無人系統技術的案例
多種無人系統新技術重磅推出！
7.FlyDragon公司電動無人機的創新性設計
據無人系統技術網2022年6月14日報道，FlyDragon無人機技術公司詳細介紹了FDG30 Mako Shark無人機的具體設計特點。該款無人機為電動無人機，實現了垂直起降（VTOL）無人機的6小時超長續航飛行，專為空中測量和監視應用打造，結合了多旋翼無人機的發射和降落優勢與固定翼無人機的耐久性。
FDG30 Mako Shark電動固定翼垂直起降無人機的設計創新點在于無人機進氣口的位置——位于無人機下方，面向氣流，機身上升時可以加倍進氣，從而保證了無人機的超長續航。無人機后端設計為傳導螺旋槳的進氣口，可提高動力系統的效率；起落架采用鋁合金材料，使得無人機既輕便，又能吸收撞擊時的能量，減少了重著陸對機身造成的損害。其他創新點包括創新固定翼空氣動力學設計、高翼展比、大舵面、多轉子優化、大軸距設計等。
FDG30 Mako Shark垂直起降無人機的動力系統得到優化，每次起降只需使用約60瓦特小時（WH），最大限度地減少了對電池的需求，減少了重量和使用空間。FDG30無人機超輕、低轉動慣量的螺旋槳提升了機身穩定性，能夠頻繁加速和減速。特殊的槳尖設計將噪音降低了三分之一。
8.SEA-KIT公司推出用于水文地理和環境數據收集的新型無人艇
據無人系統技術網2022年6月13日報道，SEA-KIT公司推出一款專為水文地理和環境數據收集而打造的H級無人艇（USV），該艇可裝備各類傳感器，部署SVP、MAPR、CTD和側掃聲納，主要用于深水及近岸測深和水文測量。
展開 跨域協同：無人系統技術發展和應用新趨勢
來源：無人系統技術
作者：何玉慶，秦天一，王 楠
摘 要: 隨著無人系統技術的不斷發展，多無人系統之間的跨域協同憑借其諸多優勢成為當前無人系統領域研究和應用的熱點。首先，闡述了無人系統跨域協同的概念形成與發展歷程，并對未來發展趨勢進行了展望；其次，系統梳理了國外多無人系統跨域協同技術的研究情況，分別從比賽競技、項目研發和應用三個角度對美國、歐盟等無人系統跨域協同技術開展分析綜述；然后，介紹了無人系統跨域協同的核心問題和技術體系；最后，通過對典型應用案例分析表明跨域協同對實際應用效能有明顯提升作用，相關研究為我國未來無人系統跨域協同相關發展提供參考。
展開 無人系統態勢感知系列課程教學設計與實踐
智能科學學院無人裝備工程（無人機技術與保障）專業，總共設置15門理論課程，包括無人機系統原理與運用、無人機飛機系統、無人機自主飛行控制技術、無人機態勢感知與情報處理、無人機測控與信息傳輸技術、無人機系統設計綜合實踐項目等，共計312學時的課程安排，其中理論課程182學時，實踐課程130學時。
無人機態勢感知系列課程圍繞無人機態勢感知與情報處理技術展開，課程內容如圖1所示，旨在培養學生無人機系統的目標識別與跟蹤、圖像情報處理、情報數據挖掘、態勢可視化等核心關鍵技術，并結合軍事或工程領域的前沿進展開展教學內容建設。其中，最主要的是無人機態勢感知與情報處理課程，課程具體包括態勢感知緒論、無人機感知傳感器技術、無人機環境感知技術、無人機情報信息處理技術、態勢感知的本質特征與分析方法、態勢綜合處理技術等理論內容建設，以及無人機環境感知技術和無人機情報信息處理技術的實踐內容建設。課程內容貫徹厚基礎、重想法、多碰撞的教學理念，以典型的無人系統或裝備入題，引導學生開展深入學習思考，熟悉無人機態勢感知與情報處理的關鍵技術，著力培養學員在無人機態勢感知與情報處理領域發現問題、分析問題、解決問題的能力。
