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无人化

2018-12-28赵家乐

科学24小时 2018年12期
关键词:无人驾驶无人

赵家乐

无人机

2015年,叙利亚战场发生了一场“无人”和“有人”之间的对决:在拉塔基亚省754.5高地争夺战中,俄军的无人机将战场实况信息传送到“仙女座-D”轻型自动化指挥系统,操作员据此操纵4台“平台-M”履带式战斗机器人和2台“阿尔戈”轮式无人战车对敌攻击,之后再由叙政府军紧随其后打扫残局。此战以叙俄联军一举击毙70余名武装分子告终。这是无人作战平台首次被用于战场攻坚,同时也预示着无人技术作为世纪性的“颠覆性技术”,必将在未来迸发出更加耀眼的光芒!

其实,早在本世纪初,随着大数据、云计算与人工智能等新型尖端技术的突破性发展,智能化时代的大幕已经徐徐拉开。与此同时,无人技术也正不断地改变着我们的生活方式:从移动支付风靡全球,到无人超市的高调亮相,再到智能家居改善生活,无人技术正日益成为人们日常生活中不可或缺的一部分。无人技术在丰富和方便人们生活的同时,也在战争中发挥日益重要的作用。随着此次新技术革命带来的军事变革,无人化的作战方式正日益成为新世纪的“掠食者”,未来对它的探索与应用也必将成为此轮军事变革中各国角逐的主战场。

无人化的“第一声啼哭”

从古至今,科技突破所带来的技术飞跃,大多被率先用来满足军事斗争的需要。例如,人类对原子核裂变的探索被率先用于制造核武器,而移动通讯技术也首先被运用于作战分队的联络,甚至是我们现在早已司空见惯的互联网,也是因为军事活动的需要才应运而生,无人技术亦如此。历史上人类对无人技术的第一次探索是从无人飞机开始的。1917年,在莱特兄弟完成了第一次飞行的14年后,皮特·库柏和埃尔默·A·斯佩里发明了世界上第一台自动陀螺稳定器。这种装置使得飞机能够保持平衡向前飞行,第一架无人飞行器由此诞生。紧接着,人类对无人技术的探索就立即被运用于军事领域,无人侦察机、无人战车接踵而至。第二次世界大战期间,德国更是率先将无人技术——“哥利亚”遥控炸弹坦克率先投入实战,并取得了不错的战绩。

无人化的广泛运用

在第二次世界大战结束后,继蒸汽技术革命和电力技术革命之后,人类文明史上的第三次科技革命开始了。这次技术革命以原子能、电子计算机、空间技术和生物技术的发明与应用为主要标志,涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、空间技术和海洋技术等诸多领域,是一场信息控制领域的技术革命。在诸多新兴技术的支撑下,无人技术驶上了快车道。

翱翔天际的无人机技术 小时候,我们仰望星空,都曾幻想过翱翔天际。如今借助成熟的无人机技术,我们可以轻松跨过曾经难以逾越的鸿沟,实现我们翱翔蓝天的梦想。时光回溯至1917年,第一台自动陀螺稳定器的发明,让人类研制无人飞行器成为可能,但直到21世纪,待诸多新型技术不断普及后,无人机技术才真正被运用于放飞梦想。

其中,无人机小型化技术是促使其走进日常生活的关键。早期因为制造材料等诸多因素的影响,无人机的机身结构强度存在着严重问题,这就大大限制了其小型化的发展进程,导致早期无人机只能采取较大固定翼机体的布局。但是随着有机高分子、无机非金属等多种新材料技术的突破,这些质量轻、结构强的材料让无人机小型化的进程迅猛发展。同时,这些新材料也因其价格优势,大幅降低了小型化无人机的制造成本,这就让无人机走进千家万户成为了可能。

无人汽车

無人潜艇

驰骋道路的无人驾驶技术 无人驾驶技术作为未来汽车行业发展的方向,对汽车制造业、交通运输业等诸多与汽车息息相关的行业产生了深远影响,国内外诸多科技公司已经开始将其付诸实践。在国外,谷歌、通用这些行业巨头已经开始了对无人驾驶技术的探索;在国内,无人驾驶技术的研发也如火如荼。继广州、上海、北京等多地相继进行无人驾驶车辆道路测试后,杭州也加入了测试行列。目前,无人驾驶技术已经成为全球互联网巨头眼中炙手可热的未来科技之一。

