Vijay Kumar正在讓無人機像蜜蜂一樣聰明，探秘賓夕法尼亞大學無人機團隊

提起無人機，很多人第一個想到的肯定是大疆，這個無人機領域的蘋果真的將無人機這個小玩意打造的完美又可愛。但我們今天談論的重點不是大疆，而是一個能真正引領著整個無人機領域技術變革的大神級人物Vijay Kumar教授和他的團隊正在開發的無人機們。

相信很多人和我一樣，認為無人機是是空氣動力學和機械結構等等人類智慧的完美結晶，與仿生的關係其實並不大。但是Vijay Kumar教授的一個執念便是，將他們的小小無人機群打造的和蜜蜂一樣聰明。

上圖是其團隊最新發表在IEEE上的文章里的無人機，這些小無人機相互碰撞在一起的感覺像極了幾隻蜻蜓在嬉戲。這些無人機之所以能做到碰撞之後能如此靈活，便是Vijay Kumar教授效法自然的結果。

如何將感應器和演算法結合起來，讓無人機實現避障，是機器人領域一個老大難的問題。而蜜蜂在面對避障問題的處理辦法似乎簡單很多：它們只管往前飛，根本不用擔心撞到別的東西，即使撞到了，只要聳聳肩繼續往前飛就好了，因為大多數情況下都「不會有事兒的」。

因此與其提前做好精準的避障措施，不如給無人機裝一個減震結構。因此他們給每架小型無人機安裝了一個減震結構，它由熱固化的紗質材質構成，包含了1萬2千股碳纖維，不僅重量輕，碰撞之後還能自動復原。

在此基礎上，賓大的無人機不僅能將碰撞的威力減小到最低，還能像燕子一樣穿越狹小空間時有序安全的通過。小無人機的這個特性除了效仿蜜蜂還依賴於我們人類的另一個老師——螞蟻。螞蟻和人類的控制理念不同，他們沒有中央控制系統，卻也能相互配合的完成很多複雜的工作。

據Vijay Kumar教授的觀察，上圖中的螞蟻，能夠有效協同的搬運重物，是因為小螞蟻們在遵循三個重要的原則：獨立自主，蟻群不受任何「中央命令」的控制，每隻螞蟻都按照自己的本能做事；臨近感知，單只螞蟻的行為根據自己的「鄰居」的行為作出調整；匿名，單只螞蟻對自己的「鄰居」是誰並不清楚，因此無論「鄰居」換成誰，都不會對自己的行為造成影響。

這些原則應用到複雜的控制原理中，賓大的無人機團隊便創造出了一批聽話、能協同作業、並且飛創聰明的無人機團隊。

自然界的蜜蜂還有一個優點：即使它不知道一個障礙物究竟長什麼樣，當它經過這個障礙物時便能大致描繪周圍的環境，而當大量的蜜蜂經過這裡時，他們甚至能靠蜂群的位置完整的繪製出障礙物的圖像。

在這個理念的基礎上，賓大的團隊讓他們的小無人機過木樁，並在此基礎上預測當這些小無人機數量龐大時，便能描繪出障礙物的形狀了，這些形狀至少是二維的。

此外，除了這些仿生學的研究，賓大團隊也在做一些其他方面的嘗試。比如讓這些小的無人機排列組合成各種形狀。像超能陸戰隊了集群機器人那樣，彰顯人多力量大的好處。

這些「集群」機器人也已經能完成一些簡單的動作了，比如平穩的將咖啡端起來並傳送到其他地方。

這樣他們將本來需要很多感測器的無人家，簡化成了相對愚蠢但更加廉價、具有成本效益的可靠無人機。這些無人機相比於目前市面上動輒幾千塊的消費級無人機其應用場景顯然更為寬廣。Vijay Kumar教授自己也透露，相比於產業化，他更加關注將無人機推廣到更多實用的場景中，從娛樂升華到農業、環境監測、抗震救援等等人們更加需要它的地方。

期待有一天，這種手掌大小的無人機成本越來越低，當他們足夠廉價時，真正的集群無人機時代就真正來臨了。

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