智能無(wú)人機(jī)（我和無(wú)人機(jī)征文大賽征稿稿件）

  作者：張迅暉

核心提示：本文就個(gè)人對(duì)無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀的了解，結(jié)合自己的學(xué)習(xí)，提出了現(xiàn)有無(wú)人機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)以及其智能化發(fā)展的構(gòu)想，希望能對(duì)廣大無(wú)人機(jī)愛(ài)好者有所啟發(fā)。
 
     無(wú)人機(jī)的發(fā)展源于人們戰(zhàn)爭(zhēng)中的需求，為了避免人類(lèi)接觸危險(xiǎn)的戰(zhàn)斗環(huán)境，提高軍隊(duì)的作戰(zhàn)安全系數(shù)，于第一次世界大戰(zhàn)期間，英國(guó)軍事航空協(xié)會(huì)就開(kāi)始了無(wú)人機(jī)的研究工作，一直到今天人類(lèi)始終堅(jiān)持著這項(xiàng)技術(shù)的研究。作為一名大學(xué)本科生，我對(duì)無(wú)人機(jī)的了解還僅僅停留在網(wǎng)絡(luò)和電視上的介紹，但對(duì)于從小就向往軍人這一神圣職業(yè)的我來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)是可以大大提升國(guó)家軍事力量的武器，是一個(gè)值得為之傾盡一生的東西。

在我上小學(xué)的時(shí)候看到一則電視節(jié)目，里面介紹各種科技比賽，其中一期講的就是學(xué)生們利用發(fā)動(dòng)機(jī)、電池、遙控器等各種材料、裝置制作遙控直升機(jī)，當(dāng)時(shí)我被這種玩具深深的吸引了，我想如果真正的飛機(jī)也能被遙控該多好，那樣就不需要飛行員繼續(xù)做駕駛飛機(jī)這種危險(xiǎn)的工作了。從那時(shí)起，“無(wú)人機(jī)”這個(gè)名詞便深深地印刻在我的腦海之中。之后的幾年時(shí)間里我都密切地關(guān)注世界各國(guó)有關(guān)無(wú)人機(jī)的新聞，發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)確實(shí)在幫助人們完成一些危險(xiǎn)的任務(wù)，例如戰(zhàn)爭(zhēng)中偵查戰(zhàn)場(chǎng)，搜集情報(bào)，自然災(zāi)害過(guò)后運(yùn)輸救災(zāi)物資等。而且無(wú)人機(jī)較普通飛機(jī)可以更長(zhǎng)時(shí)間停留在空中執(zhí)行任務(wù)，相反造價(jià)更低。這些優(yōu)勢(shì)都是我們依靠飛行員駕駛的飛機(jī)無(wú)法匹及的。

即便是這樣，我認(rèn)為無(wú)人機(jī)還存在著很多的不足。早期我所接觸的玩具無(wú)人機(jī)采用的是紅外遙控裝置收發(fā)信號(hào)，但由于距離的限制以及障礙物對(duì)它的影響使之根本不可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離飛行，因此該技術(shù)無(wú)法應(yīng)用到真正的飛機(jī)上。現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)大多使用的是通過(guò)衛(wèi)星定位技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的控制，但是由于衛(wèi)星運(yùn)行在距地球表面兩萬(wàn)公里的軌道上，加之信號(hào)強(qiáng)度受到國(guó)際電信聯(lián)盟的限制，到達(dá)地面的信號(hào)強(qiáng)度很弱，況且如今的戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)步入了信息化，電子干擾技術(shù)發(fā)展的十分迅速，使得這種控制還是存在安全隱患，一旦敵方通過(guò)干擾影響了無(wú)人機(jī)的準(zhǔn)確定位，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將面臨全面癱瘓。還有一些人的想法是通過(guò)無(wú)線電基站接收無(wú)人機(jī)發(fā)射的電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制，但是這樣存在一個(gè)問(wèn)題，無(wú)線電信號(hào)很容易被干擾，數(shù)據(jù)的傳輸很可能因?yàn)楦蓴_變得不準(zhǔn)確。而且遠(yuǎn)距離執(zhí)行任務(wù)就使得這一技術(shù)變得相當(dāng)困難，如果是通過(guò)建立多基站避免傳輸距離的限制，在實(shí)際作戰(zhàn)應(yīng)用中，一旦敵方破壞無(wú)人機(jī)傳輸路徑中的任何一個(gè)基站都會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)無(wú)法正常工作。

通過(guò)上面我自己的了解和猜想，我認(rèn)為無(wú)人機(jī)的發(fā)展阻礙其實(shí)是數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)，如果說(shuō)采用電磁波信號(hào)的安全系數(shù)不高，那剩下可用的媒介就只有聲音、光、空氣了。但是用聲音或空氣作為介質(zhì)，首先在傳播速度上就無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性的要求；用光作為介質(zhì)，光是沿直線傳播的，同時(shí)障礙物會(huì)影響光的傳播，所以我們需要能隨時(shí)改變它的傳播路線才能滿足要求，這一點(diǎn)非常困難，而且即便達(dá)到這一要求，無(wú)人機(jī)也只能在有光照的時(shí)候執(zhí)行任務(wù)，這又限制了無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)能力。

