（原標題：AIR 042 ｜ 中國工程院院士樊邦奎：當無人機遇到人工智能）
13號下午，CCF－GAIR大會迎來“機器人與無人機專場”的第五場演講，中國工程院院士，中國人民解放軍專業技術少將，美國高級訪問學者，博士后導師，國內勘察無人機和無人機作戰領域底層技術專家和奠基人，樊邦奎教授為我們帶來了題為《無人機與人工智能初探》的主題演講。
樊邦奎教授首先回顧了無人機自動化的發展歷程，然后分析了無人機對人工智能技術的各種需求，最后針對無人機＋人工智能相互結合的未來進行了展望。
樊邦奎教授表示，無人機自動化經歷了如下3個發展階段：
1.以陀螺儀控制和基礎雷達導航為技術核心的手動控制時代；
2.以慣性導航系統控制和地面無線電定位系統為技術核心的半自動控制時代；
3.最后到達了今天的以衛星／慣性組合方式實現自我導航，利用專用數據鏈遙控和跟蹤定位，可實時修改空中航線的自動化無人機時代。
雖然我們已經迎來了無人機自動化時代，但是樊邦奎教授認為：無人機的核心是控制系統，自動化的確解決了無人機的自動控制問題，但是對于使用者更有意義的任務自主化問題卻沒有提供幫助，而這一點正是無人機需要人工智能的原因。
對于無人機對人工智能的需求點，樊邦奎教授認為主要分為如下3個部分：
1.智能飛行。其中包括了感知與規避，靈活容錯，目標跟蹤，路徑規劃等具體功能，涉及到的技術關鍵在于飛行時的智能控制、空域的靈活整合和完備的環境適應。
2.智能協同。其中包括了執行任務協同和位置共享等具體功能，涉及到協同指揮控制、協同態勢生成與評估，協同語意交互等技術關鍵點。
3.智能任務。即無人機可以自主判斷下一步需要做什么，然后自己給自己下達命令。其中涉及的關鍵技術包括語音、文字和圖像的模式識別控制，人工神經網絡的神經控制和模糊集合的模糊控制等技術關鍵。
關于無人機＋人工智能的未來，樊邦奎教授表示：從前是有人機的時代，今天是無人機和有人機相互協作互補的時代，而未來，將會是屬于無人機的時代。更具體地講，無人機將從以下3個方面影響我們的未來：
1.智能化無人機將改變人們的生活方式，例如無人機送快遞等。
2.智能化無人機將改變產業模式，例如自動化無人機工業生產等。
3.智能化無人機將改變未來的戰爭形式，例如美國的死神號和捕食者號等無人偵查機和轟炸機。
最后，樊邦奎教授說：“未來將是一個家家都有機器人，人人都有無人機的時代”，而我們也注定將與這些智能化產品共存。
以下是演講實錄：
尊敬的各位嘉賓，下午好。非常高興，也非常榮幸來到協會組織的峰會。首先，感謝高院士給我這個機會來匯報一下關于無人機與人工智能的發展情況。其實我對人工智能是個小學生的程度，但是感覺到人工智能將會對無人機的發展起到至關重要的作用，可以說是列為顛覆性技術之首。我這個花甲之年也向年輕人學習，趕一個時髦，今天也來談一談人工智能。接下來從三個方面進行匯報。第一，簡單回顧一下無人機在自動化過程中的發展歷程；第二，談一談無人機對人工智能的技術需求；第三，談一談無人機一旦有了人工智能，將會對未來的社會產生什么樣的影響。
無人機是由動力驅動，機上無人駕駛，可以重復使用的飛行器簡稱，“可重復使用”，它和導彈及其他的設備就區別開了。什么是無人機系統，是平臺、載荷、數據鏈，信息處理設備，綜合保障設備，是通過控制來執行飛行系統的。機器人的本質就是機器，包含三個要素，一是傳感器，也就是探測，感知。第二是處理，所謂的人工智能；第三，根據各種環境和感知作出對環境的改變，也就是經常講的執行。無人機也具備了這三個要素，因此無人機也稱之為空中機器人，講無人機，它其實也是機器人的一類。在近年機器人家族中，無人機是最火爆的，技術最先進的，是普及率最高的機器人。
