如何看待我國119架固定翼無人機集群試驗創紀錄？

02-11

我國119架固定翼無人機集群試驗創紀錄密集起飛畫面震撼

沒有特別大的意義，真正劃時代的是幾年前達索為了展示自己的實力，進行了一次有人戰鬥機（陣風M），公務機（獵鷹7X）和無人攻擊機（神經元）的三機編隊。

這個編隊的意義遠遠超過這次119機編隊，這個項目跨過了有人機和無人機，軍用機和民用機，而且是一次跨洋飛行，對各系統的配合、軟體硬體和預警方案的考驗相當大。

不過據說最近兔子也在搞類似的方案，具體什麼好像搞的也挺神秘的。。。不明覺厲。。。

作為相關領域的研究者，個人認為這次試驗工程意義很大，但由於披露的細節太少，無法做深入的判斷。

集群控制方興未艾，由於微電子、通信、動力、感測器技術的不斷進步，多機器人系統越來越在實際中體現出優勢。由於單個機器人在計算、通信或感知方面受到許多限制，傳統的控制方法很難或者不能解決多機器人系統中出現的問題，以控制多智能體系統為代表的控制問題吸引了越來越多的研究者的關注。

以上是論文標準開頭，下面看看視頻吧。

視頻註明這次是飛行試驗2，飛行器的類型為固定翼，玩過固定翼的同學應當很清楚，炸個雞不要太簡單。這裡引出第一個問題：四旋翼的成熟產品很多，那麼為什麼使用固定翼而不使用四旋翼？我的理解是

這個實驗具有相當的軍事目的，軍方的玩意基本都是固定翼；
四旋翼太貴。四旋翼需要四個電機四個電調，而固定翼只需要一個電機一個電調加兩舵機即可。清華大學已經在操場上實現了若干個四旋翼編隊飛行，飛行器數量比較少時技術上沒有問題；
四旋翼螺旋槳的下洗氣流會嚴重影響別的四旋翼，所以前面提到的清華大學在操場上實現的四旋翼編隊，要求所有四旋翼保持在一個平面上。當然固定翼之間也有渦旋的問題，但比四旋翼的好解決很多。

相比飛行試驗1，飛行器的數量由67個升級為119個。這裡引出第二個問題：飛行器的數量具有怎樣的意義？119架這個數量很大嗎？我首先認為，一般的，數量越多越牛X。很顯然，數量越多，系統越難協調，通信、感測的壓力也會相應增大。讓100個人排成一隊顯然比10個人排成一隊要難許多。其次，鑒於目前美帝公開的實現數量是50架，那麼119算是多的。在我的模擬中幾百架肯定沒問題，幾千架也許會出點問題，上萬架還沒試過。超大數量的集群相比幾百架的小集群，一定會遇到意料之外的問題，但至於是什麼問題，目前還不清晰（論文灌水點啊）。但感覺他們試驗中飛行器的數量還會慢慢增加，畢竟要盡量增加敵方雷達壓力，偷笑。而且工程實際中，不能貪便宜一次製造太多，出了點問題會非常麻煩。

集群控制目前有兩個代表。

編隊控制：當系統中獨立個體比較少時，我們關心他們如何排列成預期的隊形。隊形一般使用一個矩陣來表述。
蜂擁控制：當系統中獨立個體比較多時，我們顧不上給它們規定隊形了（矩陣會過於龐大），只要求個體之間保持安全距離就好。

從視頻中看，採用的思路是後者。

【密集彈射起飛】飛行器的起飛地點是緊貼山谷的公路，可見每四個一組，按照從下往上的順序依次彈射出去。而在第一次試驗中，飛行器都是在地面彈射的。模塊化的「彈射塔」非常有利於實驗的靈活布置，也可以認為實驗設備已經成熟，接下來數量的增加可能會大幅提速。這裡引出第三個問題：密集彈射起飛的難度如何？個人見解，密集彈射要解決的問題分別是避免碰撞與別的固定翼的渦旋。從視頻中可以看出，同一個「彈射塔」彈射的頻率是挺大的，而人類駕駛的固定翼做密集飛行的可是算是特技飛行的，所以僅僅是維持這麼多固定翼有效飛行已經是很厲害了。

【空中集結】視頻中特地用綠色框框標註出固定翼。在一般的集群控制中，由於限定個體之間保持相等的間距，所以理想情況下它們的位置會形成三角格點。具體效果可以參見我用四旋翼集群做的模擬如何對四旋翼飛行器進行精確的數學建模? - 知乎。由於固定翼不能像四旋翼那樣懸停，排列成規整的隊形很難，究竟難度如何目前我還不清楚。

