Vijay Kumar正在让无人机像蜜蜂一样聪明，探秘宾夕法尼亚大学无人机团队

提起无人机，很多人第一个想到的肯定是大疆，这个无人机领域的苹果真的将无人机这个小玩意打造的完美又可爱。但我们今天谈论的重点不是大疆，而是一个能真正引领着整个无人机领域技术变革的大神级人物Vijay Kumar教授和他的团队正在开发的无人机们。

相信很多人和我一样，认为无人机是是空气动力学和机械结构等等人类智慧的完美结晶，与仿生的关系其实并不大。但是Vijay Kumar教授的一个执念便是，将他们的小小无人机群打造的和蜜蜂一样聪明。

上图是其团队最新发表在IEEE上的文章里的无人机，这些小无人机相互碰撞在一起的感觉像极了几只蜻蜓在嬉戏。这些无人机之所以能做到碰撞之后能如此灵活，便是Vijay Kumar教授效法自然的结果。

如何将感应器和算法结合起来，让无人机实现避障，是机器人领域一个老大难的问题。而蜜蜂在面对避障问题的处理办法似乎简单很多：它们只管往前飞，根本不用担心撞到别的东西，即使撞到了，只要耸耸肩继续往前飞就好了，因为大多数情况下都“不会有事儿的”。

因此与其提前做好精准的避障措施，不如给无人机装一个减振结构。因此他们给每架小型无人机安装了一个减振结构，它由热固化的纱质材质构成，包含了1万2千股碳纤维，不仅重量轻，碰撞之后还能自动复原。

在此基础上，宾大的无人机不仅能将碰撞的威力减小到最低，还能像燕子一样穿越狭小空间时有序安全的通过。小无人机的这个特性除了效仿蜜蜂还依赖于我们人类的另一个老师——蚂蚁。蚂蚁和人类的控制理念不同，他们没有中央控制系统，却也能相互配合的完成很多复杂的工作。

据Vijay Kumar教授的观察，上图中的蚂蚁，能够有效协同的搬运重物，是因为小蚂蚁们在遵循三个重要的原则：独立自主，蚁群不受任何“中央命令”的控制，每只蚂蚁都按照自己的本能做事；临近感知，单只蚂蚁的行为根据自己的“邻居”的行为作出调整；匿名，单只蚂蚁对自己的“邻居”是谁并不清楚，因此无论“邻居”换成谁，都不会对自己的行为造成影响。

这些原则应用到复杂的控制原理中，宾大的无人机团队便创造出了一批听话、能协同作业、并且非常聪明的无人机团队。

自然界的蜜蜂还有一个优点：即使它不知道一个障碍物究竟长什么样，当它经过这个障碍物时便能大致描绘周围的环境，而当大量的蜜蜂经过这里时，他们甚至能靠蜂群的位置完整的绘制出障碍物的图像。

在这个理念的基础上，宾大的团队让他们的小无人机过木桩，并在此基础上预测当这些小无人机数量庞大时，便能描绘出障碍物的形状了，这些形状至少是二维的。

此外，除了这些仿生学的研究，宾大团队也在做一些其他方面的尝试。比如让这些小的无人机排列组合成各种形状。像超能陆战队了集群机器人那样，彰显人多力量大的好处。

这些“集群”机器人也已经能完成一些简单的动作了，比如平稳的将咖啡端起来并传送到其他地方。

这样他们将本来需要很多传感器的无人机，简化成了相对愚蠢但更加廉价、具有成本效益的可靠无人机。这些无人机相比于目前市面上动辄几千块的消费级无人机其应用场景显然更为宽广。Vijay Kumar教授自己也透露，相比于产业化，他更加关注将无人机推广到更多实用的场景中，从娱乐升华到农业、环境监测、抗震救援等等人们更加需要它的地方。

期待有一天，这种手掌大小的无人机成本越来越低，当他们足够廉价时，真正的集群无人机时代就真正来临了。

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