无人机上的人工智能已超越人脑 未来如何研发?

无人机微信公众号 2016-11-23

人工智能无人机协同软件

3065 字丨阅读本文需 6 分钟

 

  黄大庆教授:中国电子学会高级会员,中国宇航学会和中国自动化学会遥控遥测遥感专业委员会委员,国家自然科学基金和航空基金评审专家,主持国家自然基金、航空基金、国防预研和973子项目等科研项目。本次发言的主题是人工智能+无人机。人工智能+无人机,无人机实际上就是一个人工智能的机器,因为它是无人的,越来越智能化。

  人工智能定义很复杂,人工智能的定义实际上都是不对的,现在发现人工智能无法下定义,现在讲的人工智能都已经超过了人。我们曾经想下人工智能定义,想是人的智能赋予了机器,现在发现所有赋予机器的人工智能是人创造的最高级的智能,往往是超过了每一个人,这个意义在五年前可能大家都不承认。五年前,深蓝软件出来的时候是下不过卡斯巴罗夫的,现在已经下过了,下过最高等级的国际象棋的棋手。现在所有人都承认,让你做一个三位数×三位数的算法或者三位数÷三位数的算数,除出来可能错了,还要检查一遍,让机器做,1秒钟都不要,肯定是正确的。类似的事很多,所以现在人工智能已经不怎么定义了。

  现在讲的人工不是一个人,而是一群人,是整个人类的智慧,时间有遗传,人工智能是可以记忆、可以遗传,而人没有,人的遗传很少,人生下来的记忆是空白的,要花30多年时间去学习,所以人远远不如机器职能。人学习慢,机器学习快,人有情绪,人的情绪不好时学不好,机器没有情绪,机器能够学得很好,可以没有情绪地干活,不知疲倦地干活。所以人工智能是一个方向、是一个风口,现在是引领科技发展的方向。就像前段时间很多“+”,互联网+商场,现在人工智能也到处在讲。

  人工智能基本内容有感知、思维、行为、感知等等,大家可以找一本人工智能的书来看看,实际上人的很多能力是可以比拟的,加起来以后比每一个人的能力都要强得多,这也是人工智能的基本要素,这些基本要素就不仔细讲了。

  实际上无人机上面就是无人的机器,也就是一个人工智能的机器,所以人工智感知:传感器;思维:计算机;学习:计算机的一种高级形式;行为:舵机和舵面,分布:多个计算机;挖掘:运用大数据,找出统计规律。

  所有的智能都是在CPU上产生,就是在脑类的物质上产生,人是一个生物的脑类物质,CPU是一个机器的脑类物质。人为什么不行?现在考察下来人有1.2-1.3个CPU,一个主脑加一点协处理的功能,你拉小提琴的时候左右手可以不一样,但是让你脑子去想两个独立的问题是做不到的,因为只有一个CPU去做一个独立的算数题,不可能一个脑子通书做两个算数题,但是协处理有一点点功能。可是到了计算机上,到了无人机上就不同了,无人机上的CPU到处都有,在飞控与导航系统中间,可能都不止一个,两个合一也有可能。在测控与信息传输系统中间也有不止一个CPU;在任务载荷里面,每个任务载荷里面都有CPU,单片类的计算机;在发动机的控制器里面也有CPU;在地面检测设备里也有CPU。一个无人飞机上有多个CPU,多个脑类物质,实际上如果比喻成人的话是一群人在干活,不是一个人。

  

  人是生理健康+心理健康,生理有各种的系统,心肝为主的心血管系统,肺为主的呼吸系统,神经系统为主的神经系统等等;心理健康是以大脑为主的精神系统,人除了生理系统以外,精神系统是很重要的,现在精神系统都没有办法看,忧郁症很多就是这个道理。对于无人机来讲也是一样,硬件就是我们人类各种呼吸系统、消化系统,我们的软件就是人的精神,实际上就是无人机的软件。三个最基本的要素,一个是传感器,一个是大脑硬件+软件,一个就是舵机舵面,这是最简单的一个关系式。

  计算机中间有硬件+软件,各个传感器进行总线控制以后再进入到计算机,再进行总线分配到各个舵机上来,实际上是这样一种结构,这种结构是多个人的一种人类团体的结构,也就是现在无人机上的飞控系统的一种结构。人类一万年从印第安最贫困、最土著里面找了一个土人放到华盛顿去培养大以后,上大学以后,跟现在的人一样聪明,证明他硬件没有变化,软件也没有变化。可是人类的知识现在大爆炸了,人类要学习,学习很慢。设备一万年,286、386、奔腾,硬件变成大,软件变化也很大,不停地在发展。所以人并没有改变,而机器界高速在发展。一个CPU到多个CPU,储存器变得也很大,从固定的软件到思维的软件,到社会制度,思维软件是什么?现在的软件已经具有思维功能,就是有学习功能。深蓝下国际象棋的软件就有,下一盘就学习,下一盘再学习,久而久之就把最高等级的国际棋手打败了,它还能学习。

