智能無人機將改變產業模式

過去有人機一統天下，我們現在的時代，無人機是有人機的重要補充。下一步，無人機與有人機相互協同依存。再往下走，有人機是無人機的重要補充，最后的階段，一定是無人機一統天下。

無人機是由動力驅動，機上無人駕駛，對可以重復使用的飛行器簡稱，“可重復使用”，它和導彈及其他的設備就區別開了。

什么是無人機系統，它是平臺、載荷、數據鏈、信息處理設備、綜合保障設備，是通過控制來執行飛行系統的。

機器人的本質就是機器，包含三個要素，一是傳感器，也就是探測、感知。二是處理，也就是所謂的人工智能。三是根據各種環境和感知作出對環境的改變，也就是經常講的執行。無人機也具備了這三個要素，因此無人機也稱之為空中機器人，是機器人的一類。在近年來的機器人家族中，無人機是最火爆、技術最先進、普及率最高的機器人。

無人機自動化的發展歷程

無人機，機上無人駕駛，主要通過地面操控，過去是用人來操縱飛行的，因此控制技術就是核心關鍵。那么，人類在無人機發展過程中經歷了手動控制、半自動控制和全自動控制，下一步將是智能控制。

簡單回顧一下手動控制階段，以前是采用簡單的陀螺儀來控制飛行器的穩定性。最早的時候，斯佩在演示陀螺原理時，將其第一次利用在無人機上，用電子管制造的無線電收發信息接受遙測指令，同時把遙控指令發上去。

早期的電子無線電，通過地面的雷達跟蹤飛機的運行情況進行反饋從而控制無人機飛行，它不能做航跡規劃，大多數都是用于做靶機的。

隨著信息技術的快速發展，半自動控制出現了，采用陀螺導航系統來控制飛行器的穩定性，有各種陀螺。但現在發展的陀螺更多了，有光纖的，有激光的。通過地面的無線電收信息接受遙控指令，通過地面無線電系統確認無人機位置，能夠進行地面規劃航展，但不能空中修改開始執行的軍事任務。

在1982年的貝卡谷地戰役中，這是無人機在戰場上使用的一個典型案例，控制技術在這里起了很重要的作用。在越南戰爭當中，美國出動了“火風”無人機，一共飛行了3435架次，獲取了80%的空中偵查照片。

最后是我們現在的階段，全自動時代。采用微信和慣性組合導航進行定位，也就是自主定位。以前很多定位是通過外定位，現在有了衛星導航以后，就能自主定位了。

利用專用的數據鏈進行遙控遙測，跟蹤定位和信息傳輸。這是捕食者無人機數據鏈，很復雜，有C部端的電波，還有應急的特高段電波等。這時就能實時規劃航線，用CPU、DSP等全數字化控制系統。

美國的X-47B，是在福特級航母上配套使用的無人機，可以在航母上實現自動起降。

大家經常聽說的美國的“死神”無人機，現在的操作完全可以做到全自動進行起降。加上各種設備執行各種任務。無人機的核心是控制，其自動化的發展主要是解決飛行自動控制，還沒有解決任務自主的問題。這就需要人工智能來解決。人工智能技術將是無人機下一階段發展的顛覆性技術。

無人機對人工智能的需求

無人機系統的智能化和其他的有相同之處，也有不同之處。所以我認為，無人機的智能化要做到三個方面，第一個是智能飛行，第二個是智能協同，第三個是智能任務。智能飛行是基礎，智能協同是實現智能任務的途徑。

什么是智能飛行？我用一個簡單的動畫來解釋，無人機快速下降，機動敏捷，怎么飛都行。規避障礙，能進行到社區，然后轉換狀態，從室內到室外。這個時候就需要有各種任務來完成。

對于智能飛行，人的大腦和小腦都在運行，無人機從飛行穩定到導航控制，都需要。實現智能飛行關鍵技術，智能感知和規避，偵察、探測、通信、傳感器、智能路徑規劃，這里面用的都是人工智能比較流行的算法。基于神經網絡各個節點上的反饋數據，用遺傳算法解決。智能飛行技術，要有開放性、自主決策、智能學習的組合。

