在湖州安吉的一片竹林中，由浙江大学控制科学与工程学院、湖州研究院团队研发的一群微型智能空中机器人，正自如穿梭其间——它们时而灵巧地掠过低矮灌木丛，时而交叉飞行变换队形，就像是林中小鸟翩翩起舞相互追逐。
在未知复杂环境中的成群结队飞行，一直被看作是机器人与人工智能领域的一大技术瓶颈。在两年多的研究中，科研团队解决了机器人智能导航与快速避障方法等一系列核心技术，将只能在电影里面看到的场景带到现实世界。
这项成果于北京时间5月5日刊登在机器人领域权威期刊《科学·机器人》(Science Robotics)，并被选为期刊5月封面论文。论文第一作者为浙江大学控制科学与工程学院博士研究生周鑫，通讯作者为该院高飞博士和许超教授。
大规模的机器人(无人机)空中编队表演早已屡见不鲜，然而一旦失去地面计算机的控制，这些机器人群体就会“群龙无首”，甚至撞到障碍物跌落下来。“人字形的大雁、井然有序的鸽群，当我们仰望天空，自然界中飞鸟的集群总让我们思考它们是如何保持队形的。”许超说，让机器人像鸟儿一样能够成群自由地飞翔，这是他们及国际同行们苦苦追寻的最高境界。
通过集体的协同努力，浙大团队研发出小巧轻便、自主可控又能成群结队的飞行系统。单个空中机器人只有手掌大小，比一听可乐的重量还要轻。
这款新型机器人，实现了在野外树林复杂环境下，感知周围障碍物、定位自身位置、生成飞行路径以及多智能体通讯等多项关键技术突破。“现在，机器人可以‘看懂’世界了，通过主动避开障碍物，实现群体飞行。”高飞说。“我们还为空中机器人打造了一个智慧大脑。”许超介绍，尽管处理器只有拇指大小，但是它能够独立计算处理飞行过程中遇到的海量信息。
许超表示，从图纸设计到硬件调试，从算法研发到代码编写，从实验测试到系统优化，都完全由浙大师生团队完成，“在国际上能够独立完成全流程工作的团队，也是屈指可数。”在研发过程中，团队在智能化、网络化、自主化等多方面技术发展中取得了突破，这项成果将对工业界的机器换人和产业升级产生积极作用。
谈及未来应用，高飞认为：在火灾等搜救场景中，小型集群机器人能够更好实现自主搜救目标，减少搜救人员风险;在地形勘探中，可以快速对人员无法到达的区域进行建模。“生活中有很多场景都能用到我们这项技术，比如扫地机器人或服务员机器人，如果装上了我们研发的‘智慧大脑’，就会更加聪明。”
(通讯员 柯溢能 吴雅兰 记者 王泽英)
