農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)
工業(yè)無(wú)人機(jī)
軍警無(wú)人機(jī)
娛教無(wú)人機(jī)
水下無(wú)人機(jī)
反無(wú)人機(jī)設(shè)備
無(wú)人機(jī)配件
無(wú)人機(jī)租賃
無(wú)人機(jī)培訓(xùn)
當(dāng)前位置:全球無(wú)人機(jī)網(wǎng) ? 無(wú)人機(jī)新聞 ? 技術(shù)動(dòng)態(tài) ? 正文

智能無(wú)人機(jī)未來(lái)動(dòng)態(tài) 需要蜂群算法完成協(xié)同工作

發(fā)布日期:2016-08-30??來(lái)源:網(wǎng)易我要投稿我要評(píng)論
 

(原標(biāo)題:研發(fā)專家:無(wú)人機(jī)需要蜂群算法完成協(xié)同工作)

智能無(wú)人機(jī)未來(lái)動(dòng)態(tài) 需要蜂群算法完成協(xié)同工作

Vijay Kumar在演講/圖  來(lái)源雷鋒網(wǎng)

Vijay Kumar提到,現(xiàn)階段無(wú)人機(jī)的作用在行業(yè)應(yīng)用和娛樂(lè)方面比較多,但在未來(lái),空中機(jī)器人的作用更多是用在搜索和營(yíng)救方面,即使是軍方也需要小而隱秘的空中機(jī)器人搜集情報(bào)。所以無(wú)人機(jī)日后的一個(gè)發(fā)展方向應(yīng)該是微小型,如果體積太大,不利于對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),也容易被敵人發(fā)現(xiàn),還會(huì)降低其靈活度。不過(guò),體積縮小也會(huì)帶來(lái)不便,當(dāng)無(wú)人機(jī)直徑縮小到10厘米時(shí),它就不能搭載過(guò)重的設(shè)備,也不能移動(dòng)物品,只能作為前期勘探偵查使用。

而無(wú)人機(jī)帶來(lái)的一系列安全問(wèn)題,則是一直在強(qiáng)調(diào)的。不僅在操作時(shí)要注意飛行安全,還要時(shí)刻對(duì)無(wú)人機(jī)下方的行人負(fù)責(zé),雖然部分保險(xiǎn)公司已經(jīng)針對(duì)飛手和第三方推出了意外險(xiǎn),但是我們還是應(yīng)該盡力避免事后傷害。相較于體積大的無(wú)人機(jī),微小型無(wú)人機(jī)顯然更安全,即使碰撞到路人,動(dòng)能也更小,傷害同樣會(huì)更小。微小型無(wú)人機(jī)比大型無(wú)人機(jī)更能適應(yīng)周遭的環(huán)境,由于體積小,質(zhì)量輕,相應(yīng)的慣性也比較小,在發(fā)生意外情況的時(shí)候能被更好的控制,甚至可以迅速的調(diào)整自我平衡。

今后無(wú)人機(jī)也將朝著更智能的方向發(fā)展,各種傳感器會(huì)變成空中機(jī)器人的眼睛、耳朵、鼻子和手。這些傳感器協(xié)調(diào)工作,組成一個(gè)閉環(huán),對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)、分析、決策,以此實(shí)現(xiàn)自我規(guī)劃路徑,同樣也可以實(shí)現(xiàn)避障。

據(jù)雷鋒網(wǎng)報(bào)道,Vijay Kumar指出,這不只是簡(jiǎn)單的避障。在螺旋儀和加速儀的配合下,無(wú)人機(jī)知道如何根據(jù)環(huán)境特征進(jìn)行移動(dòng)。通過(guò)每秒做數(shù)百次的運(yùn)算,計(jì)算出最可行的方位和速度。如圖所示,傳感器不同的等級(jí)、不同的不確定性,我們都可以通過(guò)概率學(xué)的方法把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合在一起,通過(guò)一個(gè)等式來(lái)把它歸納成一個(gè)位置和速度的估算。但這個(gè)要達(dá)到一定靈敏度也仍是個(gè)挑戰(zhàn)。

此外,無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中不僅需要可以判斷其速度和位置,還需要加以控制,避免走入障礙區(qū)。這就需要地圖的識(shí)別技術(shù)了。

最后一個(gè)S是指蜂群,swarms。蜂群有三個(gè)特征:

1、獨(dú)立行動(dòng);

2、只依靠當(dāng)?shù)匦畔ⅲ翰恢榔渌麍F(tuán)隊(duì)的需求,它只知道周邊最近的情況;

3、無(wú)個(gè)性特征的行為:無(wú)需身份。

蜂群到底是什么東西?