圖1 無人機態勢感知與情報處理課程內容
無人裝備工程（無人機技術與保障）專業中的無人機載荷控制技術、無人機測控與信息傳輸技術為無人機態勢感知與情報處理技術課程提供了傳感器載荷、圖像情報信息傳輸等知識基礎。通過無人機態勢感知與情報處理技術課程學習，學員了解無人機戰場環境感知與情報生成的技術體系，熟悉無人機態勢感知包括圖像信息獲取、圖像處理、目標檢測的各項關鍵技術，以及從圖像數據獲取到情報信息轉化的流程、實現和可視化方法。
展開 無人系統免疫智能技術
西北工業大學 航天學院， 西安 710072
關鍵詞：免疫機制; 無人系統; 免疫智能; 自愈控制; 免疫控制; 自身耐受性
摘 要：傳統的無人系統人工智能技術重點研究人腦思維、感知和肌電反應等領域的科學發現和技術實現。免疫反應是生物體在面臨病毒、細菌和天敵時保持生存和健康的獨特生理機制，是智能系統技術研究領域的嶄新視點。受動物應對病毒侵襲、環境劇變、天敵威脅等不利態勢的免疫反應、保護自我和進化機制啟發，提出無人系統在包含攻擊、干擾、拒止、封鎖、損傷、故障和博弈等惡劣環境和對抗模式下的生存安全問題，建立無人系統免疫智能技術的一般框架，架設無人系統和生物體之間免疫機制的橋梁。主要內容包括無人系統免疫智能技術的基本概念、反應機理、關鍵技術和研究框架，并分別從感知與診斷、適應與激勵、學習與進化等技術層面進行了問題描述。最后，對免疫智能技術的未來研究方向和應用領域進行了展望。
1 研究背景與意義
2020年新型冠狀病毒的爆發對人類健康造成了嚴重威脅, 提高人類對于新型病毒的免疫能力和自愈能力已經成為醫學和生物學家近期的主要任務。動物在億萬年進化中, 面對病毒侵襲、環境劇變、天敵侵害、種群競爭等紛繁多樣的挑戰, 依靠自身和群體的能力保證了物種的生存與進化, 其中的病原識別、免疫、自愈和進化能力是抵抗病毒、治愈病痛、戰勝天敵、適應環境、實現繁衍的關鍵要素。
智能系統的本質是使得人工設計和制造的物理系統具有某些生物的功能。近年來, 人工智能技術在思維、感知和肌電反應等領域已得到飛速發展，無人系統人工智能技術已成為研究熱點[1]。其中，受生物啟發的無人系統將基本的生物學原理轉化為工程設計規則, 憑借“道法自然”的思想創造出像自然系統一樣工作的無人系統, 使其“受生物啟發”但又具有“超越生物“的能力。
展開 
美國地下領域無人系統發展現狀及啟示
圖8 LiNbO3機械天線發射器
Fig.8 Lithium niobate mechanical antenna transmitter
2 美國地下無人系統發展趨勢
美國地下領域無人系統技術初始階段的探索研究已經接近尾聲，目前已初具規模，而地下領域無人系統實際面向的應用場景復雜多變，自然和人為影響因素將使其更加多樣化。因此，美國地下領域無人系統技術將進一步深化發展，成為能夠應用于強對抗環境下的技術儲備。
結合對美國地下無人系統發展現狀的研究分析，可以歸納出美國主要從突破關鍵技術瓶頸、整合系統有效資源、實現基本功能等方面開展無人系統探索研究。美國地下領域無人系統仍處于特定場景的實驗室研究階段，為滿足真實任務場景的需求，美國將從增強單體性能、提升群體協作能力等方面優化地下領域無人系統，滿足強對抗場景下無人系統的應用，進一步加強系統自適應進化能力，推動地下領域無人系統在實際任務場景中的應用。
2.1 增強無人系統單體性能
地下領域無人系統的實際應用場景與需要面向的突發情況會比測試階段搭建的場景更加惡劣，時空受限更加嚴重，無法發揮無人系統整體的群體協作能力。因此，美國將從增強單體性能方面提升無人系統的任務執行能力，同時單體性能的增強也會使無人系統整體的性能得到提升。
