實施無人機叢集的意義是什麼

2021-03-04 01:02:58 字數 1284 閱讀 9199

1樓:無奈的邊緣的家

作為一個發展速度快、迭代週期短的領域,無人機技術的趨勢一直是業內討論的焦點

。今年8月,在中國計算機學會主辦,雷鋒網承辦的ccf-gair峰會上,被稱是無人機大神的vijay kumar教授提出來他的5s趨勢理論:**all(小型),safe(安全),**art(智慧),speed(敏捷)和swarm(叢集),與一直被廣泛研究的前四個s不同,swarm叢集技術目前還主要在學術界和國防領域受到關注,叢集智慧(swarm intelligence)作為一種game-changing的顛覆性技術,一直被中美等**隊視為無人化作戰的突破口。

最近,在珠海航展上,中國電科cetc披露了我國第一個固定翼無人機叢集試驗原型系統,實現了67架規模的叢集原理驗證,打破之前由美國海軍保持的50架固定翼無人機叢集的世界紀錄,該成果由cetc電科院、清華大學、泊松技術攜手完成。結合今年intel團隊100架和500架多旋翼無人機的震撼空中燈光秀,我們已經可以看出無人機叢集技術發展的端倪,甚至可以謹慎地**,叢集技術可能是無人機技術發展的下一個重要熱點。

| 概念與起源

叢集行為(swarm behaviour)、或者群行(swarming)是一種生物的集體行為,最典型的例子是外觀上看起來一群實體聚集在一起兜圈或朝特定方向行動。生物界中的昆蟲、鳥類、魚類、水生動物、人與細菌都會出現叢集行為。

機器人的叢集技術的靈感**於自然,正如上世紀初發明飛機就是受到了飛鳥的啟發一樣,無人機叢集概念起源於古老的昆蟲蜜蜂,蜂群內部分工明確,個體之間存在著豐富有趣的資訊交流語言,社會行為豐富。

早在1億2千萬年前,蜜蜂就以叢集的方式在地球上,每個蜂群由蜂王、工蜂和雄蜂組成,蜂王通常每群只有一隻;工蜂自數千至數萬只不等,雄蜂一般只在群體需要的季節裡才存在。宋代詩人戴表元所作詩詞之一《義蜂行》中就曾寫道:「朝朝莫莫與蜂狎,頗識蜂群分等差。

一蜂最大正中處,千百以次分來衙。」在概念上,與魚群、鳥群、蜂群、蟻群類似,機器人的叢集行動也可用此術語描述,因此我們創造了無人機叢集即uav swarm的概念。

從抽象的角度來看,群體行為是大量自驅動粒子系統的集體運動。

從數學模型的角度來看,它是一種突現(emergence)行為,即個體遵循簡單的運動和邏輯規則,不需要任何有中心的**協調,而又能自然而然的呈現群體特徵。

叢集行為也被物理學家當作一種非熱力學平衡現象加以研究,他們需要研究新的統計物理學工具來對付這種非熱力學平衡系統。在理論研究仍然不著邊際的80年代,數值計算科學家首先用模擬程式boids在計算機上模擬群體行為,該程式根據一組基本規則來模擬一組簡單智慧體的運動,這個程式首先用來模擬鳥類的叢集行為,後來也被用於研究魚類和其他叢集動物。

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