2個或多個機器(qi)人協(xie)同功(gong)課(ke)，并非簡(jian)樸的功(gong)用疊加(jia)，反而是會(hui)發生1+1>2的群體智能效應，涌現(xian)出全新(xin)的協(xie)同行動模(mo)態(tai)，進(jin)而能夠完成加(jia)倍龐雜(za)的協(xie)同義務。

廖煜雷 項目(mu)群牽頭(tou)人、哈爾濱工程(cheng)(cheng)大學船舶(bo)工程(cheng)(cheng)學院西席(xi)

　　2個或(huo)多個機器人協(xie)同(tong)(tong)功課，并(bing)非簡(jian)樸的(de)功效(xiao)(xiao)疊加(jia)，反而(er)(er)是會呈(cheng)現(xian)1+1>2的(de)群體智能效(xiao)(xiao)應，涌(yong)現(xian)出全(quan)新的(de)協(xie)同(tong)(tong)舉動(dong)模態，進而(er)(er)能夠(gou)完成(cheng)愈加(jia)龐(pang)大(da)的(de)協(xie)同(tong)(tong)使命。

　　機(ji)(ji)械人(ren)組(zu)團海上出征(zheng)，您見過嗎(ma)？海面上，多個海洋機(ji)(ji)械人(ren)列隊行進，它們(men)經(jing)由過程組(zu)網通訊同享信息，伴隨著功課(ke)(ke)大勢的接續改動，快速變更隊形(xing)，終(zhong)究完(wan)(wan)成(cheng)協同探測(ce)等義(yi)務。而且這一些義(yi)務完(wan)(wan)全由機(ji)(ji)械人(ren)們(men)自立功課(ke)(ke)，不(bu)需要人(ren)為干涉。

　　記者3月初由(you)哈爾(er)(er)濱工(gong)程大學(xue)得悉(xi)，由(you)哈爾(er)(er)濱工(gong)程大學(xue)水下機器(qi)人(ren)技能國家級重點(dian)實(shi)驗室牽頭的(de)海(hai)洋(yang)機器(qi)人(ren)集群(qun)智能協同技能項目群(qun)樂成展(zhan)現了機器(qi)人(ren)組團海(hai)上出征的(de)排場(chang)，并順遂通過了海(hai)試驗收(shou)。

　　本次團隊合作演示正在海內初次實現了(le)海洋(yang)機器人集(ji)群智能(neng)協同架構(gou)形式(shi)(shi)由(you)(you)(you)集(ji)中式(shi)(shi)/混合式(shi)(shi)發展為分布式(shi)(shi)，體系協同智能(neng)化程度由(you)(you)(you)半自(zi)立升(sheng)級為齊自(zi)立，順(shun)應使(shi)命場(chang)景(jing)及環境(jing)由(you)(you)(you)肯定結構(gou)化拓(tuo)展為未知(zhi)非結構(gou)化，這標(biao)志著我(wo)國(guo)海洋(yang)機器人集(ji)群智能(neng)協同技能(neng)取(qu)得了(le)實質性打(da)破(po)并達到了(le)國(guo)際先進程度。

　團隊協同出現(xian)群體智能效應

　　海(hai)(hai)(hai)洋(yang)機器(qi)(qi)人(ren)是(shi)一類可以遙(yao)控或自立操(cao)(cao)控完成特(te)定(ding)功用的(de)無(wu)人(ren)海(hai)(hai)(hai)上飛行(xing)器(qi)(qi)。海(hai)(hai)(hai)洋(yang)機器(qi)(qi)人(ren)進(jin)步(bu)的(de)汗青約(yue)有(you)70年(nian)，閱(yue)歷(li)了由(you)載(zai)人(ren)到無(wu)人(ren)，由(you)直(zhi)接操(cao)(cao)控、遙(yao)控到自立、智能(neng)，由(you)單機、多(duo)機到集群的(de)重(zhong)要進(jin)步(bu)階段。受(shou)計算機、人(ren)工(gong)智能(neng)、質料、通信、傳感(gan)器(qi)(qi)等技能(neng)的(de)推(tui)(tui)進(jin)，近30年(nian)來，海(hai)(hai)(hai)洋(yang)機器(qi)(qi)人(ren)進(jin)步(bu)迅猛，現在人(ren)工(gong)智能(neng)技能(neng)正在推(tui)(tui)進(jin)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)機器(qi)(qi)人(ren)進(jin)入智能(neng)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)機器(qi)(qi)人(ren)時期。

