人工智能滑翔機(jī)來了，無人機(jī)該向它學(xué)點(diǎn)什么？

原標(biāo)題：人工智能滑翔機(jī)來了，無人機(jī)該向它學(xué)點(diǎn)什么？

一戰(zhàn)時(shí)期，為了鳥悄兒地對(duì)德國進(jìn)行打擊，英國設(shè)想利用無線電來遙控飛機(jī)。這個(gè)想法一出，大家紛紛贊同，于是科研人員立馬開工加緊研制。功夫不負(fù)有心人，十幾年后，他們終于研制成功了……誒，一戰(zhàn)結(jié)束多少年了？

這充分說明了現(xiàn)在司空見慣的無人機(jī)，在初創(chuàng)期技術(shù)是多么的難搞。然而這并不妨礙無人機(jī)價(jià)值的逐漸提升，其從軍事領(lǐng)域逐漸向外擴(kuò)展，到如今涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，比如航拍、地圖遙測(cè)，比如到非洲種菜、送藥、抓壞蛋……

而這么多年以來，圍繞無人機(jī)的研發(fā)也是有條不紊，隱身效果越來越好、性能越來越強(qiáng)勁、飛行距離也越來越長。在人工智能時(shí)代到來之后，無人機(jī)更是獲得了打開新的技術(shù)進(jìn)步大門的鑰匙。而最迫切地需要這把鑰匙的無疑是那扇推了很久的門：

讓無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“無人”飛行。

說是無人機(jī)，飛起來還是離不開人

對(duì)無人機(jī)而言，如何實(shí)現(xiàn)在沒有人進(jìn)行駕駛操作的情況下能夠安全飛行，自然是首要問題。

英國最初研制無人機(jī)的時(shí)候，曾經(jīng)兩次在試飛的前半段表現(xiàn)非常不錯(cuò)，最后卻都因發(fā)動(dòng)機(jī)熄火而失速墜毀、功虧一簣。這就凸顯了其中兩個(gè)方面的問題：一是機(jī)上沒有駕駛員，無法采取正確而及時(shí)的處理措施；二是地面操控人員無法對(duì)無人機(jī)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估從而采取措施。

當(dāng)然我們也可以理解，當(dāng)時(shí)技術(shù)落后，操控人員想進(jìn)行干預(yù)也是心有余而力不足。哪怕是到今天，關(guān)于無人機(jī)的操控仍然是一個(gè)需要非常重要并需不斷改進(jìn)的議題。

今天的無人機(jī)操縱大致有三種方式。一種是無線操控，我們常見的遙控?zé)o人機(jī)拍攝就是采取這種方式。操作簡單、易學(xué)，是最早也最廣泛的無人機(jī)操控方式。另外一種則是提前設(shè)定具體的程序，比如飛行路線、固定地點(diǎn)的飛行姿態(tài)和具體的工作任務(wù)指令等，完成任務(wù)之后再按照提前設(shè)定好的程序原路返回。在執(zhí)行長距離飛行任務(wù)的時(shí)候，比如遙測(cè)地圖信息等會(huì)比較常用，整個(gè)過程基本上沒有人為干預(yù)。而還有一種則是把無線操控和無人機(jī)自主飛行結(jié)合起來，沒問題的時(shí)候放羊，有問題的時(shí)候接管，以最大程度保證無人機(jī)的順利飛行。

從這個(gè)角度來看，雖然名為“無人機(jī)”，實(shí)際上在大多數(shù)情況下還是有人操控的。只不過駕駛行為從飛機(jī)轉(zhuǎn)移到了指揮中心。因此，如何實(shí)現(xiàn)無人機(jī)更高程度上的自主飛行，也就成為了科研人員們攻關(guān)的重點(diǎn)。

而對(duì)民用無人機(jī)來說，除了操控問題之外，由于其技術(shù)精密程度遠(yuǎn)不如軍用無人機(jī)，因此往往要考慮到天氣對(duì)飛行的影響。很多無人機(jī)的使用說明上都會(huì)明確表示，在極端天氣情況下，禁止或盡可能避免飛行。雖然很多無人機(jī)企業(yè)都表示自己的飛機(jī)能夠扛過5級(jí)風(fēng)，但似乎也沒有多少人能買賬。拿無人機(jī)送貨來說，你說能扛過大風(fēng)，那萬一扛不過掉下來損失算誰的？

除此之外，如何盡可能延長無人機(jī)電力的使用時(shí)間，從而延長飛行時(shí)間也是擺在研究人員案頭的頭痛之時(shí)。畢竟對(duì)長距離工作而言，能飛得更久，當(dāng)然是更好的。

