題圖為今年中國(guó)航天科工集團(tuán)三院在珠海航展上推出WJ-600無(wú)人機(jī)的改進(jìn)型——WJ-600A/D高亞聲速中高空偵察打擊一體無(wú)人機(jī)。得益于所搭載的多功能目標(biāo)跟蹤指示系統(tǒng)及多源信息融合技術(shù)，WJ-600A/D無(wú)人機(jī)可獲得更準(zhǔn)確的戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)信息，保障后續(xù)對(duì)固定目標(biāo)、時(shí)敏目標(biāo)和隨遇目標(biāo)精確打擊任務(wù)的順利完成。

 

中國(guó)航天科工集團(tuán)三院供圖

 

超過(guò)了10000平方米的展館面積，匯聚了來(lái)自國(guó)內(nèi)外軍用無(wú)人機(jī)、工業(yè)無(wú)人機(jī)、消費(fèi)無(wú)人機(jī)、無(wú)人車(chē)輛、無(wú)人船舶等無(wú)人系統(tǒng)領(lǐng)域代表性的軍工單位、科研單位、企業(yè)逾120家展商……近日召開(kāi)的第十八屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)無(wú)人系統(tǒng)分會(huì)場(chǎng)成為亮點(diǎn)之一。

事實(shí)上，從奧運(yùn)會(huì)的航拍無(wú)人機(jī)，到無(wú)人駕駛汽車(chē)，從水下智能仿生魚(yú)到智能家居，近年來(lái)，無(wú)人系統(tǒng)以越來(lái)越“聰明”的形象走進(jìn)大眾視野。智能化無(wú)人系統(tǒng)的概念逐漸普及，其發(fā)展已進(jìn)入“井噴”時(shí)代。智能化無(wú)人系統(tǒng)究竟有多聰明了，它將如何改變我們的生活？記者就此采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。

像“人腦”一樣感知世界

“智能無(wú)人系統(tǒng)主要包括空中飛行的無(wú)人機(jī)、飛艇，地面上作業(yè)的機(jī)器人、自主地面車(chē)輛，水中的無(wú)人潛航器、水下機(jī)器人等三大類(lèi)，還有空間站機(jī)器人、微型衛(wèi)星、工業(yè)機(jī)械臂等眾多旁支，可謂是種類(lèi)多樣，家族人口眾多，智能無(wú)人系統(tǒng)已開(kāi)始在社會(huì)生活中嶄露頭角。” 中國(guó)航天科工集團(tuán)三院無(wú)人機(jī)技術(shù)研究所第四研究室副主任楊發(fā)友介紹。

2015年，美國(guó)波士頓動(dòng)力工程公司的“大狗”機(jī)器人就已經(jīng)進(jìn)入了阿富汗地區(qū)開(kāi)展試驗(yàn)，對(duì)機(jī)器人和士兵的協(xié)同作戰(zhàn)功能進(jìn)行了初步驗(yàn)證。

“大狗”機(jī)器人是形似機(jī)械狗的四足機(jī)器人，體重和大型犬相當(dāng)，在交通不便的地區(qū)能夠?yàn)槭勘\(yùn)送彈藥、食物和其他物品，能夠行走和奔跑，還可跨越一定高度的障礙物。“大狗”機(jī)器人總計(jì)安裝了約50個(gè)傳感器，這些傳感器用于監(jiān)測(cè)車(chē)身的姿態(tài)與加速、關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和力度、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和內(nèi)部機(jī)械裝置的溫度和液壓。

頭部的立體攝像系統(tǒng)提供精確的三維地形圖，姿態(tài)傳感器提供當(dāng)前的姿態(tài)和加速度，壓力、位置傳感器反饋關(guān)節(jié)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和余量，溫度、壓力傳感器可以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的健康狀態(tài)，多傳感器信息全部傳遞回“大腦”，通過(guò)信息融合算法，經(jīng)過(guò)類(lèi)似人腦的處理過(guò)程，“大狗”可作出正確的指揮。