　　就像(xiang)自然界(jie)中(zhong)的魚群(qun)、狼(lang)群(qun)、蜂群(qun)一樣(yang)，“2個或多個機器人協(xie)同功(gong)課，并非(fei)簡樸的功(gong)用疊加(jia)，反而(er)(er)是(shi)會發生1+1>2的群(qun)體(ti)智能效應，涌現出全新的協(xie)同舉動模態，進而(er)(er)能夠完成(cheng)加(jia)倍龐雜的協(xie)同義務。”項目(mu)群(qun)牽頭(tou)人、哈爾濱工程大學船舶工程學院西席廖煜雷先容(rong)。

　　俗語說(shuo)人多勢眾，群(qun)體(ti)智(zhi)能是(shi)源于自然界(jie)群(qun)居生(sheng)物體(ti)系中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)出現智(zhi)能，以蜂群(qun)為例(li)，每一(yi)個蜜(mi)蜂的(de)合(he)作明白，其個別的(de)本(ben)領和智(zhi)力較低，可是(shi)蜂群(qun)會聚(ju)后能夠(gou)構建重(zhong)大(da)(da)且重(zhong)大(da)(da)的(de)蜂巢，正在重(zhong)大(da)(da)自然環境中(zhong)實現種(zhong)群(qun)繁衍(yan)，體(ti)現出壯大(da)(da)的(de)生(sheng)存本(ben)領和重(zhong)大(da)(da)的(de)群(qun)體(ti)行為。

　　海洋機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)集(ji)群(qun)智能協同(tong)還(huan)克服了單個(ge)(ge)機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)功(gong)(gong)課(ke)本領弱、工(gong)作(zuo)(zuo)范圍(wei)小(xiao)和(he)工(gong)作(zuo)(zuo)效力低等(deng)錯(cuo)誤謬誤，可實現單個(ge)(ge)機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)不(bu)具(ju)備的(de)(de)功(gong)(gong)用，并明(ming)顯提拔體系(xi)的(de)(de)功(gong)(gong)課(ke)效力或本領。機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)集(ji)群(qun)智能協同(tong)手(shou)藝(yi)可將(jiang)人(ren)(ren)(ren)工(gong)智能、大數據(ju)、云較量爭論等(deng)手(shou)藝(yi)作(zuo)(zuo)用下(xia)的(de)(de)機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)通(tong)信、感知、認知、決議、節(jie)制(zhi)取(qu)行(xing)動有用交(jiao)融(rong)，實現集(ji)群(qun)體系(xi)下(xia)個(ge)(ge)別的(de)(de)互聯(lian)互通(tong)、態勢同(tong)享、廣開(kai)言路(lu)，正在龐大卑劣的(de)(de)環(huan)境下(xia)，表現出(chu)取(qu)人(ren)(ren)(ren)類相稱或逾越人(ren)(ren)(ren)類的(de)(de)本領。

　　海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)機器人集群智能(neng)(neng)(neng)協同技能(neng)(neng)(neng)可應用(yong)于(yu)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)環境監測(ce)、防災減災、海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)科學(xue)觀(guan)察、海(hai)底觀(guan)察，支撐(cheng)構建(jian)廣域立(li)體化(hua)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)觀(guan)察網，進而實現(xian)“數字海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)”；還可應用(yong)于(yu)海(hai)底地形測(ce)繪、航道(dao)丈量、油氣勘察等，實現(xian)快速大范圍海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)探(tan)測(ce)，支撐(cheng)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)經濟進展；有助于(yu)保護海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)權益、保障(zhang)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)安(an)全等，對我國(guo)進展人工智能(neng)(neng)(neng)計謀(mou)、建(jian)立(li)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)(yang)強國(guo)具有重要(yao)意義。

　實現集群智能協同(tong)面(mian)對三大(da)挑釁(xin)

