农业和军事等领域已固定翼集群为主。国内无人机集群技术团队目前主要以多旋翼集群为主。Intel在今年年初的CES 2016上，Intel宣布成功的试飞了100架多旋翼无人机的编队，而本次500架无人机的灯光秀用了10人左右团队完成放飞。Intel的算法能够自动处理动画制作流程，并规划出创建空中图案的最快路径——完成这一切只需一张图片、快速计算出所需的无人机数量，并确定无人机的放置地点。在此之前，动画师需要更长时间手动完成这些计算。无人机自带的灯光秀软件会在每次飞行之前进行完整的机队检查，并且能够基于电池续航时间、GPS接收等因素为每次飞行挑选最合适的无人机。此外，整个Shooting Star无人机集群可由一台计算机轻松控制。编队飞行的规模取决于所需的动画效果，所使用的无人机数量可由几百架乃至更多。Parrot法国Parrot公司虽然在消费类多旋翼市场上一直不抵大疆，但其产品和技术颇具特色，其实室内无人机编队舞蹈灵巧活泼，是各大展会上的热点。Parrot多旋翼无人机集群规模不大，只在室内飞行。深圳零度深圳零度今年上市的掌上自拍机Dobby集成了与Parrot类似的跳舞功能，利用向下的摄像头识别地面二维码进行空间定位，执行预先设定好的舞蹈动作。零度智控此次集群表演是第一次由我国自主创新的无人机实现的室内无人值守飞行表演。参加此次室内无人机编队飞行的8台无人机均为零度智控PIONEER。亿航在京东618全民购物狂欢节上，亿航在北京上演一场无人机编队表演，让“618”飞上了天。由30架多旋翼无人机组成的集群按照预先设定的路线，根据GPS定位坐标运动至夜空中固定位置停留组成造型，按照预定设定的顺序点亮LED，成为夜空中流动的霓虹灯。SwarmX新加坡初创公司SwarmX以其的HiveMind无人机操作系统切入集群市场，HiveMind操作系统允许用户通过平板电脑、台式机或指挥中心管理无人机集群，同时提供数据存储和成果可视化。通过使用SwarmX的“基于目标的集群管理”根据和机器学习算法，集群的指挥官可以指挥无人机监视哪些区域，软件可以推算出如何有效地部署集群中的成员无人机。泊松技术主要做无人机控制，尤其是集群控制领域的初创技术公司。技术领域包括规模集群的控制算法、自主智能控制算法、动态无中心自组网技术、群体环境感知与碰撞规避、动态任务分配等。在珠海航展上展示的67架规模的固定翼集群主要是作为testbed来验证无人机集群的控制技术、路径重规划算法、任务分配算法、感知避撞算法和基于Ad&hoc的自组网通信系统。
目前，泊松技术也正谋求将该技术应用到民用领域，例如固定翼无人机编队飞行表演、面向游乐园的灯光秀，以及在协同作业的无人机对地观测和无人机物流快递领域中用技术提高效率，改善性能。
本文来源：雷锋网
责任编辑：安萌_NN6841
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分享至好友和朋友圈119架无人机集群试验 破纪录飞行如何完成？
央视新闻客户端
　　2016年，一部美国好莱坞出品的科幻动作片《独立日：卷土重来》上映，影片中多次出现海量无人机集群作战的片段，这种科幻的类似场景，在今年的6月，出现在了中国某地的上空。
　　这是中国电子科技集团公司组织的一项飞行试验，119架小型固定翼无人机，成功演示了密集弹射起飞、空中集结、多目标分组、编队合围、集群行动等动作。119架，中国再次创造了固定翼无人机集群飞行的世界纪录。
　　记者：这119架的这种集群这样的一个试验成功了，对我们很多的普通老百姓来讲，可能没有什么概念？
　　赵彦杰：我们其实在这119架的过程中，演示了一些典型的行动动作。
　　记者：你说这个行动动作指的是？
　　赵彦杰：比如像密集的弹射，弹射起飞，主要是在很短的时间内，把大量的飞机给发射出去，第二个就是飞机在空中可能是散的，在某一个预定的区域，要实现一个空中的集结，第三个就是针对多个目标，可以实现一个自动分组，第四个就是针对多个目标可以把它给围起来，我们叫编队合围，第五个我们展示了一些行动的概念。
　　赵彦杰，中国电子科技集团公司智能无人集群项目负责人。
　　记者：对你们专业领域来讲是一个什么样的地位？
　　赵彦杰：这119架飞机，我们特别强调是叫固定翼无人机集群，这个在未来的作战应用上，可能有较大的意义，当这个集群的数量，突破100架的时候，这是一个比较关键的坎。
