无人机能全面取代有人机吗？听听参与阅兵的无人机设计者怎么说
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导语
作为测绘人，对无人机的了解是要比一般人更深入的。
毕竟同样是拿相机，别人在摄影，我们已经在测量了。
所以同样是玩儿无人机，有人在摄影，我们……还是在测量。
所以，当有人天真地说无人机只是一个玩具时，测绘人往往能露出不可言传的神秘微笑。
目前，无人机已经广泛应用于测图、特别是地形复杂、人迹罕至等地区的测绘工作中。
但是你能想象吗，有人是这样描述无人机的未来的。
在一个月明星稀的夜晚，你刚在天台凉椅躺下，一群“精灵”便飞来为你服务。一只“精灵”为你奉上热咖啡，多只“精灵”为你捶腿敲背，另外一群“精灵”在空中偏偏起舞，他们会随着你的手势或语言调整服务模式。
某一天你在高速上行驶，一架无人机在巡查过程中发现你车辆超速行驶，马上降低高度与你并行，并提示你超速，靠边停车。
未来的战争，是无人机的主场。速度是新的隐身手段，高超声速飞行器将成为游戏改变者。
无人机为代表的机器战争将改变五千年来的战争形式，是一场“堪比坦克发明”的军事革命。
随着人工智能的进一步发展，全自动化智能机器人的发展趋势非常明显，最终一定会应用于战争中。完全自动化的杀人机器一旦出现，将彻底挑战人类的伦理底线。
嗯，听起来有点
别怕，
中国工程院院士，曾先后主持多型无人机侦察装备的研制，研究成果参加国庆60周年和抗战胜利70周年阅兵，我军无人机侦察技术领域学术带头人之一樊邦奎研究员在学术论文《无人机系统与人工智能》中，梳理了无人机的发展历史控制系统，分析了无人机系统的智能化，并畅想了未来无人机对人类的生活、生产方式和军事的改变，提出了“家家都有机器人，人人都有无人机”的美好畅想。
（是滴，该文也发表于👉学报刊庆60周年特刊）
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你玩无人机，可是你知道无人机是什么吗？
从定义上来说，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）是一种由动力系统驱动，机上无人驾驶，可重复使用的飞行器的简称，最早出现于1917年，主要是军事化。
所以，无人驾驶的飞机、飞艇、甚至热气球，只要满足定义要求，统统都是无人机！
20世纪90年代起，无人机逐渐出现在民用领域，并迅速发展。
（没有收广告费的小编贴心地打了码）
无人机系统一般包括无人机平台、任务载荷、数据链 、信息处理设备、综合保障设备，是一种通过操作手控制或自主控制（未来是智能控制）执行各种任务的系统。
接下来我们就来看看：
无人机控制系统的发展过程
无人机控制系统的发展分为10个级别。
★1级：遥控驾驶
该阶段的无人机各种行为完全依靠人操作。
（也就是说，目前大多数人接触到的无人机都处于遥控驾驶的初级阶段）
初级阶段也叫手动阶段，此时无人机完全依靠人，没有任何自主能力
小编弱弱地说一句，即使是初级阶段，也已经很爽了啊！
那么，接着往下看更高级的：
★2级：实时故障诊断
无人机可以完成预编程任务，并能实时反馈无人机工作状态。
这个目前已经初步实现了，棒棒哒！
★3级：适应故障和飞行条件
无人机具备一定的冗余能力，适应一部分故障和外界环境变化，仍能完成既定任务。
嗯，这个，实现起来，应该，也许，大概，也不难……
★4级：机上航线重规划
无人机在飞行中能对地面威胁做出反应，重新规划航线以躲避威胁，但仍能完成既定任务，具备一定的智能。
（这个听起来有点高大上了）
……
篇幅有限，让我们跳过
★5级：多机协调
★6级：多机战术重规划
★7级：机上航线重规划
★8级：分布式控制
★9级：多机战略目标
直奔最高级别：
★10级：全自主蜂群
到了这一级别之后， 人对无人机的工作几乎不做指导，但扔拥有最高权限。
这个可以真正称为高端大气上档次了……
（小编再次感叹，无知真的会限制我的想象力啊……）
从5级到10级，我们统称为智能控制阶段。顾名思义，该阶段就是根据人的目标规划执行任务。特点包括多种手段综合导航、自学习控制等。
让我们来看看智能控制阶段无人机的典型代表：
如果我们用人类大脑来类比：
（怎么又是人类大脑？）
（毕竟…脑子是个好东西…
| 类比人脑行为 | 无人机级别 | 特点描述 |
|---|---|---|
反射性行为 | 1级 遥控驾驶 | 由人底层神经中枢提供反射性行为的控制，负责人体神经控制中具体行为的控制与执行。这些活动基本上不占用智能资源，活动的反应时间非常短。 |
2级 实时故障诊断 | ||
