唐羽琴 中青报·中青网记者 孙海华

当森林深处燃起火苗，一场与时间的赛跑就此开始……在西安电子科技大学实验室里，机电工程学院研究生杨子涵在导师郑元世教授带领下，正致力于用无人机集群技术让这场与火的赛跑变成一场可控的实践。

攻读硕士期间，杨子涵所在的课题组多次与西北工业大学张栋教授课题组展开交流研讨。两位老师不同的研究侧重点，让杨子涵既掌握了多智能体协同的理论基础，又接触到了无人机集群自主决策领域的前沿应用。

一次交流研讨中，杨子涵所在课题组与张栋教授课题组就“集群智能应用于森林防灭火”展开深入探讨。那一刻，杨子涵意识到，这正是让技术真正发挥价值的机会——“我们能否用无人机集群技术，让森林防火更高效、智能？”这个问题，成为他研究的起点。

传统森林防火体系中，人力巡检面临效率低、风险高的困境。护林员徒步巡山，一天最多覆盖几公里；直升机投弹灭火，成本高昂且机动性受限；消防车辆在复杂林区更是举步维艰。

“我们需要的不是单个无人机，而是一支能够自主协作的‘空中联盟’。”杨子涵解释，这就像给无人机装上了一颗“集群大脑”——让它们从需要遥控的“个体户”变成能够自主决策、协同作战的智能团队。

这支“空中联盟”包含4个类型的无人机：中继机负责通信保障；灭火机精准投放、扑救火源；巡检机实时监测；补给机提供能源补给。它们各司其职又紧密配合，形成从发现到决策、从扑救到复检的完整闭环。

在我国，森林覆盖率达25.09%，森林火灾突发性强、蔓延快。传统应对方式依赖人工决策，从发现险情到部署行动，往往需要数小时，等灭火力量抵达时，小火苗往往已成燎原之势。

针对这一痛点，杨子涵所在课题组一方面通过“动态联盟”策略，为无人机分派最合适的任务；另一方面采用“混合轨迹规划”算法，实时规划最优路径，使整个机群能根据火势动态调整，实现精准、高效的协同扑救。

在半实物仿真平台测试中，团队研发的系统将响应时间从“小时级”压缩到“秒级”，将巡检模式从“重点路线”提升为“全域网格”覆盖。数据显示，任务响应速率达到99%，真正实现了从依赖人工到自主决策的跨越。

正如杨子涵所说：“我们的系统能更早地‘发现火、盯住火、扑灭火’，从而实现‘打早、打小、打了’的目标。”

团队在研究过程中发现，这套“集群大脑”具备极强的通用性。实时感知、自主决策、协同控制……这些能力可以几乎无缝迁移到低空物流、城市应急、农业植保等众多场景。

“我们为森林消防研发的技术，将从‘林业’扩展到‘千行百业’。”团队相关负责人表示，未来的城市上空，执行防灭火任务的无人机，将与执行物流配送、电力巡检、农业植保的无人机在同一空域穿梭。它们不会相撞，不会混乱，因为有同一套智慧网络在协调——就像今天马路上不同车辆依靠红绿灯有序通行。

“而且，这个未来或许并不遥远。当低空经济被写入国家‘十五五’规划，越来越多的无人机准备‘飞入寻常百姓家’，如何让它们安全高效地协同作业，正成为产业发展绕不开的课题。而这支‘空中联盟’在森林火场中打磨出的技术，恰好能为这个问题提供一种解答。”杨子涵说。

来源：中国青年报客户端