目前，美國地下無人系統單體仍存在對特殊情況的適應性不好、自主能力不強、對任務目標的識別依賴特殊標識、載體功耗大續航能力不強、抗干擾能力不佳、導航精度不夠、通信距離不足等多種缺陷，需要針對性地通過精加工、芯片技術、人工智能、信息物理系統等技術，改進單體機械結構、提高控制與傳感器系統的集成度、提高傳感器感知能力、加深傳感器之間的融合程度、優化電源管理系統、加強無人系統對任務目標的辨識能力，從而實現無人系統單體性能的增強。
展開 無人系統在戰場上的應用現狀和前景
四、結語
無人系統技術在軍事斗爭中的多維度和大規模應用將推動作戰新領域、新視野、新形式和新方法的發展，包括非軍事領域和隱蔽領域。無人系統將決定軍事技術的演變和人與技術的辯證關系。隨著無人系統的廣泛運用，未來戰爭的核心要素可能逐漸發生變化，從傳統的人類之間的戰斗過渡到人工智能之間的戰斗（在高度發達的雙方之間沖突時），或過渡到人工智能和士兵之間的戰斗（當其中一方在技術上落后時）。
源自：智匯杰瑞
加快無人系統產業發展，深圳寶安區將為無人系統產業開放市場訂單！
3月9日下午，寶安區發展研究中心主任張文亦受寶安區區委書記姚任指示專程蒞臨寶安區無人系統產業協會考察調研，會長劉立波接待并匯報關于協會發展情況，雙方在加快無人系統產業發展等諸多方面達成共識。
按照寶安區委區政府的指示，寶安區將為無人系統產業開放市場訂單，請各企業根據公司產品特點、應用場景和需要相關部門的支持類型進行整理，并承報至協會秘書處，協會將各企業訴求統一匯報至區委區政府，屆時請關注群動態消息。
據悉，深圳市寶安區無人系統產業協會目前是全國首個區級無人系統產業協會，由從事無人系統產業研發、設計、制造、銷售、應用的企事業單位、投資機構、科研機構、高等院校等相關組織自愿發起成立的具有獨立法人資格的非盈利機構。協會目標是整合及協調政府、智庫、第三方機構等產業資源，借鑒歐美等國際先進國家協會經驗和標準，為會員單位服務，提升會員單位的研究開發、經營管理、市場開拓、運營維護等綜合管理水平，促進無人系統技術產業化發展，促進產業內部成員之間合作。
作為一個深耕科技領域的專業性協會，深圳市寶安區無人系統產業協會設立了秘書處、會員服務部、認證培訓部、國際交流部、人才服務部等10個部門，設置了無人車輛委員會、無人船舶委員會、無人飛行器委員會、無人制造委員會、控制技術委員會等10個產業應用的委員會。此外，協會還擁有由華南理工計算機學院院長陳俊龍、國家信息中心深圳大數據研究院院長黃哲學、機器人應用首席科學家劉立教授、香港中文大學計算機科學工程系終身教授賈佳亞等領銜的行業專家庫。
據了解，深圳從20世紀80年代初發展至今，已成為全國無人機企業的主要根源地，更是全球無人機最重要的生產基地，被譽為世界的“無人機之都”。
展開 多無人系統協同中的人工智能安全探索
制定倫理準則，完善人工智能技術研發規范，建設與人工智能和平共處的社會，實現智能化的新時代。
（一）推進無人系統的安全生態建設
為了保障多無人系統協同中人工智能技術的健康發展，構建完善的多無人系統安全治理框架勢在必行。通過國際間的交流合作，建立一套面向無人機、無人車、無人艇等多種無人系統的健全的安全評估和監管體系。強化風險把控，針對多無人系統協同技術的內生安全和衍生安全問題，構建多無人系統協同風險評估指標體系，對可能產生的危害及其程度進行評估，劃分危險等級，制定相應的安全標準和對策措施，并規范評估程序。建立專門的治理機構，如多無人系統協同安全委員會，統籌管理多無人系統協同的安全發展問題，對多無人系統中的人工智能技術進行安全評估和監管，保障國家人工智能相關安全政策落實到位，并對多無人系統中的人工智能可能帶來的就業、公民生命財產安全、隱私安全等社會問題開展研究，并與社會各領域進行廣泛的交流與合作，提出可操作的、建設性的政策建議。