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),蜂群就是完全扁平的去中心化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),依靠點(diǎn)與點(diǎn)間的鏈接,像波動(dòng)一樣迅速傳導(dǎo)信息,而后數(shù)量集聚導(dǎo)致質(zhì)變,涌現(xiàn)出極端一致的"集群"特征。

聽(tīng)起來(lái)太難懂?舉個(gè)例子,一群螞蟻在搬回一小塊蘋(píng)果的時(shí)候,每只螞蟻都是獨(dú)立行動(dòng)的,它們并沒(méi)有一個(gè)指揮者告訴它們?cè)撌裁磿r(shí)候直行、什么時(shí)候拐彎,每只螞蟻都是獨(dú)立的。他們不知道團(tuán)隊(duì)的情況,但是他們清楚地知道自己附近的螞蟻也在搬這塊蘋(píng)果,每只螞蟻都是只知道自己的周邊的情況,但這足以使這個(gè)團(tuán)體運(yùn)作。同時(shí),每只螞蟻也不需要身份,沒(méi)有個(gè)體特征,不需要知道這只螞蟻是張三,那只螞蟻是李四,或者之前有過(guò)什么矛盾,對(duì)于“把蘋(píng)果塊搬回巢穴”這個(gè)任務(wù)來(lái)說(shuō),身份只是冗余信息,對(duì)于完后該任務(wù)沒(méi)有一點(diǎn)用。更神奇的是,整個(gè)任務(wù)中,螞蟻數(shù)量的增加和減少都不會(huì)改變這個(gè)任務(wù)的完成度,甚至連隊(duì)形和路線都不會(huì)改變。

智能無(wú)人機(jī)未來(lái)動(dòng)態(tài) 需要蜂群算法完成協(xié)同工作

螞蟻合作搬東西/圖  來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

群體行為的產(chǎn)生機(jī)制通常都是十分簡(jiǎn)單的,但是群體中單個(gè)個(gè)體行為會(huì)被鄰近的個(gè)體所影響,在沒(méi)有集中控制的情況下,個(gè)體就可以通過(guò)局部簡(jiǎn)單的相互交流,使得整體表現(xiàn)出諸如自組織、協(xié)作等一些較為復(fù)雜的群體行為,在復(fù)雜性技術(shù)中,這種技術(shù)就叫做涌現(xiàn)。通過(guò)交互作用或協(xié)作行為,一些比較簡(jiǎn)單的生物個(gè)體就能夠體現(xiàn)出整體優(yōu)勢(shì),完成較為復(fù)雜的任務(wù),這給人類(lèi)帶來(lái)了許多啟發(fā)。

把群智能的思想應(yīng)用到無(wú)人機(jī)中,可以對(duì)多無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)帶來(lái)很多優(yōu)勢(shì)。比如:群體包含的個(gè)體是完全分散式的,沒(méi)有中心控制,較為容易和此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的工作狀況相匹配,不會(huì)因?yàn)閱我粋€(gè)體或幾個(gè)個(gè)體出現(xiàn)不確定的狀況而影響全局,因此,具有更強(qiáng)的魯棒性;每個(gè)個(gè)體不能直接得到整體信息,僅能感知部分信息,并有十分簡(jiǎn)單的單個(gè)自治個(gè)體規(guī)則,只需要最小智能,具有簡(jiǎn)單性;群體中個(gè)體之間通過(guò)非直接通信相互合作。由于通過(guò)這種種方式進(jìn)行信息傳輸與交互,所以個(gè)體越多,通信消耗的增幅也就越大,這樣的系統(tǒng)具有更好的可拓展性;自組織能力,也就是說(shuō)群體通過(guò)個(gè)體間簡(jiǎn)單的一些行為就能夠解決較為復(fù)雜的問(wèn)題,執(zhí)行較為復(fù)雜的任務(wù)。

根據(jù)Vijay Kumar的說(shuō)法,無(wú)人機(jī)同樣可以協(xié)同合作,完成單個(gè)無(wú)人機(jī)不能完成的任務(wù),尤其無(wú)人機(jī)體積變小后,不能負(fù)重,但是協(xié)同工作的話,就可以更好的發(fā)揮微小型無(wú)人機(jī)的靈活性。