  

  广义来讲,所有无人机的控制实际上就是一种,狭义来讲,就是机上无人的一种飞行器。从人工智能来讲就是一种自动驾驶或自动控制,或者分布处理,或者自动的起降和自动回家,这是我们过去已经做到的。

  现在我们无人机界正在做的是自适应、自诊断、自决策、重规划;光电的目标定位、目标跟踪、速度测量,空中摄影测量。我们人类的眼睛看出去没有数据概念了,就是没有测量功能,只是看过去有这么一个物体,现在光电侦察平台已经有目标定位、速度测量,有各种测量功能,已经比人强了。察打一体:自动识别,自动打击;电子对抗:自己规避目标来欺骗、干扰,做侦察。

  无人机未来的人工智能(已经开始了),要把人工智能提升到无人机自动化程度上来。没有控制不住的对象,只有测量不准的对象。什么意思?自动控制的专家非常自信地说:只要测量准确,就能控制住,就能把它控制到理想的状态上去,所以测量很重要,计算机软件的控制也很重要,再加上控制量。

  多点智能就形成了一个“社会”,就是前面讲的社会概念,施加控制之前的测量要做,施加控制之后的测量也要做。这些测量单元都已经智能化了,现在所有的测量单元首先要智能化,都是有单片类的CPU,现在单片类的CPU不比系统类的CPU简化,越来越大规模、越来越能够相互之间软件都能协调起来。人工智能就要求完成一个范围内的单项工作不能超越界限。

  一个社会形态是由一个中央完成的,后面很多个副中心,下面还有很多个目标要控制它。就像控制中心控制很多架无人机,无人机下面还有很多要控制的点一样。每一个控制中心有各个测量单元,通过它来完成,每一个完成,然后控制中心再到中央,这是一种形态。相当于人类条块分割,我们现在省级就是这样,有中央到江苏省、浙江省、上海市、北京市,然后再往下控制。各个行业控制完以后再往中央走,实际上还是人创造了一种社会的形态,机器的一种社会形态,将来肯定不是这样,如果这样就不能够超越人类。

 

  最近军方暑假中间发出很多项目都是讲无人机协同,都讲蜂群无人机。我们发现一个现象,人如果不训练,很密的一群人出现突然事件的话,上海踩踏事件就是一个例子。

  可是鱼一起游的时候,相互之间会碰到一点,不会出危险,因为鱼鳞比较滑。在滩涂上有很多鸟的情况下,如果放一个鞭炮,一下子鸟群飞起来,鸟相互之间不会碰到,因为鸟的翅膀和翅膀一旦碰上,会飞不好。蜂群,方向不同的去叮一个生物,或者蜂群回巢的时候方向不同的走,相互之间都不会相撞。

  这给我们一个启发,动物世界比人类世界协同得好。这个协同体现在几个方面?我们要研究一下这个情况,现在研究蜂群无人机,美国先开始做的,我们中国紧紧跟上。研究一下人为什么就不行?人也有行的,人什么时候行?过天安门的时候行。就是说人类排上方队过天安门的时候不踩踏,人也很紧凑、很整齐,为什么?经过三个多月的训练,这个训练已经达成了一种协同的默契。我们如果要做蜂群或者要做多个无人机来做协同的话,四大技术一定要完成:

 

  包括航线之前的规划和过程中间的重规划;

 

  怎么样协同去完成好一个任务;

 

  怎么样使得这么多飞机相互之间能够通讯,能够有自主网络,每一个飞机相当于把地面的一个路由器带到天上,网络节点带到天上,相互之间能通讯,形成一张不是点对点的通讯,而是一个网络的通讯;

  

  具有相互之间的感知,人不踩踏,有余光的感知一样。

  这个时候告诉我们,如果我们做到蜂群无人机或者做到了多个无人机的时候,这时候无人机的智能也超过了人类的智能。一定要从物理层开始,协同智能的增强操作系统开始,就要做协同,而不是我们现在这种协同,我们现在这种协同就是人过天安门的协同,每个人相互之间做好了。如果要做蜂群无人机的话,从底层就要协同好。

  未来再往下做,要做到认知,而不是感知,要做到创新,如果再往下做,还有情感、哲学,就真的超过人了。这时候人就无法控制了。情感和哲学希望不要做到,因为跟人的社会和人的生存密切相关。

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