▲飞行中的无人机。
“像鹰一样翱翔”是一段著名的歌词。虽然唱起来很容易，但它却着实让科学家们挠破了头皮。类似老鹰这样可以展翅高飞的鸟类，似乎总能轻易地以极高的高度掠过山丘和峡谷。科学家们意识到，上升的暖空气可能有助于鸟类的飞行，但他们并不了解鸟类是如何发现以及利用这类热卷流的。
《自然》（Nature）杂志9月19日报道，为了弄清鸟类利用热卷流的问题，美国加州索尔克研究所（简称SI）和加州大学圣地亚哥分校（简称UCSD）等利用强化学习训练了滑翔机，使其能自主追踪和适配大气上升暖流，并成功将滑翔高度提升到约700米。这项新研究结果强调了垂直风加速和卷扭力矩对鸟类飞翔时的作用，有望为自主滑翔飞行器或无人机（UAV）提供新的导航策略。SI计算神经生物学实验室主任、论文作者特伦斯?塞诺斯基教授（Terrence Sejnowski）说：“这篇论文是人工智能在飞行器领域的重要成果，它可以让无人机像鸟儿一样，在不断变化的暖流中自主翱翔。”
强化学习是机器学习的一个分支。受行为心理学启发，UCSD物理系教授马西莫?维加索拉（Massimo Vergassola）和博士生高塔姆?雷迪（Gautam Reddy）认为，鸟类借助暖流飞行的研究可为无人机设计提供一个合适的框架——将导航策略设定为一系列响应环境提示的决策。维加索拉解释说：“通过现场实验、数值模拟和大气湍流导致的噪声估计，我们建立了飞行策略的有效性。强化学习在此处的应用，受到多种因素的未知影响。”
试飞时，研究人员为翼展两米的滑翔机配备了飞行控制器。该装置通过精确控制倾斜角度，实现自主飞行的既定策略。而飞行策略完全是由滑翔机在短短几天的现场实验中收集的经验数据决定的。实验中，塞诺斯基等对垂直风加速度和垂直风速梯度等进行了研究。塞诺斯基说：“这些结果很重要，因为我们终于能够成功地将之前的模拟工作应用到真正的滑翔机上了。”
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编译：雷鑫宇
责编：南熙
