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淺析無人機的自主與智能控制
來源:尖兵之翼 | 作者:范彥銘 | 發布時間: 2022-06-06 | 16651 次瀏覽 | 分享到:
合理規劃了自主智能控制的等級,提出了無人機自主智能 控制實現的工程方法與方案,構建了自主智能控制系統工程實現的架構……

智能具有相對性,不同“個體”的智能是有差別的,這些差別既來自其“出生”時所賦予的智能,又來自后天學習與完善所得到的智能。由于自然界及其存在的事物都是矛盾的統一體,“正確”與“錯誤”、“好”與 “壞”、“聰明”與“愚蠢”等等都是相對,可以互相轉化。因此要正確理解、掌握和運用“智能”,應該認識到:在人類社會中,“高智能”是以人的標準或世界觀確定的,存在所謂的“高智能”與自然界的真“高智能”不一 致的現象,也存在“大智若愚”的現象,這是人的認識能力問題。這也是人類社會的“奧妙”之一,這也引申出中華民族的至理名言“智者千慮,必有一失”這句名言既是真理,又是公理,因此在設計個體智能策略時,必須利用對方的“失”,才能掌控對方、取勝對方,因此難點就是如何探知對方的“失”,一旦掌握了對方的“失”,制定策略取勝對方就易如反掌了。

需要強調,人們往往把智力和智能混為一談,這是錯誤的。智力(智商)與智能的內涵是完全不同的。智力是對知識獲取、推理和運用知識的能力,而智能是指從獲取的知識、知識推理和知識運用的結果符合自然規律的程度,智力只是智能形成的一個要素,有智力不一定是智能的,高智能一定是需要高智力。

在構造無人機時,應賦予無人機“相當”的自主和智能能力,以滿足人的需求,應基于上述的自主與智能的關系準則進行設計。

由于無人機是在人授權下工作的,無人機由人賦予智能的能力,在賦予智能能力過程中會“植入”使無人機會出現“災禍”的因子,所謂“災禍”是“天災”和“人禍”,“天災”是自然界的創造,人類無能力管控,“人禍” 是人主觀想干某事,由于能力問題或責任心問題(疏 忽),導致飛機不聽人的指揮或未按人的想法“做事”,出現人不想看到、更不想要、而人又無法控制的事情發生,這確實存在,強調的是:這些失控是暫時的,不可能永遠持續;原因是無人機需要能量,其智能程度是有限的,再則人也可以采用其他手段管控或擊毀它,“機器將來局部取代人”的論斷在某種意義上是成 立的,但“機器將來控制人類”是不可能的,但會給人 類帶來“麻煩”或“災難”,此類“麻煩”或“災難”并不是完全不好,對于某些人群是“壞事”,但對于另外的人群是“好事”(前提是能管控住),用此特點對付“他人”。

具體個體的自主是有權限和范圍的,受到許多因素的限制,正如與人的自主概念是一樣的,一是人受到自然界的規律或法理限制,二是人受到所處群體的 制約(國家/制度、社會團體/規程、單位/條例、家庭/倫理道德);無人機的自主權限首先受人(使用者)限制,同時也受自身能力的制約,也受其使用環境的限 制(自然地理環境、飛機編隊要求、任務要求等)。

實現無人機自主行為方式的基本原則或底線是:必須具有獨立自主信息獲取能力、獨立自主信息處理與決策能力、獨立行為執行能力。獨立自主信息獲取能力是自主的基礎,沒有獨立自主的信息獲取能力,就是“空中樓閣”,就是個“附庸”或“寄生蟲”;對無人機而言,如果信息需要外界提供,一旦外界不再提供信息,那么無人機就會變成“聾子、瞎子”;獨立自主信息處理與決策能力是自主的核心,否則就談不上自主,自己沒有主見,只聽別人發號施令,只能作“傀儡”;獨立行為執行能力含義為獨立服從自身決策層的命令,依據自身的能力去執行任務,而不是僅僅機械地執行外來命令。因此,無人機成為完整的自主智能需要有上面的三層組成,三者是相互作用與依存,是命運共同 體,圖4示出了無人機自主智能體信息流圖和要求示。  無人機智能實現的基本原則或底線是:在自主體三層面的每個層面都要有基本的智能功能和能力,三者協調互補;每層的智能功能應實現基本的自然規律或行為規則,有自學習和自完善的能力。信息感知與提取要獨立自主能力體現在下面三個方面:(1) 信息源應是自然屬性,信息源不能人為設置特征屬性,這會難以保證信息的唯一性、可信性和 安全性;(2) 信息源的信息感知要自主完成,不能利用其他外部信息和輔助段;(3) 信息特征的提取要自主完成,不能利用其他外部手段提供的特征信息。

顯而易見,GPS、北斗信息以及數據鏈提供的信息不是自主信息,這些信息傳感器(或設備)就不是自主信息傳感器(或設備);下面列出的傳感器(或設備) 屬于信息自主感知傳感器:慣性傳感器; 視覺感知設備;地形匹配感知設備;光學感知(激光/紅外/紫外等) 傳感器;天文信息感知傳感器;電磁感知傳感器。

以機場感知與特征提取為例說明信息感知與提取要獨立自主能力的含義。

在機場上安裝反光鏡或其他人為設置的標志來指示機場的位置特征、跑道的參數特征就不體現自主特性,因為這些人為設置的特征很容易改變或破壞,不能作為可信和唯一的信息屬性標志。應以跑道周圍難以改變的屬性特征作為信息源,周圍面積大小根據距離的遠近選擇,從遠到近,區域面積逐步減小,區 域內以人難以改變的屬性特征為信息提取特征:如高山、河流、自然景觀以及它們之間的相互關系為屬 性,這樣就既能實現自主,又能進行故障識別與故障 重構,為自主決策提供可信和唯一特征的信息。

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