（二）推進無人系統的先進技術建設
堅持國際合作與自主創新并舉，基礎研究與應用落地并行。持之以恒加強多無人系統協同的相關基礎理論研究，集中力量突破基礎理論和相關產業的薄弱環節，前瞻性瞄準多無人系統技術的新興方向，重點關注量子人工智能密碼[16]、聯邦學習[17]、對抗樣本生成[18]、分簇自組網技術[20]、區塊鏈技術[21]等與多無人系統的架構安全、通信安全和數據安全等問題緊密相關的基礎理論研究。提升人工智能科技創新能力，時刻關注國際上的多無人系統發展動向，學習先進知識和前沿技術，提升自主可控技術的創新能力，保證相關技術的安全性，進一步保障多無人系統協同中的人工智能安全。充分發揮多學科交叉融合的優勢，探索多學科交叉融合的有效途徑，大力發展智能多無人系統前端技術，建設智能的經濟社會體系。
展開 無人集群系統自主協同技術綜述
、多Agent系統態勢共識、未知系統動力學、群體智能理論與技術、機器學習方法和行為決策方法等方面分析了自主協同技術研究現狀，闡述了單體無人系統技術和群體無人系統技術的未來發展方向，給出了無人集群系統的發展趨勢和技術限制。
無人集群系統自主協同技術綜述
、多Agent系統態勢共識、未知系統動力學、群體智能理論與技術、機器學習方法和行為決策方法等方面分析了自主協同技術研究現狀，闡述了單體無人系統技術和群體無人系統技術的未來發展方向，給出了無人集群系統的發展趨勢和技術限制。
【綜述】海上無人系統集群：發展現狀及關鍵技術
其中，無人機集群技術發展得最迅速，在發展思路、技術途徑等方面呈現出百花齊放的態勢。1980 年代，美、俄等國就已重視水下無人裝備的運用。近 10 年來，這些國家加快了水下無人系統集群技術的驗證，以及小規模應用。
目前，美國海軍已完成了執行反潛探測任務的無人水下機器人集群技術的演示驗證，已實現在深海、淺海的大范圍反潛探測。不僅如此，在水面無人系統方面，美國海軍也已開始探索集群作戰，以突破執行使命任務的技術瓶頸，最終于2016 年實現了水面無人艇集群自主執行目標探測與識別、跟蹤、巡邏等任務。
跨域異構無人系統集群指的是無人機、水面無人艇、無人水下機器人等不同類型的無人系統在空中、水面、水下等不同作戰域之間的協同控制。截至目前，美、英、法等國重點驗證了無人系統間跨域協同通信和指控能力，并均已取得一定的進展。
目前，雖然尚無法全面準確地判斷無人系統集群在未來海戰、空戰中的定位，但隨著技術的不斷進步，無人系統集群將逐步由概念走向實裝應用，其所呈現出的應用場景也將越來越來清晰。因此，加快我國在無人系統集群及其協同作戰方面的研究，對于探索未來戰爭模式、裝備應用落地以及推動海軍武器裝備創新發展都具有重要意義。
首先，本文將系統回顧國內外無人機集群、水面無人艇集群、無人水下機器人集群和跨域無人系統集群的發展現狀；然后，全面論述無人系統集群的共性關鍵技術研究進展，并著重分析各項關鍵技術的主要研究思路、代表性算法及其研究趨勢，期望能夠為海上無人系統集群技術研究提供有益的參考和借鑒。
展開 
無人系統的共性關鍵技術
表 15是美軍多個版本的無人系統路線圖提出的技術重點方向。
火星探測陸空協同無人系統的研究發展分析
