10月9日，浙江大學(xué)飛行智能體控制實驗室，幾個白色的家用掃地機器人在實驗室的地板上像羊群一樣漫無目的地游蕩，一架無人機盤旋在空中，找準(zhǔn)時機降落在一只“小羊”前面，一個碰撞，“小羊”改變了行進(jìn)方向。通過無人機數(shù)次如牧羊犬般的驅(qū)趕，掃地機器人終于行進(jìn)到了指定區(qū)域。

憑借這一精湛的“牧羊犬”技術(shù)，浙大空中機器人隊（ZMART）日前在北京拿下2016年國際空中機器人大賽（亞太賽區(qū)）第一名。“在一個400平方米的正方形場地內(nèi)，浙大研發(fā)的智能無人機在10分鐘里成功將兩個掃地機器人趕過正方形指定的一條邊。”浙大智能系統(tǒng)與控制研究所副所長許超副教授說。

與已經(jīng)被普遍用于航拍的一般無人機不同，參加國際空中機器人大賽挑戰(zhàn)“牧羊犬行動”任務(wù)的無人機是完全自主的人工智能機器人，它在“牧羊”行動中展現(xiàn)出的一系列能力全都是靠機載設(shè)備自主實現(xiàn)的。“不依靠GPS系統(tǒng)等外界幫助而具備自身定位和導(dǎo)航能力，以及計算出最科學(xué)的驅(qū)趕‘羊群’策略，這是研發(fā)空中機器人最關(guān)鍵的兩大難點。”浙大控制科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)老師張宇博士說。

許超說，下達(dá)起飛指令后，無人機全程都要自主飛行、應(yīng)對障礙物并驅(qū)趕掃地機器人。不僅要快、穩(wěn)、準(zhǔn)地移動、制導(dǎo)，還要像人一樣具備全局策略和規(guī)劃能力，這需要空中機器人完美融合導(dǎo)航定位、制導(dǎo)與控制、人工智能等多領(lǐng)域技術(shù)才有可能實現(xiàn)。


記者在浙大飛行智能體控制實驗室見到了參賽空中機器人：重約3千克，各方向尺寸不超過1.25米。浙大控制科學(xué)與工程學(xué)院博士生朱疆成介紹了無人機上搭載的設(shè)備。一個激光傳感器和一個超聲波傳感器，可以無死角地探測周邊的障礙——在比賽中，場地內(nèi)還有4只不斷移動的柱子，扮演“狼”的角色，如果“牧羊犬”不能及時躲開這些障礙，就可能墜毀。無人機裝載的下視攝像頭，用來識別地面上的“羊群”，并確定自己的巡航路線，防止飛到場地外面去。無人機還搭載有一臺小型電腦，完成“趕羊”策略的計算。

國際空中機器人大賽是一項歷史悠久的大學(xué)生自主空中機器人競賽，2012年開始設(shè)立亞太賽區(qū)，此后每年與美國賽區(qū)同期舉行賽事。大賽通過設(shè)置具有挑戰(zhàn)性和實用意義的比賽任務(wù)推進(jìn)空中機器人尖端技術(shù)的進(jìn)步，每一代任務(wù)被攻克后才會進(jìn)入下一代任務(wù)挑戰(zhàn)，有的任務(wù)甚至需要持續(xù)挑戰(zhàn)多年才被攻克。“牧羊犬行動”是第7代任務(wù)。

許超表示，在比賽中展現(xiàn)出來的空中機器人技術(shù)有望在未來用于研制物流機器人、電力巡航機器人等，改變我們的日常生活。

（來源：浙江日報）