無人機自動化的發展歷程，無人機是機上無人駕駛，主要是通過地面操控，過去是用人來操縱飛行的，因此控制技術就是核心關鍵。那么，人類在無人機發展過程中經歷了手動控制，半自動控制和全自動控制，下一步將是智能控制。簡單回顧一下手動控制階段，以前采用簡單的陀螺儀來控制飛行器的穩定性，這是最早的時候斯佩在演示陀螺原理利用在第一家無人機上，是用電子管制造的無線電收發信息接受遙測指令，同時把遙控指令發上去。早期的電子無線電，通過地面的雷達跟蹤飛機的運行情況進行反饋從而控制無人機飛行，它不能做航跡規劃，大多數都是用于做靶機的。
隨著信息技術的快速發展，半自動控制出現了，采用陀螺導航系統來控制飛行器的穩定性，有各種陀螺。但現在發展的陀螺更多了，有光纖的，有激光脫落。通過地面的無線電收信息接受遙控指令，通過地面無線電系統確認無人機位置，能夠地面規劃航展，但不能空中修改開始執行軍事任務，1982年的貝卡谷地戰役中，這是無人機在戰場上使用的一個典型經歷，也是控制技術在這里面起了很重要的作用。在越南戰斗當中，美國出動了“火風”無人機，一共飛行了3435架次，獲取了80%的空中偵查照片。
最后進行了我們現在的階段，或者是稍早一點全自動時代。采用微信和慣性組合導航進行定位，就自主定位。以前很多定位是通過外定位，現在有了衛星導航以后，就能自主定位了。利用專用的數據鏈進行遙控遙測，跟蹤定位和信息傳輸。這是捕食者無人機數據鏈，很復雜，有C部端的電波，還有應急的特高段電波等等，這樣的話就得到很大的發展。這個時候就能實時規劃航線，用CPU、DSP等全數字化控制系統。這是美國的X-47B，是在伏特計航母上配套使用的無人機，可以在航母上實現自動起降。右邊就是大家經常聽說的美國的“死神”無人機，現在的操作完全可以做到全自動進行起降。加上各種設備執行各種任務，這里就不詳說。
再簡單的說一下，1991年的時候，海灣戰爭，第一次實時傳輸性無人機戰爭，1999年科索沃戰爭，SAR偵查無人機首次應用，2001年阿富汗戰斗和03年伊拉克戰爭，察打無人機投入使用，03年到現在，美國全球反恐戰斗，察打無人機。這是美國的超高速無人機，另一個是大飛機帶上去的，實行分群作戰。
無人機的核心是控制，其自動化的發展主要是解決了飛行自動控制，還沒有解決任務自主的問題。這就需要人工智能來解決，后面我在第二個問題來匯報這個問題。我認為，人工智能技術將是無人機下一階段發展的顛覆性技術之首。我們搞無人機的，現在也很關注人工智能。
無人機對人工智能的需求。無人機系統的智能化和其他的有相同之處，也有不同之處。我認為，無人機的智能化要做到三個方面，第一個是智能飛行，第二個是智能協同，第三個是智能任務。智能飛行是基礎，智能協同是實現我們智能任務的途徑。最后，要達成智能任務的這個目標。
什么是智能飛行？我用一個簡單的動畫來解釋，無人機快速下降，敏捷的機動，怎么飛都行。規避障礙，能進行到社區，然后轉換狀態，從室內到室外。這個時候就需要有各種任務來完成，智能飛行的特點有這么幾個。
要具有感知和規避的能力，這上面有很多手段，可以用LAB，也可以用微波的雷達，也可以用光電，這幾天大家都介紹了。這是智能的感知和規避，這是智能的基礎。目前我們國內做的一款無人機，它能夠貼壁定距飛行，在大橋下面進行檢測飛行。二，要靈活容錯，在飛行的過程中，掉了一個翅膀，或者是機翼損壞，缺少一個翅膀照樣也能飛行，這叫容錯。三，跟蹤。這是最基本的，在飛行的過程中能跟蹤任何一個目標，需要目標識別，包括跟蹤技術。這個地方要做不同的跟蹤，技術是不一樣的。四，路徑規劃。這個我是用一個“鳥”，這個鳥叫“精鳥”，它自己能保證周圍七個定距飛行，將來單個無人機的規劃，一定要能做到隨機來做。而且我后面講協同的時候，需要各個協同的動作能像鳥一樣進行隨機的規劃。