　　項(xiang)目(mu)群(qun)義務專家、哈爾濱工程大學(xue)船舶(bo)工程學(xue)院傳授(shou)李(li)曄先容，海洋(yang)機器(qi)人(ren)(ren)集群(qun)智(zhi)能(neng)協(xie)同是“人(ren)(ren)工智(zhi)能(neng)+海洋(yang)無人(ren)(ren)體系”深度交(jiao)融進步的一(yi)(yi)項(xiang)基(ji)礎性(xing)、立異性(xing)技能(neng)，作為引(yin)領(ling)將來設備進步、功課形式變更的一(yi)(yi)項(xiang)前(qian)沿顛覆性(xing)技能(neng)而備受存眷，也(ye)是“十三五”時代一(yi)(yi)項(xiang)具有標(biao)志性(xing)意義的科研(yan)項(xiang)目(mu)。

　　此(ci)次海試的(de)海洋(yang)機器人(ren)集群(qun)智(zhi)能協(xie)同手藝項目(mu)群(qun)體系巨大(da)、觸及關鍵手藝浩瀚(han)、復雜性高。廖煜(yu)雷引見，海洋(yang)機器人(ren)集群(qun)智(zhi)能協(xie)同手藝關鍵面(mian)對三大(da)手藝挑釁。首先，正在(zai)海洋(yang)機器人(ren)編隊中，差(cha)(cha)(cha)別(bie)品種的(de)機器人(ren)被(bei)給(gei)予差(cha)(cha)(cha)別(bie)的(de)任務；與此(ci)同時(shi)，它(ta)們的(de)船型多(duo)(duo)樣(yang)、機動性差(cha)(cha)(cha)別(bie)大(da)、載荷品種多(duo)(duo)，智(zhi)能算法若何(he)有用婚配差(cha)(cha)(cha)別(bie)范例的(de)機器人(ren)并闡揚集群(qun)效能是一大(da)難(nan)點。

　　海洋機(ji)器(qi)人(ren)處(chu)于龐大、卑劣的(de)功(gong)課環境，正在這(zhe)類典范(fan)的(de)強(qiang)滋擾(rao)、弱通信和(he)弱觀察環境里，機(ji)器(qi)人(ren)的(de)智(zhi)能(neng)體系會(hui)受到明顯危害(hai)，活動(dong)擾(rao)動(dong)大、感知沒有正確、信息(xi)交互難。是以(yi)，正在如許(xu)的(de)情況下，若何(he)讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)具有優越的(de)生存能(neng)力和(he)功(gong)課性能(neng)是科(ke)研攻關面對(dui)的(de)第二個挑釁。

　　齷齪、單調、危險，3個關鍵詞解(jie)釋了海(hai)洋(yang)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)(de)義(yi)(yi)務場景。要讓機(ji)器(qi)人(ren)搭載(zai)(zai)多樣的(de)(de)功(gong)用(yong)載(zai)(zai)荷(he)、把握龐(pang)雜的(de)(de)功(gong)課(ke)技能(neng)以知足差別的(de)(de)義(yi)(yi)務需求，并順應龐(pang)雜的(de)(de)、不確(que)定(ding)的(de)(de)乃至(zhi)對抗性的(de)(de)運用(yong)場景，這對智能(neng)算法(fa)的(de)(de)順應性、穩定(ding)性、進修本(ben)領提出了刻(ke)薄(bo)的(de)(de)規定(ding)，也是集群智能(neng)協同手藝面(mian)對的(de)(de)第三個挑釁。

　　要(yao)辦理以上困(kun)難，科(ke)研人(ren)員要(yao)在海洋機器人(ren)集群智能協同手藝的(de)信息同享(xiang)、協同感知、協同編(bian)隊、協同決(jue)議、人(ren)機協同、功課計謀等基(ji)礎理論算法(fa)層面睜開(kai)體系、深入(ru)的(de)研討。