因此，我們有理由相信無(wú)人機(jī)將來(lái)的發(fā)展方向一定是智能化的，只有去掉人實(shí)時(shí)追蹤無(wú)人機(jī)位置的必要性，讓無(wú)人機(jī)擁有人的思維，像人一樣智能地適應(yīng)作戰(zhàn)環(huán)境，躲避敵方威脅，完成作戰(zhàn)任務(wù)才是解決上面所述問(wèn)題的根本方法。也就是說(shuō)無(wú)人機(jī)需要能像人一樣可以長(zhǎng)時(shí)間在沒(méi)有外界控制的環(huán)境下存活下去，并且躲避敵方的各種偵查保護(hù)自己，最后根據(jù)自己的判斷完成交代的任務(wù)。

就現(xiàn)階段的發(fā)展水平來(lái)看，躲避敵方威脅這一點(diǎn)可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上完善，據(jù)我所知大多數(shù)隱形機(jī)機(jī)身采用寬波段吸波性輕質(zhì)耐熱復(fù)合材料，可以達(dá)到吸收電磁波和紅外輻射的效果，而且小體積使得無(wú)人機(jī)減小了電磁波的反射面積，這樣無(wú)人機(jī)可以很好地躲避敵人的雷達(dá)信號(hào)。除了采用這兩種現(xiàn)有的技術(shù)以外，可以在無(wú)人機(jī)上增加一個(gè)信號(hào)干擾的裝置，干擾敵方發(fā)射過(guò)來(lái)的雷達(dá)信號(hào)，使之無(wú)法獲得正確的信息。而對(duì)于無(wú)人機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的作戰(zhàn)能力，我的想法是首先無(wú)人機(jī)要有一個(gè)可以儲(chǔ)備充足能源的儲(chǔ)能裝置，在此基礎(chǔ)上利用太陽(yáng)能或熱能間接充能，一遇到可利用的太陽(yáng)能和熱能，無(wú)人機(jī)可以通過(guò)該裝置收集并轉(zhuǎn)換成可直接利用的能源。其次無(wú)人機(jī)要能智能地根據(jù)自己的能源儲(chǔ)備判斷是否適合繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，這是為了防止無(wú)人機(jī)能源不足無(wú)法返回基地的情況發(fā)生。

要使無(wú)人機(jī)真正實(shí)現(xiàn)智能化，智能作戰(zhàn)是最關(guān)鍵也是最難實(shí)現(xiàn)的一方面，讓無(wú)人機(jī)可以擁有人的思維，看見(jiàn)事物并分析，最終做出正確的判斷是目前發(fā)展的難題。但是這種想法是可以實(shí)現(xiàn)的，從當(dāng)今時(shí)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，機(jī)器智能已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，IBM生產(chǎn)的可用于數(shù)據(jù)分析決策的智能計(jì)算機(jī)——Watson；市面上各處可見(jiàn)的能實(shí)現(xiàn)與人交互的智能機(jī)器人；Google公司推出的可以自動(dòng)駕駛的無(wú)人汽車(chē)……那我們有理由相信這樣的“智能”同樣也可以移植到無(wú)人機(jī)上，兩年前美國(guó)就表示要研發(fā)一種可以自動(dòng)鎖定目標(biāo)攻擊的無(wú)人機(jī)，專(zhuān)家們也都預(yù)測(cè)該技術(shù)可以在20年之后實(shí)現(xiàn)。但有人質(zhì)疑這種無(wú)人機(jī)的安全性，無(wú)人機(jī)能否真的實(shí)現(xiàn)百分百的數(shù)據(jù)匹配是問(wèn)題，就現(xiàn)有的算法來(lái)看，如果為了實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)匹配需要足夠大的空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，同時(shí)為了支持?jǐn)?shù)據(jù)抓取和處理的實(shí)時(shí)性，需要相當(dāng)快速處理能力，但現(xiàn)有的硬件水平還不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，比如我們所熟悉的Watson，實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)每秒可以執(zhí)行80萬(wàn)次運(yùn)算的機(jī)器，需要多達(dá)90臺(tái)的IBM服務(wù)器和2880多個(gè)處理器，總體積有10個(gè)冰箱那么大，顯然這是不能滿足我們無(wú)人機(jī)需求的。但是由著名的摩爾定律（每18個(gè)月芯片能容納的晶體管數(shù)目以及性能可以提升一倍）我們可以想象，用不了多長(zhǎng)時(shí)間Watson那樣的數(shù)據(jù)處理能力就可以在一塊很小的芯片上實(shí)現(xiàn)。

我們?cè)孟胫鴻C(jī)器人的出現(xiàn)，現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用到了醫(yī)療、生產(chǎn)加工等各個(gè)領(lǐng)域；我們?cè)孟胫悄芗揖映蔀楝F(xiàn)實(shí)，現(xiàn)在聲控、光控?zé)舭惭b到了各家各戶；我們?cè)孟胫鴽_出地球行走于太空，神州七號(hào)也已經(jīng)幫中國(guó)人實(shí)現(xiàn)了這一夢(mèng)想。就像那些曾經(jīng)的幻想，智能無(wú)人飛機(jī)也一定可以在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。