對于智能飛行，人的大腦和小腦都在運行，無人機從飛行穩定到導航控制，都需要。實現智能飛行關鍵技術，智能感知和規避，偵察、探測、通信，傳感器，智能路徑規劃，這里面用的都是人工智能比較流行的算法。基于神經網絡各個節點上的反饋數據，用遺傳算法解決，在座的各位都是專家，我只是了解一點皮毛，也是班門弄斧。智能飛行技術，要有魯棒性，開放性，自主決策，智能學習的組合?？沼蚪M合，空域也要智能化，這些才能適應無人機的快速發展。如果無人機產業化以后，無人機的航管像現在的航管，肯定是支撐不了的，空域的智能化也是必然的。智能飛行器，仿生飛行器，旋翼，固定機符合式飛機，變體飛行器，跨介質飛行器。飛行器本身的布局也需要智能化來解決，所有這些東西構成了智能飛行的基礎。
智能協同。一是執行任務時協同能力；利用共享跨領域UAS傳感器傳輸信息。美軍海軍要搞無人機分群，這里面的關鍵技術涉及到協同指揮控制。大動態、自組網通訊技術，控制飛行，任務規劃和目標分配技術。協同態勢生成語評估，也是在智能協同里面所需要解決的。它是智能協同非常重要的。協同路徑規劃，在前面單個規劃的基礎上還要協同規劃。協同語義交互，大家都知道，將來的協同，無人機和無人機之間協同，無人機和有人機之間協同，無人機和其他無人系統之間也要協同，包括地面的控制系統。自然語言的機器理解真正使語義來交互。
智能任務。這是美軍實戰現在無人機飛行能跟蹤一個目標。但是，無人機自己做不到發現目標，給自己下達命令。美國參聯會副主席指出，如今，無人機操作手坐在那里，連續幾個小時盯著死亡電視，試圖尋找目標或是看到某些東西在動或以確定它是一個目標，這是人力資源的浪費，是低效的。真正的最后，無人機要做到智能任務，也就是任務要由自己來判斷，要改變無人機的體系結構，現在的體系結構是地面戰做中心，有很多人在操作，下一步，它的中心就要直接移到機上去，真正做到全自主的執行任務，這是終極目標。未來的戰斗將是機器戰爭，就是機器與機器之間打，就需要這個任務必須是智能的。電影《絕密飛行》中，它怎么做智能任務？空中加油，不讓它進去，這個時候機器智能了，就能加上油，還把探頭打掉。這個任務就是智能的完成了，不需要人去操作就知道怎么執行。這個地方所需要的，模式識別（語音、文字、圖象）的學習控制，模式識別就是對圖象識別，對人來講，大家一眼就看出來，再怎么變化，都是蘋果。但是要讓機器來分析，就難了。將來在無人機發展過程中，如果能把語音、圖象、文字這些東西都能夠識別，對無人機控制來講是非常重要的。第二個是人工神經網絡的控制?？吹竭@些畫面都可以通過人工神經網絡來產生控制型號。專家系統，規則控制。和專家系統結合起來，將來智能任務的時候，作為無人機來講，盡管智能機器的深度學習非常重要，但是對于專家系統也很重要，它必須要并程起來才能實現智能任務。模糊集合的模糊控制。
對未來的展望。無人機一旦有了人工智能這個突破性的技術植入，它將會對無人機發展帶來什么樣的影響？空中飛行器的發展規律，過去有人機一統天下，我們現在的時代，無人機是有人機的重要補充；下一步，無人機與有人機相互協同依存；再往下走，有人機是無人機的重要補充，最后的階段，一定是無人機一統天下。