　　记者：这个坎是一个什么样的门槛？
　　赵彦杰：我们经常说三五成群，三个五个也可以叫群，可能未来会有上千架，甚至上万架飞机的集群，那么我们认为，超过100架之后，从技术的角度从应用的角度，就是一个里程碑。
　　在传统的观念中，战争就意味着军人的流血牺牲。但是，早就有军事专家预言，在未来的战场上，很可能不再是有血有肉的士兵，而是成群结队的群化武器系统，是以无人装备为主体的智能较量。因为，&零伤亡&的需求必然使战争进入&无人&时代，而&无人&时代迅猛发展又使作战进入了&无人集群&时代，这是军事发展史上的一个超越。
　　记者：这个概念能通俗告诉我们，是什么意思吗？
　　赵彦杰：比如说我们都知道蚂蚁，蚂蚁是蚁群，每一个蚂蚁可以搬得动的，物体的重量是有限的，但是蚂蚁可以通过分工协作，共同抬起一个比它重很多很多倍的物体，这个就是集群智能简单的表述，其实自然界里边，有很多群体生存的生物，比如说像蜂群，鸟群，狼群，鱼群，我们这个无人机的集群，也是借鉴了自然界，群体相互协同的行为，来作为我们概念的输入点，来做这个研发的。
　　记者：当国外一旦在战争中，使用这种无人集群的话，其实最好对付的方式，可能是需要另外一个无人集群？
　　赵彦杰：可以这样理解，为什么这么讲，因为大型的高价值的武器平台，对这种小型的密集的无人集群来讲，是很难对付的，首先从探测的角度来讲，这种小平台很难被探测到，第二个可以以一种饱和式的方式，去对你进行一些袭扰，甚至是攻击。
　　记者：饱和式的方式指的是？
　　赵彦杰：比如说敌方的飞机，或者说敌方的雷达，可以同时追踪500架目标，但是我可以使用1000架，甚至是2000架，大概是这么一个概念，曾经美方有一个仿真的试验，针对宙斯盾的防空系统，以8架飞机为一个集群，对宙斯盾进行一个突破，每一个集群平均有2.8个可以突防。
　　自1917年无人机作为一种新型装备问世以来，100年后的今天，智能无人集群再一次成为&改变游戏规则&的颠覆性力量，以集群替代机动、数量提升能力、成本创造优势的方式，重新定义着未来力量运用的形态。
　　记者：我采访过无人机攻击机的飞行员，他们在操控无人机的时候，是通过地上的指挥舱，进行多方位的联动指挥，但是对你们现在所做的，它的指挥的方式会是怎样的？
　　赵彦杰：通俗点说有点儿像一个人牵着一只风筝，风筝和人之间有一根线，对于我们来讲是用一根线，牵住了一百多只风筝。
　　记者：但是这样的话操控难度就太大了？
　　赵彦杰：作为集群来讲，并不是去操控每一架飞机的每一个动作，很多姿态的调整，都是靠它自己的，自主化的一些运算来实现的，未来作战，当无人机的数量不断提升的时候，我们没有那么多人去操控无人机，甚至有一天，无人机等无人装备的数量，远远大于作战人员的时候，怎么办，就必须要有集群的控制，集群控制的核心，就是每一个飞机之间，进行相互的通信，每一个飞机根据周围的环境，进行一个自适应地调整，我不用去控制它每一刻每一秒，我只需要告诉它一个任务，它自主去执行。
　　在无人机集群的控制技术领域，中美走在世界最前列。2015年，美国海军实现50架固定翼无人机集群飞行的纪录，这些无人机按照主从模式飞行，利用无线自组织网络进行信息交互和共享，与以往每架飞机需要一个操作员不同，该项目通过集群地面控制站，实现了同时对50架无人机的控制，将控制权逐渐转移至飞行器，使无人机实现自主飞行和决策，以减轻操控人员的压力。
　　2016年11月，赵彦杰团队主导的中国第一个固定翼无人机集群飞行试验以67架飞机的数量打破了美国的纪录。今年1月，美军使用三架战斗机在空中释放了103架&山鹑&微型侦察无人机，可连续飞行半小时。
　　记者：当时这个纪录的数字，对你们研发人员来讲，有没有一种影响？
　　赵彦杰：肯定有影响，大家关注的是，你这么短的时间，就被别人超越了，讲一个小故事，我们马上要开集团公司年度大会的时候，准备了一些文字的材料和一些视频的资料，其中有一些表述需要修改，做了一些紧急修改，可以说对我们来讲，那段时间还是很有压力的，我记着我在微信的朋友圈里边，写了这么一句话，叫科技竞赛，大国博弈，新故相推，日生不滞，说的就是这个。
　　作为中国电子科技集团智能无人集群的项目负责人，赵彦杰小时候的梦想是当一名飞行员。但不巧的是，那一年，他所在的地区高中不招飞行员，赵彦杰没有实现成为战斗机飞行员的梦想。2006年8月，赵彦杰清华大学毕业后，获得了赴美全额奖学金留学的资格，之后开启了在美国的8年学习生活。