蜂群無(wú)人機(jī)的難度依然很大

無(wú)人機(jī)在實(shí)際飛行中如果存在突發(fā)狀況,必須進(jìn)行航跡重新規(guī)劃,以以規(guī)避威脅。為滿足協(xié)同工作時(shí)的時(shí)效性,重新規(guī)劃所采用的算法必須具有實(shí)時(shí)、高效的特點(diǎn)。因此,可以根據(jù)蜂群算法領(lǐng)域搜索的特點(diǎn),以參考航跡的突發(fā)威脅作為領(lǐng)蜂航跡,跟隨蜂僅在參考航跡的突發(fā)威脅段進(jìn)行領(lǐng)域搜索,而不需要對(duì)整條航跡進(jìn)行搜索,由此可以快速獲得修正航跡段,并替換原突發(fā)威脅航跡段,整個(gè)飛行過(guò)程中,無(wú)人機(jī)根據(jù)獲得的威脅信息,不斷修正參考航跡,直至達(dá)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

但真正使用蜂群算法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)協(xié)同飛行還是很困難的,知乎用戶吳易易在回答“無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行應(yīng)用了哪些技術(shù)?實(shí)現(xiàn)有什么困難?”時(shí)指出:編隊(duì)飛行本質(zhì)上是一個(gè)路徑規(guī)劃問(wèn)題,你并不清楚自己在哪里,也不太清楚周?chē)加猩?,甚至都不知道你的伙伴都有誰(shuí)。用比較專業(yè)的術(shù)語(yǔ)回答就是,首先,沒(méi)有足夠可用的定位方法,無(wú)論相對(duì)的還是絕對(duì)的;其次,沒(méi)有被透徹研究過(guò)的動(dòng)態(tài)避障問(wèn)題;沒(méi)有現(xiàn)成可用的通訊鏈路。

何況使用蜂群算法的無(wú)人機(jī)協(xié)同工作比編隊(duì)飛行更難,因?yàn)榫庩?duì)飛行需要注重飛行,但蜂群協(xié)同工作還需要完成任務(wù),在完成任務(wù)的過(guò)程中,還會(huì)遇到更多問(wèn)題。

由于無(wú)人機(jī)使用蜂群算法進(jìn)行協(xié)同工作有巨大的價(jià)值,目前很多高校實(shí)驗(yàn)室、科技企業(yè)也在研究,新加坡新創(chuàng)科技公司SwarmX同樣在從事蜂群無(wú)人機(jī)的研究工作。日前,在深圳召開(kāi)2016商業(yè)無(wú)人機(jī)論壇上,來(lái)自新加坡的 SwarmX公司的CEO Pulkit Jaiswal在論壇上分享了他們關(guān)于蜂群無(wú)人機(jī)的塢站,挪威總理還去他們公司參觀過(guò)。

根據(jù)目前的形勢(shì)來(lái)看,蜂群算法在無(wú)人機(jī)的應(yīng)用上還有相當(dāng)大的進(jìn)步空間,這對(duì)于優(yōu)化無(wú)人機(jī)航跡和提高無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力均有幫助。有志于在群體無(wú)人機(jī)研究方面取得突破的企業(yè)可以試試該方向。

?
本文鏈接:http://ssfunpay.cn/uav-news/201608/30/18718.html
標(biāo)簽:??
0相關(guān)評(píng)論
免責(zé)聲明:凡注明來(lái)源全球無(wú)人機(jī)網(wǎng)的所有作品,均為本網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,歡迎轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明出處。非本網(wǎng)作品均來(lái)自互聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。

圖文推薦

推薦品牌

關(guān)于本站

合作服務(wù)電話

  • 客服熱線:0755-23779287
  • 展會(huì)負(fù)責(zé):18682042306
  • 廣告合作:點(diǎn)擊這里給我發(fā)消息
  • 展會(huì)合作:點(diǎn)擊這里給我發(fā)消息

公眾號(hào)/APP下載


    (公眾號(hào))


    (Android下載)

Copyright?2005-2021 81UAV.CN All Rights Reserved? 訪問(wèn)和使用全球無(wú)人機(jī)網(wǎng),即表明您已完全接受和服從我們的用戶協(xié)議。 SITEMAPS 網(wǎng)站地圖 網(wǎng)站留言
運(yùn)營(yíng)商: 湛江中龍網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 全球無(wú)人機(jī)網(wǎng)?
ICP備案號(hào):粵ICP備2023038372號(hào)-1 
全國(guó)公安機(jī)關(guān)?備案信息?可信網(wǎng)站不良舉報(bào)?文明轉(zhuǎn)播