【多目標分組】圖中被我用黃色記號筆標註的是兩個目標。感覺是系統虛擬出來的兩個按固定速度移動的點，因為在大圖上同樣的位置上完全看不到目標。這裡引發了我的第一個疑惑：該系統中，這些固定翼是使用了集中控制方案，還是分散式控制方案、抑或兩者結合？這兩者有本質的區別。

集中控制。每一個獨立個體把自身的狀態（如固定翼的位置、速度、姿態角等信息）傳送給地面站，地面站統籌全部信息，為每一個獨立個體計算並傳送控制指令。
分散式控制。每個個體使用感測器或近距離通信手段，獲取臨近個體們的狀態，然後自己計算出自身的控制指令。

前者是經典控制問題，可以看做是一個人同時遙控許多航模，其優點是可以解決的問題的面很廣，只要加強地面站的運算能力，幾乎任何指揮目的都可以實現，缺點是需要很高的通信的可靠性；後者是新興控制問題，可以看做是一群有自己想法但又笨笨的無人機在一起飛，其優點是系統魯棒性高，噱頭好能拉經費，但由於每個飛行器都不能獲取全局信息（基於mesh通信網路的可以），所以有些效果不容易實現。

如果視頻中出現的真的是虛擬的目標，而且與前面的部分實驗是連續的話，那麼至少說明地面站具備向所有固定翼廣播信息的能力，以及獲取所有固定翼狀態的能力。這裡也可以討論第四個問題：多目標分組是怎麼回事？我在論文里看到的辭彙一般是n等分群。如果是集中控制的話，非常容易實現；如果是分散式控制的話，精確的分群非常困難，群的數量越多越難，依一定的概率二等分群還是可以接受的。

【編隊合圍】哇，分群後環形編隊了，不僅是規整的圓形！而且十分密集！並且木有發生碰撞！不過大地圖上顯示的效果跟縮略圖根本不一樣啊！難道是技術過於核心所以不予展示？當然也不排除航拍沒來得及拍攝好的原因。回頭看【多目標分組】，大地圖與縮略圖中也不太匹配。

【行動概念演示】到底演示了個啥概念？？？

此外，關於無人機群的回收，該視頻沒有提及。

總結，這次試驗控制了119架固定翼無人機集群，在數量上創造了記錄，出色完成了密集彈射起飛與空中集結任務（強調一下，這是很難的），多目標分組的完成度比較可疑，編隊合圍的完成度非常可疑，行動概念演示就是湊夠五個創新點用的。系統的通信、感知、控制方案不明，無法評價理論上的進步，但工程上的成績很贊，個別地方有待進步。

最後，能讓演算法走出Matlab，走出實驗室，做出有用的東西來，是非常非常厲害的事情，這裡請大家不吝讚許，大聲鼓掌吧！

戰忽局歡迎你。

我也認為那119個無人機，類似於航母小飛機的無人機之間不可能有實時交互，運算能力不夠的，主要看點仍然在單一系統如何感知這119台無人機，如何協調這119台無人機，因為如何空間定位有問題，指令發出不及時（肯定有延時）的話，撞一起概率太大了。

指揮兩架和20架不同，指揮20架和119架肯定是更大的不同。

互相之間沒辦法交互，但互相之間的距離位置感應，應該是有的。。。。。。。。

啊，高達新人類要出現了。。。。。。

吃我一記浮游炮。。。。。。。。

啊，寫這麼多了，我單獨回答去。

我來說反面。

實驗，並無太多創新。為了數量而創造記錄。感覺是沖著科研指南去的。飛機之間肯定無交互，可能是地面站指揮甚至全部預編程，所以每架都是在單飛，單獨與地面站通信，並不知道其他同伴存在。飛行器無載荷能力，無長時間飛行能力，甚至可能連圖像回傳都有限。這種小飛翼就是我們訓練固定翼飛手常用飛機，最便宜的組合。基本上不用發射，大功率電動可以直接起飛，只要有個架子。

結論:有足夠的多點通信電台，再多一些也是ok的。實在意義不大。

我的第一感受：黑客帝國里的機械烏賊軍團

…

惡寒，沒事搞這些幹什麼，就像Google下面那個機器人團隊

如果把能編隊的無人機放到大飛機上，那不就變成星際里的大母艦帶著小戰鬥飛機，後面幾個大母艦可以掃一個國家了，海上航母估計要退休了