2.美軍 103架“山鶉”（Perdix）無人機具備了集群的基本能力，而珠海航展67架無人機并不具備集群的基本能力

無人機集群是指借鑒自然界的自組織機制，使具備有限自主能力的多架無人機在沒有集中指揮控制的情況下，通過相互間信息通信產(chǎn)生整體效應(yīng)，實現(xiàn)較高程度的自主協(xié)作，從而能在盡量少的人員干預(yù)下完成預(yù)期的任務(wù)目標(biāo)。

自主集群飛行技術(shù)具有以下三個重要特點：

1）無中心化：沒有一個個體處于中心控制主導(dǎo)飛行的地位。一旦有任何一個個體消失或喪失功能，整個群體依然有序地飛行。

2）自主化：飛行期間無人為操控，所有個體只控制個體飛行，并觀察臨近個體位置，但并不對任何其他個體產(chǎn)生主觀影響作用。

3）自治化：所有個體自然形成一個穩(wěn)定的集群結(jié)構(gòu)，一旦有任何一個個體因喪失功能脫離群體或因任何原因改變?nèi)后w結(jié)構(gòu)位置，新的集群結(jié)構(gòu)排列會快速自動形成并保持穩(wěn)定。

因此，無人機集群中個體數(shù)量的多少固然是一個考量的因素，但集群真正的難度在于無人機自主性的高低，以及個體數(shù)量增多以后帶來的集群協(xié)同性。

先看美軍“Perdix”無人機集群是否具備這三項能力。

美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室主任威廉·羅珀爾（William Roper）表示：“Perdix并不是經(jīng)過預(yù)設(shè)程序的協(xié)調(diào)行動的個體，而是像自然界中類似鳥群的動物群體那樣共享一個分布式大腦，相互協(xié)調(diào)行動”。“每一個Perdix都可以和另一個Perdix通信聯(lián)絡(luò)，所以機群沒有領(lǐng)袖，可以非常順利地允許每一個無人機進入或離開這個群體。”因此“Perdix”具有環(huán)境感知能力和互相尋找、組隊能力。

從美國國防部公布的上述演示視頻來看，雖然“Perdix”無人機的尺寸小、飛行速度快，在空中很難看清楚無人機，但在地面的測控站上，無人機集群的信號清晰可見。

圖6為地面控制員為集群設(shè)置目標(biāo)點（左側(cè)紅點），這是本次演示中為集群設(shè)定的第一項任務(wù)。

從視頻畫面上可看到，“Perdix”無人機集群演示了先進的群體行為。被戰(zhàn)斗機釋放出來后，“Perdix”能找到伙伴，組成類似“蜂群”的隊伍，根據(jù)任務(wù)要求一起協(xié)作控制、導(dǎo)航、聚集、解散。整個集群里的每一個體都非常自由，像鳥群一樣忽聚忽散，上下翻飛，而且相互之間能有效避撞。當(dāng)?shù)谝豁椚蝿?wù)出現(xiàn)時，所有無人機從自由飛行狀態(tài)全都齊刷刷調(diào)轉(zhuǎn)機頭向目標(biāo)（左側(cè)紅點）飛去，執(zhí)行任務(wù)。圖7為“Perdix”無人機集群執(zhí)行第四次攻擊任務(wù)。圖8為在完成4次任務(wù)之后，“蜂群”成員開始繞一個設(shè)定的中心點，進行半徑約100米的繞圈飛行。

從以上可以看出，美軍的“Perdix”項目已經(jīng)完美的詮釋了無人機集群的三大特點：無中心化、自主化、自治化。因此有國外媒體用“驚人”(terrifying)一詞來形容美軍“Perdix”無人機集群所取得的成就。

新聞中還提到：目前“Perdix”無人機集群已經(jīng)獲得美軍訂單，將于2017年投入實戰(zhàn)，并將被部署到敏感地區(qū)執(zhí)行巡邏任務(wù)。而且美軍的最終目標(biāo)是1000架微無人機組成集群。

再來看中國珠海航展的67架無人機集群。

盡管這個珠海航展67架無人機的團隊聲稱自己的產(chǎn)品也具備了動態(tài)無中心自組網(wǎng)、集群協(xié)同、傳感與避障等功能，但他們的無人機集群在實飛時僅僅表演了齊步走功能：所有飛機從地面彈射架上依次彈射起飛，然后在空中組成一個整齊的編隊，共同飛行一段距離后再依次降落在地面上。至于無中心自組網(wǎng)、集群協(xié)同攻擊這些關(guān)鍵技術(shù)特征居然是用動畫來演示的。

從以上技術(shù)細節(jié)可以看出，珠海67架無人機集群還不能算作真正的集群，只能算作無人機編隊。

這里有必要清楚解釋一下無人機編隊和無人機集群之間的異同。由于二者都是大量的無人機升空，因此形式上很相似，以至于現(xiàn)在很多人混淆不清，認(rèn)為二者是一回事。無人機編隊的關(guān)鍵在于路徑統(tǒng)一規(guī)劃，而無人機集群的關(guān)鍵在于無中心化、自主化、自治化，無需預(yù)先進行統(tǒng)一路徑規(guī)劃。舉個通俗的比喻，無人機編隊就好比是一群人跳進游泳池里整齊劃一的向前游，無人機集群則相當(dāng)于一支花樣游泳隊在水中協(xié)同表演，二者性質(zhì)不同，技術(shù)難度也不可同日而語。

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