斯坦福智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室與NASA正在試圖解決無(wú)人機(jī)交通管制問(wèn)題

面對(duì)未來(lái)滿天飛的無(wú)人機(jī) 斯坦福大學(xué)打算讓它們能彼此溝通

如果美國(guó)FAA允許商業(yè)無(wú)人機(jī)普及，玩家會(huì)很快使用無(wú)人駕駛飛機(jī)，尤其是在密集城市核心區(qū)。這意味著無(wú)人機(jī)必須能回避碰撞，因?yàn)閿?shù)量太多了，不能總是依賴(lài)人力進(jìn)行空中交通管制。

斯坦福智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（Stanford Intelligent Systems Laboratory）與NASA正在試圖解決無(wú)人機(jī)交通管制問(wèn)題，參與的團(tuán)隊(duì)有130個(gè)，斯坦福智能系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室只是其中的一個(gè)。未來(lái)幾年，這樣的交通管理系統(tǒng)就會(huì)部署到現(xiàn)實(shí)中，它可以協(xié)助無(wú)人機(jī)彼此通信，可以避免潛在的碰撞。

斯坦福實(shí)驗(yàn)室主管Mykel Kochenderfer說(shuō)：“他們要完成很多非同尋常的任務(wù)，這些任務(wù)要求無(wú)人機(jī)按曲線飛行。系統(tǒng)必須足夠強(qiáng)大，能夠處理這種不確定性，這是相當(dāng)相當(dāng)重要的。”

最近Kochenderfer和機(jī)械工程畢業(yè)生Hao Yi Ong刊發(fā)一份報(bào)告，指出交通管理系統(tǒng)可以用來(lái)為無(wú)人機(jī)制定路徑，防止碰撞。團(tuán)隊(duì)對(duì)碰撞情況進(jìn)行了超過(guò)100萬(wàn)次的模擬，碰撞發(fā)生在任何地方，發(fā)生在2-10架無(wú)人機(jī)之間。研究者給無(wú)人機(jī)提供其它無(wú)人機(jī)不同等級(jí)的信息，然后測(cè)試它們的響應(yīng)時(shí)間，看看碰撞機(jī)率有多高。

斯坦福研究者發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)如果能與離它最近的無(wú)人機(jī)進(jìn)行配對(duì)，它們就能快速作出決策，兩架無(wú)人機(jī)會(huì)考慮對(duì)方的飛行路徑。當(dāng)無(wú)人機(jī)考慮自己的所處環(huán)境，然后將結(jié)果發(fā)送到中央系統(tǒng)，系統(tǒng)再將決策返回給整個(gè)群體，此時(shí)無(wú)人機(jī)的響應(yīng)就會(huì)變慢。當(dāng)參與模擬測(cè)試的無(wú)人機(jī)增加時(shí)，決策的時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，盡管如此，系統(tǒng)仍然可以在50毫秒內(nèi)為無(wú)人機(jī)指出路徑?jīng)Q策。

無(wú)人機(jī)向中央決策制定系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)越慢，它也就越安全。當(dāng)它們向中央系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，碰撞的概率也是最低的。無(wú)人機(jī)會(huì)接收其它無(wú)人機(jī)的位置數(shù)據(jù)，當(dāng)它們假定其它無(wú)人機(jī)呆在同一路線上時(shí)，碰撞最有可能發(fā)生。

斯坦福實(shí)驗(yàn)室還與自動(dòng)駕駛汽車(chē)商、傳統(tǒng)飛機(jī)的空中交通管制系統(tǒng)合作。它們的研究出現(xiàn)了一個(gè)突破，即使用少量的計(jì)算力來(lái)讓飛機(jī)避免碰撞。一直以來(lái)，機(jī)構(gòu)們會(huì)提供2000頁(yè)的文檔，它考慮了各種可能的情況及如何對(duì)此作出回應(yīng)，通過(guò)這樣的方法來(lái)避免碰撞。Kochenderfer的解決方案現(xiàn)在已經(jīng)成為所有大型飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。

2016年NASA已經(jīng)在美國(guó)FAA設(shè)定的無(wú)人機(jī)測(cè)試區(qū)測(cè)試無(wú)人機(jī)交通管理系統(tǒng)。11月時(shí)，NASA團(tuán)隊(duì)在加州 Moffett Field地區(qū)模擬無(wú)人機(jī)的沖撞，無(wú)人機(jī)是由電腦生成的，他們用初級(jí)交通管理系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)發(fā)出碰撞預(yù)警。FAA也在測(cè)試無(wú)人機(jī)軟件和服務(wù)商Precision Hawk開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，它與NASA的系統(tǒng)相似。

NASA無(wú)人機(jī)交通管制項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Parimal Kopardekar說(shuō)：“無(wú)人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)能將視覺(jué)視線之外和之內(nèi)的信息整合，要大規(guī)模部署這樣的系統(tǒng)，系統(tǒng)必須具備一定的技術(shù)，這些技術(shù)可以管理空域、無(wú)人機(jī)本身的功能、航空規(guī)則、管理突發(fā)事件和緊急情況的程序。”

斯坦福研究者已經(jīng)在模擬環(huán)境下進(jìn)行過(guò)測(cè)試，但還要看看它在真實(shí)無(wú)人機(jī)上的運(yùn)行效果。Kopardekar說(shuō)：“這是目前航空領(lǐng)域最激動(dòng)人心的領(lǐng)域，許多應(yīng)用會(huì)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)模式，它還可以挽救生命、提高效率，相當(dāng)有趣。”