BBC：无人机的“蜂群”时代

英国BBC新闻网刊登了David Hambling的文章，题目为“蜂群：无人机的下一个时代”。

你想象中的无人机是什么形象？是带螺旋桨的独立遥控玩具，还是大型的军用无人驾驶机？这些形象可能很快会发生重大变化：无人机将变得越来越小，制造成本更低，可以自动缩放，成百上千个无人机聚集在一起，像鸟群一样飞翔。

它们被称为蜂群——只要将足够多的无人机组合在一起，就可以在很多方面超越人类；它们可以拯救你的生命，或在战场上成为一个致命的协同作战力量。

为什么无人机蜂群如此重要？

首先，在战场上，它们将胜过军方已经使用了几十年的武器和技术。请设想以下场景：拥挤的城市里，一队队小型四旋翼飞行器四处飞行，收集情报。坦克营可能被从各个方向秘密潜入的微型无人攻击机一举击溃。在海上，成千上万的小型无人机能冲向军舰发起攻击；许多无人机可能会被击落，但还有一些也许能坚持下来并摧毁雷达，使船只失去防御能力。

此外，无人机蜂群中没有领导者或指挥官；蜂群是一个自组织系统，其中所有成员的地位都是平等的。蜂群结构使得无人机能够有效搜索一个区域，或集群飞行而不会发生碰撞。只需要一个操作员来控制整个蜂群。

蜂群很强大。一枚导弹可以击落一架飞机，但一个无人机蜂群却可以在失去数十名成员的情况下继续前进。导弹供应有限的空中防御可能会被数量足够多的对手突破。而无人机蜂群也即将出现在许多其他环境中，从摇滚音乐会到农场。

因此，我们将会在日常生活中看到无人机群吗？没错。其实我们可能已经看到过了。

2017年早些时候，300架无人机在美国歌手Lady Gaga的超级碗半场表演中组合成美国国旗，照亮了夜空。英特尔正在推广他们的“流星”（Shooting Star）无人机蜂群来代替烟火。中国公司亿航（eHang）在一个壮观的新年庆祝节目中创造了最大的无人机蜂群记录。他们用1000架无人机组成了一副中国地图和“福从天降”的汉字。

无人机蜂群也能够以经济而简单的方式检查管道、烟囱、电线和工业厂房。

无人机群甚至可以在农场中发挥作用。它们可以发现植物病害并帮助管理用水，或在所需的准确位置喷洒农药和除草剂。所有无人机协同工作，覆盖整个区域，填补空缺。

美国明尼苏达大学（University of Minnesota）分布式机器人中心（Centre for Distributed Robotics）的研究人员正在研究太阳能无人机。该无人机将通过联合工作实现以低成本监察大面积农田。研究人员说：“它们的作用可能包括氮缺乏和植物病害的早期检测以及水资源的适当管理。”

无人机还能做什么？

虽然多年来无人机一直被用于救援行动，但派遣更小型无人机组成的蜂群可能会拯救更多的生命。

荷兰代尔夫特大学（University of Delft）的微型飞行器实验室（Micro-Air Vehicle Laboratory）正在开发“口袋无人机”蜂群，其中每个无人机都小到可以一手握住。它们能够在室内飞行，在受到严重破坏、救援人员无法进入的建筑物内进行调查，在有地震余波和其他灾难的情况下寻找幸存者。

英国拉夫堡大学（Loughborough University）的研究人员构建了一个用于山地搜索救援的辅助系统。该系统利用10个能够手持发射的小型无人机组成集群。这些无人机配备了热像仪，可以轻松定位失踪的登山者，并通过无人机之间相互通信，确保整个区域都被覆盖。

哪些军队部门正在开发无人机蜂群？

不止一个超级大国正在开发无人机蜂群技术。例如，美国最近从F/A-18喷气战斗机上发射了103架小型“山鹑”（Perdix）无人机。这些无人机的重量只有几百克，利用通常用于发射闪光弹的发射器发射。这种3D打印的山鹑无人机是一次性的，旨在作为诱饵、干扰器或定位雷达来抑制敌方防空，从而将其摧毁。美国海军还致力于开发成本低于一枚导弹的无人机蜂群。他们正在开发软件，让无人机蜂群为特定任务分散开，或允许新的无人机无缝加入蜂群。

作为小型消费级无人机的长期领导者，中国是另一个参与者。仅中国大疆(DJI)公司就拥有全球70％左右的无人机市场，目前中国军方正在考察如何利用这种新技术。在2016年12月的航空航天展览会上，国企中国电子科技集团公司（China Electronics Technology Group Corporation，CETC）展示了近70架无人机一起飞行的视频。这些无人机以组队形式飞行，并合作执行情报搜集任务。它们也可以对敌方导弹发射器进行“饱和攻击”，从不同方向同时进行攻击，同一时间攻击数量太多致使防御方无法阻止。

或许最雄心勃勃的计划来自于美国海军陆战队。他们计划在陆、海、空使用多种无人机。这些无人机可能被用于在士兵登陆作战之前对海滩做第一轮接触，对敌方阵地进行侦察和定位，并可能对其发起攻击。无人机蜂群也可以防御敌方无人机蜂群。为了探索这个问题，海军陆战队正在开发蜂群对抗蜂群的战争游戏。（已经有专门捕获其他无人机的无人机了。）

这些小型无人机也可以成为间谍、侦察兵或情报采集者。美国五角大楼高级科学机构——国防部高级研究计划局（Darpa）设想，步兵将使用无人机蜂群进行侦察，特别是在城市地区和建筑物内部。

美国Swarm Systems公司表示：“二百五十架小型飞行器需要覆盖六个城市街区”。这些无人机蜂群可能会“自发分成小蜂群以传递有用信息，例如‘告诉我们当前所处位置面临的威胁’”。

无人机蜂群的未来会是什么样的呢？

无人机蜂群技术还处于起步阶段，但它正在快速发展。理论上，无人机蜂群可以击败任何现有武器，并提供足以造成大规模破坏的精确火力。它们的影响可能类似于机枪的发展历程：在战场上，任何没有无人机蜂群的一方将面临迅速失败。因此，战争的胜败将可能只取决于谁拥有最大、最好的无人机群。

但战场决非我们可以看到无人机蜂群的唯一地方。事实上，它们将出现在我们的日常生活中。

从长远来看，如果哈佛大学威斯研究所（Harvard’s Wyss Institute）的研究人员是正确的，那么小型无人机可能会像昆虫一样成为我们环境的一部分。他们的RoboBee项目正在开发比回形针更小且重量小于10克的微型无人机。成千上万的RoboBees无人机可用于对天气的监测和监视，甚至蜜蜂数量减少的时候对作物进行授粉。