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责编：周扬
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央视起底中国119架无人机集群飞行纪录：有1架掉下
据央视新闻6月20日报道，119架！我国再次刷新固定翼无人机集群试验纪录。当这个集群的数量突破100架的时候，这是一个关键的坎。无人机集群到底能改变什么？《面对面》专访智能无人系统项目负责人赵彦杰。119架固定翼无人机集群飞行，中国创造纪录 2016年，一部美国好莱坞出品的科幻动作片《独立日：卷土重来》上映，影片中多次出现海量无人机集群作战的片段。这种科幻的类似场景，在今年的6月，出现在了中国某地的上空。这是中国电子科技集团公司组织的一项飞行试验，119架小型固定翼无人机，成功演示了密集弹射起飞、空中集结、多目标分组、编队合围、集群行动等动作。119架，中国再次创造了固定翼无人机集群飞行的世界纪录。中国电子科技集团公司的一项飞行试验赵彦杰，是中国电子科技集团公司智能无人集群项目负责人。记者：对你们专业领域来讲这是一个什么样的地位？赵彦杰：这119架飞机，我们特别强调是叫固定翼无人机集群，这个在未来的作战应用上，可能有较大的意义，当这个集群的数量，突破100架的时候，这是一个比较关键的坎。图片均来自：央视新闻记者：这个坎是一个什么样的门槛？赵彦杰：我们经常说三五成群，三个五个也可以叫群，可能未来会有上千架，甚至上万架飞机的集群，那么我们认为，超过100架之后，从技术的角度、从应用的角度，就是一个里程碑。从“无人时代”到“无人集群时代” 军事史上一次超越 在传统的观念中，战争就意味着军人的流血牺牲。但是，早就有军事专家预言，在未来的战场上，很可能不再是有血有肉的士兵，而是成群结队的群化武器系统，是以无人装备为主体的智能较量。因为，“零伤亡”的需求必然使战争进入“无人”时代，而“无人”时代迅猛发展又使作战进入了“无人集群”时代，这是军事发展史上的一个超越。科幻电影中的画面记者：这个概念能通俗告诉我们，是什么意思吗？赵彦杰：我们都知道蚂蚁，每一个蚂蚁可以搬得动的物体重量是有限的，但是蚂蚁可以通过分工协作，共同抬起一个比它重很多很多倍的物体，这个就是集群智能简单的表述。其实自然界里，有很多群体生存的生物，比如说像蜂群，鸟群，狼群，鱼群，我们无人机的集群也是借鉴了自然界群体相互协同的行为。记者：当国外一旦在战争中使用这种无人集群的话，其实最好对付的方式可能是需要另外一个无人集群？赵彦杰：可以这样理解。因为大型的高价值武器平台，对这种小型的密集的无人集群来讲，是很难对付的。首先从探测的角度来讲，这种小平台很难被探测到；第二可以以一种饱和式的方式，去进行一些袭扰，甚至是攻击。自1917年无人机作为一种新型装备问世以来，100年后的今天，智能无人集群再一次成为“改变游戏规则”的颠覆性力量，以集群替代机动、数量提升能力、成本创造优势的方式，重新定义着未来力量运用的形态。1917年无人机诞生赵彦杰：通俗点说有点儿像一个人牵着一只风筝，风筝和人之间有一根线。对于我们来讲是用一根线，牵住了一百多只风筝。记者：但是这样的话操控难度就太大了？
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像群蜂一样飞舞，无人机的未来在于集群化？
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（原标题： The next era of drones will be defined by swarms）
网易科技讯 5月9日消息，据国外媒体报道，无人机的未来将由集群无人机所定义。这些体积小、价格低廉的无人机通过数量优势，可以挽救人类生命，也能够成为战场上的致命武器。当你提到无人机时会想到什么？是一个有螺旋桨的遥控玩具还是一架类似于全球鹰的大型无人机？很快无人机将会变得有所不同：它们将越来越小，成本低廉，可以由成百上千个无人机组成集群，像鸟群一样自由飞翔。这就是集群无人机，成百上千个无人机组合在一起发挥出强大的功能，可以用于救援，也可以成为战场上的致命武器。集群无人机有什么作用？首先，如果应用于战场，集群无人机的效果要超出现有的各类武器。