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浙大太厉害,一大群无人机,登Science子刊封面

时间:2022-06-08 16:54:54 热评 我要投稿

科幻电影中的无人机集群出动场景,出现在了现实世界。

没有GPS也能自如穿梭

最近,在湖州安吉野外一片竹林中,有10驾微型智能无人机,自如穿梭其间。

它们时而灵巧地掠过低矮灌木丛,时而交叉飞行变换队形,就像是林中小鸟翩翩起舞相互追逐。

即便是30厘米的狭窄空隙,也能安全通过。碰上前方倾倒的竹子,可以及时调整飞行路径,轻松避开。

最终,所有无人机都毫发无伤的穿过正片竹林,编队也与进入竹林前保持一致,让人直呼amazing!

但更厉害的是,这些无人机是在没有GPS,也没有预先建图的情况下,完成以上操作的——好家伙,二维场景下的自动驾驶都没实现,三维空间的自动飞行就给整出来了。

这项成果于北京时间5月5日,刊登在机器人领域权威期刊《科学·机器人》(Science Robotics),并被选为期刊5月封面论文。

论文第一作者,为浙江大学控制科学与工程学院博士研究生周鑫,通讯作者为该院高飞博士和许超教授。

高飞,听名字就适合搞无人机~

有“脑子”的无人机

近几年,大规模无人机表演屡见不鲜,展示出的造型也一个比一个复杂。

但这些无人机表演,大都是在室外开阔场所,提前编排好轨迹。一旦失去地面计算机的控制,这些无人机就会群龙无首,甚至撞到障碍物跌落下来。

2018年5月1日,陕西西安永宁门景区,准备了1374架群控无人机进行表演,试图创造吉尼斯记录。

然而,由于受到定向干扰,无人机群出现故障,有400架失去控制,最终让表演活动遗憾告终。

因此,在未知复杂环境中的成群结队飞行,一直被看作是机器人与人工智能领域的一大技术瓶颈。

这也是该项目能被国际刊物发表在封面的主要原因,它解决了两大难题:一是复杂环境下机器人导航问题,二是集群机器人避障问题。

其背后,是浙大科研团队通过两年多的努力,从鸟类在树林中飞行得到灵感,为无人机打造了一个“智慧大脑”。

硬件方面,这些特殊设计的无人机,每架都有一个深度映射相机、一个高度传感器和一个微型Nvidia Xavier NX计算机。

单个无人机只有手掌大小,比一听可乐的重量还要轻。

借助轨迹规划器,它们可以完全依赖于本身传感器的数据,相互共享,从而在没有GPS等基础设施的情况下,实现自主飞行。

除了自如穿梭竹林,它们还有很多本领。

科研团队划出一个半径3米的场地,放入十架无人机随机飞行。在如此高密度场景下,也没有出现撞机情况。

科技团队觉得还不够,于是又在场地内设置了一些障碍,并不停的调整摆放。但这也难不倒无人机群。

最过分的是,还有科研人员直接走进去干扰无人机!!!

此外,这些无人机还能组团完成跟踪任务。

四架无人机同时跟拍一个人,就算有意外遮挡物的时候,也保证至少有一架录影正常,不会跟丢目标。

这要是以后用在追捕犯罪分子身上,能让对方无路可逃。

未来应用场景

据许超教授介绍,该项目从图纸设计到硬件调试,从算法研发到代码编写,从实验测试到系统优化,都完全由浙大团队师生完成。

“在国际上能够独立完成全流程工作的团队,也是屈指可数。”

对于这项成果的未来应用,高飞博士提到:“生活中有很多场景都能用到我们这项技术,比如扫地或服务机器人,如果装上了我们研发的‘智慧大脑’,就会更加聪明。”

简单点说,在火灾等搜救场景中,小型集群机器人能够更好实现搜救目标,减少搜救人员风险;在地形勘探中,可以快速对人员无法到达的区域进行建模。

此外,这项成果也将对工业界的机器换人和产业升级,产生积极作用。

我觉得,它未来最大的应用场景,还是在天空上所有卫星都化为碎片的那一刻......

大家觉得呢?