通信受限,如何破局AI无人系统自主控制难题?
中原网讯(记者 李潇潇)“AI时代下,如何理解通信资源约束,对研究智能无人系统自主控制带来哪些新的难题?通信资源约束下,智能无人系统‘感知—决策—控制—执行’一体化技术实现面临哪些主要挑战,需要哪些新技术、新方法?在空、天、地、海领域,智能无人系统的典型应用场景有哪些,通信受限一体化自主控制技术如何实现各场景技术落地与产业化应用?”2026年8月29日,由中国计算机学会(CCF)主办、CCF YOCSEF郑州学术委员会组织的“通信资源约束下,AI驱动的无人系统自主控制的挑战与破局之道”观点论坛在郑州顺利举行。来自智能无人系统、自动控制、通信与人工智能等领域的专家学者以及产学研各界代表齐聚一堂,围绕通信资源约束下智能无人系统自主控制的新难题、新技术与新路径展开深度研讨与交流。
本次论坛由李宁(河南财经政法大学)、邓国军(河南众诚信息科技股份有限公司)担任执行主席。与会嘉宾结合理论积淀与工程实践,从机理研究、关键技术、系统架构到产业落地等多个维度,剖析了AI驱动无人系统自主控制面临的机遇与挑战,形成了一系列具有启发性和前瞻性的思考与共识,为推动无人集群系统从学术研究迈向工程实践注入了新的思想动能。

与会嘉宾合影
引导发言:类脑智能、无人船与云控制的前沿透视
在引导发言环节,华中科技大学教授孙建坤、上海大学研究员王曰英、北京理工大学特立博士后高润泽先后作引导发言,从类脑智能、水域无人系统、无人集群云控制三个前沿方向分享了最新研究成果。
华中科技大学教授、国家级青年人才、小米青年学者孙建坤以《基于联想记忆机制的自主智能系统》为题,系统阐释了团队依托联想记忆机制的类脑智能研究。他对比了机器智能与人类智能、弱人工智能与强人工智能的差异,指出当前主流AI高度依赖海量数据与算力、场景适应能力薄弱,而人脑具备自学习能力强、功耗极低、连接精密等优势,论证了借鉴人脑机制发展类脑智能的研究价值。团队以忆阻器为核心载体,设计多模态联想记忆电路与非联想学习电路,成功实现记忆的建立、消退及跨模态关联检索等功能验证,并研发出可模拟人类喜怒哀惧的情感仿生电路。孙建坤指出,当前类脑智能理论成果丰硕但工程落地相对滞后,团队将持续聚焦仿生联想与情感演化研究,期待通过交叉学科协作推动类脑智能的实质化应用。
上海大学研究员、国家优青王曰英以《复杂约束条件下无人船的自主航行控制》为题,介绍了团队在无人船感知、规划跟踪、集群作业与新型多航态平台四个方向的攻关进展。团队融合两类跟踪框架提出改进算法,精度与速度双双提升,并构建海面多任务数据集;规划层面实现全局—局部规划结合,优化海上避碰决策;集群方向攻关无人船回收潜器难题,提出的新型水面回收方案显著提升风浪环境下的回收成功率;同时突破两级压载等关键技术完成多航态平台样机研制与试验,为水域无人系统的安全可靠运行奠定了技术基础。
北京理工大学特立博士后高润泽以《无人集群云控制系统协同研究》为题,指出无人机群跨域协同是国家战略需求,传统网络化控制算力不足,云控制应运而生。团队提出基于工作流的低耗时辨识方案,计算时间降低90%以上;设计云边协同控制方法实现快速精准补偿;语义压缩方案降低91%的上云带宽,成果入选中关村论坛百大榜单。针对极端场景,团队进一步提出动态云控制系统,构建随集群机动的移动云,平台已在中原工学院部署,涵盖无人机、无人车、无人船、机器狗及5G专网,支持百台以上设备并发,性能优于国外同类方案,已完成车—信号灯协同、编队控制等验证。他坦言,当前跨域耦合仍依赖经验设计,未来将以形式化建模指导系统迭代,持续推进“云控制即服务”。

引导嘉宾发言并颁发感谢牌
思辨讨论:新约束、新技术与新场景的多维碰撞
思辨讨论环节特邀山东科技大学教授、国家优青朱延正,北京理工大学教授、国家级青年人才吕跃祖,河南大学人工智能学院副院长周毅担任思辨领衔嘉宾,围绕三个议题展开深入思辨。
(1)AI时代下,如何理解通信资源约束,对研究智能无人系统自主控制带来哪些新的难题?
