下一代無人機將進入「機群」時代
當想到無人機的時候，你頭腦中是怎樣一幅畫面？單一的一個帶有螺旋槳的遙控玩具，或者是一架大型軍用無人駕駛飛機？很快，這些畫面可能會發生很大的變化：無人機正在變得越來越小，製造成本下降，可以自主飛行，並組成以數百個、甚至數千個為單位的群體，像一群鳥一樣飛翔。
這樣的群體被稱為「機群」。將足夠多的無人機組合在一起，它們就可以在很多方面勝過人類。他們可以拯救你的性命，或者在戰場上成為置敵人於死地的作戰部隊。 無人機正變得越來越小，越來越便宜，並且將開始像鳥群一樣形成大規模的機群（圖片來源：David Tipling Photo Library / Alamy Stock Photo） 為什麼無人機機群那麼重要？ 首先，在戰場上，它們可以勝過已經使用了幾十年的軍事武器和技術。設想一下：在一個擁擠的城市，小型四軸飛行器的編隊可以到處收集情報；坦克營隊可能會被從各個方向如約而至的微型攻擊無人機擊潰；在海上，成千上萬的小型無人機可以掃蕩軍艦。雖然許多都會被擊落，但總有一些能夠漏網通過，摧毀雷達，讓軍艦失去防禦能力。 此外，機群中沒有領導者或指揮官；無人機機群是一個集群，是一個自行組織的系統，其中所有的元素都是平等的。機群可以讓無人機高效地搜索一個區域，或者一起飛行且不會發生碰撞。並且只需要一個操作員就可以控制整個機群。 機群的戰鬥力很強。一枚導彈可以擊落一架飛機，但一群無人機在失去數十架後還能繼續前進。導彈數量有限的防空體系會被數量眾多的對手打垮擊潰。 但無人機機群也將出現在許多場景下，例如搖滾音樂會、穀倉前的院子等等。 那麼，我們會開始在日常生活中看到無人機機群嗎？ 對。事實上，你可能已經看到過了。 今年早些時候，300架無人機組成的機群在嘎嘎小姐（Lady Gaga）的超級碗半場表演中組合成美國國旗的樣子，照亮了夜空。而英特爾正在推廣他們的"流星"無人機機群，作為煙火的替代品。中國的億航公司是最大無人機機群紀錄的保持者，在壯觀的新年表演節目中，1000架無人機組成了中國地圖和"福"字。 無人機機群也可以輕鬆完成對管道、煙囪，電力線和工業廠房的低成本檢查。 無人機機群甚至可以在農場裏大展身手。它們可以發現植物病蟲害，並幫助管理用水，或通力合作覆蓋一個區域，進行農藥和除草劑的精凖噴灑。 美國明尼蘇達大學（University of Minnesota）分佈式機器人中心（Centre for Distributed Robotics）的尼古拉斯·帕帕尼克洛普羅斯（Nikolaos Papanikolopoulos）正在研究太陽能無人機，它最終將實現大面積農田的低成本勘察。 帕帕尼克洛普羅斯說："它們的作用可能包括盡早發現缺氮、植物病害以及完成水資源的合理管理。" 還有什麼？ 雖然無人機用於救援行動已經有很多年了，但派出更小型的無人機機群可以拯救更多的生命。 代爾夫特大學（University of Delft）的微型飛行器實驗室正在開發一種"口袋無人機"機群，小到可以放在手心。它們能夠在室內飛行，在建築物受到嚴重破壞以至於救援人員無法進入的情況下入內搜尋，並將在地震等災害後分散尋找倖存者。 拉夫堡大學（Loughborough University）的研究人員建立了一個系統來幫助山地搜索和救援，該系統使用一支由10架小型手動發射無人機組成的團隊。無人機配備有熱像儀，可輕鬆定位登山失蹤者，並通過彼此溝通，確保覆蓋整個區域。 無人機長期以來一直用於搜索和救援，但是由數百架小型無人機組成的機群可以覆蓋更大的區域，進入更狹小的空間（圖片來源：Getty Images） 哪些國家的軍隊正在發展無人機機群——為什麼？ 不止一個超級大國正在發展無人機機群技術。 以美國為例，美國最近從F/A-18噴氣式戰鬥機發射了103架小型"Perdix"無人機。這些無人機重幾百克，並且是從通常用於釋放照明彈的撒布器中投放出來。通過3D打印技術製造出來的Perdix無人機是一次性的，旨在通過作為誘餌或干擾器或通過定位雷達來抑制敵方的防空力量，以便將其摧毀。 美國海軍還計劃開發成本低於一枚導彈的無人機機群。他們正在開發軟件，讓機群可分散成子群體，各自完成特定的任務，或者讓新的無人機可以無縫加入機群。 另一個參與者是中國。中國長期以來是民用小型無人機的領導者。僅大疆創新（DJI）就佔據全球市場的70％左右。現在中國軍方正在研究他們能用這種新技術做什麼。在12月舉行的一次航空航天展覽會上，國有企業中國電子科技集團公司（CETC）展出了一段近70架無人機一起飛行的視頻。這些無人機編隊飛行，併合作完成情報搜集任務。這些無人機也可以協作對敵方導彈發射裝置進行"飽和攻擊"。它們從不同的方向同時俯衝發起攻擊——由於數量太多，防禦武器應接不暇，根本無法阻擋它們。 也許最雄心勃勃的計劃是美國海軍陸戰隊。他們的一個項目是在陸上、海上和空中使用一系列無人機。它們可能是軍隊登陸海灘前的第一波打擊。無人機會進行偵察，定位敵方陣地，並可能發起攻擊。機群也可以防禦敵方無人機機群的攻擊。為了探索這個方向，海軍陸戰隊正在安排機群對機群的軍事演習。（他們已經設計出用於捕獲其他無人機的無人機。） 這些小無人機也可以是間諜、偵察兵或情報搜集者。五角大樓的先進科學機構國防高級研究計劃署（Darpa）正構想讓步兵擁有自己的無人機機群進行偵察，特別是在城市地區和建築物內部。 Swarm Systems公司的史蒂芬·克蘭普頓（Stephen Crampton）表示："250架小型飛行器必須佔據六個城市街區，這些機群可能會自行組織成子集群，提供有用的信息，例如'告訴我們對我方陣地的威脅'。" 那麼，無人機機群的未來是怎樣的呢？ 無人機機群技術還處於起步階段。但它正在快速發展。 在理論上，機群可以擊敗任何現有的武器，並能夠提供足夠精確的火力，造成大規模毀滅。它們的影響可能堪比機槍的發明：如果沒有自己的無人機群，任何軍隊都將在戰場上被快速擊敗。屆時，誰擁有最大、最強的無人機機群，誰就能贏得戰爭。 但戰場遠非是我們將看到無人機機群的唯一地方。事實上，它們有朝一日可能進入我們的日常生活中。 從長遠來看，如果哈佛大學威斯康星研究院（Wyss Institute）的研究人員預測是正確的，那麼小型無人機可能會像昆蟲一樣成為我們環境的一部分。威斯康星研究院的RoboBee項目正在開發一種比紙夾小且重量不足十分之一克的小型無人機。隨著蜜蜂數量的減少，成千上萬的RoboBee小型無人機可以用來監測天氣，監控甚至給農作物授粉。 以後請注意遍及各處的微型無人機機群。要知道，它們現在已經擁有了包括農民和嘎嘎小姐在內的大量擁躉。 請訪問 BBC Future 閲讀 英文原文。