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給航空器裝上“千里眼”“順風耳”

人工智能托舉低空經(jīng)濟騰飛

2025年，低空經(jīng)濟迎來發(fā)展機遇期。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025—2030年中國低空經(jīng)濟分析及發(fā)展趨勢研究預(yù)測報告》顯示，2025年，我國低空經(jīng)濟市場規(guī)模將達1.5萬億元。

“發(fā)展低空產(chǎn)業(yè)離不開低空人工智能核心關(guān)鍵技術(shù)的保駕護航。”在近日舉行的香山科學會議第784次學術(shù)討論會上，中國災(zāi)害防御協(xié)會會長、應(yīng)急管理部原副部長鄭國光說，低空人工智能技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，應(yīng)加快推動其研發(fā)及應(yīng)用，促進低空經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

推動產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展

在北京工商大學教授韓力群看來，低空系統(tǒng)是一個典型的復雜系統(tǒng)。它由飛行器、基礎(chǔ)設(shè)施等異質(zhì)元素動態(tài)組成，各元素在物理、通信及行為邏輯上差異顯著，需高效協(xié)同工作以保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)難以用簡單線性關(guān)系描述，系統(tǒng)內(nèi)元素“牽一發(fā)而動全身”，且受外部干擾影響顯著。

“當前，低空系統(tǒng)面臨環(huán)境感知能力不足、調(diào)度復雜、數(shù)據(jù)處理與決策時效性有待進一步提高、多機協(xié)同與自主控制能力亟待加強等挑戰(zhàn)。”韓力群說，人工智能技術(shù)有望解決這些挑戰(zhàn)。例如，在智能感知場景，通過將多源傳感器融合技術(shù)與輕量化目標檢測算法相結(jié)合，可提升目標識別精準度，解決單一傳感器在復雜光照或遮擋場景下的誤判問題。在空域管理場景，分布式強化學習與博弈論優(yōu)化的結(jié)合，可實現(xiàn)通航飛機與物流無人系統(tǒng)的高效協(xié)調(diào)，減輕管制員負擔。

“低空人工智能技術(shù)在提升安全生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)水平方面也具有獨特優(yōu)勢。”國務(wù)院應(yīng)急管理專家組原組長、國家減災(zāi)委員會專家委員會原副主任閃淳昌說，采用低空人工智能技術(shù)的航空器是安全巡檢的“千里眼”，斷路、斷網(wǎng)、斷電“三斷”等極端場景下的“順風耳”“小太陽”，災(zāi)難現(xiàn)場應(yīng)急救援的“天兵天將”，發(fā)展前景廣闊。

搭載低空人工智能技術(shù)的航空器目前已應(yīng)用于災(zāi)后救援等領(lǐng)域，并取得顯著效果。2022年，臺風“梅花”登陸浙江，“無人機+人工智能”系統(tǒng)在12小時內(nèi)完成500公里線路損毀評估，極大提升了救災(zāi)效率。

此外，低空人工智能匯聚具身智能、數(shù)字孿生等多個前沿領(lǐng)域技術(shù)，這些創(chuàng)新不僅服務(wù)于低空應(yīng)用，還將賦能其他行業(yè)。低空智能平臺還可為城市管理、環(huán)境監(jiān)測等提供創(chuàng)新手段。

“低空人工智能技術(shù)是我國低空經(jīng)濟實現(xiàn)跨越式發(fā)展的核心引擎，正以前所未有的深度重構(gòu)低空產(chǎn)業(yè)邏輯。其價值不僅在于技術(shù)突破本身，更在于對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)范式的系統(tǒng)性革新。”中關(guān)村大成智慧聯(lián)盟(錢學森學派研究中心)理事長白雲(yún)帆說。

需突破現(xiàn)有技術(shù)范式

低空人工智能為低空經(jīng)濟發(fā)展提供了新的增長極，但其發(fā)展并非一蹴而就。與會專家分析，低空人工智能面臨三大挑戰(zhàn)。

首先，關(guān)鍵技術(shù)有待突破。目前，低空人工智能已應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，但仍面臨低空智能設(shè)備不穩(wěn)定、系統(tǒng)信息融合程度有待提高等問題。

白雲(yún)帆分析，無人系統(tǒng)等低空智能設(shè)備多應(yīng)用于城市高樓、電網(wǎng)巡檢、煤礦化工等場景。城市中高樓林立，不僅會遮擋GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))信號，還會因接收反射雜波產(chǎn)生多路徑效應(yīng)，影響導航精確性。電網(wǎng)巡檢過程中，高壓線路產(chǎn)生的電磁干擾會對低空智能設(shè)備產(chǎn)生影響，導致飛控系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)異常。煤礦化工等場景環(huán)境惡劣，需創(chuàng)新空氣動力構(gòu)型與動力驅(qū)動、熱管理等系統(tǒng)，滿足極端環(huán)境要求。此外，在城市內(nèi)澇監(jiān)測等特定領(lǐng)域，低空系統(tǒng)需要同時處理視覺與雷達的融合信息，這方面建設(shè)仍需進一步加速。

