没有GPS都能自由穿梭？浙江大学蜂群全自主无人机，让未来已来！

蜂群全自主无人机是啥概念？一群没有指挥中心、没有GPS导航的微型无人机，为何能在密不透风的竹林中像鸟群一样自由穿梭，甚至被人为打散后还能重新组队？浙江大学这项登上科学杂志的蜂群技术，究竟藏着多少“黑科技”？

现在开始我们今天的主题：科幻片里的蜂群战术照进现实。

完全自主

比一罐可乐还要轻的无人机倒是不稀奇，但能凭借“独立思考”自由穿梭、自主避障，甚至无视人类干扰的蜂群无人机，就证明绝对不是泛泛之辈，“全自主”三个字更是对传统无人机的吊打。传统无人机的飞行一般都依赖“三件套”，GPS定位、动作捕捉系统，以及后台计算机的统一指挥。

一旦失去这些支持，机群就会立马变成“无头苍蝇”。但是浙大团队的这款蜂群无人机却彻底颠覆了这一模式。它们仅凭拇指大小的机载处理器，就能实时处理环境信息，实现真正的“群体智能”。

每架无人机都像一只拥有“智慧大脑”的麻雀，通过机载摄像头和传感器感知周围障碍，再通过分布式算法规划路径。例如在竹林中，无人机能识别间距不足30厘米的竹竿，主动调整飞行姿态钻过缝隙。更绝的是它们无线共享各自轨迹，形成去中心化的“群体意识”。

这种设计其实就类似自然界的鸟群，每只鸟只需要关注邻近伙伴的动态，就能涌现出整体的协调性。因而这种能力也让无人机群即使在被人类故意干扰，或突然添加障碍物时，也能瞬间规避并恢复队形。就像论文作者所说的那样，他们是在让机器人看得懂世界。

算法革命

不过他们没有GPS，没有预存地图，更没有远程操控，凭什么只用一个小小的芯片就做到“独立思考”和自主规避碰撞呢？实际上核心突破，就在于它所采用的时空结合轨迹规划算法。

此前一般的无人机路径规划往往只考虑“空间”，也就是怎么飞更省距离。但浙大团队同时优化了“空间”和“时间”，是基于空间障碍，提前计算何时加速何时减速。

这就好比让一群人在狭窄走廊相遇，即便没有提前的规划，大家只要不是在争抢，都会自主规划步速和位置，从而避免与其他人相撞。对于这群无人机来说，也是同样的道理，就是通过算法动态调整速度和路线。

比如当前机减速通过缝隙时，后机就会自动计算等待时间避免碰撞。这种算法甚至能在CPU和GPU占用率低于40%的有限算力下运行，真正实现了小马拉大车一般的系统规划能力。而这种智能化的避障能力，更能应对救援等许多现实场景的需要。

抗干扰之王

然而现实环境千差万别，浙大团队为验证系统的可靠性，也为它设计了一系列的“魔鬼测试”。他们不仅在无人机飞行中突然关闭GPS信号，或者抛入新障碍物，甚至让人直接穿插行走拦截。

结果蜂群表现的堪比“功夫高手”，面对突然出现的障碍物，无人机群能瞬间散开绕行。被人为打散队形后，它们又能基于共享轨迹快速重组。甚至在追踪移动目标时，即使目标突然变向，机群也能保持包围圈不破。

这种抗干扰能力源于它的三大设计，最主要的是分布式架构无单一故障点，即使部分无人机失联，余下单位仍然能协同工作。

同时依靠每架无人机上独立运行的视觉惯性里程计进行定位，不依赖外部信号，便杜绝了GPS的影响风险。另外通信系统采用自适应频段，抗干扰性极强。并且由于它们不是执行预设程序，而是真正理解环境并做出决策，因而适应性更强。

巨量应用

加上这些无人机的硬件同样充满巧思。单机重量不到300克，比一罐可乐还轻，而手掌大小的机身却集成了大量的计算单元、传感器和通信模块。这样的轻量化设计不仅提升了续航，更允许大规模部署。

因而应用场景远超想象，比如在灾害救援中，蜂群无人机可自主钻入震后废墟搜索生命信号，替代救援人员去冒险。或这在地形勘探时，它们能快速绘制洞穴三维地图，极大减少人工进行环境检测的危险系数。

更值得关注的是军事潜力，这样的蜂群能执行区域警戒和分布式侦察甚至协同打击任务。由于单机成本低数量大，传统防空系统面对这种“智能蜂群”时，很可能陷入“高射炮打蚊子”的窘境。甚至团队负责人还透露，这项技术可以考虑适配火星车、月球车等太空设备，实现地外蜂群勘探。