该议题由朱延正率先发言。他将议题拆解为通信资源约束、智能无人系统、自主控制三个层面,指出通信资源约束在传统数据丢包、传输时延、多节点竞争之外,AI时代又新增海量数据带来的算力不足等新挑战;智能无人系统依托无人平台载体,依靠多元感知、自主规划决策与协同控制,可在少人工干预下完成复杂场景任务;自主控制则强调感知、决策、控制的一体化闭环运行。
与会嘉宾从多个视角拓展了对“通信资源约束”的理解。许玉龙提出通信不应局限于传统数据链路,还应包括群体协作中行为本身传递信号的隐性通信;曾荣飞指出随着技术演进,通信对象已从控制系统状态拓展到网络隐藏层信息乃至自然语言,催生语义二义性、信息冗余等新问题;穆辉宇主张转变思维范式,将智能无人系统的自主控制与大模型智能决策本身视为优化变量,而非简单的约束通道。周毅则聚焦三大基础难题:群体智能的涌现机理尚未被透彻理解,感传算控一体化芯片面临严峻的硬件挑战,AI大模型与无人集群的适配性存在“小尺寸、高实时、高容错”的苛刻约束。
针对上述难题,嘉宾们贡献了丰富的破局思路:贺磊提出搭建云边端一体化算力体系,将通信约束纳入智能控制闭环;邢颖引入“虚拟算存体”概念,主张对算力、存储、通信三类资源进行联合一体化调度;郭杨波建议发展通感一体化与光通信等新型通信方式,应对动态环境下的适应性挑战;况晓静提出依托通感一体化设备将无人集群从通信的约束对象转变为提升通信能力的载体;穆清结合量子计算研究背景,介绍了可大幅降低推理参数的量子启发式算法;张莹建议研究面向大模型参数与业务内容传输的专属协议;许驰则以工业控制领域EtherCAT协议尚未自主化为例,强调协议定制化是国内亟需突破的关键方向。
(2)通信资源约束下,智能无人系统“感知—决策—控制—执行”一体化技术实现面临的主要挑战,以及应对这些挑战需要哪些新技术和新方法?
该议题由吕跃祖率先发言。他从感知、决策、控制、执行全链路视角系统分析了一体化技术面临的核心挑战:感知端数据量庞大,远距离传输易堵塞丢包,简单压缩又会损失关键特征;决策端通信异步性带来观测不同步与信息滞后,集中式优化算法难以适用;控制端毫秒级控制闭环与通信不确定性存在本质矛盾,时延抖动会导致超调震荡与队形撕裂;执行端跨链路传输累积误差,一旦断裂则缺乏自主容错能力。他提出的发展方向是:感知端向特征传输和轻量化发展,决策端从集中式转向自主决策与局部决策,控制端从周期采样向事件驱动和数据驱动演进,架构层面构建弹性一体化框架——不再是让通信适配算法,而是让算法与架构主动兼容通信约束。
王祝结合无人机实战指出,无人系统最难的环节仍是感知与决策,并提出基于态势理解的预测性协同方法——在通信延迟、丢包、断连发生时,利用历史信息、局部观测及态势理解预测队友行动,最大程度维持集群协同的有效性。朱延正呼吁回归系统思维,指出AI时代感知与决策备受关注、控制工作反而被弱化,应将感知、决策、控制作为整体深度耦合、联合优化,而非让控制居于从属地位。陆丽提出了根本性反思:在通信资源严重受限甚至完全缺失的极端环境下,无人系统是否一定优于有人?她主张回归务实,采取半自主化、人机协同模式,并建议训练阶段前置考虑通信约束、引入“安全优先、分级响应”的分级决策系统。刘起东对比了模块化与端到端两条技术路径,指出构建“世界模型”、在仿真中充分覆盖通信中断等极端情况并训练模型的鲁棒性,是破解感知—决策闭环断裂的重要方向。针对陈强提出的将通信约束下控制系统建模为随机通信系统的问题,吕跃祖回应指出,现有随机系统控制方法需构建庞杂严苛的LMI条件,其可解性与工程实用性仍是悬而未决的瓶颈。
(3)在空、天、地、海领域,智能无人系统的典型应用场景有哪些,通信受限一体化自主控制技术如何实现各场景技术落地与产业化应用?
