在你(nǐ)头上蜂鸣不止、盘旋不已(yǐ)的(de)无人机可能比你想象中的要更(gèng)加聪明(míng)。拥有类(lèi)似大脑的神经硬件(jiàn)的小型无人机很快将一飞(fēi)冲天,与其他类型的飞机(jī)携手畅游。这种智能无人机能看见并且(qiě)自动避免潜在(zài)的灾(zāi)难,它(tā)们将大(dà)大延伸无人机的功用,成为无人机家族(zú)的新明星(xīng)。据英国《新科学家》网站(zhàn)近日报道,拥有神经硬件、能(néng)像人脑一样思考和学习的智(zhì)能“迷你”无人(rén)机有可能于(yú)今年年内飞上天空,执行送货(huò)任务或监(jiān)测(cè)农(nóng)作物的生长情(qíng)况。
神经芯片让无(wú)人机具备“感知—规避(bì)”能力(lì)
包括亚马逊、DHL、谷歌等在内的行业翘楚都在研发自己的无人机舰队,用于快速递送消费品、快(kuài)餐甚至药品等。然而,目前的无人机只(zhī)限于在人力操(cāo)作的视线范围之内飞行,因(yīn)为人(rén)们担心其会相撞。
因此,无人机需要拥有自动(dòng)“感(gǎn)知—规(guī)避”能力,才(cái)能执行独立递送的任务。对于无(wú)人机来说,如果(guǒ)在(zài)其上(shàng)安装能够识别视频(pín)中的物(wù)体(tǐ)并实时做出反应的机器,不仅会使其变(biàn)得太笨重,而且能耗也太高,因此,并不现实,这意味(wèi)着(zhe)无人机必须依靠雷达等短程传感器,但雷达并不能(néng)对避免(miǎn)相撞提供更充(chōng)分的警告。因(yīn)此,解决问(wèn)题的(de)关(guān)键可能在(zài)于模拟动物或人类大脑(nǎo)的(de)工作原理和机制:我们的大(dà)脑(nǎo)在处理数字任务方(fāng)面的表现差强人意,但能更(gèng)快(kuài)地处理复杂的(de)传感输出。
位(wèi)于美国(guó)爱(ài)达(dá)荷州首府博伊(yī)西的生(shēng)物启示技术(shù)公(gōng)司就在做(zuò)这样的事(shì)情。该公司(sī)正在用忆阻器建造可(kě)供无人机使用的感知(zhī)—规(guī)避系统。他们研制的(de)“忆阻器(qì)”部件(jiàn)由一种仅为头发丝百分之(zhī)一(yī)左右粗细(xì)的导线(xiàn)制成,导(dǎo)线的(de)长度在通电后会发(fā)生改变(biàn),断电后会(huì)回复到原状(zhuàng),长(zhǎng)度的变(biàn)化幅度可以(yǐ)转化为电(diàn)信号:导线越长,电(diàn)阻越低,类似于大脑中的神经元,忆(yì)阻器(qì)的状态取决于其上加载的电信号的强度。该公司首席执行(háng)官(guān)泰(tài)瑞·加弗荣说:“我们研发的忆组器的诱人前(qián)景在于,它与生物体神(shén)经突触的状态变化特征有着难(nán)以解释(shì)的相像性,这就形成了能模拟神经元及其间关联(lián)的学(xué)习(xí)系统(tǒng)的基础(chǔ)。”
加弗荣表示(shì),这种能模拟生物体突(tū)触功能的忆(yì)阻器可以(yǐ)被用(yòng)在飞行控制系统上(shàng),让其达到(dào)如同昆虫飞(fēi)行一般的控制精度(dù)。该公司的无人机将于(yú)今年年底进行首次试(shì)飞。他(tā)们会在无人机(jī)目前已有的照相机上连接(jiē)一块芯片大小的神经系(xì)统,研(yán)究人员可以对该神经系(xì)统进行训练,让其能识别远距(jù)离的飞机和其他危害。这套系统也(yě)能识(shí)别出云、鸟类、建筑以及发(fā)射塔等各类目标,并使用视觉信号对(duì)这些物体与自己之间的距离进行精准地判断,从而使无人机能制定出(chū)新的飞行路线来避免相撞(zhuàng),并对相关信(xìn)息进行实时(shí)更(gèng)新。
能在(zài)多个(gè)领(lǐng)域大显身手
像(xiàng)这个研究领域的其他公司一样,生物启示技(jì)术公司的研究也受到(dào)了(le)美国军(jun1)方(fāng)的(de)青睐并对此提供了资助。这(zhè)种无(wú)人机或许(xǔ)会在(zài)多个领域大显身手。
感知(zhī)—规避功能将使小型无人机(jī)舰(jiàn)队能像(xiàng)鸟儿或(huò)昆虫一样,在城市穿梭,递(dì)送包裹,配备了神经传感器的无人机(jī)或许可以在任何地(dì)方着陆,甚至降(jiàng)落在阳台上,给人们(men)带来(lái)惊喜。
除此之外,能(néng)自动识别物体(tǐ)也(yě)有望使(shǐ)小(xiǎo)型(xíng)无人机在(zài)精准农(nóng)业领域大(dà)显身(shēn)手(shǒu)。加弗荣说:“农业无人机能对农场进(jìn)行巡(xún)视,发现农作物的长势并不那么繁荣的(de)区域并(bìng)为农场主提供详细(xì)的有关农(nóng)场(chǎng)是否需要水、废料或者(zhě)杀虫剂(jì)等的信息。”
而在工业领域,新(xīn)型智能无人机能巡逻管道(dào),查找漏洞,或(huò)者发现电(diàn)力系统的故障(zhàng)。至(zhì)于在家里,智能无人(rén)机(jī)能擦洗(xǐ)玻璃、扔(rēng)垃圾甚至给花园除草,或者寻找空(kōng)的(de)停(tíng)车位。加(jiā)弗荣说:“它会在周围逡巡,寻找停车位。”这种智能无人机甚(shèn)至能追踪动物的种群数量,加弗荣说:“这些系统不仅能自动飞行,还能很好地区分出一头小鹿和一只狼。”
除(chú)了(le)受到(dào)忆阻器启发而制造的神经网络之外,科学家们(men)也研制出(chū)了其他类型的神经网络,比如,仿人脑芯片TrueNorth。由美国能(néng)源(yuán)部(bù)高(gāo)级研究(jiū)计划局(DARPA)同IBM公司携手研制的效仿人脑的TrueNorth计算机系统(tǒng)只(zhī)有邮(yóu)票大小、重量仅几(jǐ)克,但(dàn)却集(jí)成了54亿个硅晶体管,内置(zhì)了4096个内(nèi)核,100万个“神经元”、2.56亿(yì)个“突触”,能力(lì)相当(dāng)于一(yī)台超级计算机,功耗(hào)却只有65毫瓦。据谷(gǔ)歌表(biǎo)示,这种认知芯片可以执行感知、交互、识别等(děng)任务(wù)。(南京(jīng)领航无人机)

咨询航拍服务可加老鹰微信laoyingfly |