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浙大研發微型智能空中機器人——

這群機械鳥,自由飛舞愛“思考”

發布時間:2022-05-10來源:浙江日報作者:何冬健 柯溢能 吳雅蘭0

    在安吉一片茂盛的竹林中,有一群微型智能空中機器人,正自如穿梭其間——它們時而靈巧地掠過低矮灌木叢,時而交叉飛行變換隊形,就像是林中小鳥翩翩起舞相互追逐……5月5日,以封面論文的形式,這群空中機器人“飛”上了世界機器人領域權威期刊《科學·機器人》。

  在未知復雜環境中的成群結隊飛行,一直被看作是機器人與人工智能領域的一大技術瓶頸。大規模的機器人空中編隊表演早已屢見不鮮,通過前期的衛星定位和軌跡編碼,它們能夠實現千變萬化的造型——然而一旦失去地面計算機的控制,這些機器人群體就會“群龍無首”,甚至撞到障礙物跌落下來。

  浙江大學控制科學與工程學院、浙江大學湖州研究院團隊聯手突破了未知復雜環境下機器人單機與群體的智能導航與快速避障方法等一系列核心技術難關,將只能在科幻電影里看到的場面帶到了現實世界。

  “人字形的雁群、井然有序的鴿群,當我們仰望天空,自然界中飛鳥的集群,總引導我們思考它們是如何保持隊形的?!闭憬髮W控制科學與工程學院教授許超說,讓機器人能像鳥兒一樣成群自由地飛翔,是團隊苦苦追尋的最高境界。

  一個小巧輕便、自主可控又能成群結隊的飛行系統由此誕生。據介紹,單個空中機器人和麻雀差不多大,比一聽可樂的重量還要輕。

  浙大研發的這款空中機器人在僅使用機載視覺、機載計算資源的情況下,可以在野外樹林復雜環境下感知周圍障礙物、定位自身位置及生成飛行路徑、多智能體通訊,讓機器人看得懂世界,主動避開障礙物,實現群體飛行。

  “我們還為空中機器人打造了一個‘智慧大腦’?!痹S超說,盡管處理器只有拇指大小,但是能夠獨立計算處理飛行過程中遇到的海量信息。

  許超介紹,從圖紙設計到硬件調試,從算法研發到代碼編寫,從實驗測試到系統優化,都完全由浙大團隊師生完成,“在國際上能夠獨立完成全流程工作的團隊,也是屈指可數?!?/p>

  談及未來應用,浙江大學控制科學與工程學院副研究員高飛認為,在火災等搜救場景中,小型集群機器人能夠更好實現搜救目標,減少搜救人員風險;在地形勘探中,也可以快速對人員無法到達的區域進行建模,“生活中有很多場景都能用到我們這項技術,比如掃地或服務機器人,如果裝上了我們研發的‘智慧大腦’,就會更加聰明?!?/p>


《浙江日報》2022年5月6日05版


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