119架无人机集群试验 破纪录飞行如何完成?

2017-06-20 08:50 来源:央视新闻客户端 
2017-06-20 08:50:42来源:央视新闻客户端作者:责任编辑:杨煜

  2016年,一部美国好莱坞出品的科幻动作片《独立日:卷土重来》上映,影片中多次出现海量无人机集群作战的片段,这种科幻的类似场景,在今年的6月,出现在了中国某地的上空。

  这是中国电子科技集团公司组织的一项飞行试验,119架小型固定翼无人机,成功演示了密集弹射起飞、空中集结、多目标分组、编队合围、集群行动等动作。119架,中国再次创造了固定翼无人机集群飞行的世界纪录。

  记者:这119架的这种集群这样的一个试验成功了,对我们很多的普通老百姓来讲,可能没有什么概念?

  赵彦杰:我们其实在这119架的过程中,演示了一些典型的行动动作。

  记者:你说这个行动动作指的是?

  赵彦杰:比如像密集的弹射,弹射起飞,主要是在很短的时间内,把大量的飞机给发射出去,第二个就是飞机在空中可能是散的,在某一个预定的区域,要实现一个空中的集结,第三个就是针对多个目标,可以实现一个自动分组,第四个就是针对多个目标可以把它给围起来,我们叫编队合围,第五个我们展示了一些行动的概念。

  赵彦杰,中国电子科技集团公司智能无人集群项目负责人。

  记者:对你们专业领域来讲是一个什么样的地位?

  赵彦杰:这119架飞机,我们特别强调是叫固定翼无人机集群,这个在未来的作战应用上,可能有较大的意义,当这个集群的数量,突破100架的时候,这是一个比较关键的坎。

  记者:这个坎是一个什么样的门槛?

  赵彦杰:我们经常说三五成群,三个五个也可以叫群,可能未来会有上千架,甚至上万架飞机的集群,那么我们认为,超过100架之后,从技术的角度从应用的角度,就是一个里程碑。

  在传统的观念中,战争就意味着军人的流血牺牲。但是,早就有军事专家预言,在未来的战场上,很可能不再是有血有肉的士兵,而是成群结队的群化武器系统,是以无人装备为主体的智能较量。因为,“零伤亡”的需求必然使战争进入“无人”时代,而“无人”时代迅猛发展又使作战进入了“无人集群”时代,这是军事发展史上的一个超越。

  记者:这个概念能通俗告诉我们,是什么意思吗?

  赵彦杰:比如说我们都知道蚂蚁,蚂蚁是蚁群,每一个蚂蚁可以搬得动的,物体的重量是有限的,但是蚂蚁可以通过分工协作,共同抬起一个比它重很多很多倍的物体,这个就是集群智能简单的表述,其实自然界里边,有很多群体生存的生物,比如说像蜂群,鸟群,狼群,鱼群,我们这个无人机的集群,也是借鉴了自然界,群体相互协同的行为,来作为我们概念的输入点,来做这个研发的。

  记者:当国外一旦在战争中,使用这种无人集群的话,其实最好对付的方式,可能是需要另外一个无人集群?

  赵彦杰:可以这样理解,为什么这么讲,因为大型的高价值的武器平台,对这种小型的密集的无人集群来讲,是很难对付的,首先从探测的角度来讲,这种小平台很难被探测到,第二个可以以一种饱和式的方式,去对你进行一些袭扰,甚至是攻击。

  记者:饱和式的方式指的是?

  赵彦杰:比如说敌方的飞机,或者说敌方的雷达,可以同时追踪500架目标,但是我可以使用1000架,甚至是2000架,大概是这么一个概念,曾经美方有一个仿真的试验,针对宙斯盾的防空系统,以8架飞机为一个集群,对宙斯盾进行一个突破,每一个集群平均有2.8个可以突防。

  自1917年无人机作为一种新型装备问世以来,100年后的今天,智能无人集群再一次成为“改变游戏规则”的颠覆性力量,以集群替代机动、数量提升能力、成本创造优势的方式,重新定义着未来力量运用的形态。

  记者:我采访过无人机攻击机的飞行员,他们在操控无人机的时候,是通过地上的指挥舱,进行多方位的联动指挥,但是对你们现在所做的,它的指挥的方式会是怎样的?

  赵彦杰:通俗点说有点儿像一个人牵着一只风筝,风筝和人之间有一根线,对于我们来讲是用一根线,牵住了一百多只风筝。

  记者:但是这样的话操控难度就太大了?