分(fen)布(bu)式架構(gou)讓機器人(ren)隨時(shi)插足或退出

　　近年來(lai)，我國多個(ge)科研機(ji)構(gou)正在機(ji)器人集(ji)(ji)群(qun)智能(neng)(neng)協(xie)同(tong)手(shou)藝領域睜開研討(tao)，取(qu)得了必定的(de)(de)功(gong)效，而本項目群(qun)正在此(ci)前研討(tao)的(de)(de)基礎上，進一步實現(xian)了多個(ge)手(shou)藝打(da)破，如由(you)多機(ji)自(zi)立協(xie)調向(xiang)集(ji)(ji)群(qun)智能(neng)(neng)協(xie)同(tong)的(de)(de)打(da)破；由(you)特(te)定義(yi)務(wu)(wu)導向(xiang)的(de)(de)集(ji)(ji)群(qun)協(xie)同(tong)向(xiang)場(chang)景(jing)順應(ying)多義(yi)務(wu)(wu)集(ji)(ji)群(qun)協(xie)同(tong)的(de)(de)打(da)破；順應(ying)場(chang)景(jing)及環境(jing)由(you)肯定前提向(xiang)非(fei)肯定前提的(de)(de)打(da)破；由(you)編隊掌握到(dao)集(ji)(ji)群(qun)智能(neng)(neng)出現(xian)的(de)(de)打(da)破。個(ge)中最主要的(de)(de)打(da)破便是(shi)集(ji)(ji)群(qun)協(xie)同(tong)架構(gou)由(you)集(ji)(ji)中式(shi)/混(hun)合式(shi)向(xiang)分布(bu)式(shi)超過，和智能(neng)(neng)程度由(you)半自(zi)立向(xiang)齊自(zi)立的(de)(de)超過。

　　項(xiang)目群決(jue)議計(ji)劃項(xiang)目負責人、哈爾(er)濱工程大(da)學(xue)計(ji)算機學(xue)院西(xi)席史(shi)長亭(ting)先(xian)容，集(ji)中(zhong)式(shi)由稱號上能夠看得出，集(ji)群體系架(jia)構中(zhong)存在(zai)一個中(zhong)心（主節點），這類(lei)架(jia)構的(de)(de)(de)體系布置快速、實現簡(jian)樸、適用(yong)于中(zhong)小范圍的(de)(de)(de)集(ji)群或特(te)定(ding)簡(jian)樸義(yi)(yi)務(wu)(wu)(wu)，但因(yin)其體系架(jia)構固(gu)定(ding)，不克不及隨義(yi)(yi)務(wu)(wu)(wu)改動、靈(ling)活(huo)性較差(cha)，一旦主節點被粉碎，輕易(yi)致使(shi)體系潰(kui)散。與此同時，其支撐的(de)(de)(de)機器人數目有限、擴展性差(cha)，難(nan)以實現大(da)范圍集(ji)群體系。是(shi)以，集(ji)中(zhong)式(shi)集(ji)群體系普通(tong)順應特(te)定(ding)的(de)(de)(de)簡(jian)樸義(yi)(yi)務(wu)(wu)(wu)。

　　而分布(bu)式(shi)體(ti)系(xi)(xi)架(jia)構(gou)(gou)更(geng)接(jie)近于(yu)自然界的(de)(de)(de)魚群(qun)、狼群(qun)、蜂群(qun)等群(qun)體(ti)智(zhi)能體(ti)系(xi)(xi)形態(tai)，更(geng)容易(yi)實(shi)現更(geng)高條理(li)、更(geng)高智(zhi)能程度的(de)(de)(de)集(ji)群(qun)智(zhi)能。“分布(bu)式(shi)是多(duo)點(dian)對(dui)(dui)多(duo)點(dian)的(de)(de)(de)無(wu)中間(jian)集(ji)群(qun)體(ti)系(xi)(xi)架(jia)構(gou)(gou)，可隨(sui)時(shi)增減機器(qi)(qi)人(ren)，體(ti)系(xi)(xi)彈性(xing)(xing)易(yi)擴大且(qie)撐持大規模(mo)集(ji)群(qun)體(ti)系(xi)(xi)。與此同時(shi)，如許的(de)(de)(de)架(jia)構(gou)(gou)抗(kang)壓性(xing)(xing)強，若干(gan)機器(qi)(qi)人(ren)插手或(huo)破壞，不影響全部體(ti)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)。分布(bu)式(shi)架(jia)構(gou)(gou)可根據環境(jing)或(huo)使命(ming)的(de)(de)(de)改動(dong)，靜(jing)態(tai)調解(jie)體(ti)系(xi)(xi)架(jia)構(gou)(gou)，更(geng)適用于(yu)不確(que)定(ding)的(de)(de)(de)環境(jing)或(huo)龐(pang)大瞬(shun)變的(de)(de)(de)使命(ming)。而集(ji)群(qun)本領的(de)(de)(de)提(ti)拔，意味(wei)著能夠進步對(dui)(dui)龐(pang)大實(shi)在海(hai)洋環境(jing)的(de)(de)(de)適應性(xing)(xing)，或(huo)撐持完成愈加(jia)龐(pang)大的(de)(de)(de)協同使命(ming)。”項目群(qun)感知項目負責(ze)人(ren)、哈爾濱工程大學船舶工程學院(yuan)西席(xi)王博默示。

