空中機器人 Aerial Robotics 一詞最早由美國佐治亞理工大學的羅伯特·米切爾森（Robert Michelson）提出，是指各種能夠在空中自由飛行的飛行器，包括固定翼無人飛行器、旋翼無人飛行器、無人飛艇等。空中機器人拓展了無人機的概念，在一定意義上可以將其看作是無人機的別稱。
無人機誕生于20世紀20年代，50年代后有了較大發(fā)展。進入21世紀，無人機技術已趨成熟，性能日臻完善，逐步向小型化、智能化、隱身方向發(fā)展；它的用途也進一步擴大，在通信、氣象、災害監(jiān)測、農業(yè)、廣播電視等方面都有廣泛應用。在羅伯特·米切爾森的倡導下，1990年，國際無人系統(tǒng)協(xié)會開始舉辦無人系統(tǒng)國際競賽，分為空中、地面和水下三個類別，參賽對象主要為大學生，空中機器人比賽是其中最具挑戰(zhàn)性、趣味性和觀賞性的賽事。空中機器人比賽的內容涉及機械設計、電子通信、計算機科學、自動控制、空氣動力學等多個學科。其基本要求是：不能由人遙控操縱，必須自主與環(huán)境進行交互，完成相應的任務。由于競賽規(guī)則的限制及自主操作可行性的考慮，最經(jīng)常使用的空中機器人平臺是航模直升機和航模固定翼飛機，也有自行設計飛行器的，在飛行器上加裝飛行控制系統(tǒng)及各種傳感器之后，空中機器人就可以完成規(guī)定的任務。當然，這中間需要參賽隊伍付出艱苦的努力和智慧。
空中機器人比賽著陸場景
1992年，佐治亞理工大學的空中機器人小組首先完成了空中機器人的自主起飛、飛行和著陸。3年后，斯坦福大學的空中機器人小組能夠讓直升機從飛行地區(qū)的某一處自動抓取一個目標物體，并將之移到另一處。這一任務的完成時間比一些學者的預測早了5年左右。隨后的競賽任務變得更加艱難：要求空中機器人在一個模擬核生化污染區(qū)上空進行搜索飛行，將帶有標識的桶狀污染源找出，并根據(jù)標識自主識別桶內材料類別。2000年，德國柏林大學的空中機器人小組完成了這一任務。現(xiàn)在空中機器人的競賽任務是自主飛行到3公里外的某個區(qū)域尋找一座房屋，確定房屋的門窗位置，采用某種方法拍攝房屋內部的照片，并將照片發(fā)回地面站。迄今還沒有隊伍完成該任務。
空中機器人比賽模擬效果圖
國際賽事的開展情況及意義
由于國際空中機器人比賽在技術上具有相當?shù)膭?chuàng)新性、前瞻性和極大的潛在實用性，目前它在全世界產生了極大的影響力，不僅吸引了眾多學生投身其中，還受到了知名企業(yè)、媒體和公眾的廣泛關注。
迄今為止，這項比賽已經(jīng)具有極高的科技含量和技術水準，參賽機器人能夠完成自主智能飛行、目標識別、處理、跟蹤、控制等具有相當復雜程度的實際任務模擬。該賽事在刺激全球廣大年輕人對航空航天科學和計算機智能控制技術興趣的同時，還培養(yǎng)了一大批敢于創(chuàng)新、善于動手的高素質科技人才。
世界空中機器人比賽的主要贊助商是加拿大一家世界領先的GPS設備制造商，它為每支參賽隊伍提供了一套價值2萬美元的差分GPS系統(tǒng)，包括兩個GPS接收機、一塊用于地面參考基站的PC卡、兩個精度能達到20厘米以內的天線。此外，美國軍方、國際無人系統(tǒng)協(xié)會也對該賽事給予資金支持。
關于2004首屆中國空中機器人比賽
為促進我國航空航天和計算機智能控制等領域高素質人才的培養(yǎng)和高技術的發(fā)展，中國自動化學會機器人競賽工作委員會和科技部高技術研究發(fā)展中心定于2004年11月在西安舉辦首屆“中國空中機器人比賽”。首屆比賽由清
華大學、西北工業(yè)大學、空軍工程大學等單位聯(lián)合承辦，國家863計劃機器人主題專家組、中國自動化學會智能自動化專業(yè)委員會、IEEE控制系統(tǒng)學會北京分會等也給予大力支持。國內航空界和機器人界40余位著名專家、學者和領導擔任賽事顧問。
首屆中國空中機器人比賽包括固定翼飛行器和旋翼飛行器兩大部分，比賽主要內容包括實際飛行任務和方案設計論文。組委會將組織權威評判團，公平、公開、公正地評出優(yōu)勝者。
中國空中機器人比賽的口號是：“自主翱翔、放飛理想”。比賽大力提倡“自主、創(chuàng)新、協(xié)作、超越”的精神，支持、鼓勵各種奇思妙想、發(fā)明創(chuàng)造。組委會希望通過推廣和運作這項賽事，推動國內空中機器人技術的發(fā)展，促進各院校和科研機構相關研究人員之間的交流，激勵廣大青少年對航空航天科學和智能控制技術的興趣，培養(yǎng)具有扎實理論基礎和較強實踐能力的新一代科技人才，為推動中國航空航天和智能控制事業(yè)的持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀后備力量。
