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美國方面，隨著美軍“跨域戰(zhàn)”“多域戰(zhàn)”“全域戰(zhàn)”等概念的不斷發(fā)展，其在無人系統(tǒng)技術(shù)路線圖中也開始關(guān)注跨域協(xié)同技術(shù)與應(yīng)用。自2007年美國防部發(fā)布《無人系統(tǒng)綜合路線圖》起（圖1），其在持續(xù)不斷地大力推進無人系統(tǒng)體系化和智能化，并強調(diào)海陸空無人系統(tǒng)自主協(xié)作技術(shù)。圖1 中，封面從最早的陸海空割裂圖片（2007）到共處同一畫面（2009、2011）、再到協(xié)同案例（2013）、組網(wǎng)協(xié)同（2017），表征了美軍對跨域協(xié)同在不同時期的理解和重視程度。

圖1 美國防部無人系統(tǒng)發(fā)展路線圖封面 (2007—2017)

Fig.1 Cover of DARPA unmanned systems roadmap (2007—2017)

◆ 2007年，提出互操作性要求的五大需求，其中之一是跨域協(xié)同的互操作性。在不同模式的系統(tǒng)中：陸軍未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)（Future Combat System，F(xiàn)CS）的地面車輛及空中無人機協(xié)同工作的計劃能力是這個級別未來互操作性的一個例子。

◆ 2009年，明確提出了無人系統(tǒng)可以為跨域戰(zhàn)提供靈活選擇，這其中除了“有人–無人協(xié)同”以外的另一個重要方向就是無人系統(tǒng)間及其與有人系統(tǒng)間的跨域協(xié)同。這將為聯(lián)合部隊指揮官（Joint Force Commander，JFC）提供決定性能力。

◆ 2011年，互操作被列為美軍面臨的七大挑戰(zhàn)之一，并將跨域系統(tǒng)的互操作性列為互操作性的首要需求。

◆ 2013年，美國防部發(fā)布的無人系統(tǒng)路線圖和美國機器人技術(shù)發(fā)展路線圖分別給出了多個跨域協(xié)同的應(yīng)用想定，涉及軍事封鎖/偵察、近海管道威脅、國土關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護和檢查等案例，全面深入介紹了未來跨域協(xié)同技術(shù)可能帶來的應(yīng)用模式的變革性影響。

◆ 2017年及隨后幾年的規(guī)劃中，利用無人系統(tǒng)和有人系統(tǒng)組成跨域體系成為全面趨勢，強調(diào)所有無人系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)的統(tǒng)一，從而為體系化運用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 國外無人系統(tǒng)跨域協(xié)同進展綜述

國外為了推動跨域協(xié)同技術(shù)的進步和發(fā)展，開展了諸多工作，本節(jié)將從比賽競技、探索研究和應(yīng)用驅(qū)動三個角度對相關(guān)工作進行簡單綜述。

2.2.1 比賽競技型項目

比賽競技是促進無人系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的有效手段之一，近年來世界各國對無人系統(tǒng)競技類比賽投入了極大的關(guān)注，跨域協(xié)同類比賽由于相對投入較大，因此尚不多見，但也已出現(xiàn)一些在常規(guī)項目中采用跨域協(xié)同技術(shù)參賽或者專門針對跨域協(xié)同而設(shè)置的比賽科目，這些競賽無疑對跨域協(xié)同技術(shù)的發(fā)展起到了較好的推動作用（表1）。

表1 國外知名跨域協(xié)同相關(guān)競技賽

Table 1 Well-known foreign cross-domain cooperative competitions

（1）歐盟：euRathlon 挑戰(zhàn)賽

euRathlon 是歐盟FP7 支持下的一個競賽，其目標(biāo)是通過競賽加速實現(xiàn)適應(yīng)真實世界的智能機器人，該項賽事以類似福島核事故災(zāi)難響應(yīng)為主要背景開展。2015年，euRathlon 競賽科目正式引入跨域協(xié)同概念，要求陸海空平臺協(xié)同行動，收集環(huán)境數(shù)據(jù)、識別關(guān)鍵危險并承擔(dān)任務(wù)，以確保核電站安全（圖2）[5]。

圖2 歐盟組織的euRathlon-2015 挑戰(zhàn)賽比賽場地

Fig.2 euRathlon-2015 grand challenge competition site

（2）美國：地下挑戰(zhàn)賽（Subterranean Challenge）

2019年起，美國國防部預(yù)先研究計劃局（DARPA）發(fā)起最新的“地下挑戰(zhàn)賽”，旨在促進機器人與無人系統(tǒng)技術(shù)在地下環(huán)境中的應(yīng)用[6-7]。比賽要求參賽者研制出可幫助人類在未知且危險的地下環(huán)境實現(xiàn)定位導(dǎo)航、繪圖以及搜尋的空地機器人系統(tǒng)。比賽分為隧道巡回賽、城市巡回賽、洞穴巡回賽和總決賽四個階段，2019年8月的第一階段比賽中，要求參賽隊伍在60 min 內(nèi)對隧道內(nèi)環(huán)境建模并對40 個模擬生還者及制定物品定位，共有來自8 個國家的11 支團隊參賽，最終卡耐基梅隆大學(xué)與俄勒岡州立大學(xué)聯(lián)合組隊，贏得比賽冠軍；2020年2月，第二階段比賽在城市地下機構(gòu)中進行，來自11 個國家的17 個團隊參賽，最終美國國家航空航天局（NASA）噴氣式推進實驗室、麻省理工學(xué)院加州理工學(xué)院和波士頓動力公司組成的CoSTAR 團隊獲得實體比賽冠軍[8]，密歇根理工大學(xué)的BARCS 團隊獲得模擬比賽冠軍；2020年11月，第三階段比賽在虛擬洞穴環(huán)境中完成，參賽團隊需以不超過5 m的精度定位找到隱藏在虛擬洞穴環(huán)境中的20 個虛擬物件以及模擬礦難幸存者人體模型，最終加州大學(xué)、紅杉中學(xué)等組成的協(xié)同機器人團隊奪冠。

2.2.2 探索研究型項目

自21 世紀(jì)初，國外對跨域協(xié)同技術(shù)的關(guān)注不斷高漲，各部門所資助的與此相關(guān)的項目不勝枚舉，本小節(jié)列出部分具有代表性的探索研究型項目，供讀者參考（表2）。

表2 國外探索研究型跨域協(xié)同項目

Table 2 Foreign exploratory and research-type cross-domain collaborative projects