  赵彦杰:作为集群来讲,并不是去操控每一架飞机的每一个动作,很多姿态的调整,都是靠它自己的,自主化的一些运算来实现的,未来作战,当无人机的数量不断提升的时候,我们没有那么多人去操控无人机,甚至有一天,无人机等无人装备的数量,远远大于作战人员的时候,怎么办,就必须要有集群的控制,集群控制的核心,就是每一个飞机之间,进行相互的通信,每一个飞机根据周围的环境,进行一个自适应地调整,我不用去控制它每一刻每一秒,我只需要告诉它一个任务,它自主去执行。

  在无人机集群的控制技术领域,中美走在世界最前列。2015年,美国海军实现50架固定翼无人机集群飞行的纪录,这些无人机按照主从模式飞行,利用无线自组织网络进行信息交互和共享,与以往每架飞机需要一个操作员不同,该项目通过集群地面控制站,实现了同时对50架无人机的控制,将控制权逐渐转移至飞行器,使无人机实现自主飞行和决策,以减轻操控人员的压力。

  2016年11月,赵彦杰团队主导的中国第一个固定翼无人机集群飞行试验以67架飞机的数量打破了美国的纪录。今年1月,美军使用三架战斗机在空中释放了103架“山鹑”微型侦察无人机,可连续飞行半小时。

  记者:当时这个纪录的数字,对你们研发人员来讲,有没有一种影响?

  赵彦杰:肯定有影响,大家关注的是,你这么短的时间,就被别人超越了,讲一个小故事,我们马上要开集团公司年度大会的时候,准备了一些文字的材料和一些视频的资料,其中有一些表述需要修改,做了一些紧急修改,可以说对我们来讲,那段时间还是很有压力的,我记着我在微信的朋友圈里边,写了这么一句话,叫科技竞赛,大国博弈,新故相推,日生不滞,说的就是这个。

  作为中国电子科技集团智能无人集群的项目负责人,赵彦杰小时候的梦想是当一名飞行员。但不巧的是,那一年,他所在的地区高中不招飞行员,赵彦杰没有实现成为战斗机飞行员的梦想。2006年8月,赵彦杰清华大学毕业后,获得了赴美全额奖学金留学的资格,之后开启了在美国的8年学习生活。

  记者:因为之前我看你的履历是在国外,一直从事各方面的学习和研究?

  赵彦杰:八年的时间,有很多让我铭记一生的地方,2009年的时候熬夜看阅兵式,那个时候感触特别深,是我们国家首次亮相的预警机,它是空中梯队的长机,带领150多架飞机飞过天安门,那个时候的感觉,作为一个海外的游子,只有自己祖国的强大,才是每一个海外华人的坚强后盾。

  记者:为什么你们在国外看到,阅兵式上像预警机这样的情景时候,会对你们有那么大的触动?

  赵彦杰:2006年我出国的时候,和无数的留学生一样,第一次走出国门非常兴奋,当在美国学习生活久了之后,每一次回国都非常激动,每一次坐在飞机上想起来,我可以吃碗正宗的面条的时候,眼泪都快下来了,我觉得每一个在海外漂久了的留学生,内心深处都是热爱自己的祖国的,所以这些事情,让我们和其他很多留学生,做了不同的选择,选择回国工作。

  记者:但是真正下决心,从国外回到国内的时候,在你们的内心有没有做过权衡?

  赵彦杰:有做过,因为那时候我们还比较年轻,可能这个选择会带来两种截然不同的结果,但是从现在来看,我觉得我的选择没有错。

  2014年,赵彦杰和爱人选择回国工作,在了解了国内诸多单位后,他选择了5年前那个令他心潮澎湃的预警机总体单位——中国电子科学研究院,那个时候,中国的无人机发展已经处在世界的前沿,从最初的军用领域逐渐扩展到消费领域,不仅中国的无人机走出了国门,而且国内无人机市场火热,普通民众对无人机的认可程度和需求度逐渐攀升。但是,在无人集群方面,研究还属于基础阶段,赵彦杰团队希望做的,就是快速实现无人集群的试飞。

  记者:为什么会选择这个项目?

