无人机集群是由大量的无人机构成,可以是由完全相同的无人机组成,也可以是由红外侦察无人机、雷达探测无人机、图像侦察无人机、战斗机、轰炸机等不同无人机组成。它们彼此间通过无线网络等方式进行态势共享与信息交互,相互协调合作完成任务分配、航迹规划等。在系统内,每个无人机都是一个智能体,具有独立飞行、侦察等能力,而无人机群之间可通过无线网络进行信息交互,无人机群与有人机或地面也存在信息交互,最终实现无人机群体的管理、群体间任务的分配、群体航迹的规划及单无人机航迹的规划等。
集群智能:向蜜蜂学习,动物界集群行为是指以群体的形式出现,目的是通过相互合作提高群体的利益,同时满足自己的利益。无人机集群技术正是源于自然、源于生活,最初的无人机集群概念起源于古老的昆虫蜜蜂。
早在1亿2千万年前,蜜蜂就以集群的方式在地球上生活,每个蜂群由蜂王、工蜂、雄蜂组成,蜂王每个种群通常只有1只,工蜂数千至数万不等,雄蜂略少。工蜂则负责日常采蜜、筑巢、保卫、饲养幼虫等工作。无人机群的 *** 作手可类比于蜂群中的蜂王,负责 *** 控整个无人机群;
无人机群中的侦察机则更像勤勤恳恳的工蜂,侦查无人机负责侦查、探测任务,执行正常的作业任务,当危险来临时,又可以充当战斗机,与敌机进行作战;无人机集群中的轰炸机、战斗机则更像负责集群安全的兵蜂,轰炸无人机负责对敌方进行轰炸,战斗机负责护卫群体安全与敌人正面作战。为降低无人机 *** 作手的 *** 作难度,实现1个 *** 作手可轻松 *** 作成百甚至上千架无人机,需要模拟生物的集群行为对这个无人机群进行管理。
借助脑机接口技术,一位飞行员就能够同时 *** 控多架无人机,让它们形成一个编队,或者让它们分散在不同的飞行路线上。该研究的最终目的是找到人类大脑“感知多代理系统信息”的运行机制,继而从中提取“控制命令”。
该研究将分为几个步骤进行:
首先我们对人类进行训练,以便他们能够想象出这些行为。
然后我们训练出一种算法,将这些行为与大脑不同部分的激活联系起来。
Artemiadis 认为,开发这套脑力控制系统有着很现实的优势,它可以让一个 *** 作员同时控制多个看似独立的无人机执行不同的任务。大脑 *** 控的无人机能够提升搜索和救援任务,能够比单一无人机更有效的搜索更大区域范围。
“只要有一个集中控制器可以将命令传达给无人机,脑群控制算法甚至可以扩展到同时控制成百上千的无人机。” Artemiadis 说道,目前他已经成功完成了同时控制 3 台无人机的测试。
Artemiadis 的无人机研究受到美国国防部先进研究计划署和美国空军科学研究办公室的资金支持。美国国防部先进研究计划署认为,脑力控制的无人机编队是相当安全的,它的实现只是个时间问题。
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