一战时期,为了鸟悄儿地对德国进行打击,英国设想利用无线电来遥控飞机。这个想法一出,大家纷纷赞同,于是科研人员立马开工加紧研制。功夫不负有心人,十几年后,他们终于研制成功了……诶,一战结束多少年了?
这么多年以来,围绕无人机的研发也是有条不紊,隐身效果越来越好、性能越来越强劲、飞行距离也越来越长。在人工智能时代到来之后,无人机更是获得了打开新的技术进步大门的钥匙。
人工智能滑翔机 真正的无人自主飞行
让无人机实现“无人”飞行。
对无人机而言,如何实现在没有人进行驾驶操作的情况下能够安全飞行,自然是首要问题。
英国最初研制无人机的时候,曾经两次在试飞的前半段表现非常不错,最后却都因发动机熄火而失速坠毁、功亏一篑。
从这个角度来看,虽然名为“无人机”,实际上在大多数情况下还是有人操控的。只不过驾驶行为从飞机转移到了指挥中心。因此,如何实现无人机更高程度上的自主飞行,也就成为了科研人员们攻关的重点。
无人机听腻了?你知道人工智能滑翔机吗?
人工智能给了无人机更多的可能,比如利用视觉技术进行自主执行拍照任务、自主飞行,但我们今天要说的却并非简单如此。一项最新的飞行器相关研究看似与无人机关系不大,但却很可能会为未来无人机的发展提供一种新的解决思路。
而这个飞行器,就是滑翔机。
加州大学圣迭戈分校的研究人员最近就利用强化学习训练了一架滑翔机在大气中自由地飞行。我们知道,滑翔机的原型就是飞鸟,但现实是它滑翔的高度、距离、速度等与鸟儿还有不小的差距。于是,鸟儿在滑翔中对气流、温度等因素的利用便成为了研究人员模拟并训练飞行器的标本。
研究人员开发了一种新的算法,将其搭载在附着于两米长的机器上的控制器,可以估算环境中的垂直风加速度、机翼上的垂直风速梯度、空气中的热度等,进而调整飞行俯仰的角度,实现自主飞行的策略。同时,还可以根据这些因素制定相应的导航策略。
而相关的实验则表明,研究人员对控制器进行强化训练的这套算法涉及的因素与鸟儿的滑翔也有密切的相关。
也就是说,在进行强化学习之后,滑翔机可能会越来越像鸟儿:不仅拥有相似的外形,还有拥有相近的物理滑翔原理。
为了更安全和自主的飞行
说一点废话,无人机和滑翔机都是能飞的……但无人机需要动力,而滑翔机却不需要。
而这套人工智能系统索要解决的滑翔机的问题之一就是:如何让滑翔机能够飞得更远。通过对气流的充分利用、对温度的感应,滑翔机能够更好地捕捉空气动力。从这个角度上来说,对一些固定翼无人机而言,根据气流调整飞行姿态,便可以像滑翔机一样借助空气动力飞行,从而可以一定出程度上动力,实现更远距离的飞行。毕竟,对飞行而言可能一米就意味着生存与毁灭。
第二个方面则是以此来应对极端天气情况。在对滑翔机进行强化训练的时候,研究者们还有注意到在极端天气下鸟儿是如何实现安全滑翔的。这其中仍然是涉及对空气温度、风向、风俗的感知等方面的内容。移植到无人机上,则可以在其上搭载一个类似的传感器,搜集周围的天气状况,做出最合理的飞行方案来。这样一来,一些厂家所宣扬的“能扛5级大风”的标语,或许多少也该有人相信了吧……
而由以上两点可知,在这套人工智能系统的加持下,无人机的自主飞行能力也就会得到相应的提高。这里体现的优势有三:第一可以调整飞行状态,实现最长飞行距离;第二可以提出飞行策略,调整飞行导航路线;第三则是对环境因素进行分析判断,寻找极端情况下的最优方案,最大程度上保证飞行安全。
也就是说,人工智能对无人机的影响将可能不再仅仅局限于利用视觉技术寻找目标、利用导航技术确定位置,而是扩展到利用更多的传感器搜集飞行环境因素从而做出最佳的飞行方案。或者说,人工智能将会实现无人机的“飞行增强”。
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