正如“大狗”所展示的，傳感器和微型處理器技術(shù)的發(fā)展大大地推動(dòng)了信息融合技術(shù)的研究和應(yīng)用，信息融合技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)逐步從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域快速拓展。例如美國(guó)知名電動(dòng)汽車(chē)廠(chǎng)商特斯拉日前通過(guò)OTA升級(jí)的方式將全球各地的特斯拉車(chē)載系統(tǒng)升級(jí)至了7.0版本，此次7.0升級(jí)主要集中在自動(dòng)駕駛方面，其最大的亮點(diǎn)就是激活了包括自動(dòng)車(chē)道保持、自動(dòng)變道和自動(dòng)泊車(chē)這些功能。

模擬“人腦”深度學(xué)習(xí)抽象概念

作為較早研究與開(kāi)發(fā)智能汽車(chē)的高科技公司之一，Google對(duì)其智能車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行了為期長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月的公路實(shí)驗(yàn)，累計(jì)在加州的公路上行駛了48萬(wàn)公里。近日其向加州交通監(jiān)管部門(mén)遞交的一份無(wú)人駕駛實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示，無(wú)人駕駛系統(tǒng)安全行駛的關(guān)鍵在于對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景下路況及周?chē)鷳B(tài)勢(shì)等“概念”的正確認(rèn)知，并在行駛的過(guò)程中正確地完成路線(xiàn)自主規(guī)劃、交通規(guī)則學(xué)習(xí)和突發(fā)事故處理等決策行為。所有傳統(tǒng)算法的表現(xiàn)往往無(wú)法滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛的要求，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的智能算法無(wú)法理解抽象的“概念”，但隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的興起，人們又看到了使機(jī)器學(xué)習(xí)和理解“概念”這一抽象事物的新希望。

深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)研究中的一個(gè)新的領(lǐng)域，其目的在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它模仿人腦的機(jī)制來(lái)解釋數(shù)據(jù)，更具體一點(diǎn)來(lái)講，是模擬人腦對(duì)于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的識(shí)別、判斷、分類(lèi)。到了今天，在某些場(chǎng)景中，經(jīng)過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練的機(jī)器在識(shí)別圖像時(shí)比人類(lèi)更好，比如識(shí)別貓、識(shí)別血液中的癌細(xì)胞特征、識(shí)別MRI掃描圖片中的腫瘤、學(xué)習(xí)圍棋（AlphaGo）等，相信在不久的將來(lái)通過(guò)深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練出來(lái)的智能車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以如同駕駛員一樣輕松處理復(fù)雜的路況。

“從最初的遙控控制，到自主控制，再到系統(tǒng)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)，隨著大數(shù)據(jù)、并行計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的不斷發(fā)展和在無(wú)人系統(tǒng)中的應(yīng)用，無(wú)人系統(tǒng)變得越來(lái)越智能化，執(zhí)行任務(wù)的種類(lèi)得到進(jìn)一步拓展、執(zhí)行任務(wù)的質(zhì)量得到顯著提升。”楊發(fā)友說(shuō)，例如，借助先進(jìn)的視覺(jué)識(shí)別技術(shù)、精密的小型輕質(zhì)電機(jī)以及綜合處理算法，德國(guó)宇航中心研制的機(jī)器人已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)與人進(jìn)行乒乓球比賽。

短期內(nèi)人類(lèi)不必?fù)?dān)心被取代

隨著特斯拉公司首先將全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)用于商業(yè)化汽車(chē)業(yè)務(wù)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)已經(jīng)逐步走入我們的日常生活。然而就目前的報(bào)道來(lái)看，智能化的自動(dòng)駕駛汽車(chē)還存在很多安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)。今年5月7日，一輛2015年產(chǎn)的Model S在佛羅里達(dá)州的一條高速公路上開(kāi)啟自動(dòng)駕駛模式時(shí)與一輛垂直方向開(kāi)來(lái)的拖拉機(jī)掛車(chē)發(fā)生了相撞導(dǎo)致司機(jī)當(dāng)場(chǎng)死亡，這引發(fā)了人們對(duì)智能汽車(chē)安全性的擔(dān)憂(yōu)。

