海面上，多個(gè)海洋機(jī)器人列隊(duì)行進(jìn)，它們通過(guò)組網(wǎng)通訊共享信息，隨著作業(yè)局勢(shì)的不斷改變，快速變換隊(duì)形，終完成協(xié)同探測(cè)等任務(wù)。并且這些任務(wù)完全由機(jī)器人們自主作業(yè)，不需要人為干預(yù)。由哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭的海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)項(xiàng)目群成功展示了機(jī)器人組團(tuán)海上出征的場(chǎng)面，并順利通過(guò)了海試驗(yàn)收。
本次團(tuán)隊(duì)協(xié)作演示在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同架構(gòu)模式從集中式/混合式發(fā)展為分布式，系統(tǒng)協(xié)同智能化水平從半自主升級(jí)為全自主，適應(yīng)任務(wù)場(chǎng)景及環(huán)境從確定結(jié)構(gòu)化拓展為未知非結(jié)構(gòu)化，這標(biāo)志著我國(guó)海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性突破并達(dá)到了*水平。
海洋機(jī)器人是一類能夠遙控或自主操控完成特定功能的無(wú)人海上航行器。海洋機(jī)器人發(fā)展的歷史約有70年，經(jīng)歷了從載人到無(wú)人，從直接操控、遙控到自主、智能，從單機(jī)、多機(jī)到集群的主要發(fā)展階段。受計(jì)算機(jī)、人工智能、材料、通信、傳感器等技術(shù)的推動(dòng)，近30年來(lái)，海洋機(jī)器人發(fā)展迅猛，如今人工智能技術(shù)正在推動(dòng)海洋機(jī)器人進(jìn)入智能海洋機(jī)器人時(shí)代。
海洋機(jī)器人的集群智能協(xié)同也克服了單個(gè)機(jī)器人作業(yè)能力弱、工作范圍小和工作效率低等缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)機(jī)器人不具備的功能，并顯著提升系統(tǒng)的作業(yè)效率或能力。機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)可將人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)作用下的機(jī)器人的通信、感知、認(rèn)知、決策、控制與行為有效融合，實(shí)現(xiàn)集群系統(tǒng)下個(gè)體的互聯(lián)互通、態(tài)勢(shì)共享、群策群力，在復(fù)雜惡劣的環(huán)境下，表現(xiàn)出與人類相當(dāng)或超越人類的能力。
海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)可應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、海洋科學(xué)調(diào)查、海底觀測(cè)，支撐構(gòu)建廣域立體化海洋觀測(cè)網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“數(shù)字海洋”；還可應(yīng)用于海底地形測(cè)繪、航道測(cè)量、油氣勘探等，實(shí)現(xiàn)快速大范圍海洋探測(cè)，支持海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展；有助于維護(hù)海洋權(quán)益、保障海洋安全等，對(duì)我國(guó)發(fā)展人工智能戰(zhàn)略、建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)具有重要意義。
海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同是“人工智能+海洋無(wú)人系統(tǒng)”深度融合發(fā)展的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性技術(shù)，作為未來(lái)裝備發(fā)展、作業(yè)模式變革的一項(xiàng)前沿顛覆性技術(shù)而備受關(guān)注，也是“十三五”期間一項(xiàng)具有標(biāo)志性意義的科研項(xiàng)目。
此次海試的海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)項(xiàng)目群系統(tǒng)龐大、涉及關(guān)鍵技術(shù)眾多、復(fù)雜性高。海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)主要面臨三大技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，在海洋機(jī)器人編隊(duì)中，不同種類的機(jī)器人被賦予不同的使命；同時(shí)，它們的船型多樣、機(jī)動(dòng)性差異大、載荷種類多，智能算法如何有效匹配不同類型的機(jī)器人并發(fā)揮集群效能是一大難點(diǎn)。
海洋機(jī)器人處于復(fù)雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境，在這種典型的強(qiáng)干擾、弱通信和弱觀測(cè)環(huán)境里，機(jī)器人的智能系統(tǒng)會(huì)受到顯著影響，運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)大、感知不準(zhǔn)確、信息交互難。因此，在這樣的情況下，如何讓機(jī)器人具備良好的生存能力和作業(yè)性能是科研攻關(guān)面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)。
集群協(xié)同架構(gòu)從集中式到分布式的跨越，對(duì)機(jī)器人在線的感知、決策、作業(yè)等能力和系統(tǒng)智能化水平提出了更高要求。廖煜雷表示，經(jīng)過(guò)近兩年的攻堅(jiān)克難，科研團(tuán)隊(duì)突破了信息共享、協(xié)同感知、敏捷編隊(duì)、協(xié)同決策、人機(jī)協(xié)同、作業(yè)策略、系統(tǒng)集成等核心關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出具備多協(xié)同任務(wù)模式、多智能模態(tài)、彈性可重構(gòu)的海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)演示系統(tǒng)，有力推動(dòng)了海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同領(lǐng)域的理論創(chuàng)新及技術(shù)發(fā)展。
資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
原標(biāo)題：海洋機(jī)器人完成協(xié)同探測(cè)任務(wù) 集群智能協(xié)同技術(shù)發(fā)展
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