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宾夕法尼亚Vijay Kumar:无人机的“5s”趋势与挑战

雷峰网  · 公众号  · 科技媒体 硬件  · 2016-08-14 22:32

正文



宾夕法尼亚大学工程学院院长、IEEE、ASME Fellow,美国国家工程院院士Vijay Kumar在国际有极高的人气,他在空中机器人(无人机)领域无论是学术还是成果都有极大的成就,在本次CCF-GAIR全球人工智能与机器人峰会,Vijay Kumar在报告中提出了无人机发展的“5s”趋势:


| 无人机的“5s”趋势和掣肘



  • small



未来机器人多应用于搜索和营救等场景,如果一个无人机体积太大,那么将极不利于其对环境的勘探。面对未知的环境,小型无人机有更强的自主性。像一群小蜜蜂。



但同时,这也带来一些负面的挑战。当一个无人机的尺寸缩小至甚至11厘米的直径,20克的重量,它根本不能移动一些木块、石头等物体。


  • safe


又小又安全的无人机,即使碰撞到路人也不会致伤,这样才更容易在生活各种环境中进行飞行控制。而且,由于机器体积变小,其惯性也会减小,能够在发生撞击时迅速自我调整平衡。


  • smart & speed


无人机在躲避障碍物过程中,能够通过传感器、云端控制、摄像头这样的闭环,此外,依靠计算机视觉对环境进行检测,分析周围环境的特征,实现自我规划路径,就像人看到障碍物知道绕道那样。



但这不只是简单的避障。在螺旋仪和加速仪的配合下,无人机知道如何根据环境特征进行移动。通过每秒做数百次的运算,计算出最可行的方位和速度。如图所示,传感器不同的等级、不同的不确定性,我们都可以通过概率学的方法把系统的数据融合在一起,通过一个等式来把它归纳成一个位置和速度的估算。但这个要达到一定灵敏度也仍是个挑战。


此外,无人机在飞行过程中不仅需要可以判断其速度和位置,还需要加以控制,避免走入障碍区。这就需要地图的识别技术了。


  • swarms(蜂群)



1、独立行动;


2、只依靠当地信息:不知道其他团队的需求,它只知道周边最近的情况;


3、无个性特征的行为:无需身份。


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