空域組合，空域也要智能化，這些才能適應無人機的快速發展。如果無人機產業化以后，無人機的航管像現在的航管，肯定是支撐不了的，空域的智能化也是必然的。比如智能飛行器、仿生飛行器、旋翼、固定機符合式飛機、變體飛行器、跨介質飛行器等。飛行器本身的布局也需要智能化來解決，所有這些東西構成了智能飛行的基礎。

智能協同。一是執行任務時協同能力，利用共享跨領域UAS傳感器傳輸信息。大動態、自組網通訊技術、控制飛行、任務規劃和目標分配技術。協同態勢生成語評估，也是在智能協同里面所需要解決的。它是智能協同非常重要的。協同路徑規劃，在前面單個規劃的基礎上還要協同規劃。協同語義交互，大家都知道，將來的協同，無人機和無人機之間協同，無人機和有人機之間協同，無人機和其他無人系統之間也要協同，包括地面的控制系統。自然語言的機器理解真正使語義交互。

智能任務。這是美軍實戰現在無人機飛行能跟蹤的一個目標。但是，無人機自己做不到發現目標以及給自己下達命令。

真正的最后，無人機要做到智能任務，也就是任務要由自己來判斷，要改變無人機的體系結構，現在的體系結構是以地面戰為中心，有很多人在操作，下一步，它的中心就要直接移到機上去，真正做到全自主的執行任務，這是終極目標。

未來的戰斗將是機器戰爭，就是機器與機器之間打，就需要這個任務必須是智能的。將來在無人機發展過程中，如果能把語音、圖象、文字這些東西都能夠識別，對無人機控制來講是非常重要的。

最后的階段

無人機一統天下

無人機一旦有了人工智能這個突破性的技術植入，它將會對無人機發展帶來什么樣的影響？空中飛行器的發展規律，過去有人機一統天下，我們現在的時代，無人機是有人機的重要補充。下一步，無人機與有人機相互協同依存。再往下走，有人機是無人機的重要補充，最后的階段，一定是無人機一統天下。

既然無人機將一統天下，智能無人機將改變生活方式。用無人機送水，這是初級的。將來要做到什么地步呢？假如說庫馬教授喜歡喝茶，另一個人喜歡喝咖啡，這個時候大數據就起作用了，適配之后可以任意陪送過去，就可以適應機器服務。

無人機的智能化帶來的為人服務的轉型。這個是無人機爸爸，他的小孩要堅持自主去上學，但是他爸又不放心，怎么辦呢？就給他帶了一個無人機緊跟著他，現在還是機器的。下一步怎么辦呢？這個小孩無論在大街上怎么走，這個無人機就可以跟著他走，能識別出來是他，而且還能跟他保持特定的距離，家長的手機上任何時候都可以看到他的孩子的狀態。比如說，現在擔心小孩外出被拐賣，放個無人機跟蹤就可以解決。

人工智能將使人“換個角度看世界”，現在大型的比賽都是無人機在上面做實時轉播。這個像鴨蛋一樣的無人機，打開隨時可以飛行。

智能無人機將改變產業模式，無人機將變身快遞小哥，這個時代馬上就要到來。目前，除了傳統搞飛機的行業研究無人機，大家可以統計一下，現在世界上搞信息、互聯網的，哪一家不在涉足無人機？無人機也是機器人未來的發展。

假如房子都是結構化的，將來無人機不能蓋房子嗎？智能無人機將改變戰爭形式。無人機的出現使得戰略和戰術的界限越來越模糊了，就出現了戰略下士和戰略士兵，戰略下士只會戰役行動，會調動很大的系統來打擊這個目標。反過來，一個上將、中將，可以對一個很小的作戰分隊進行指揮，全方和后邊呈現一體。

家家都有機器人，人人都有無人機的時代即將到來。

（本文根據中國工程院院士樊邦奎在“CCF-GAIR大會”上的演講整理而成，未經本人確認。）