该议题由周毅率先发言。他梳理了三项议题“梳理难题—分析挑战—探讨落地”的内在闭环逻辑,指出空、天、地、海各类场景差异显著,相关研究应当以实际场景倒逼技术发展,依靠产品需求牵引技术进步。
与会嘉宾围绕丰富多样的应用场景展开研讨。在地面矿山场景,任建吉介绍了煤矿无人化开采面临的粉尘遮挡、防爆限电、巷道狭窄等多重难题,指出行业坚持以人为本、推进无人化的现实需求;杨辉结合井下防爆认证困境,提出针对不同场景预训练大模型共享知识库,将多传感器原始数据转化为极简语义向量进行传输的新思路;朱延正分享了矿区无人挖掘机与矿卡协同作业的实践,提出保留关键环节人为操作的半自主化路径。在水利与海洋场景,吕跃祖介绍了雅砻江水电站山区挖掘运输自动驾驶项目面临的复杂地质、恶劣路况与公网缺失挑战,并分享了反无人机领域的现实难点。在空天场景,赵雪专介绍了团队在完全无定位信号环境下,通过遥感数据预置与实时图像特征匹配实现视觉导航的研究;穆辉宇以太空卫星感知决策与毁伤评估为例,阐述了智能感知决策、数据信息压缩、多模态信息融合等破解通信约束的思路;刘起东以月球车在月球背面通信中断场景为例,指出一体化自主控制具有刚性需求。在网络空间,邢颖指出网络空间已成为“第五疆域”,无人系统在网络安防巡检与自然灾害应急通信恢复中大有可为。此外,王祝分析了电力巡检与山区新能源场站的通信受限业务需求,周毅分享了内河航运无人船、无人机、岸基与桥梁多端协同的实践案例。
在产业化落地层面,高润泽结合与企业对接的切身经验指出,非技术因素往往制约技术落地,科研工作需找准在产业链中的定位,兼顾理论价值与应用价值;任建吉提出工程实际中可优先完善通信基础设施,井下采用各类专用小型机器人按需调度的务实方案;穆清则提出多小型系统群智协同的新思路——在云端通信受限时通过本地协同完成复杂任务,为极端通信受限场景提供了新的替代路径。

为思辨领衔嘉宾颁发感谢牌(左起:邓国军、朱延正、吕跃祖、周毅、李宁)

与会嘉宾思辨讨论
论坛总结:以思辨明晰AI时代无人系统自主控制的发展路径
经过近四个小时的深入研讨,与会嘉宾在思想碰撞中凝聚共识:在AI时代,通信资源约束已不再是“通道瓶颈”的单点问题,而是数据、算力、交互、决策、模型全链路的系统性约束,是贯穿感知—决策—控制—执行全链路的系统性瓶颈;破局之道在于将智能体能力与资源调度进行联合优化,通过感知轻量化、决策分布式、控制事件化、架构融合化,让算法与架构主动兼容通信约束;产业化落地则应坚持场景牵引、务实分级、安全兜底,在关键决策节点保留人的监督与干预,推动无人系统技术行稳致远。
本次论坛汇聚了自动化、计算机、通信等交叉学科的智慧,为学界与业界搭建了高水平的跨界交流平台,对推动人工智能与无人系统深度融合、探索通信受限环境下自主控制的实现路径、加速无人集群系统从学术研究迈向工程实践,具有积极意义。与会者一致表示,将以此次论坛为契机深化跨领域协作,共同推动我国智能无人系统自主控制技术的创新突破与产业落地。
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