10月9日，浙江大學(xué)飛行智能體控制實(shí)驗(yàn)室，幾個(gè)白色的家用掃地機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室的地板上像羊群一樣漫無目的地游蕩，一架無人機(jī)盤旋在空中，找準(zhǔn)時(shí)機(jī)降落在一只“小羊”前面，一個(gè)碰撞，“小羊”改變了行進(jìn)方向。通過無人機(jī)數(shù)次如牧羊犬般的驅(qū)趕，掃地機(jī)器人終于行進(jìn)到了指定區(qū)域。
憑借這一精湛的“牧羊犬”技術(shù)，浙大空中機(jī)器人隊(duì)（ZMART）日前在北京拿下2016年國際空中機(jī)器人大賽（亞太賽區(qū)）第一名。“在一個(gè)400平方米的正方形場(chǎng)地內(nèi)，浙大研發(fā)的智能無人機(jī)在10分鐘里成功將兩個(gè)掃地機(jī)器人趕過正方形指定的一條邊。”浙大智能系統(tǒng)與控制研究所副所長(zhǎng)許超副教授說。
與已經(jīng)被普遍用于航拍的一般無人機(jī)不同，參加國際空中機(jī)器人大賽挑戰(zhàn)“牧羊犬行動(dòng)”任務(wù)的無人機(jī)是完全自主的人工智能機(jī)器人，它在“牧羊”行動(dòng)中展現(xiàn)出的一系列能力全都是靠機(jī)載設(shè)備自主實(shí)現(xiàn)的。“不依靠GPS系統(tǒng)等外界幫助而具備自身定位和導(dǎo)航能力，以及計(jì)算出最科學(xué)的驅(qū)趕‘羊群’策略，這是研發(fā)空中機(jī)器人最關(guān)鍵的兩大難點(diǎn)。”浙大控制科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)老師張宇博士說。
許超說，下達(dá)起飛指令后，無人機(jī)全程都要自主飛行、應(yīng)對(duì)障礙物并驅(qū)趕掃地機(jī)器人。不僅要快、穩(wěn)、準(zhǔn)地移動(dòng)、制導(dǎo)，還要像人一樣具備全局策略和規(guī)劃能力，這需要空中機(jī)器人完美融合導(dǎo)航定位、制導(dǎo)與控制、人工智能等多領(lǐng)域技術(shù)才有可能實(shí)現(xiàn)。
記者在浙大飛行智能體控制實(shí)驗(yàn)室見到了參賽空中機(jī)器人：重約3千克，各方向尺寸不超過1.25米。浙大控制科學(xué)與工程學(xué)院博士生朱疆成介紹了無人機(jī)上搭載的設(shè)備。一個(gè)激光傳感器和一個(gè)超聲波傳感器，可以無死角地探測(cè)周邊的障礙——在比賽中，場(chǎng)地內(nèi)還有4只不斷移動(dòng)的柱子，扮演“狼”的角色，如果“牧羊犬”不能及時(shí)躲開這些障礙，就可能墜毀。無人機(jī)裝載的下視攝像頭，用來識(shí)別地面上的“羊群”，并確定自己的巡航路線，防止飛到場(chǎng)地外面去。無人機(jī)還搭載有一臺(tái)小型電腦，完成“趕羊”策略的計(jì)算。
國際空中機(jī)器人大賽是一項(xiàng)歷史悠久的大學(xué)生自主空中機(jī)器人競(jìng)賽，2012年開始設(shè)立亞太賽區(qū)，此后每年與美國賽區(qū)同期舉行賽事。大賽通過設(shè)置具有挑戰(zhàn)性和實(shí)用意義的比賽任務(wù)推進(jìn)空中機(jī)器人尖端技術(shù)的進(jìn)步，每一代任務(wù)被攻克后才會(huì)進(jìn)入下一代任務(wù)挑戰(zhàn)，有的任務(wù)甚至需要持續(xù)挑戰(zhàn)多年才被攻克。“牧羊犬行動(dòng)”是第7代任務(wù)。
許超表示，在比賽中展現(xiàn)出來的空中機(jī)器人技術(shù)有望在未來用于研制物流機(jī)器人、電力巡航機(jī)器人等，改變我們的日常生活。
（來源：浙江日?qǐng)?bào)）
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