海洋機器人完成協(xié)同探測任務集群智能協(xié)同技術發(fā)展

2021-03-23 10:05:30來源：儀表網(wǎng) 閱讀量：133 評論

　　海面上，多個海洋機器人列隊行進，它們通過組網(wǎng)通訊共享信息，隨著作業(yè)局勢的不斷改變，快速變換隊形，終完成協(xié)同探測等任務。并且這些任務完全由機器人們自主作業(yè)，不需要人為干預。由哈爾濱工程大學水下機器人技術重點實驗室牽頭的海洋機器人集群智能協(xié)同技術項目群成功展示了機器人組團海上出征的場面，并順利通過了海試驗收。

　　本次團隊協(xié)作演示在國內(nèi)實現(xiàn)了海洋機器人集群智能協(xié)同架構模式從集中式/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為全自主，適應任務場景及環(huán)境從確定結構化拓展為未知非結構化，這標志著我國海洋機器人集群智能協(xié)同技術取得了實質(zhì)性突破并達到了*水平。

　　海洋機器人是一類能夠遙控或自主操控完成特定功能的無人海上航行器。海洋機器人發(fā)展的歷史約有70年，經(jīng)歷了從載人到無人，從直接操控、遙控到自主、智能，從單機、多機到集群的主要發(fā)展階段。受計算機、人工智能、材料、通信、傳感器等技術的推動，近30年來，海洋機器人發(fā)展迅猛，如今人工智能技術正在推動海洋機器人進入智能海洋機器人時代。

　　海洋機器人的集群智能協(xié)同也克服了單個機器人作業(yè)能力弱、工作范圍小和工作效率低等缺點，可實現(xiàn)單個機器人不具備的功能，并顯著提升系統(tǒng)的作業(yè)效率或能力。機器人集群智能協(xié)同技術可將人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術作用下的機器人的通信、感知、認知、決策、控制與行為有效融合，實現(xiàn)集群系統(tǒng)下個體的互聯(lián)互通、態(tài)勢共享、群策群力，在復雜惡劣的環(huán)境下，表現(xiàn)出與人類相當或超越人類的能力。

　　海洋機器人集群智能協(xié)同技術可應用于海洋環(huán)境監(jiān)測、防災減災、海洋科學調(diào)查、海底觀測，支撐構建廣域立體化海洋觀測網(wǎng)，進而實現(xiàn)“數(shù)字海洋”；還可應用于海底地形測繪、航道測量、油氣勘探等，實現(xiàn)快速大范圍海洋探測，支持海洋經(jīng)濟發(fā)展；有助于維護海洋權益、保障海洋安全等，對我國發(fā)展人工智能戰(zhàn)略、建設海洋強國具有重要意義。

　　海洋機器人集群智能協(xié)同是“人工智能+海洋無人系統(tǒng)”深度融合發(fā)展的一項基礎性、創(chuàng)新性技術，作為未來裝備發(fā)展、作業(yè)模式變革的一項前沿顛覆性技術而備受關注，也是“十三五”期間一項具有標志性意義的科研項目。

　　此次海試的海洋機器人集群智能協(xié)同技術項目群系統(tǒng)龐大、涉及關鍵技術眾多、復雜性高。海洋機器人集群智能協(xié)同技術主要面臨三大技術挑戰(zhàn)。首先，在海洋機器人編隊中，不同種類的機器人被賦予不同的使命；同時，它們的船型多樣、機動性差異大、載荷種類多，智能算法如何有效匹配不同類型的機器人并發(fā)揮集群效能是一大難點。

　　海洋機器人處于復雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境，在這種典型的強干擾、弱通信和弱觀測環(huán)境里，機器人的智能系統(tǒng)會受到顯著影響，運動擾動大、感知不準確、信息交互難。因此，在這樣的情況下，如何讓機器人具備良好的生存能力和作業(yè)性能是科研攻關面臨的第二個挑戰(zhàn)。

　　集群協(xié)同架構從集中式到分布式的跨越，對機器人在線的感知、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)過近兩年的攻堅克難，科研團隊突破了信息共享、協(xié)同感知、敏捷編隊、協(xié)同決策、人機協(xié)同、作業(yè)策略、系統(tǒng)集成等核心關鍵技術，成功研制出具備多協(xié)同任務模式、多智能模態(tài)、彈性可重構的海洋機器人集群智能協(xié)同技術演示系統(tǒng)，有力推動了海洋機器人集群智能協(xié)同領域的理論創(chuàng)新及技術發(fā)展。

　　資料來源：科技日報

　　原標題：海洋機器人完成協(xié)同探測任務集群智能協(xié)同技術發(fā)展

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