装上AI大脑的无人机为什么会担当“无人机警察”?

2018年,由国务院、中央军委空中交通管制委员会办公室组织起草的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例(征求意见稿)》在工信部网站上公布,并公开征求公众意见。其中有一条突破现行“所有飞行必须预先提出申请,经批准后方可实施”的规定,简化申请与批复流程,微型无人机在禁飞空域外,无须申请。也就是在微型无人机禁飞区外飞行将无须申报,但这并不意味着那些平时用来航拍或自拍的无人机就没有安全隐患。除了之前大家都担心的无人机“黑飞”、失控坠机、炸机等各类事故,无人机还有更大的风险,如在英国就已经出现一些不法分子利用无人机向伦敦等地的监狱投送毒品和通信设备的事件。另外,目前各大科技公司都在尝试将无人机应用到物流等领域,一旦无人机进入人口密集区,不管是来自系统或硬件本身的原因导致坠机、炸机,还是涉及民众隐私等问题,其风险都不可小觑。

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如果真有一天,无人机成了“罪犯”或罪犯的帮凶,那么谁能制服它?

事实上,全球已经有一些团队提供了解决方案,如上海交通大学研发的无人机捕手和Teal无人机,它们都有一个共同的特征——搭载AI“大脑”。那么这些新成员有哪些绝活?它们能成为无人机领域的“警察”吗?

要做无人机警察,AI大脑传授了这三招

我们了解到,在AI助力下的无人机相较于一般的无人机,在识别与定位、轨迹预测、捕获无人机方面都有突出的特点,具体如下:

1. 识别定位,分清敌友

有了AI“大脑”的无人机,能够通过雷达驱动和基于视觉识别来对目标物体进行确认与定位。例如英伟达公司将无人机Iris搭载上了其所研发的Jetson TX1机器学习AI模块,通过视觉识别和计算机学习系统,配合无人机的光学传感器,在测试中能够准确进行定位、识别目标物体。相较于一般无人机单纯依靠GPS进行定位,AI无人机在识别的速度和精确度上明显占有优势。

2. 预测轨迹,胸中有数

在经过识别定位之后,AI无人机能够通过之前的案例学习和积累数据,对跟踪目标进行轨迹预测。在上海交通大学研发的无人机捕手的追逐测试中,AI无人机能够对目标物体进行轨迹预测,并且依据自身判断选择最合适的飞行路线,从而可以更有效地应对相对复杂的环境。

3. 选择时机,自主捕获

在经过上述步骤之后,AI无人机能够自主判断恰当的时机,对目标无人机进行抓捕。同时,AI无人机在进行抓捕的过程中,还能主动避开障碍物,例如AI无人机的躲避反应速度就在0.3秒内,减轻了撞击风险。在目前的抓捕方式中,主要有以“苍擒”一号为代表的电磁波干扰及以上海交通大学研发的无人机捕手为代表的喷网。

差点火候,无人机的这个AI“大脑”还得继续修炼

经过多方查证,我们认为有了AI“大脑”的无人机的确在诸多方面都占有优势,但是其在图像识别、算法技术等方面仍然存在缺陷,还有进步空间。

1. 拼不过“同款作案”,挺不过环境干扰

目前的AI无人机对目标的定位主要是基于视觉识别进行的。获得国际空中机器人飞行大赛第一名的张陟曾指出,对基于图像识别进行工作的AI无人机,倘若采用颜色一致的无人机或采用逆光飞行,则会对AI无人机在识别和定位方面产生严重的阻碍。这也就意味着如果进行“黑飞”的是同款无人机,或在恶劣的天气条件下,AI无人机的误判概率会大大增加。

2. 战不过多人“协助”,斗不过“精妙”操作

由AI“大脑”指导的无人机是根据预先设定的程序运行的。如果AI无人机在对抓捕目标实施跟踪时闯入了其他设备,那么就会导致AI无人机依据设定的算法程序自动停止跟踪,转向对于闯入者进行识别,从而丢失了原来跟踪的目标。因此,若是“团伙作案”,AI无人机就可以相互掩护,利用AI无人机识别的间隙进行脱逃。正如上海交通大学导航与无人机技术研究所所长王红雨所说,AI无人机在实施抓捕时会有一定的延迟,而这个延迟是其工作原理决定的,如果此时“黑飞”的AI无人机飞手及时躲避,那么则会大大降低抓捕的成功率。

要做“警察”,光靠AI“大脑”还不够

目前AI无人机的AI“大脑”还有进一步的发展空间,但是仅靠AI“大脑”还不足以解决AI无人机可能出现的问题。要做“警察”,AI无人机还可以朝以下三个方面继续努力:

1. 在传感器上要下狠功夫

无论是激光测距仪、声波测距仪、GPS还是可见光相机,这些种类各异的传感器对于AI无人机AI“大脑”的激活都起着非常关键的作用。但同时,每一种传感器都有各自的优势和劣势,因此,研发人员要在传感器上花大力气进行产品迭代,来探索AI无人机传感器的最优配置。正如美国无人机研究专家亚当·罗斯坦所说,传感器的任何改进,哪怕只是重量和成本的略微降低,都可以帮助AI无人机实现更加自主的飞行。

2. 加上远程人工交互

AI除了能够建立庞大的数据系统,人工交互也是其重要的特点之一。目前的AI无人机由于算法还不成熟,想要完全独立适应于复杂的环境还有很长的路要走。我们应该能通过通信传输技术进行远程的人工交互,像医生操控AI外科手术机器人那样,可以在程序运行中实时加入人的指令,用以修正或改变程序的运行。AI“大脑”再加上人的大脑,就有希望极大地提高AI无人机的抓捕成功率。

3. 建立完整的无人机监管系统

实施AI无人机抓捕只是阻止AI无人机犯罪行动的一部分,相应的法律规范和惩处措施也亟待出台。同时,民航局还可以要求厂家对出产的AI无人机进行备案及在机身上配备相应的遥感芯片,就像管理航天飞机一样,建立起全国的AI无人机管理系统。这样AI无人机一方面能通过学习掌握全国的AI无人机数据,另一方面可以通过芯片进行识别,这样能够有效、快速地提高识别和捕获的成功率。

目前的AI无人机要担当“无人机警察”还很难,但是“以机治机”的思路是值得肯定并可行的。我们期待着AI无人机能够被纳入系统化的管理中,期待着AI“无人机警察”上岗的那一天。

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