“這些挑戰(zhàn)的本質(zhì)在于如何實現(xiàn)復雜環(huán)境下感知—決策—控制的全鏈條智能化。”白雲(yún)帆分析，傳統(tǒng)飛行空管系統(tǒng)的規(guī)則體系上百年來都是圍繞大飛機、有人航空、運輸航空構(gòu)建的，發(fā)展低空產(chǎn)業(yè)必須突破現(xiàn)有技術(shù)范式，構(gòu)建面向低空安全生產(chǎn)的新一代智能技術(shù)體系。

其次，人才培養(yǎng)尚需加強。白雲(yún)帆說，低空人工智能是一個交叉學科，這一領(lǐng)域的專業(yè)型、復合型人才缺口需盡快填補。

最后，產(chǎn)業(yè)生態(tài)有待完善。多位與會專家認為，低空人工智能的發(fā)展是一項系統(tǒng)性工程。然而，目前一些地區(qū)重復建設(shè)、低水平建設(shè)的現(xiàn)象仍然存在，阻礙了低空人工智能技術(shù)水平進一步提升。

確保“管得住、放得開”

發(fā)展低空經(jīng)濟，推動低空資源安全開發(fā)利用是關(guān)鍵一環(huán)。

中國工程院院士、清華大學公共安全研究院院長范維澄認為，低空安全是落實總體國家安全觀的一個關(guān)鍵新興領(lǐng)域，事關(guān)社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)。低空安全研究的科學問題具有多維度、跨學科的特征，需整合多領(lǐng)域技術(shù)。他建議加強對低空安全治理共性科學問題的研究，開展低空安全防護體系關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，推動低空安全治理從“控在地、零升空”的警衛(wèi)安保模式轉(zhuǎn)向“管得住、放得開”的服務(wù)低空經(jīng)濟發(fā)展大局模式。

“要推動低空資源與地表資源統(tǒng)籌開發(fā)與利用，實現(xiàn)國家利益最大化。此外，對低空經(jīng)濟發(fā)展中的災(zāi)害風險與運輸器安全風險防控問題應(yīng)予以高度關(guān)注。”國家減災(zāi)委員會原主任史培軍說。

在白雲(yún)帆看來，必須堅持系統(tǒng)觀念，運用系統(tǒng)工程方法統(tǒng)籌技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)協(xié)同問題，解決生產(chǎn)安全、防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)、應(yīng)急救援和戰(zhàn)略輸送等重大需求，優(yōu)先發(fā)展低空人工智能核心關(guān)鍵技術(shù)。

加快實現(xiàn)系統(tǒng)化布局

為推動低空人工智能發(fā)展，我國采取了相關(guān)舉措。

教育部以低空經(jīng)濟領(lǐng)域為切入口，主動謀劃布局，超常規(guī)指導高校開展專業(yè)申報。北京航空航天大學、北京理工大學、北京郵電大學、南京航空航天大學、華南理工大學、西北工業(yè)大學6所高校申請增設(shè)“低空技術(shù)與工程”新專業(yè)。這一本科新專業(yè)隨后進入《普通高等學校本科專業(yè)目錄(2025年)》，相關(guān)高校將開展這一新專業(yè)的招生工作。

“推動低空人工智能技術(shù)進一步發(fā)展，需要在科技政策和支持機制方面進行系統(tǒng)設(shè)計和創(chuàng)新。”白雲(yún)帆建議，應(yīng)組建國家低空系統(tǒng)工程院，構(gòu)建“工程院—分院—低空國家(開放)實驗室”三級研發(fā)體系，整合全國創(chuàng)新資源，通過學科交叉和團隊協(xié)作，解決低空產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的系統(tǒng)性難題。同時，應(yīng)加快制定低空智能系統(tǒng)技術(shù)標準和安全規(guī)范，加快建設(shè)國家級產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、探索構(gòu)建低空數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。

閃淳昌認為，還應(yīng)建立健全低空經(jīng)濟管理體制機制，加大空域管理改革力度，探索靈活高效的空域使用機制，構(gòu)建更加科學合理的監(jiān)管體系。

中國工程院院士劉大響說，低空交通落后是我國低空經(jīng)濟發(fā)展的短板，應(yīng)建設(shè)全民應(yīng)急醫(yī)療航空保險機制，建立應(yīng)急醫(yī)療航空基金，帶動低空產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

清華大學人工智能研究院常務(wù)副院長孫茂松分析，人工智能生成內(nèi)容技術(shù)的迅猛發(fā)展，對低空人工智能技術(shù)的進步大有裨益，應(yīng)進一步推動智能生成、數(shù)字孿生、邊緣計算、多智能體強化學習等技術(shù)在低空經(jīng)濟領(lǐng)域的應(yīng)用。

“低空人工智能技術(shù)的突破將使低空產(chǎn)業(yè)打破‘大飛機縮比’或‘航模思維’桎梏，完成從‘消費電子產(chǎn)品’向‘智能工業(yè)裝備’的根本性蛻變。”白雲(yún)帆呼吁加強頂層設(shè)計和政策協(xié)調(diào)，通過跨部門、跨地區(qū)協(xié)同推進，形成發(fā)展合力，充分發(fā)揮低空技術(shù)對國家發(fā)展戰(zhàn)略的多維支撐作用。(科技日報 記者 裴宸緯)