宾夕法尼亚Vijay Kumar：无人机的“5s”趋势与挑战

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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