編者按當(dāng)前,加快軍事智能化發(fā)展已成為世界強(qiáng)國的共識(shí)。人工智能技術(shù)和軍事智能化在空戰(zhàn)領(lǐng)域的深化發(fā)展,必然創(chuàng)生智能化空戰(zhàn),這是未來航空作戰(zhàn)領(lǐng)域的制高點(diǎn)。然而,動(dòng)態(tài)復(fù)雜的空戰(zhàn)場(chǎng),呈現(xiàn)著高動(dòng)態(tài)的對(duì)抗博弈、難以重復(fù)的過程特征、無限維數(shù)的場(chǎng)景模式等等特性,對(duì)人工智能技術(shù)在智能空戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用提出了巨大挑戰(zhàn),也成為推進(jìn)軍事智能化深化發(fā)展的技術(shù)難題。因此,開展面向航空智能作戰(zhàn)的基礎(chǔ)科學(xué)問題和技術(shù)運(yùn)用問題的系統(tǒng)化研究,具有緊迫的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的科學(xué)意義。本專題依托科技部“新一代人工智能”重大項(xiàng)目“‘蜂群’多智能體系統(tǒng)群智激發(fā)匯聚研究與實(shí)現(xiàn)”、國家自然科學(xué)基金“基于認(rèn)知發(fā)育的低空環(huán)境無人機(jī)防碰撞控制機(jī)理研究”“無人集群跟蹤與編隊(duì)重點(diǎn)自主協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”等軍內(nèi)外科研項(xiàng)目而設(shè)立,目的是匯聚國內(nèi)在此領(lǐng)域的高端研究力量,研究面向智能無人作戰(zhàn)的無人機(jī)自主控制、智能協(xié)作、人機(jī)協(xié)同和蜂群對(duì)抗等方面的理論與技術(shù)方法,探索面向復(fù)雜環(huán)境的智能無人機(jī)和蜂群無人系統(tǒng)的運(yùn)用模式和效能機(jī)理,搭建學(xué)術(shù)研究與技術(shù)應(yīng)用的交流平臺(tái),為相關(guān)研究人員提供有益的參考,共同推動(dòng)智能無人作戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展和提高。本專題采用視頻加載等增強(qiáng)出版形式,讀者可掃描文中二維碼鏈接來觀看相關(guān)視頻資料,以加深對(duì)所研究問題的認(rèn)識(shí)。限于研究者水平,文中所述方法及結(jié)論可能存在一定局限性。
本期專題共由3篇論文組成,分別是:
《針對(duì)逃逸目標(biāo)的多機(jī)協(xié)同圍捕策略研究》將自然界中生物群落在捕捉獵物時(shí)展現(xiàn)的逃逸-圍捕策略引入到多無人機(jī)協(xié)同追蹤圍捕中,設(shè)計(jì)了一種多無人機(jī)協(xié)同圍捕逃逸目標(biāo)策略。首先使用基于動(dòng)態(tài)反饋線性化的控制方法準(zhǔn)確跟蹤逃逸目標(biāo),之后使用李雅普諾夫矢量場(chǎng)方法保障多無人機(jī)在圍捕飛行中躲避敵方防空力量、雷達(dá)探測(cè)等危險(xiǎn)區(qū)域,從而保證了在復(fù)雜場(chǎng)景中多無人機(jī)阻止目標(biāo)逃逸并實(shí)現(xiàn)圍捕的策略有效性。
《面向多機(jī)協(xié)同的Att-MADDPG圍捕控制方法設(shè)計(jì)》針對(duì)面向動(dòng)態(tài)目標(biāo)的集群圍捕問題,將注意力機(jī)制引入圍捕過程,設(shè)計(jì)基于注意力(Attention)機(jī)制的協(xié)同圍捕策略。在Critic網(wǎng)絡(luò)加入Attention模塊,依據(jù)不同注意力權(quán)重對(duì)所有圍捕無人機(jī)進(jìn)行信息處理;同時(shí),使用Attention模塊改進(jìn)Actor網(wǎng)絡(luò)的策略生成結(jié)果,促使其他無人機(jī)進(jìn)行協(xié)同圍捕。改進(jìn)后的算法提高了訓(xùn)練穩(wěn)定性,也有效減少了完成圍捕的任務(wù)耗時(shí)。
《基于L-Kshape-HACA的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)分割聚類》針對(duì)近距空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)變化劇烈以及評(píng)估參數(shù)多維耦合的問題,提出一種基于L-Kshape-HACA的多元空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)分割聚類方法。以分層時(shí)序聚類分析為框架,利用拉普拉斯中心性方法確定聚類數(shù)目,同時(shí)采用Kshape對(duì)多元時(shí)間序列進(jìn)行聚類分析,解決了多維參數(shù)下的態(tài)勢(shì)信息提取問題。
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本期專題主持人簡(jiǎn)介:
魏瑞軒(1968—),男,陜西岐山人??哲姽こ檀髮W(xué)航空工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,軍隊(duì)學(xué)科拔尖人才,空軍級(jí)專家,享受政府特殊津貼,獲“軍隊(duì)院校育才獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)、銀獎(jiǎng)。長(zhǎng)期從事無人飛行器自主協(xié)同控制、群體智能協(xié)作等方面的科學(xué)研究,曾獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),二等獎(jiǎng)2項(xiàng),國防科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),軍事理論優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)4項(xiàng),軍隊(duì)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng),陜西省高等學(xué)校優(yōu)秀教材一、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng),主持和參與國家自然科學(xué)基金“基于認(rèn)知發(fā)育的低空環(huán)境無人機(jī)防碰撞控制機(jī)理研究”、科技部“新一代人工智能”重大項(xiàng)目“‘蜂群’多智能體系統(tǒng)群智激發(fā)匯聚研究與實(shí)現(xiàn)”等多個(gè)軍內(nèi)外科研項(xiàng)目。率隊(duì)獲首屆“無人爭(zhēng)鋒”全國智能無人機(jī)集群挑戰(zhàn)賽亞軍,出版《先進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)運(yùn)用》《先進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)制導(dǎo)與控制》《認(rèn)知自動(dòng)化的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》等專著、譯著,發(fā)表論文60余篇。指導(dǎo)學(xué)員獲國際未來飛行器大賽冠軍、全國研究生電子競(jìng)賽一、二等獎(jiǎng)、最佳技術(shù)論文獎(jiǎng),陜西省一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng),陜西省自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)等。