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无人操控、自主感知,“黑科技”无人机大赛堪比科幻电影

东方网 08-25

东方网记者傅文婧 8 月 25 日报道:密林、河流、峡谷……变幻莫测的室内外地形,一架无人机在其中自由穿行,从停机坪起飞后流畅地穿越障碍圈,对树桩上的二维码进行识别并拍照,最后安全地降落在停机坪上。这一套操作看起来并不难,然而这其中却没有人为操作,全凭无人机的 " 大脑 " 自己思考、判断、执行任务。仿佛科幻电影里的 " 黑科技 " 背后,是人工智能和深度学习的控制感知算法,科幻和现实在这一刻被模糊了界限,也令人看到智能无人机未来的无限潜力。8 月 25 日,第三届全国 " 高分 " 无人飞行器智能感知技术竞赛在上海交通大学举行,15 支学生及企业代表队经过激烈角逐,最终由上海交大机械与动力工程学院的 " 战锤 " 飞行机器人队获得冠军。

人工智能为无人机装上 " 大脑 "

所谓 " 高分 " 无人飞行器,指的是高分辨率对地观测。自 7 月中旬线上仿真赛(初赛)" 开战 " 以来,上海交通大学、中国电子科技集团公司第二十研究所、长安大学、浙江大学、大连理工大学、华东理工大学、北斗西虹桥新智道枢公司、北京航空航天大学、上海工程技术大学、南昌大学、上海七宝中学等 15 支学生及企业队伍最终脱颖而出,晋级决赛。

在 8 月 25 日的 " 最终决战 " 中,每支参赛队的无人机都融入了各队伍自主设计的智能感知算法。从停机坪自动起飞后,机载传感器就是无人机的 " 千里眼 ",配合拥有人工智能算法的 " 大脑 ",对需要穿越的障碍圈标签一一进行目标检测,在尽可能短的时间内做出自主决策,调整好无人机的姿态快速穿越障碍圈,进入人造小树林后对所有抽签得到的二维码进行搜索拍照,完成以上任务后无人机将自动返回停机坪。

在无人机的一些应用场景中,例如搜索和救援或包裹递送,更快的速度将是非常有益的,因此无人机的 " 自主 " 与 " 竞速 " 两者均是比赛的重点与难点。如何做到让无人机又快又好地完成各项挑战,很大程度上依赖于各支参赛队伍自主设计的高效智能算法,尽可能用较少的信息来预测周围的环境信息从而做出决策。

自主感知,竞速未来

从 " 深蓝 " 到 "Alpha Go",人工智能机器人经过多年的发展,几乎能在所有现存的数字游戏中击败人类,如何与现实条件和未知条件进行敏捷的互动和理解,将是这一领域的重大技术飞跃。在国家《十三五规划》《新一代人工智能发展规划》和《人工智能三年行动实施方案》中,都提出了无人机在人工智能方向上发展的必要性。无人机编队、无人机超视距飞行等等,都需要对无人机进行算法设计,让其自主完成任务,所以能够自主飞行的智能感知无人机是无人机未来重要的发展方向。

荷兰代尔夫特理工大学的科学家们表示,现在已经开发出了世界上最小的自主飞行竞速无人机,但要实现无人机在室内外复杂场景中的极速感知及姿态控制,需要能够进行更好的预测控制、状态估计和计算机视觉感知的高效算法。

自主无人机领域的竞赛是人工智能创新和自动驾驶无人机技术的绝佳初始试验场,从虚拟测试环境过渡到现实场景的部署都逐渐变得成熟和完善,为自主决策的无人机铺平道路,使得无人机广阔的应用场景从未来走向了现实。未来的智能无人机,借助智能感知与快速识别技术,将可以对周围环境作出快速灵敏的反应,在缺乏高精度地图的密林、峡谷等复杂地形中仍然能够自主完成搜索、救援等任务。

第三届全国 " 高分 " 无人飞行器智能感知技术竞赛以 " 自主感知竞速未来 " 为主题,旨在加强智能感知技术的研发、人才培养、创新孵化、技术应用、产学研合作。希望借助本次比赛,为国家培养人工智能技术创新人才,实现高校科研成果转化,进一步加深与产业界之间的联系,推进新一轮的科技革命和产业变革。

竞赛同时还开展相关技术创新课程建设和竞赛培训,协同推动无人飞行器智能感知领域的创新创业,拟通过三至五年努力,以及社会化推广和市场化运作,使竞赛成为青年人才培养、创新和创业有影响力的品牌,共同推动高分无人飞行器智能感知技术的创新发展。

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