11月7日下午，2020年中国自动化大会专题论坛“无人系统”在上海国际会议中心长江厅成功召开。

该论坛由中国工程院院士、同济大学校长、中国自动化学会副理事长陈杰教授和上海大学谢少荣教授共同担任论坛主席。论坛还邀请到北京航空航天大学段海滨教授、重庆大学罗均教授、西安交通大学薛建儒教授、浙江大学曹毅教授、同济大学陈启军教授、北京航空航天大学文力教授、北京理工大学辛斌教授等七位专家，为大家带来了精彩的学术报告。

首先由陈杰院士为论坛致辞。陈杰院士表示，无人系统是一个关系到国计民生的重点研究领域，本专题针对无人系统发展的前沿基础理论、关键技术、典型应用，邀请到了国内顶级的专家，涉及空、天、地、海无人系统，旨在为大家带来一场丰富的学术盛宴。随后谢少荣教授主持了整个专题。专题现场十分火爆，座无虚席，大量参会代表席地而坐，专心聆听论坛报告。

论坛的首个报告由北京航空航天大学的段海滨教授带来，报告题目为《仿鸟群智能的无人机、有人机共融集群自主飞行控制》。报告从自然界中雁群、鸽群等鸟类集群智能行为中所体现的分布式、自组织、协同性和鲁棒性等特点开始讲起，涉及了无人机与有人机共融集群。鸟群通过个体决策，最终使得整个鸟群从宏观上涌现出自组织性、协作性、稳定性及对环境的适应性。无人机与有人机共融集群的目的则是通过分布式决策实现能够自组织、协调性好、鲁棒性强的有人机与无人机异构协同编队飞行。报告阐述了鸟群集群智能行为与共融集群自主飞行控制的映射关系，通过借鉴鸟群智能行为所表现出的智能涌现特点，使共融集群系统中的无人机可在有人机部分人工干预下，通过局部感知，与其他无人机和外界环境进行实时交互，将鸟群集群的智能涌现宏观尺度上映射为无人机与有人机共融集群自主飞行控制，并对未来的发展趋势进行了展望。

第二位报告人为来自北京理工大学的辛斌教授，报告题目为《无人作战系统的任务规划》。报告从国际热点的无人机、地面机器人等无人作战系统在利比亚战争、叙利亚战争、阿塞拜疆-亚美尼亚近期武装冲突等历次战争中呈现出强大的战斗力讲起，展现了无人作战系统的重要军事价值。无人系统技术目前正向智能化、自主化、集群化等方向发展，对于智能自主无人系统而言，无论单体还是集群，任务规划技术都是一项核心技术，对无人系统的作战效能有着极为重要的影响。报告从无人系统能力谱和控制系统的角度阐述了无人系统任务规划的基本概念与范畴，然后从资源分配、运动规划和多平台协同任务规划三个方面介绍了报告专家在无人系统任务规划方面的研究。

第三位报告人为西安交通大学的薛建儒教授，题目是《智能驾驶决策-自主与协同》。报告首先说明了自主智能运动系统是在人工智能与机器人领域备受关注的智能机器。然而，实现完全自主的无人系统依然面临着诸多不确定性、脆弱性和开放性问题，因此需要考虑将人的作用或人脑的认知机制引入到无人系统中，形成混合增强智能系统。报告结合其团队在无人车上的多年实践与探索，介绍了混合智能驾驶的两种形态：人机共驾、受脑认知和神经科学启发的自主驾驶以及它们的共性和各自所面临的挑战性问题，并介绍了报告人研究团队在无人车自主定位、交通障碍物运动分析、驾驶决策学习等方面的主要研究进展。

