來(lái)源：中國(guó)軍網(wǎng)-中國(guó)國(guó)防報(bào) 責(zé)任編輯：徐占虎 發(fā)布：2025-09-23 10:34:05
人工智能助力無(wú)人機(jī)“聽聲辨路”
■楊關(guān)鐸
試驗(yàn)中的無(wú)人機(jī)可在低能見度的塵土環(huán)境下飛行。
據(jù)外媒報(bào)道，近日，美國(guó)密歇根大學(xué)某研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種基于蝙蝠回聲定位原理的新型導(dǎo)航系統(tǒng)，為無(wú)人系統(tǒng)在黑暗或低能見度環(huán)境中的導(dǎo)航提供了新的解決方案。
當(dāng)前，無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅猛，但實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人化自主操作仍需突破不少技術(shù)瓶頸，比如導(dǎo)航技術(shù)?，F(xiàn)有無(wú)人機(jī)和機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)主要依賴視覺識(shí)別、激光雷達(dá)或衛(wèi)星定位技術(shù)，這些方法在復(fù)雜環(huán)境下存在明顯局限性。例如，在黑暗、煙霧、水下、地下等特殊環(huán)境或GPS信號(hào)受干擾的情況下，傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)往往難以正常工作。
回聲定位是一種生物通過(guò)發(fā)射聲波并接收反射回波進(jìn)行空間定向的感知方式。聲波在遇到障礙物后反射，生物通過(guò)解析回聲判斷物體的位置、形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，常見于蝙蝠、海豚和齒鯨等動(dòng)物。受此啟發(fā)，西班牙研究人員曾開發(fā)出一款幫助盲人導(dǎo)航的回聲定位系統(tǒng)，而美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上研發(fā)出仿生超聲波導(dǎo)航系統(tǒng)。
新型仿生超聲波導(dǎo)航系統(tǒng)擺脫了對(duì)視覺信息的依賴，該系統(tǒng)不使用攝像頭、激光雷達(dá)或GPS，而是采用仿生學(xué)原理，結(jié)合超聲波技術(shù)和人工智能算法，通過(guò)回聲定位實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知。其工作原理為：系統(tǒng)發(fā)射高頻超聲波信號(hào)，然后通過(guò)傳感器接收聲波在周圍物體上反射回的信號(hào)。依靠先進(jìn)的信號(hào)處理算法，系統(tǒng)能有效分析回波信息，構(gòu)建出精確的三維環(huán)境模型，從而實(shí)現(xiàn)空間識(shí)別與路徑規(guī)劃。
相比傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)，這種以自然生物為靈感、融合人工智能的“類蝙蝠”系統(tǒng)具備抗干擾性強(qiáng)、隱蔽性高、功耗低等特點(diǎn)，可在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行導(dǎo)航，并實(shí)現(xiàn)物體識(shí)別、智能避障及路徑優(yōu)化等功能，一定程度上擴(kuò)展了無(wú)人設(shè)備的適用場(chǎng)景。
新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“聽聲辨路”的核心，在于其獨(dú)特的人工智能算法訓(xùn)練機(jī)制。該系統(tǒng)采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為其人工智能模型，能夠從特定回聲特征中識(shí)別物體形狀，實(shí)時(shí)處理大量超聲波反射數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為可用于環(huán)境感知和決策的有用信息。
該系統(tǒng)正在無(wú)人機(jī)上進(jìn)行集成測(cè)試和優(yōu)化，已獲美國(guó)軍方關(guān)注。研究人員表示，一旦技術(shù)成熟，該系統(tǒng)有望集成至智能無(wú)人系統(tǒng)的末端導(dǎo)航、水下無(wú)人潛航器的自主導(dǎo)航模塊等。