盡管智能無(wú)人系統(tǒng)的研究正在穩(wěn)步向前推進(jìn)，但距離大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的距離。就智能無(wú)人車(chē)而言，如何建立合理的監(jiān)管體系、提高自動(dòng)駕駛的安全性等正在逐漸成為研究的熱點(diǎn)。單獨(dú)的智能汽車(chē)在路上的表現(xiàn)非常搶眼，但多輛智能車(chē)之間或者智能交通系統(tǒng)的安全運(yùn)行考驗(yàn)的不僅僅是智能汽車(chē)的事情，其全面普及仍需要監(jiān)管部門(mén)、交通部門(mén)的配合，對(duì)道路規(guī)則的判定、交通標(biāo)志的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大的監(jiān)測(cè)核心。

同時(shí)，就民用智能無(wú)人系統(tǒng)而言，聯(lián)網(wǎng)已是大勢(shì)所趨，專(zhuān)家認(rèn)為，如何保證智能系統(tǒng)的安全性，保護(hù)使用者的隱私，確保不會(huì)被有心人奪取了無(wú)人系統(tǒng)的控制權(quán)，也成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。

與此同時(shí)，有些人開(kāi)始擔(dān)心，日益聰明的機(jī)器有一天是否會(huì)打敗人類(lèi)？對(duì)此，楊發(fā)友認(rèn)為，隨著智能化水平的日趨提升，可以預(yù)見(jiàn)，無(wú)人系統(tǒng)將在未來(lái)生活中扮演越來(lái)越重要的角色，但同時(shí)也不必過(guò)于擔(dān)心可能的危害，因?yàn)槿祟?lèi)思維是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，尤其是其中創(chuàng)造性的部分，恐怕短期內(nèi)無(wú)人系統(tǒng)還難以取代。

延伸閱讀

智能交通將重塑交通體系

由于深度學(xué)習(xí)技術(shù)可用于復(fù)雜場(chǎng)景下物體的準(zhǔn)確識(shí)別，例如車(chē)輛、行人、障礙物、道路以及交通信號(hào)燈和交通標(biāo)識(shí)等，目前在智能汽車(chē)與智能交通領(lǐng)域掀起了一股深度學(xué)習(xí)熱潮。不同于以往依靠特征提取與模式匹配技術(shù)對(duì)圖像內(nèi)特定物體的識(shí)別，深度學(xué)習(xí)技術(shù)通過(guò)賦予計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像特征的理解能力，可大幅度提高圖像識(shí)別的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，這項(xiàng)技術(shù)的落地應(yīng)用將給人類(lèi)帶來(lái)前所未有的出行體驗(yàn)，重塑交通體系，并構(gòu)建真正的智能交通時(shí)代。

左下圖是采用傳統(tǒng)的圖像識(shí)別算法，右車(chē)道白色的車(chē)輛沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)。而右下圖采用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，雖然右車(chē)道車(chē)輛只有部分在圖像中，這個(gè)車(chē)輛仍然能夠被有效檢測(cè)出來(lái)。

這些無(wú)人系統(tǒng) 能像人一樣“聰明”嗎

圖文簡(jiǎn)介

題圖為今年中國(guó)航天科工集團(tuán)三院在珠海航展上推出WJ-600無(wú)人機(jī)的改進(jìn)型——WJ-600A/D高亞聲速中高空偵察打擊一體無(wú)人機(jī)。而右下圖采用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，雖然右車(chē)道車(chē)輛只有部分在圖像中，這個(gè)車(chē)輛仍然能夠被有效檢測(cè)出來(lái)。