  赵彦杰:当我刚刚入职电子科学研究院的时候,参加了一次6.3事故的纪念会,2006年的时候,有40位科学家和军人,因为一些事故牺牲了宝贵的生命,那个时候也感触非常深,觉得能不能让我们的科学家,让我们的军人,少牺牲不牺牲,至少在未来的战争中,我不想让我们的孩子,被机器人伤害,所以我们才要发展无人的装备。

  记者:当时摆在你们面前,最大的阻力和难题是什么?

  赵彦杰:有各方面。

  记者:是你自己主动选择的,还是组织上分配你的?

  赵彦杰:我们现在有一个非常利于创新的宽松的环境,大家基于自己的专业背景,基于自己的兴趣,可以自主选择一些感兴趣的课题进行研究,我记得我们的院长吴曼青院士,多次指示我们,要做就做最好的,要力争前沿突破,而不是跟随,这句话对我们来讲,可以说是我们团队的座右铭。

  在中国电子科技集团公司,赵彦杰的团队是一支年轻的团队,几十人中的大多数人都是80后,90后,而项目负责人赵彦杰本人今年也只有32岁。

  记者:因为在人们印象中,像这种尖端的科技项目,还有试验项目的话,一般都是年龄比较大的一些院士担当的,最初很多人会不会对你,也有一些这样的质疑?

  赵彦杰:这个会有,我们这个团队,更多的像一个创新创业的公司,我们这个团队也是非常拼搏,我记着有一次,有一架飞机出了一些小的故障,它脱离队伍了,掉到水库里去了,我们当时是为了把这个飞机上的数据,给它找回来,绕着水库跑了跑,发现有一个渔船,还是漏的,我们几个人乘上这个船,抱着游回来的心态,去把飞机找回来。

  记者:这么高科技的研发过程里面,还会有这么艰苦的条件?

  赵彦杰:有的时候,像我们飞机掉到山谷里去了,我们很多很年轻的同事,可以说冒着巨大的风险,爬到山谷底下,去把飞机找出来,还是为了得到一些飞行的原始的数据。

  赵彦杰他们面对的,是中美之间齿轮式的竞赛,近两年,在固定翼无人机集群飞行方面,首先是2015年美国的50架,接着是赵彦杰他们的67架,仅仅两个月后,美国释放了103架,而不到半年,赵彦杰他们将这一纪录改写为119架。

  记者:这几十架的数字增加背后,我不知道这个难度和阻力会有多大?

  赵彦杰:这个还是有很大难度的,一个网络的(价值)容量,是跟它的网络里面节点的平方成正比的,你想想看67到119,可以说它的容量翻了接近一倍,二一个就是在67架的时候,我们只是实现了一些简单的飞行,而这一次有针对性,实现了一些典型的动作。

  记者:从当时103架,国外的纪录诞生之后,你们自己定的目标是什么样的?

  赵彦杰:我们的定位,其实就是超过100架飞机,超过100架之后,就应该去研究一些其他的东西。

  记者:从最初你们定了超过100架,到最后试验数据是119架,这个数据是怎么确定,还是随机飞到119架的?

  赵彦杰:当时是设定了120架,有1架掉下来了,就是119。

  记者:原因是什么?

  赵彦杰:它肯定有一些小的问题,但是集群有一个特点,比如我一个集群出去了,有一部分飞机失能了,或者被摧毁了,并不太影响我整个集群,实现我的一些任务,这个就是体系生存率高的体现。

  现在,赵彦杰的的研发团队已经攻克了无人集群的核心技术。但是,还有很多其他的关键技术有待于攻破,不仅如此,对于无人平台的建设,赵彦杰也希望实现工程化、制定出标准以及尽早实用化,等着他们的,还有许多事情要做。

  记者:你们打破了这个纪录,对我们来讲当然每个国人,都会感到很自豪很骄傲,但是对国外同样的科研人员来讲,他们也会有这样的压力,甚至会提出反超的目标。

  赵彦杰:关于中美之间的竞赛也好,超与反超也好,我想这个都不是关键,关键的从最开始的50架到67架,到103架到119架,数量不断提升。

  记者:你对自己肯定会有一个设想的目标?

  赵彦杰:我想带领我们的团队,成为中国最有名的无人集群的研发团队。

  记者:现在距离这个目标还有多远?

  赵彦杰:还是有很多距离,我们还有很多路要走。

  记者: 很想听到你们最近将来还会有什么样的惊喜给我们?

  赵彦杰:我们有规划,未来一到两年需要做的一些事情,但是现在还不方便对外透露。

[责任编辑:杨煜]

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