全国人大代表郭雷:空天无人系统需破局限,仿生智能研究正当时
全国人大代表郭雷:空天无人系统需破局限,仿生智能研究正当时
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。“目前,空天无人系统缺乏智能化、自主化能力
我们清楚,卫星和火箭等无人飞行器遭遇众多难题,仿生智能或许能成为破解这些困境的方法。但它的效果真的如此神奇吗?
空天无人系统困境
在现今的航空航天领域,卫星、火箭以及无人机等无人飞行器得到了广泛运用。这些设备拥有严格的约束性、高度动态性以及跨越不同空域的能力。在2023年的一次航天发射活动中,卫星在轨道上运行时,遭遇了剧烈的空间辐射,这种干扰是环境因素中的典型代表。在地球大气层以及外太空的复杂环境中,它们遭遇了强烈的干扰和诸多不确定性,这极大地制约了空天无人系统的性能发挥。
长期以来,空天无人系统在执行任务时,主要依靠事先设定的模式和理想环境。以2022年的一次高空无人机科研任务为例,当遭遇突发强气流时,系统难以依照既定计划行动,暴露出其智能化和自主化能力的明显不足,迫切需要突破这些限制。
郭雷院士的见解
全国人大代表、北航的郭雷院士持续关注着空天无人系统的发展动态。在接受《中国电子报》的采访时,他提到,当前空天无人系统面临诸多局限。他指出,“确定模式、理想环境、预设任务”这些方法已不足以应对复杂多变的现实情况。郭雷院士认为,这个系统并不需要过于强大的计算智能,而是需要更强大的行为智能和运动智能,这样才能更有效地应对复杂多变的环境。
郭雷院士指出,在空天领域进行仿生智能的研究非常关键。我们能够将轻便的学习、预测以及进化算法应用于飞行器。比如,通过优化传感器算法,使其具备类似鸟类眼睛的敏锐度,捕捉信息,从而使飞行器变得更加智能和敏捷,实现“头脑聪明、眼睛明亮、手艺灵巧、身体强健”的理想状态。
仿生智能新赛道
仿生智能为人工智能领域开辟了新的道路,带来了全新的发展空间。它促进了不同学科之间的融合,并推动了全链条的创新发展。例如,在2024年初,某所高校的科研团队便汇聚了信息、生物等众多学科的专业人才,共同投身于仿生智能的研究之中。仿生智能有望引领科学探索的前沿,推动原始科技的革新。尽管目前的类脑智能存在一定的局限性,但仿生智能有望有效解决这些问题。
将新一代信息技术融入实体经济领域,这一课题始终是研究的焦点。郭雷院士指出,通过仿生智能的应用,信息技术在实体经济中的效能得到了增强。在先进制造业中,借助仿生智能对生产流程中机器人操作的优化,可以大幅提升生产效率,为实体经济带来新的生机与活力。
设立重大专项
郭雷院士提出,应尽快推进“仿生智能”这一科技领域的重大专项或重点研发计划的设立。我国在人工智能方面已投入众多资源,若设立此类专项,将有助于有组织地进行科技攻关。通过汇聚国内顶尖的科研院校和企业力量,我们有望在国际仿生智能科技领域占据一席之地。科研攻关不仅需要大量资金,还需充足的人力,而专项计划能够确保资源得到集中使用。航空航天领域的重大项目促进了我国航天技术的快速进步,类似地,仿生智能领域的专项研究同样能够带来这样的促进作用。
创新研究计划
开展针对国家需求的智能“新硬件”全链条创新研究至关重要。我们可将轻量化智能算法应用于无人系统的众多关键部件。比如,在卫星的通信芯片中嵌入轻量化算法,可以增强通信的效率和稳定性。对新型无人系统实施进化设计,使其能更好地满足各种场景的需求。在城市环境中,经过优化设计的无人机配送系统能更有效地避开建筑物和人群。
这些创新性的研究成就有助于众多经济单位。在农业方面,配备智能算法的无人机能够实施精确农业,从而提升农作物的产量,进而推动农业经济的增长;而在物流领域,无人机的配送服务能够提升效率,减少开支,助力物流行业的升级发展。
培养创新人才
设立相关培养计划,在优势高校中培育“仿生智能技术”领域的创新人才同样关键。高校的多学科交叉优势明显,信息、生物、材料和结构等学科共同研究仿生智能。高校与企业进行产学研合作,有助于科研成果转化为实际应用。例如,某高校与航空企业携手合作,研发的飞行器仿生智能系统已经完成了飞行测试。
培育出符合标准的新型创新人才对于我国无人系统技术迈向智能化阶段极为关键。我们必须制定一套科学合理的人才培养计划,向学生传授坚实的理论基础,同时让他们在实践操作中不断积累经验,从而为我国航空航天事业输送所需人才。
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