　　集(ji)(ji)(ji)群(qun)協(xie)同(tong)(tong)(tong)架構(gou)由集(ji)(ji)(ji)中式(shi)(shi)到分布(bu)式(shi)(shi)的(de)逾(yu)越(yue)，對機(ji)器(qi)人(ren)在線的(de)感知、決議(yi)計劃(hua)、功(gong)課等(deng)才(cai)能(neng)(neng)(neng)和體(ti)系智能(neng)(neng)(neng)化程度提(ti)出了更高請求(qiu)。廖煜雷(lei)暗(an)示，經(jing)由近兩年(nian)的(de)攻(gong)堅(jian)克難，科研團隊突破了信息同(tong)(tong)(tong)享、協(xie)同(tong)(tong)(tong)感知、火速(su)編隊、協(xie)同(tong)(tong)(tong)決議(yi)計劃(hua)、人(ren)機(ji)協(xie)同(tong)(tong)(tong)、功(gong)課計謀、體(ti)系集(ji)(ji)(ji)成(cheng)等(deng)中心關鍵(jian)技(ji)(ji)能(neng)(neng)(neng)，樂成(cheng)研制(zhi)出具有多(duo)協(xie)同(tong)(tong)(tong)義務形式(shi)(shi)、多(duo)智能(neng)(neng)(neng)模態、彈性可重構(gou)的(de)海洋機(ji)器(qi)人(ren)集(ji)(ji)(ji)群(qun)智能(neng)(neng)(neng)協(xie)同(tong)(tong)(tong)技(ji)(ji)能(neng)(neng)(neng)演示體(ti)系，有力推動了海洋機(ji)器(qi)人(ren)集(ji)(ji)(ji)群(qun)智能(neng)(neng)(neng)協(xie)同(tong)(tong)(tong)范疇的(de)理論立異及技(ji)(ji)能(neng)(neng)(neng)發展。

　　“經過綜(zong)合考量體(ti)系架構設計、體(ti)系功用(yong)需求、智(zhi)能(neng)算法(fa)適應性、平(ping)臺功課本領和通(tong)信帶寬(kuan)等多種(zhong)因素，我們的集群(qun)智(zhi)能(neng)協(xie)同(tong)手藝(yi)今(jin)朝(chao)能(neng)支撐不少于(yu)50個(ge)海(hai)洋機(ji)(ji)(ji)器(qi)人配合功課，機(ji)(ji)(ji)器(qi)人能(neng)夠隨(sui)時(shi)插足(zu)或(huo)退出集群(qun)，集群(qun)體(ti)系可(ke)自立快速重(zhong)(zhong)構并重(zhong)(zhong)新(xin)分(fen)配任(ren)務(wu)，進而改動功課范圍或(huo)服從；與(yu)此同(tong)時(shi)，機(ji)(ji)(ji)器(qi)人集群(qun)智(zhi)能(neng)協(xie)同(tong)手藝(yi)可(ke)實現機(ji)(ji)(ji)器(qi)人齊自立操(cao)縱，還可(ke)根據(ju)需求實現人機(ji)(ji)(ji)相互(hu)協(xie)作(zuo)。”項目群(qun)人機(ji)(ji)(ji)協(xie)同(tong)項目負責(ze)人、哈爾濱工程大(da)學計算機(ji)(ji)(ji)學院西(xi)席劉海(hai)波說。（◎通(tong)訊員(yuan) 朱 虹 李(li)麗(li)云）