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郭雷院士谈空天无人系统:突破局限,仿生智能让飞行器像鸟般飞行

郭雷院士谈空天无人系统:突破局限,仿生智能让飞行器像鸟般飞行

卫星、火箭、无人机等人们熟知的无人飞行器具有强约束、高动态、跨空域等特点,面临极强的环境干扰和不确定性。

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无人航天系统的进步遇到了障碍,其智能化和自主性不足的问题日益明显。就在这时,仿生智能技术崭露头角,为行业带来了新的希望。那么,这种技术是否能够帮助无人系统打破现有的局限?

无人飞行特点与挑战

无人飞行器,如卫星、火箭和无人机,在我们的生活中并不罕见。这些设备具有严格的限制、快速的变化和跨越不同空域的特性。以火箭发射为例,它需要精确地调整轨道,且其变化速度极快。此外,它们所处的环境复杂多变,充满不确定性,比如高空中的气流波动和电磁干扰等,这些都对飞行任务构成了巨大挑战,同时也对无人系统的性能提出了更高的标准。

无人机在实际操作中可能遇到强风,亦或遭受电磁信号的干扰,导致其稳定性和任务执行效果显著下降。这种情况突显了现有无人飞行系统对环境变化的脆弱性,迫切需要增强其在复杂环境中的适应能力。

空天系统局限与困境

当前,空天无人系统的智能与自主性有待提高。它们通常依赖于既定的模式、理想的环境以及既定的任务。例如,某些无人机在既定路径和特定条件下能正常运行,但一旦遭遇意外情况,便容易失效。这种限制性极大地制约了其在更多场合的使用。

郭雷认为,系统所需的不仅仅是强大的计算智能,单纯的超级计算机级别的运算能力并不完全符合要求。实际上,它还需要具备行为智能和运动智能,这样才能在复杂多变的空天环境中灵活应对,并作出合理的决策和行动。

仿生智能目标设想

针对天空领域的仿生智能研究设定了清晰的方向。研究旨在将轻便的学习、预测及进化算法应用于飞行器的多个部件,包括传感器和执行器等。这就像为飞行器配备了一个更智能的“大脑”和更灵敏的“眼睛”。

目标是使飞行器实现思维敏捷、视觉敏锐、操作灵活、体魄强健。试想,若飞行器能如鸟类般在天际自由穿梭,自如应对气流波动,轻松驾驭风势,那无疑将大幅增强其性能与适应能力,拓宽其应用领域。

仿生智能独特价值

仿生智能为人工智能领域带来了新的发展方向。它促进了不同学科间的结合,包括信息学、生物学、材料科学等。这种全方位的创新或许能催生科学前沿的新突破。

在研发过程中,我们参考生物的感知与运动特性,将其应用于无人系统。此外,它还能突破类脑智能的局限。类脑智能主要模仿大脑功能,而仿生智能则涵盖更广,使得新一代信息技术在实体经济中能发挥更显著的作用。例如,在航空航天和先进制造等领域,仿生智能展现出巨大的应用潜力。

郭雷三点指导建议

首先,我们需要迅速启动“仿生智能”领域的重大科技项目或重点研发计划。然后,汇聚各方资源,有计划地进行科技攻关。这样做,将有助于我国在仿生智能科技领域保持领先。正如以往的重大科研项目所证明的,集中力量才能加速科技创新。

二是针对国家需求,我们启动了智能“新硬件”全链条创新研究项目。在这个项目中,我们将轻便的智能算法应用于无人系统的关键部件和芯片。通过这种方式,我们能够提升无人系统的性能,为各种经济单位提供服务,进而推动经济的增长。

第三点,在重点大学设立特定项目。借助多学科融合和产学研结合的便利,培育“仿生智能技术”领域的创新型人才。人才是科技创新的核心,有了这些专业人才,才能确保仿生智能技术不断进步。

仿生智能应用前景

仿生智能的应用潜力巨大。它有助于人工智能突破大脑智能的界限,将智能算法和公式整合到航空航天和先进制造领域的硬件里。在航空航天方面,它能提升飞行器的性能和保障其安全;而在先进制造领域,它能改善生产流程。

这项技术的广泛运用,对于我国无人系统技术迈向智能化至关重要。它能够满足国家在安全和社会发展方面的迫切需求,诸如增强国防力量、确保物流运输等。仿生智能技术蕴藏着巨大的开发潜力。

你对仿生智能技术未来几年可能率先实现重大进展的领域有何看法?欢迎在评论区留言讨论。同时,别忘了点赞并转发这篇文章。

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