2个或多个机器人协同作业， 并不是简单的功能叠加， 而是会出现1+1>2的群体智能效应， 涌现出全新的协同行为模态， 从而可以完成更加复杂的协同任务 。
廖煜雷 项目群牵头人、哈尔滨工程大学船舶工程学院教师
2个或多个机器人协同作业， 并不是简单的功能叠加， 而是会出现1+1>2的群体智能效应， 涌现出全新的协同行为模态， 从而可以完成更加复杂的协同任务 。
机器人组团海上出征， 你见过吗？海面上， 多个海洋机器人列队行进， 它们通过组网通讯共享信息， 随着作业局势的不断改变， 快速变换队形， 最终完成协同探测等任务 。 并且这些任务完全由机器人们自主作业， 不需要人为干预 。
采访人员3月初从哈尔滨工程大学获悉， 由哈尔滨工程大学水下机器人技术国家级重点实验室牵头的海洋机器人集群智能协同技术项目群成功展示了机器人组团海上出征的场面， 并顺利通过了海试验收 。
本次团队协作演示在国内首次实现了海洋机器人集群智能协同架构模式从集中式/混合式发展为分布式， 系统协同智能化水平从半自主升级为全自主， 适应任务场景及环境从确定结构化拓展为未知非结构化， 这标志着我国海洋机器人集群智能协同技术取得了实质性突破并达到了国际先进水平 。
团队协同涌现群体智能效应
海洋机器人是一类能够遥控或自主操控完成特定功能的无人海上航行器 。 海洋机器人发展的历史约有70年， 经历了从载人到无人， 从直接操控、遥控到自主、智能， 从单机、多机到集群的主要发展阶段 。 受计算机、人工智能、材料、通信、传感器等技术的推动， 近30年来， 海洋机器人发展迅猛， 如今人工智能技术正在推动海洋机器人进入智能海洋机器人时代 。
就像自然界中的鱼群、狼群、蜂群一样， “2个或多个机器人协同作业， 并不是简单的功能叠加， 而是会出现1+1>2的群体智能效应， 涌现出全新的协同行为模态， 从而可以完成更加复杂的协同任务 。 ”项目群牵头人、哈尔滨工程大学船舶工程学院教师廖煜雷介绍 。
俗话说众人拾柴火焰高， 群体智能是源于自然界群居生物系统中的一种涌现智能， 以蜂群为例， 每个蜜蜂的分工明确， 其个体的能力和智力较低， 但是蜂群汇聚后可以构建庞大且复杂的蜂巢， 在复杂自然环境中实现种群繁衍， 体现出强大的生存能力和复杂的群体行为 。
海洋机器人的集群智能协同也克服了单个机器人作业能力弱、工作范围小和工作效率低等缺点， 可实现单个机器人不具备的功能， 并显著提升系统的作业效率或能力 。 机器人集群智能协同技术可将人工智能、大数据、云计算等技术作用下的机器人的通信、感知、认知、决策、控制与行为有效融合， 实现集群系统下个体的互联互通、态势共享、群策群力， 在复杂恶劣的环境下， 表现出与人类相当或超越人类的能力 。
海洋机器人集群智能协同技术可应用于海洋环境监测、防灾减灾、海洋科学调查、海底观测， 支撑构建广域立体化海洋观测网， 进而实现“数字海洋”；还可应用于海底地形测绘、航道测量、油气勘探等， 实现快速大范围海洋探测， 支持海洋经济发展；有助于维护海洋权益、保障海洋安全等， 对我国发展人工智能战略、建设海洋强国具有重要意义 。
实现集群智能协同面临三大挑战
【机器人组团出征 集群智能协同让1加1大于2】项目群责任专家、哈尔滨工程大学船舶工程学院教授李晔介绍， 海洋机器人集群智能协同是“人工智能+海洋无人系统”深度融合发展的一项基础性、创新性技术， 作为引领未来装备发展、作业模式变革的一项前沿颠覆性技术而备受关注， 也是“十三五”期间一项具有标志性意义的科研项目 。
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