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上海匈牙利开发自控自控飞机无人直升机能够像鸟群飞行

来源: 发布时间:2023-07-07 77 次浏览

  一个匈牙利研究小组开发出一种无人驾驶直升机,群体飞行时就像一群鸟,能协调配合在空中形成队列、变换阵型,甚至追随一个“首领”,而这一切都无需中央控制系统。研究人员近日带了10个飞行器到布达佩斯郊外试飞,实地观察了它们的空中飞行效果自控飞机。

  这些飞行器由匈牙利罗兰大学物理学家达马斯维塞克领导的研究小组开发。它们都有4个轮子,研究人员称之为“四脚直升机”,利用来自全球定位系统(GPS)接收器的信号导航,通过无线电来沟通彼此的位置,并计算出自己将要怎么飞。

  据维塞克介绍,通常的无人机都设计为单飞模式。虽然此前也有其他小组研制过群飞机,但那些实验采取了一些捷径,比如只让直升机在室内试飞自控飞机,或通过中央计算机来控制。真正的自主无人机群是瑞士洛桑联邦理工学院机器人研究专家达里奥弗洛里诺在2011年研发的,但他的飞机是固定式机翼,只能以固定速度飞行自控飞机,而且不同飞机要在不同高度飞行以避免碰撞。“它看起来像一个群体,但并非真正的群体,因为它们彼此之间不能互动。”

  相比之下,维塞克小组的无人机可以协调自身,排成旋转的环形或直线形。如果“告诉”它们前面有一堵墙自控飞机,而墙中间有个缺口,它们还能排着队从缺口中挤过去。

  据自然网站日前报道,他们的灵感来自于一款名为“Boids”的计算机程序,是加利福尼亚大学圣克鲁兹分校计算机图形专家克雷格雷诺德在1986年开发的。雷诺德按照3个规则来设计虚拟飞行物的运动:配合邻居的平均方向自控飞机、飞向它们、保持距离避免拥挤。这些规则包括对齐方式、吸引、排斥自控飞机,能让计算机模拟鸟群飞行。此外,研究小组还解决了GPS信号噪音和延迟的问题,无人机群才终于成功。

  “这是一项非凡的成果。”美国普林斯顿大学集体动物行为研究专家莱恩科辛说,“这是次在户外演示利用仿生规则开发的恢复性动态集群。这也意味着,我们在实现大型协调性机群方面,将比许多人预期的要快得多。”

  维塞克和研究小组已经向明年9月将在美国芝加哥召开的“国际智能机器人与系统大会”提交了他们的论文。

  目前,无人机之间靠无线电通讯,有时会导致信号拥挤,给它们装上摄像机可能会解决这一问题。“鸟类都有的视力,这不是偶然。”维塞克说,“下一大步是让直升机能互相看得见。”