无人驾驶技术的发展得益于传感技术、规划决策技术和自主控制技术的突破。传感技术的成熟让无人驾驶车辆有了“感官”,依靠物理量、化学量作为机理的多种量化传感器,会利用信息处理技术识别它们感受到的复杂信息,并对这些信息进行辨别、分类和量化,所以它担负着无人驾驶车辆对外界环境变换的感应任务。规划决策技术则让无人车拥有了“大脑”,通过综合分析“感官”接受的信息,“大脑”会对无人车当前及下一步的行动进行规划。自主控制技术则让无人车具备了“网络神经”,它通过控制转向、驱动和制动3个“肢体”系统,将“大脑”下达的指令付诸实践。

遨游深海的水下无人潜航技术 鉴于国际局势不断变化和相关技术的日益成熟,根据自身“反介入/区域拒止”作战的需要,美国国防高级研究计划局(DARPA)和海军各机构于2017年开始,不断推进美国水下无人潜航器及相关技术的研发和作战实践,加速推动美国水下无人作战能力。

无人潜航器作为一种可替代潜水员的小型潜艇,具备执行多种水下高危任务作业的优势。无人潜航器大量运用了仿生学原理,如流线形外壳设计,使其在水下航行时可以大幅减少水中航行阻力。无人潜航器的基本结构是由骨架、浮体、推进系统、航行控制系统和探测系统5个部分组成的,大部分无人潜航器都会根据特定任务的需要,进行加装升级,如机械臂等的安置。多功能的搭载平台使得无人潜航器具备更强大的综合作业能力。

无人潜航器是无人作战平台中“最年轻”的一员,是一种新概念的武器,在军事领域发挥着极其重要的作用。从1994年开始,美国海军已正式将无人潜航器列入发展计划,并优先发展无人潜航器的水雷侦察、情报监视侦察和海洋调查等能力。美国海军相继在2000年、2004年和2011年分别发布了三版《无人潜航器主计划》,为水下无人潜航器的发展确定了多层次、全方位、体系性的基本框架。总体而言,目前美国海军水下无人潜航器正处于快速发展的重要阶段。

无人化的发展趋势

如今,无人化技术正成为时代的前沿技术,我们的生活正逐渐被无人技术所占据,无人机、无人超市、无人餐厅、无人驾驶等诸多无人技术开始让我们的生活变得更加方便快捷。未来,不论无人技术如何向纵深迅猛发展,也始终离不开“智能”、“可靠”、“方便”这3个核心词。

无人化趋势

“智能”是无人技术发展的必然趋势 当我们点击进入手机淘宝APP时,首页往往会推送给你最近关注过的商品类型;当我们使用输入法多次输入同一词组时,输入法会记住这个高频词语;当我们打开今日头条时,最先映入眼帘的标题总是你最关注的话题。目前,随着人工智能技术的不断成熟运用,机器正在逐渐具备“深度学习”的能力。你与它的朝夕相处,正在潜移默化地影响着它的“思维”方式和“行为”方式。阿尔法狗利用“深度学习”能力不断进行模仿、学习,打败了围棋界的“大拿”李世石;苹果的人工智能Siri利用深度学习能力对用户行为习惯加以“理解”,实现了与人的互动和交流;而小米的人工智能“小爱”则另辟蹊径,通过对用户“教学”的理解来实现深度学习,达到了人工智能“私人定制”的效果。可以预见,在不久的将来,各种神奇的无人技术,将会更加“理解”我们的想法。

“可靠”是無人技术迅速发展的重要保障 无人技术作为一种与人们生活密切相关的技术,涉及我们生活的方方面面,因此无人技术的可靠性显得尤为重要。比如,无人驾驶技术与我们的生命安全息息相关,网络移动支付技术与我们的切身利益紧密相关,智能化网络与我们的隐私安全密切相关。同时,我们也在担心有朝一日机器人会不会如科幻大片《终结者》或者《机械公敌》中描述的那样将人类取而代之……因此,无人技术无论是运用在军事领域,还是运用在民用领域,都需坚实可靠。

“方便”是无人技术的发展指南  回顾人类科技的发展历程,几乎所有科技的运用均是以解放生产力为目的,方便人们的生产生活。无人技术的发展路径也会遵循这个规律。例如,无人驾驶技术的运用是以减轻司机驾驶压力、缓解道路车流量为目标;无人机技术的应用是以完成无人飞行为目的,实现大众翱翔蓝天的梦想;无人码头的建设是以提高港口吞吐量为目的,加速港口物流转运。由此可见,不论是现在还是未来,“方便”始终是无人技术发展的核心词汇,并且将长期指导无人技术的发展方向。

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