吴澄院士：中国自主无人系统智能应用的畅想

　　近日，在中国天津举行的首届世界智能大会，让公众对人工智能的热情再次高涨起来。那么，中国人工智能的研究究竟是什么水平？实际上，我国科学家早在20世纪80年代就已开始研究人工智能。当前，在国家自然科学基金的资助下，我国科学家已经向人工智能2.0挺进，希冀在人工智能前沿研究中占据一席之地。国家自然科学基金委员会主任杨卫院士预测，人工智能和智慧数据、新物理、合成生命、量子跃迁一道，是最有可能率先实现从跟跑到领跑的五个重要领域。

　　研制自主无人系统，如今成为人工智能发展的标志性成果。笔者认为，自主无人系统的智能化水平提高将更能够体现人类特征，更接近人类水平，因而可以大力推进科技与经济的快速发展、进一步提高人类的生活质量。在未来10年到20年，自主无人系统产业将成为世界经济进步的新引擎，引领智能产业与智能经济的发展。那么，在未来，中国智能无人系统的技术和应用会在哪些领域率先取得突破呢？

　　笔者预计，首先是无人机、无人车、轨道交通自动驾驶工程。预计到2020年，我国无人机将实现多行业、规模化、产业化应用；我国将开发出轨道交通自动驾驶核心共性技术，完成自动驾驶系统的示范工程建设，形成一套符合国际规范的中国标准。2030年，我国能够在局部地区和环境下实现商业化的无人驾驶；无人机应用覆盖率达到全空域、全行业50%；逐步实现全国范围内城市轨道交通全自动无人驾驶，并在高速铁路上逐步推广应用自动驾驶。

　　在空间探测领域，我国需要研究面向在轨操作任务自主决策的多臂机器人协同控制技术，基于深度沉浸感的大时延条件下空间机器人深度学习及远程遥操作技术以及下一代模块化可更换智能航天器系统自主识别与重构技术，为构建自主运行的月面无人科研站提供技术支撑。

　　在深海探测领域，重点研究基于海洋声学的环境建模和目标识别技术、基于自主计算的多主体多使命多任务的协同智能自主控制技术和基于水声通信的异构海洋机器人组网和协同导航定位技术。

　　在极地科考领域，研究冰雪盖、强磁场、寒冷环境下的变结构移动、驱动、电池保护技术；抗大风、长航时、重负载吊仓飞行器结构、导航与控制技术；高纬度极地冰下远程通信、自主导航与回收以及极区广义行为环境自主认知与理解，为不同场景下的机器人应用提供技术支撑。

　　笔者预计，我国2020年实现科考机器人在极地的试验应用，空间机器人模块化可重构航天器地面试验验证和单体海洋机器人完成结构环境下的自主作业。2030年完成智能极地科考机器人实用化，实现极地科考站无人值守；实现空间机器人模块化可重构遥感卫星星座系统在轨示范应用和集群机器人登月，构建自主运行的月面无人科研站以及群体海洋机器人覆盖全球海域的自主探测与作业，实现从信息型到作业型的转换。

　　在机器人领域，我国将攻克服务机器人在非结构化环境实时建模、自然语言理解、情感交流、精微安全操作等关键难点问题，实现家政清洁服务机器人、护理机器人、微创机器人等产品应用及其产业化发展。2020年，在教育、娱乐、消费、清洁、接待等服务领域实现大规模服务机器人应用，并开始占领国际市场；情感交互与护理助老助残机器人、医疗服务机器人在养老院、大医院开展应用示范。2030年实现中国品牌家政服务机器人市场占有率第一。情感交互与护理助老助残机器人、医疗服务机器人在社区、家庭和一般医院广泛应用。

　　在无人车间/智能工厂方面，到2020年，我国会建立以数据驱动的无人车间/智能工厂的体系架构和标准体系，并在重点行业进行示范应用。2030年形成人机协同的无人车间/工业智能系统完整的体系、技术与标准，并实现以知识驱动的无人车间/智能工厂在重点行业的广泛应用，包括自适应建模、多尺度预测控制、实时联合优化、快速精确软测量等方法与工程应用技术；攻克智能装备全生命周期的高安全性、高可靠性、高实时性、高精确性等难题，全面应用于千万吨级炼油工程、百万吨级乙烯工程、1000MW火电工程、1000MW核电工程、400万吨煤制油、煤制气等特大型工程。