而這些長期限制無人機(jī)的問題，在今天可能會(huì)有更好的答案出現(xiàn)了。

無人機(jī)聽膩了？你知道人工智能滑翔機(jī)嗎？

人工智能給了無人機(jī)更多的可能，比如利用視覺技術(shù)進(jìn)行自主執(zhí)行拍照任務(wù)、自主飛行，但我們今天要說的卻并非簡單如此。一項(xiàng)最新的飛行器相關(guān)研究看似與無人機(jī)關(guān)系不大，但卻很可能會(huì)為未來無人機(jī)的發(fā)展提供一種新的解決思路。

而這個(gè)飛行器，就是滑翔機(jī)。

加州大學(xué)圣迭戈分校的研究人員最近就利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練了一架滑翔機(jī)在大氣中自由地飛行。我們知道，滑翔機(jī)的原型就是飛鳥，但現(xiàn)實(shí)是它滑翔的高度、距離、速度等與鳥兒還有不小的差距。于是，鳥兒在滑翔中對(duì)氣流、溫度等因素的利用便成為了研究人員模擬并訓(xùn)練飛行器的標(biāo)本。

研究人員開發(fā)了一種新的算法，將其搭載在附著于兩米長的機(jī)器上的控制器，可以估算環(huán)境中的垂直風(fēng)加速度、機(jī)翼上的垂直風(fēng)速梯度、空氣中的熱度等，進(jìn)而調(diào)整飛行俯仰的角度，實(shí)現(xiàn)自主飛行的策略。同時(shí)，還可以根據(jù)這些因素制定相應(yīng)的導(dǎo)航策略。

而相關(guān)的實(shí)驗(yàn)則表明，研究人員對(duì)控制器進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練的這套算法涉及的因素與鳥兒的滑翔也有密切的相關(guān)。

也就是說，在進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)之后，滑翔機(jī)可能會(huì)越來越像鳥兒：不僅擁有相似的外形，還有擁有相近的物理滑翔原理。

那說了這么多，人工智能對(duì)滑翔機(jī)的解決方案對(duì)無人機(jī)又有什么用呢？

為了更安全和自主的飛行

說一點(diǎn)廢話，無人機(jī)和滑翔機(jī)都是能飛的……但無人機(jī)需要?jiǎng)恿Γ铏C(jī)卻不需要。

而這套人工智能系統(tǒng)索要解決的滑翔機(jī)的問題之一就是：如何讓滑翔機(jī)能夠飛得更遠(yuǎn)。通過對(duì)氣流的充分利用、對(duì)溫度的感應(yīng)，滑翔機(jī)能夠更好地捕捉空氣動(dòng)力。從這個(gè)角度上來說，對(duì)一些固定翼無人機(jī)而言，根據(jù)氣流調(diào)整飛行姿態(tài)，便可以像滑翔機(jī)一樣借助空氣動(dòng)力飛行，從而可以一定出程度上動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的飛行。畢竟，對(duì)飛行而言可能一米就意味著生存與毀滅。

第二個(gè)方面則是以此來應(yīng)對(duì)極端天氣情況。在對(duì)滑翔機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練的時(shí)候，研究者們還有注意到在極端天氣下鳥兒是如何實(shí)現(xiàn)安全滑翔的。這其中仍然是涉及對(duì)空氣溫度、風(fēng)向、風(fēng)俗的感知等方面的內(nèi)容。移植到無人機(jī)上，則可以在其上搭載一個(gè)類似的傳感器，搜集周圍的天氣狀況，做出最合理的飛行方案來。這樣一來，一些廠家所宣揚(yáng)的“能扛5級(jí)大風(fēng)”的標(biāo)語，或許多少也該有人相信了吧……

而由以上兩點(diǎn)可知，在這套人工智能系統(tǒng)的加持下，無人機(jī)的自主飛行能力也就會(huì)得到相應(yīng)的提高。這里體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)有三：第一可以調(diào)整飛行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最長飛行距離；第二可以提出飛行策略，調(diào)整飛行導(dǎo)航路線；第三則是對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行分析判斷，尋找極端情況下的最優(yōu)方案，最大程度上保證飛行安全。

也就是說，人工智能對(duì)無人機(jī)的影響將可能不再僅僅局限于利用視覺技術(shù)尋找目標(biāo)、利用導(dǎo)航技術(shù)確定位置，而是擴(kuò)展到利用更多的傳感器搜集飛行環(huán)境因素從而做出最佳的飛行方案?；蛘哒f，人工智能將會(huì)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的“飛行增強(qiáng)”。而無人機(jī)從出任務(wù)到回歸，也就可能真的不需要任何遠(yuǎn)程操控；無人機(jī)也就將實(shí)現(xiàn)真正意義上的“無人駕駛”。

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