人工智能讓無人機更聰明：自主飛行探測和決策

原題：無人機未來發展離不開這些技術

作者：温永海

【環球網軍事3月6日報道】近日，據外媒報道，剛剛閉幕的2017第11屆印度航展湧現出大量無人機，吸引了眾多媒體的目光。尤其是各國展出的一些長航時、高機動、智能化、高隱身性的無人機，更是體現了未來無人機的部分發展方向。

無人機平台作為無人飛行器系統的重要組成部分，是無人機實現多種功能的基礎。追求高性能、多功能、智能化是無人機平台設計永恆的主題。目前，一些國家都在投入大量人力物力開展研究，採用多種技術手段來提升無人飛行器平台的技術水平。

先進複合材料賽過鋼筋鐵骨

目前，無人機正進入一個井噴式發展期，性能優異、技術先進、用途廣泛的新型無人機不斷被研製出來，而先進複合材料具有重量輕、性能高、抗疲勞、耐腐蝕、可設計性強等特點，綜合性能賽過鋼筋鐵骨，既可以設計出輕質高效的結構，又可以很容易在表面噴塗隱身塗層。

因此，將複合材料應用於無人機結構上，對減輕機身結構重量、增加有效載荷、提高安全性和隱身性具有重要作用。

縱觀世界，中、高空無人偵察機、無人作戰飛機等，無一例外地大量使用了先進複合材料結構，有些甚至是全複合材料結構。因此，複合材料用量多少已成為國際上衡量無人機先進性的標誌之一。

例如，美軍裝備的全球鷹高空長航時無人偵察機，其複合材料佔整體結構重量的65%。該無人機具有從美國本土起飛對全球任何地點進行戰略偵察和戰術偵察的能力，而機身採用大量的複合材料為它減輕重量、增加載油量起到了很好的幫助。

模塊化設計實現蝙蝠俠變身

近年來，隨着無人機技術的進步和設計水平的提高，模塊化設計思路在無人機上體現得越來越明顯，其目的是為了實現一機多能、平台功能最大化。

無人機平台模塊化設計可分為三個層次：單個設備即插即用、任務艙地板換裝及模塊化可重構平台。

單個設備即插即用，即對設備艙進行模塊化設計，單個設備與結構的連接設計成標準化形式，根據任務需要，選擇適當的設備與結構連接。

任務艙地板換裝是在單個設備即插即用的基礎上，將通用設備固化到無人機平台上，根據偵察、校驗、中繼、打擊等不同任務，將多個專用設備預先安裝到可拆卸的任務艙地板上，再考慮人機功效進行任務艙地板和機體結構接口設計。

當無人機執行任務時，只需極少的人員和工具就能快速將原有地板換裝成任務需要的地板，這種設計思路可以實現一機多能，適應瞬息萬變的戰場態勢。

模塊化可重構平台是將無人機的機身、機翼、動力艙等進行模塊化設計，根據執行任務的類型更換機翼部件、動力艙和任務艙，通過主機身搭配不同的機翼、動力艙、任務艙來完成偵察、預警和打擊等不同目標的任務。例如，近日法國萊曼無人機公司發佈了一款與眾不同的L-A系列無人機。該無人機擁有蝙蝠俠系列的造型，並且採用了先進的模塊化設計元素，L-A系列無人機的自動導航模塊、機翼部分和攝像機都可以拆卸更換，十分便於攜帶和運輸，其更新換代也更加方便。

目前，中國航天科工集團公司三院無人機技術研究所也根據市場需求和對無人機設計思路的轉變，正在開展新型模塊化無人飛行器平台的研究工作。

智能化外衣助力自主飛行

如今，隨着人工智能和信息技術的發展，智能軍事裝備的帷幕已經拉開。現代無人機裝備了大量智能芯片，通過人工智能，實現了無人機的自主飛行、自主探測和自主決策。

除了設備智能化外，無人機平台本身也正在朝智能化方向發展。目前，各國都在開展相關研究，力爭給無人機穿上智能化外衣，即應用智能材料打造無人機平台。

智能材料是一種將感知材料、驅動材料複合於無人機的機身材料中，使其成為具有自檢測、自修復及自適應等功能的新型複合材料，可以大大提升無人機的性能和戰場生存力。而智能材料則由感知材料、驅動材料和基體材料構成，比較有代表性的運用成果有智能機翼、智能蒙皮以及智能旋翼。

其中，智能機翼可以根據無人機的飛行狀況改變形狀，能夠大大提高飛機的機動性能。例如，2006年8月，美軍首次成功進行了無人機機翼在飛行中改變外形的演示驗證試飛，飛行平台成功將翼展改變了30%、機翼面積改變了40%，既可以長時間進行亞聲速飛行，又可在必要時轉為超聲速飛行，顯著提升了無人機的機動性。

總之，隨着無人機技術的發展，各種性能先進、功能各異的無人機正源源不斷地被研製出來。