《流浪地球2》无人机蜂群的诞生需要几步？｜科幻与现实的距离⑤

《流浪地球2》的热映点燃了大众的科幻热情，影片中的硬核黑科技令人印象深刻，诸如量子计算机、液冷服务器、3D打印、数字生命体等一系列前沿技术开始出圈，那这些充满未来感的技术和现实又有多少距离呢？澎湃号·湃客科技栏目联合至顶头条推出《科幻与现实的距离》专题，聊聊《流浪地球2》中出现的这些黑科技在当下的成熟度、行业应用情况和发展现状等。

本文为 澎湃号·湃客 × 至顶头条 联合出品

作者 | 老 董

编辑 | 王恒婷

在《流浪地球2》里，遭黑客入侵的无人机蜂群与人类战斗机的激战令人印象深刻，影片中的无人机大战离我们还有多远？无人机蜂群背后需要什么技术进行支持？一番梳理后发现，这根本不是什么科幻故事，而是已经完全可以实现的现实。

下面让我们来盘点一下《流浪地球2》中，无人机蜂群背后那些已经实现了的黑科技。

软件定义网络

要想实现《流浪地球2》中那种高速无人机蜂群作战，无人机间的相互数据协同是一个非常重要的问题。无人机需要实时高效地将自身位置、对目标及周围状态的感知向身边的“队友”进行传达，从而组成密集的蜂群向敌人发动致命攻击。

然而传统网络的数据传输是采用“树”状的传输方式，所有的数据传输都要从接入设备经过汇聚到核心之后才可以转发到其他设备上面。如果《流浪地球2》中的无人机蜂群是采用传统网络进行数据传输，根本不需要量子计算机550C覆写无人机控制程序，只需要切断控制中心的核心网络，无人机就会因此而全部失去控制。而且如此长的数据传输路径，根本无法满足无人机实时高效的数据传输需要。

《流浪地球2》中，无人机群冲出机库

软件定义网络（SDN）技术的出现，完全解决了这方面的问题。SDN通过转发与控制分离的方式，可以实现无人机之间全网状直接连接，也就是说不再存在着核心节点，每架无人机都可以和其他无人机之间点对点进行数据传输，还可以通过“中继”的方式，让每台无人机都成为一个数据传输的中继器，在极大提升数据传输性能的同时，还可以很大程度上提高数据传输的可靠性。因此在《流浪地球2》中，即便控制中心网络出现问题，每台无人机也会按照之前发布指令实施攻击，所以只有重新获取控制中心的控制权，才能让无人机重新接受指令。

现在SDN及其技术变种已经开始在5G、云计算数据中心范围大规模应用，换句话说，现在支持5G数据传输的无人机，从技术上讲完全是具备组建《流浪地球2》中无人机蜂群能力的。

无线定位

提起定位，大家接触最多的应该就是GPS或北斗这种卫星定位技术。可就算最精密的北斗卫星定位也存在着米级的误差，民版GPS的误差更在10米以上，而且只能在室外使用。这种定位精度引导民用无人机还算可以，像《流浪地球2》中那样所有无人机同时从同一机库起飞，并进行高强度作战，必然是无法胜任的。

要想满足《流浪地球2》无人机蜂群那样高速度、高密度状态下的蜂群作战，无线定位应该是当下最好的解决方案。现在已经有技术企业开发出了基于5G的精确定位技术，经测试，定位精度可以在50厘米以内。现在5G定位不但可以指挥无人机蜂群，还更广泛地应用在智能制造、仓库管理、货运机器人等更多场景之中。

图像识别

既然是战斗，就需要准确地发现敌人。以往这只能依靠人来进行分析判断，现在很多作战用的无人机，背后也还是需要依靠无人机驾驶员在远方的无人机控制平台上手工进行控制。但是这样的无人机通常只是单独执行任务，很难像《流浪地球2》那样组成蜂群进行作战。

因此要想实现无人机蜂群作战，从无人机传感器中精准发现目标的图像识别，也就成为一项十分必要的技术。图像识别的发展经历就是从简单到复杂的识别过程，经历了三个阶段的发展：文字识别、数字图像处理与识别、物体识别。

文字识别的研究是从1950年开始的，一般是识别字母、数字和符号，从印刷文字识别到手写文字识别，应用非常广泛，并且已经研制出了许多专用设备。

数字图像处理和识别至今也有近50年历史了，数字图像与模拟图像相比具有传输方便可压缩、传输过程中不易失真、处理方便等巨大优势，这些都为图像识别技术的发展提供了强大的动力。

物体的识别主要指的是对三维世界的客体及环境的感知和认识，属于高级的计算机视觉范畴。它是以数字图像处理与识别为基础，结合人工智能、系统学等学科的研究方向，其研究成果被广泛应用在各种工业及探测机器人上。

现如今，图像识别已经融入我们的日常生活中，并随着社会实践中越来越丰富的应用场景，被识别的对象内容也越来越复杂。近年来人工智能、深度学习等科学技术的快速发展，图像识别技术也日趋成熟，并在工业、农业、交通、医学等各个领域发挥着至关重要的作用。

边缘计算

人在打游戏时能不能赢得了电脑？实际的答案肯定是不能。一个人的反应速度即便再快，每秒钟也就可以进行几次甚至几十次点击。而当前即便是最低配置的电脑，每秒钟也可以进行几十亿次的处理。相互之间的差距根本不在一个数量级之上。也就是在电影中，才会出现飞行员通过假动作晃过具有自动驾驶能力的无人机这样科幻的事情。要想实现《流浪地球2》中无人机蜂群这样高效实时的控制，那算力就必须离所控制的节点尽可能近。也就是说要将算力下放到边缘，通过边缘计算的方式来实现。

边缘计算也并非一个新鲜技术，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。

通过软件定义网络、无线定位、图像识别、边缘计算这些技术加持，如今我们已经可以指挥上千架无人机进行表演。中国无人机表演团队也在卡塔尔的世界杯中亮相，在多哈港上空，无人机犹如繁星点点，在夜幕上组成各种饱含世界杯元素的3D影像，为球迷们带来了一场科技光影盛宴。 

2022年11月14日，卡塔尔多哈，2022卡塔尔世界杯前瞻，多哈滨海大道上演无人机表演为世界杯预热。

无人机蜂群不仅可以成为可怕的战争机器，也可以为我们带来绚烂的光影艺术。无人机蜂群背后的这些“黑科技”，也会在智能制造、智慧城市、教育、医疗等更多行业应用场景中贡献出力量，为我们这颗“小破球”在星辰大海中的航行保驾护航。