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以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

陈杰院士：多无人系统中的协同控制问题研究

此文在智能科学与技术学报（CJIST）上发表

作者：陈杰，教授，中国工程院院士、IEEEFellow、同济大学校

长

····2025年4月19日，由中国自动化学会、中共绍兴市委

组织部、中共绍兴市柯桥区委、绍兴市柯桥区人民政府主办，中国人

工智能产业发展联盟（AIIA）联合主办的2019国家机器人发展论坛暨

RoboCup机器人世界杯中国赛在浙江省绍兴柯桥中国轻纺城国际会展

中心隆重召开。

在活动当日上午，中国工程院院士、CAAFellow、中国自动化学

会副理事长、同济大学校长陈杰进行了题为《多智能体系统中的几个

问题》的精彩报告，本文根据作者所作报告速记整理而成。

以下为文章内容：

近年来，陆、海、空、天等领域对无人系统的需求与日俱增。随

着人工智能技术以及智能控制理论研究的不断发展，无人系统智能自

主控制的创新研究出现在人类视野范围内。基于“制造强国”的战略

目标，无人系统已成为社会重点研究对象，而多无人系统中的协同控

制问题无疑是未来无人系统发展的核心研究内容之一。

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

1.无人系统概要

无人系统由单个无人平台或多个无人平台构成，能够自主或通过

远程操控完成指定任务，该系统高度融合机械化、信息化和智能化平

台形成智能无人系统，包括单个的无人飞行器、无人车辆、无人舰船、

无人潜器等典型对象。多机器人、多运动体以及多系统之间的协同操

作将分布式的多无人平台连接起来，形成一个基于网络空间有机联系

的复杂系统。这个复杂系统能够实现时间、空间、模式和任务等多维

度的有效协同，最终形成对目标的探测、跟踪、识别、智能决策和行

为及评估的完整的链条，我们称之为多系统协调能力。

2.无人系统发展历程

2.1国外无人系统发展历程

早在上世纪30年代美国发明了第一款地面无人爆破车辆，之后，

地面无人系统呈现一个螺旋式的发展趋势。截至2010年9月，美军在

伊拉克跟阿富汗战场上一共投入了大量的地面无人作战平台，完成了

多项作战任务。整个战争过程中，暴露出协同问题主要有三个：指挥

无序、故障频发、控制不利。之所以存在这一类问题，是由于多运动

体与运动平台之间缺乏协同控制和优化的有效机制。有人/无人间的有

效协同，将成为未来地面战争主要的模式。

截至2013年美国已经完成开放式架构体系的开发。美国的有人、

无人系统的协同，前期经历了从有人到无人的遥控、有人无人协同阶

段，目前正处于开展全自主协同的研究阶段。1916年3月美国推进了

分群式的无人机研究，即多个无人机能够协同飞行作业；2017年3月

美国的相关部门启动终身学习机器项目，以推动人工智能机器人在实

际行动中的应用；2017年6月，美国在“真北”的神经元系统上研究

开发类脑超算系统；2017年12月，美国开始研究人工智能芯片，提

出通过将人工智能芯片植入到大脑以改变人的基本情绪的设想；2018

年3月，美国无人机项目采用谷歌人工智能技术来提高无人机识别精

度。。2018年4月25日，美国在未来地面人机组合计划中，专门研

究了机器人和人工智能如何与人类协同行动问题。

2015年12月，俄罗斯亮相了天王星-9无人车辆系统，通过有人

百学须先立志。——朱熹