既然無人機將一統天下，智能無人機將改變生活方式。用無人機送水，這是初級的。將來要做到什么地步呢？假如說庫馬教授喜歡喝茶，另一個人喜歡喝咖啡，這個時候大數據就起作用了，適配之后可以任意陪送過去，就可以適應機器服務。無人機的智能化帶來的為人服務的轉型。這個是無人機爸爸，他的小孩要堅持自主去上學，但是他爸又不放心，怎么辦呢？就給他帶了一個無人機緊跟著他，現在還是機器的。下一步怎么辦呢？這個小孩無論在大街上怎么走，這個無人機就可以跟著他走，能識別出來是他，而且還能跟他保持特定的距離，家長的手機上任何時候都可以看到他的孩子的狀態。比如說，現在擔心小孩外出被拐賣，放個無人機跟蹤就可以解決。這是舉例子。
人工智能將使人“換個角度看世界”，現在大型的比賽都是無人機在上面做實時轉播。這個像鴨蛋一樣的無人機，打開隨時可以飛行。智能無人機將改變產業模式，無人機將變身快遞小哥，這個時代馬上就要到來。目前，除了傳統搞飛機的行業研究無人機，大家可以統計一下，現在世界上搞信息、互聯網的，哪一家不在涉足無人機？有任何一家國際的，包括國內的大公司，搞信息的，不涉及無人機嗎？目前來講，無人機也是機器人未來的發展，如果不在這個領域涉足的話，怎么好說呢？最近單位在北京后場村路最近火了一把，對面就是軟件園的一期、二期，這個后場村路非常有名，有名的搞信息的都在這個軟件園，一問，如果不在這里落戶，都不好意思說是搞互聯網的。后來很多年以后，公司不搞無人機的怎么搞信息技術。今年的3月25日，美國把內華達州的一個市列為第一個無人機快遞服務城市試點，隨著低空放開，這一塊業務肯定會發展。
假如房子都是結構化的，將來無人機不能蓋房子嗎？智能無人機將改變戰爭形式，這也是奧巴馬的軍事顧問辛格說的，無人機為代表的機器戰爭將改變五千年的戰爭形式。無人機的出現使得戰略和戰術的界限越來越模糊了，就出現了戰略下士和戰略士兵，戰略下士只會戰役行動，會調動很大的系統來打擊這個目標。反過來，一個上將、中將，可以對一個很小的作戰分隊進行指揮。前方和后邊呈現一體，這是美國阿富汗戰爭和伊拉克戰爭使用無人機的情況，真正的控制站是在美國內華達州的基地，是通過衛星任務實現遙控戰爭。
智能化將使分群作戰成為可能。美軍現在都在研究分群作戰，這是將來無人機發展，尤其是智能技術在這個行業的關鍵。無人機角色的變化，由配角到主角。從阿富汗基地組織，一半以上是被無人機消滅的。9-12年用無人機發射的導彈超過了1300多枚。美軍11年的操作次數超過了有人機，12年無人機采購數量超過了以往。戰爭形式發生改變，沒有任何先知導彈就打下來。阿富汗的領導人說，美軍的坦克、裝甲部隊根本不算什么事，真正害怕的還是無人機，但同時又嘲笑美軍是不敢露面的膽小鬼。這個時候，無人機的出現就會使人作戰的心理產生了變化。
家家都有機器人，人人都有無人機的時代即將到來。各位，準備好了嗎？謝謝！
主持人：謝謝樊院士，因為樊院士非常謙虛，他說他在趕時髦，這些時髦都像樊院士這樣的國家頂級專家創造的。剛才講的時候無人機也是做服務的，服務的話肯定有人機交互的部分，人機交互，三維傳感期對人機交互的重要性是怎么樣的？
樊邦奎：三維傳感器跟我前面講的無人機的三要素是緊密在一起的，第一要素就是傳感，沒有數據、語言，怎么能做智能，最后怎么做行動呢。這是第一要素，必須要具備的。
主持人：再次感謝樊院士。
樊邦奎：今天很激動，魯迅先生曾經說過一句話，無端的浪費別人時間就等于謀財害命，今天這么多的人工智能，包括機器人大腦，占用大家這么長時間，非常的抱歉，謝謝。
?