快递新成员——智能无人机

2015-4-22 15:52| 发布者: 安丰贞| 查看: 1083| 评论: 0|来自: 中国科技网

摘要: 拥有类似大脑的神经硬件的小型无人机很快将一飞冲天，与其他类型的飞机携手畅游。这种智能无人机能看见并且自动避免潜在的灾难，它们将大大延伸无人机的功用，成为无人机家族的新明星。据英国《新科学家》网站近日报道，拥有神经硬件、能像人脑一样思考和学习的智能“迷你”无人机有可能于今年年内飞上天空，执行送货任务或监测农作物的生长情况 ...

无人机 , 智能 , 神经网络

在你头上蜂鸣不止、盘旋不已的无人机可能比你想象中的要更加聪明。拥有类似大脑的神经硬件的小型无人机很快将一飞冲天，与其他类型的飞机携手畅游。这种智能无人机能看见并且自动避免潜在的灾难，它们将大大延伸无人机的功用，成为无人机家族的新明星。据英国《新科学家》网站近日报道，拥有神经硬件、能像人脑一样思考和学习的智能“迷你”无人机有可能于今年年内飞上天空，执行送货任务或监测农作物的生长情况。

       神经芯片让无人机具备“感知—规避”能力

       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、快餐甚至药品等。然而，目前的无人机只限于在人力操作的视线范围之内飞行，因为人们担心其会相撞。

       因此，无人机需要拥有自动“感知—规避”能力，才能执行独立递送的任务。对于无人机来说，如果在其上安装能够识别视频中的物体并实时做出反应的机器，不仅会使其变得太笨重，而且能耗也太高，因此，并不现实，这意味着无人机必须依靠雷达等短程传感器，但雷达并不能对避免相撞提供更充分的警告。因此，解决问题的关键可能在于模拟动物或人类大脑的工作原理和机制：我们的大脑在处理数字任务方面的表现差强人意，但能更快地处理复杂的传感输出。

       位于美国爱达荷州首府博伊西的生物启示技术公司就在做这样的事情。该公司正在用忆阻器建造可供无人机使用的感知—规避系统。他们研制的“忆阻器”部件由一种仅为头发丝百分之一左右粗细的导线制成，导线的长度在通电后会发生改变，断电后会回复到原状，长度的变化幅度可以转化为电信号：导线越长，电阻越低，类似于大脑中的神经元，忆阻器的状态取决于其上加载的电信号的强度。该公司首席执行官泰瑞·加弗荣说：“我们研发的忆组器的诱人前景在于，它与生物体神经突触的状态变化特征有着难以解释的相像性，这就形成了能模拟神经元及其间关联的学习系统的基础。”

       加弗荣表示，这种能模拟生物体突触功能的忆阻器可以被用在飞行控制系统上，让其达到如同昆虫飞行一般的控制精度。该公司的无人机将于今年年底进行首次试飞。他们会在无人机目前已有的照相机上连接一块芯片大小的神经系统，研究人员可以对该神经系统进行训练，让其能识别远距离的飞机和其他危害。这套系统也能识别出云、鸟类、建筑以及发射塔等各类目标，并使用视觉信号对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新的飞行路线来避免相撞，并对相关信息进行实时更新。

       能在多个领域大显身手

       像这个研究领域的其他公司一样，生物启示技术公司的研究也受到了美国军方的青睐并对此提供了资助。这种无人机或许会在多个领域大显身手。

       感知—规避功能将使小型无人机舰队能像鸟儿或昆虫一样，在城市穿梭，递送包裹，配备了神经传感器的无人机或许可以在任何地方着陆，甚至降落在阳台上，给人们带来惊喜。

       除此之外，能自动识别物体也有望使小型无人机在精准农业领域大显身手。加弗荣说：“农业无人机能对农场进行巡视，发现农作物的长势并不那么繁荣的区域并为农场主提供详细的有关农场是否需要水、废料或者杀虫剂等的信息。”

       而在工业领域，新型智能无人机能巡逻管道，查找漏洞，或者发现电力系统的故障。至于在家里，智能无人机能擦洗玻璃、扔垃圾甚至给花园除草，或者寻找空的停车位。加弗荣说：“它会在周围逡巡，寻找停车位。”这种智能无人机甚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。”

       除了受到忆阻器启发而制造的神经网络之外，科学家们也研制出了其他类型的神经网络，比如，仿人脑芯片TrueNorth。由美国能源部高级研究计划局(DARPA)同IBM公司携手研制的效仿人脑的TrueNorth计算机系统只有邮票大小、重量仅几克，但却集成了54亿个硅晶体管，内置了4096个内核，100万个“神经元”、2.56亿个“突触”，能力相当于一台超级计算机，功耗却只有65毫瓦。据谷歌表示，这种认知芯片可以执行感知、交互、识别等任务。(记者刘霞)

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