第四位报告人为浙江大学的曹毅教授，报告题目为《化工园区无人系统大气污染溯源》。曹毅教授的报告展示了由国家重点研发计划资助的浙江上虞精细化工园区大气污染溯源项目中无人自主系统的应用。大气污染的监测防控是化工园区实现智能化的重点，由于传统固定监测站具有分布稀疏、监测范围有限等局限性，难以实现大气污染快速精确溯源，而由无人机和气体检测仪组装成的无人自主系统具有采样位置立体灵活、分析决策一体化等优势，可以弥补固定监测站溯源能力的不足。无人自主系统根据实时采集到的地理位置、浓度、风速风向等信息来进行分析，结合内部的搜索算法来选择下一步的采样位置，经过多次推理决策后完成既定任务。报告首先分析了无人自主系统在化工园区溯源项目中的两类主要任务：厂区排放速率的核算和气体泄露源的定位，然后讨论了将已有的多种无人自主系统溯源算法应用在实际情景中的优点和缺点，最后探讨了未来化工园区内大气污染溯源方面可能的发展方向。

第五位报告人为同济大学的陈启军教授，报告题目为《机器人多维感知关键技术研究及应用》。报告首先回顾了自主移动机器人在复杂环境中需要实现感知、理解、定位、建图以及导航等功能，为实现这些功能，需要解决单一传感器的局限性同时应对动态大尺度场景的复杂性。报告人提出了通过融合场景结构信息计算绝对尺度解决单目视觉传感器的空间尺度歧义问题，展示了为应对复杂动态场景提出的基于深度学习的端到端方法，实现了跨域空间的自主对齐，同时利用主动学习技术和全息网络架构设计解决了深度学习的样本不足和计算效率问题。

第六位报告人为北京航空航天大学的文力教授，题目为《仿生软体机器人：结构，驱动与系统》。报告首先介绍了软体机器人这一前沿方向，随后说明了用于浅海活体海珍品捕捞的水下作业机器人的研发难点主要为水下环境感知、目标生物识别、高效无损抓取。报告围绕基于软体机器人技术的水下环境感知与目标抓取这个关键科学问题，构建了一个集连续软体机械臂、柔性末端抓持器、水下移动机器人于一体的新的科学与工程实验样机。报告主要包含三个方面的内容：1）介绍了集吸附、缠绕、感知能力为一体的可自主抓取的软体章鱼触手机器人；2）介绍了一种基于反向等曲率快速求解连续软体机械臂的逆运动学模型，为实时控制奠定基础。进一步针对水下复杂环境，采用一种新的在线机器学习控制方法来解决软体机械臂的内部静态非线性、外部环境、水下视觉反馈扰动的耦合效应，实现柔性机械臂在水下不同扰流环境中的闭环自主抓取；3）将软体机械臂与仿生水下机器人平台（螺旋桨式、多足仿生式）结合，实现了近海的海珍品采捕、垃圾收集等工作。

最后一位报告人为重庆大学的罗均教授，报告题目为《海面智能无人系统关键技术创新与应用研究》。报告首先说明了智能无人系统将改变人类未来社会、经济和军事的形态，而海面智能无人系统是空天地海智能无人系统的关键节点。由于“无人”带来的高速、高加速度和高机动对传动系统的极限载荷挑战，同时也面临智能无人系统在高海况下航迹精准跟踪控制难、动态避障难、布放回收难、在低频振动噪声和跳频强线谱下的声隐身难等诸多挑战。报告围绕这些挑战开展海面智能无人系统传动系统啮合机理和表面完整性、姿态空间和流体扰动空间映射抗干动控制、不确定集约束的碰撞锥推演避障控制、非线性负刚度结合智能流变技术的调刚度、调阻尼和非接触磁传动等技术创新，并介绍了海面无人系统在信息不确定与缺失情况下的自主感知机理与决策等方面的研究工作，最后介绍了海面智能无人系统的应用情况。

报告结束后，陈杰院士做了总结发言，指出七个报告涵盖了从天上到地上、从空中到海面、从刚性到软体、从鸟群到章鱼的各类无人系统，内容丰富，观点新颖，应用丰富，亮点纷呈。陈杰院士指出无人系统的发展需要人工智能、自动化和机械等多个学科交叉融合，既有具有挑战性的基础研究问题，又有非常接地气的应用前景问题，对广大自动化研究者是非常好的切入点和抓手，希望大家继续关注无人系统的发展，共同推动我国无人系统从理论到应用的全面发展。

来源：大会组委会