想像一下，铺天盖地的无人机联合起来，能够有效收集各种情报；在陆战中，集群无人机能够成为攻击坦克的利器；在海战中，诸如此类的无人机攻击军舰也是轻而易举。尽管集群无人机中的很多单体会被战舰的防御系统击落，但总有无人机会突破防线，摧毁雷达和舰载武器。重要的是，对于集群无人机而言，其中并没有领导者或者核心设备。集群无人机是一个自组织的系统，所有的无人机单体都是平等的。集群性能够让无人机对一个区域进行有效搜索，在一起飞行并不会发生碰撞。而且操作一整个集群无人机仅仅需要一个操作员。集群的抗摧毁性很强。一枚导弹固然可以击落一家飞机，但失去几十个单体无人机并不会影响到整个集群的功效。集群无人机完全可以通过数量胜过防空系统。这是集群无人机在战时的应用。同样，集群无人机在平日也有更多的应用。事实上，集群无人机的应用已经不是新鲜事。今年早些时候，英特尔“流星”（Shooting Star）集群无人机就伴随Lady Gaga亮相了美国超级碗比赛的中场表演。300架无人机组成了美国国旗，照亮了体育馆的夜空。同样中国亿航的集群无人机系统也亮相了新年晚会。1000架无人机组成一幅中国地图以及汉字“祝福”。无人机也能够应用于农业生产。它们可以发现植物病虫害，并协助管理灌溉，或者是喷洒农药和除草剂。其规模性能够保证覆盖到农场的各个角落。明尼苏达大学分布式机器人中心研究人员NikolaosPapanikolopoulos正在研究太阳能无人机，最终这将能够让集群无人机以较低成本覆盖到大片农田。Papanikolopoulos表示，“这种集群无人机能够发现植物病虫害或是营养不良，以及用于作物水资源的管理。”其他功效虽然近年来无人机已经广泛应用于救援行动，但集群无人机的广泛应用能够拯救更多的生命。代尔夫特大学的微型飞行器实验室正在开发集群的“口袋无人机”，每个无人机仅仅有手掌大小。它们能够飞入室内，在建筑物遭到严重破坏的情况下帮助救援人员搜索幸存者。拉夫堡大学的研究人员也开发了一个集群无人机系统帮助进行山地搜索和救援。该系统由10个小型无人机组成，配备有热成像仪，能够轻松定位失踪的登山者。无人机之间的相互沟通，能够确保覆盖到整个搜索区域。哪些军队在发展集群无人机系统？不止一个国家已经开始研究集群无人机技术。譬如美国最近就从F/A-18战斗机上发射了103架小型“Perdix”无人机。这些无人机重量仅有几百克，从通常用于发射照明弹的发射器中释放。这种一次性的无人机采用3D打印技术制成，旨在作为诱饵干扰并定位对方雷达，从而破坏敌方的防空系统。美国海军也在开发成本低于导弹的集群无人机。其目标是通过软件能够让整个集群针对特定任务分开，或是让新的无人机加入群集。美国海军陆战队的计划更是雄心勃勃。他们的目标是在陆上，海上和空中广泛应用一系列的无人机。这些无人机可能成为前锋队，成为第一波进行侦察，定位敌方阵地，并实施攻击的重要力量。而集群无人机也可以防御敌方的无人机。为了进行相关研究，海军陆战队正在进行集群无人机之间的对抗推演。这些小型无人机也可以是间谍或侦察兵。五角大楼先进科学机构国防高级研究计划署（Darpa）预计，特别是在城市地区和建筑物内部时，每队士兵都有自己的集群无人机可供侦查使用。Swarm Systems研究人员Stephen Crampton表示：“250架小型无人机组合在一起可以覆盖六个街区，这些集群无人机可以为战斗小组提供有用信息，比如说实时的威胁。那么，无人机的未来在哪里？目前集群无人机技术还处于起步阶段，但其正在飞速发展。
理论上集群无人机比任何现有的武器都要强，其能够提供足够的精确火力，大规模毁灭敌方力量。集群无人机的影响就像刚刚进入战场的重机枪：没有配备集群无人机的一方将面临着失败，这样一来战争只是集群无人机之间的较量。但战场远非我们可以看到集群无人机的唯一地方。事实上，他们有一天可以走进我们的生活。从长远来看，如果哈佛威斯康星研究所的研究人员是正确的，那么小型无人机可能会像昆虫一样成为我们环境的一部分。该研究所正在开展的RoboBee项目在开发重量小于10克的纸夹型无人机。成千上万的RoboBee无人机可用于天气监测，农田监视甚至作物授粉。毕竟，从农民到Lady Gaga，很多人已经成为了集群无人机的粉丝。（晗冰）
本文来源：网易科技报道
责任编辑：王凤枝_NT2541
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