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邱志明:海上的无人智能系统的发展

2020-01-08 16:32:49  来源:中央广电总台国际在线  责编:王涛

  国际在线消息:1月8日,中国软件产业最具影响力盛会——“2020中国软件产业年会”在北京国家会议中心举行。本次年会将探讨在当前智能化引领、数字化转型背景下如何充分发挥软件驱动下的数字变革,推动经济发展的质量变革、效率变革和动力变革,以及工程教育计算机类专业认证发展趋势等重大问题;探索软件的进步和发展如何提升云计算、大数据、人工智能、区块链等新技术、新模式、新业态演进,以及如何为经济发展不断注入新动能等众多焦点问题。

  大会现场,中国工程院院士邱志明向观众就“海上无人系统”发表了演讲。

  以下为现场实录全文:

  非常高兴受邀请参加软件产业的年会。今天给大家分享我们海上无人系统的发展。  

  我们知道自然界有很多动物和生物,为了生存和为了繁殖会临时或者长时间集群活动,比如说我们鸟群、蜂群、蚁群、蚂蚁。这就是一个蚂蚁搭桥的一个图片,我们说一个蚂蚁它是很难过桥的,但是蚂蚁群很自发的协同就很容易进行过桥。蜂群大家知道有很好的攻击战术,而且它能见到复杂的巢穴,它不但能建造复杂的巢穴,它为了对付它的敌人可以在蜂巢上自发的协同摆出很多种形状,这个形状可以比蜂巢大几倍甚至几十倍,它来吓跑它的对手。我们说这些集群,个体行为虽然很简单,但是集群以后就表现出复杂的集群特征,集群行为的能力往往远超个体能力的叠加。

  比如说协调一致的行动,共同抵御外部的威胁和侵略,采集食物、建造巢穴等等,我们说这个就是群智能。群智能的技术也是海上军事力量发展的强大驱动力,也是我们海上竞争的新的制高点。当然我们国家在2017年国务院颁布《新一代人工智能发展规划》这个非常明确的强调了群智能发展的战略总体要求和重点方向。

  未来海上的无人系统就在单体,单个智能体的基础上一定要向组网,自发的协同、自组织方向转变。群智能当然不是今天才提出来的,上世纪末是一个美国人和一个比利时人在牛津大学出版的一本书上对群智能给了一个,现在来看是不太严格的定义。它说“任何一种有昆虫群体或者其他动物群体,根据它的群体行为机制,建立一些模型、设计的算法、分布式解决问题的策略都可以叫群智能或者集群智能。

  我们进一步拓展。我们说叫简单智能,给它通过聚集协同能够表现出复杂行为的特性就可以叫群智能。当然群智能有基础的,个体之间要进行交互和协同的。群智能是有自主性、简单性、分布式自组织的特点,对群体个体都可以决定自身的行为,可以无中心分布式的,个体的行为并不复杂,但是通过个体之间的交互以后可以表现出很好的自组织性。

  大家都知道无人航行器能够在海上做非常多的工作,我们说海洋环境的监视调查,和平时期,担当战士,可以进行反潜、特种作战等等。而且无人航行器现在国内外发展非常快,单体的技术发展已经非常快,自主智能的控制,战场的感知甚至任务规划技术都发展提升非常快。

  回过头对照我们,我们的无人航行器,尽管我们发展也非常快,但是我们还要在集群应用方面,四个方面的关键技术上要下功夫,有突破:第一个就是集群水下的通信和组网。要建设水下UUV群的通信网,而且这个网络能够自组织、自重构,而且要有安全性;第二个突破集群的智能控制技术,借鉴动物生物研究集群内个体行为的规则,分布式、自组织的方法。当然我们要在集群态势感知与共享技术方面有突破,这个里面也要依靠我们的智能算法和软件来支撑。同样我们说集群以后,它就需要协同导航定位技术,就需要多物理场的导航定位技术。

  第三个部分简单讲讲无人水面艇。同样它可以完成很多任务,包括非战争的军事行动在和平时期。无人水面艇在我们国内发展非常快,不光是我们体制内的一些单位、大学,甚至我们的民营企业,甚至一些中学都做的非常好,我们无人水面艇这几年环境感知、自主规划和控制,包括自主精确的航行控制这些技术水平都提升非常快。我们2019年做了两次无人智能艇的大泛,这个技术水平提高的非常快,让我看了以后我都有点震撼。我们在昆明的抚仙湖和山东日照的东港海域做了全国范围的无人智能艇的大赛。但是我们说未来的对抗无人艇靠单艇没有用的,必须要采用集群应用的方式才能发挥它的整体的效益。

  同样在多艇的交互开始认知技术和信息共享技术上要有突破,也需要我们智能的算法和软件的支撑。当然我们无人水面艇也要进行海上快速的柔性的集群编队。有人和无人进行协同。同样,我们希望把无人机、无人水面艇、无人航行器进行跨域分布式的自组网。

  最后给大家一起展望一下海上无人智能系统的未来。

  海上的无人智能系统,未来的发展一定会从个体的自主向群体的自组织作战方向发展。会从装备能力向战场的任务能力迈进。同样海上随着群智能技术的发展集群数量会由少到多,所能承担的任务由单一任务到多任务,由简单任务到复杂任务。集群会由集群的集中控制向分布式自组织方向发展。同样从有人对无人的智能遥控向协同交互方向发展,我的报告就到这里,也谢谢大家的分享!

  (声明:所有会议实录均为现场速记整理,未经演讲者审阅,国际在线登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。)

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