表明陸空協同合作的行星探測系統將具備無人探測車和無人飛行器所無法實現的行星探測任務能力，這也是NASA 的工程師堅持追求在火星漫游車上實施火星無人直升機試驗任務的核心，有可能在未來其他行星地表探測任務中推廣陸空協同合作無人系統，從而提高行星深度探測的效能。
4 發展趨勢
在未來行星探測任務中，沒有模板或既定的任務目標清單可以直接借鑒使用，凸顯了未知復雜環境下的跨域無人系統協同合作需求的重要性，要拓展行星探測任務的地理空間域，實現無人系統跨空間域的合作與協調、綜合行動互補，應對未來行星探測任務中內外活動環境的沖突威脅，努力尋求協同合作探測無人系統在速度、活動區域、探測范圍、通信、保障以及有效負載能力等方面協調互補。必須從感知、認知到行為決策控制全交互協調的角度對陸空協作環境下異構無人系統協同探測、協同認知導航與控制決策問題進行研究。跨域多無人系統協同控制過程中，不同地理空間域無人平臺之間存在層次關系，需要在遵循特定協同合作機制基礎上，動態地獲得多域協同效能的最優或非劣解，協同控制過程和影響關系復雜，具有以下技術發展特征：
（1）協同任務管理擁有開放架構的系統族，需要研究一種通用的陸空協同無人探測的系統架構，可集成多無人系統平臺，實現陸空無人系統協作指控。
（2）研究行星用無人飛行系統的新型動力系統，提高飛行環境的適應生存能力，開發協同合作無人系統的能源共享技術，地面無人探測車系統作為無人飛行系統的駐泊港灣，研究自主能源保障和系統自主健康監測管理技術。
（3）無人飛行器和無人地面系統平臺由于角色和任務不同，分處不同認知層次，呈現遞階-分布式結構，使用預測控制技術解決無人飛行器和無人地面車的動態任務分配和實時控制問題。
展開 中國航天科工三院在空地無人系統協同技術領域獲重大突破
9月16日，302所與北京理工大學聯合團隊“特立篤行隊”在上級單位舉辦的“跨越險阻2018陸上無人系統挑戰賽”C組（空地協同搜索）比賽中，勇奪第一！
空地協同搜索科目比賽中，302所HW-X210六旋翼無人機一鍵自主起飛，按照自主規劃的航線，飛至比賽指定的目標區域內執行遍歷任務，進行目標搜索和識別。目標區域范圍較廣，而且目標隱蔽性較強，對參賽無人機的飛行性能和載荷性能均是極大的考驗。
HW-X210六旋翼無人機識別目標后迅速定位，將目標位置信息傳輸至無人車系統，無人車根據目標位置信息進行路徑自主規劃，并自主向目標位置移動。在無人車捕捉目標的過程中，目標還會進行較快速的移動，需無人機進行實時動態跟蹤并將目標位置傳輸給無人車。因此無人機需從控制性能、通訊性能等各個方面保障動態目標跟蹤的穩定性和目標位置回傳的實時性。
HW-X210六旋翼無人機系統是可以攜帶偵察和處置型載荷無人機系統，具有安全性能高、響應速度快、載荷模塊化換裝、使用靈活等特點，可裝載可見光吊艙、紅外吊艙和聲光吊艙，用于反恐偵察、目標監視、災害應急等任務。
HW-X210產品圖
比賽規定，每個參賽隊伍必須在規定時間內完成任務科目，且目標搜索時存在與目標特征極為相似的干擾項，因此，無人機需具備較快的遍歷搜索速度及準確的目標識別能力。302所與北京理工大學組成的“特立篤行隊”是多個參賽隊伍中以最短時間成功完成正確目標搜索和識別的隊伍，是唯一一個成功完成所有比賽任務的隊伍。2018年，302所在無人機產業上理清思路，開拓市場，凝心聚力，在軍用、民用產業方面多點開花，此次比賽的勝利是三院無人機行業在空地無人系統協同技術領域的重大突破。
展開 水下無人系統智能化關鍵技術發展現狀
長沙：國防科學技術大學， 2010.
來源 | 無人系統技術
作者 | 趙留平，李環等
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