程序性行为 | 3级 适应故障和飞行条件 | 由人中层神经中枢等产生下意识智能行为，提供程序性熟练行为的神经控制行为。中层神经系统具有很高的控制精度，其行为活动占用智能资源相对较少，所需的时间尺度较小，行为活动的结果具有模式化的特点。 |
决策性行为 | 4级 机上航线重规划 | 由人大脑皮层产生前意识和显意识智能行为，提供推理、判断、决策等高层次的神经控制活动，是最主要的推理决策的执行体。这一层行为活动的特点是占用智能资源多，处理时间长，类比人类神经网络智能自主控制 |
5级 多机协调 | ||
6级 多机战术重规划 | ||
7级 多机战术目标 | ||
8级 分布式控制 | ||
9级 多级战略目标 | ||
10级 全自动蜂群 |
无人机系统的特点是机上无人驾驶，具有动力装置和导航模块，在一定范围内靠无线电遥控设备或计算机预编程序自主控制飞行，
因此，自主控制技术成为其核心关键技术。
怎么样实现无人机下一步产业化、全域化的发展应用呢，樊院士认为：
关键还是—人工智能
（人工智能：我能怎么办？我也很无奈啊）
无人机的人工智能
不要着急，听小编细细讲来。
无人机的人工智能区别于其他人工智能，我们认为主要表现在三个方面：单机飞行智能是基础，多机协同智能是途径，任务自主智能是目标。
1
单机飞行智能
所谓单机飞行智能，是指面向高动态、实时、不透明的任务环境，无人机应该能够做到感知周边环境并规避障碍物、机动灵活并容错飞行、按照任务要求自主规划飞行路径、自主识别目标属性、用自然语言与人交流等。
（滴！您的无人机已为您规划最佳路线！）
要实现“耳聪目明”的目标，需要掌握几个关键技术：（研究无人机的小伙伴们快掏出小本本）
01
智能感知与规避技术
主要包括以下五点：
侦察、探测、通信、感知传感器一体化设计；
多源/多模信息的融合处理；
位置信息共享技术；
环境自适应技术；
新型传感器技术
智能路径规划
02
主要包括以下算法：
蚁群算法
神经网络算法
粒子群算法
遗传算法
混合算法
例如：
又例如：
3-4
智能飞控技术、智能空域整合
智能飞控技术应具有鲁棒性、开放性、自主决策和自学习。
而智能空域整合则包括智能地基感知与规避，智能无人机适航认证和修订空域管理规则。
智能飞行器
5
智能飞行器包括：
1）仿生飞行器（鸟、昆虫等） Why？仿生力学可以使无人机飞得更快
2）旋翼-固定翼复合式飞机
3）变体飞行器
4）跨介质飞行器
2
所谓多机协同智能，是指以无人机系统“蜂群”作战运用为目标，重点突破协同指挥控制技术、协同态势感知生成与评估技术、协同路径规划技术、协同语义交互技术等技术，实现无人机系统之间、无人机系统与有人作战系统之间的高度协同，达到自动控制“蜂群”中各无人系统的平台状态、交战状态、任务进度、各编队之间的协同状态的目的。
具体含义包括：
一是执行任务时协同行动的能力；
二是利用和共享跨领域UAS传感器的信息来无缝地指挥、控制和通信的能力；
三是能够接收不同系统的数据、信息和功能服务，并使他们有效协作的能力；
四是能够提供数据、信息和功能服务给其它有/无人系统的能力。
也就是说，
模仿蜂群的结构
有工蜂、有蜂后、
还有更厉害的大脑和飞行能力，
多机合作，协同创新，不，作战！
3
任务自主智能
任务自主智能无疑是最高阶的阶段。
美参谋长联席会议副主席，詹姆斯-卡特赖特上将曾说，“ 如今，无人机操作手坐在那里，连续几个小时盯着死亡电视，试图寻找目标或看到某些东西在动或做某些事情，以确定它是一个目标，这是人力资源的浪费，这是低效的！”
可见，随着无人机系统的快速增长，无人机系统扮演角色的扩展，以及有人机系统和无人机系统的同步操作，对使用者造成了巨大的人力资源负担。
在有限的人力资源下，使用者在努力寻求方法来提高操作效能。提高处理能力和信息存储能力，尤其是机上预处理能力，这有可能改变无人机系统的运作方式。
其关键技术包括以下几点：
1、模式识别（语音、文字、图像）的学习控制
This is an apple……
人的大脑可以直接抽象出“苹果”的特征，不管这个苹果形态如何变化，人还能迅速的作出正确判断。
如何将人脑判定“苹果”的思维模式转化为计算机可执行的可靠算法是模式识别的终极目标。
由此，樊院士大胆地推断,未来的空中领域将会发生重大的变化.
无人机一统天下的那一天，不远啦！
小伙伴们怎么看呢？欢迎给我们留言！也欢迎大家点击【阅读原文】链接访问这篇论文全文。
樊邦奎, 张瑞雨. 无人机系统与人工智能[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2017, 42(11): 1523-1529
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