加州理工学院的工程师们开发了一种新的控制算法，可以让一架无人机将整群鸟赶出机场的空域。该算法是在IEEE机器人汇刊．

这个项目的灵感来自2009年的“哈德逊河奇迹”，当时美国航空公司1549号航班起飞后不久撞上了一群鹅，飞行员切斯利·萨伦伯格和杰弗里·斯基尔斯被迫降落在曼哈顿附近的哈德逊河上。

他说:“1549号航班上的乘客之所以获救，是因为飞行员的技术非常熟练。Soon-Jo涌他是工程与应用科学系航空航天和布伦学者的副教授，也是喷气推进实验室的研究科学家，也是无人机羊群项目的主要研究员。“这让我想到，下一次可能不会有这样一个幸福的结局。所以我开始想办法利用我在自动驾驶和机器人方面的研究领域来保护领空不受鸟类的影响。”

目前控制领空的策略包括改变周围环境，减少对鸟类的吸引力，使用训练有素的猎鹰吓跑鸟群，甚至驾驶无人机来吓跑鸟类。加州理工学院的研究人员钟说，这些策略可能代价高昂，或者在手动驾驶无人机的情况下，不可靠自主系统与技术中心．

“当把鸟类赶出一个空域时，你必须非常小心无人机的位置。如果距离太远，就无法移动鸟群。如果它靠得太近，你就有可能分散羊群，让它完全无法控制。这很难用有人驾驶的无人机做到。”

放牧依靠的是将羊群作为一个单独的、被控制的实体进行管理的能力——在改变行进方向的同时保持羊群的团结。鸟群中的每只鸟都会对离它最近的鸟的行为变化做出反应。有效的放牧需要一个外部威胁——在这种情况下，就是无人机——以这样一种方式定位自己，鼓励鸟群边缘的鸟改变路线，然后影响到离它们最近的鸟，它们又影响到离鸟群更远的鸟，以此类推，直到整个鸟群改变路线。然而，这种定位必须精确:如果外部威胁太过强烈并冲向鸟群，鸟类就会惊慌失措，单独行动，而不是集体行动。

2013年，当他在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校担任助理教授时，他获得了国家科学基金会职业奖，以解决这个问题。起初，钟打算制造一个自我引导的拍打机器人，它的飞行可以模仿猎鹰，他认为这种生物灵感的设计将使它在控制鸟群时更有效，通过给它们一个看起来自然的威胁。虽然在这个方向上的工作确实产生了一种全新的无人机风格——“蝙蝠机器人，他发现现成的四旋翼无人机在驱赶鸟类方面也同样有效。

为了教会无人机自主放牧，钟和他的同事们，包括他以前的研究生、伦敦帝国学院的阿迪提亚·帕兰贾普，研究并推导出了一个蜂群动力学的数学模型，来描述蜂群如何建立和保持队形，它们如何应对蜂群边缘的威胁，以及它们如何在蜂群中传播这种威胁。他们的工作改进了为放羊设计的算法，这种算法只需要在二维空间而不是三维空间中工作。

“我们仔细研究了鸟群动力学以及鸟群和追赶者之间的相互作用，以开发一种数学上合理的羊群算法，确保使用自主无人机安全地迁移鸟群，”加州理工学院航空航天博士后学者、IEEE论文的合著者Kyunam Kim说。

一旦他们能够生成蜂群行为的数学描述，研究人员就会对其进行逆向工程，看看蜂群如何对接近的外部威胁做出反应，然后使用这些信息创建一个新的羊群算法，为来袭的无人机生成理想的飞行路径，使蜂群远离受保护的空域，而不分散该空域。

Chung说:“我之前的研究集中在宇宙飞船和无人机群，结果与这个项目惊人地相关。”

该团队在韩国一片田野附近的鸟群上测试了该算法，发现一架无人机可以将几十只鸟群赶出指定的空域。Chung说，该算法的有效性只受飞来鸟类的数量和大小的限制，并补充说，该团队计划探索如何扩大该项目的规模，使多架无人机处理多个鸟群。

---

了下:运动控制•电机控制

---