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近些年，随着无人机的不断发展创新，农业、物流、勘探、交通等社会众多领域，都已离不开它，特别是在军事方面的广泛应用，更是改写了现代战争的模式。

但是无人机有一个非常关键的“命门”，就是它的通信联系，一旦失去信号，无法实现顺畅通信，无人机就彻底失控，而且无人机越来越多的开始组成机群，协同完成任务，无人机相互之间的通信就显得尤为重要。

此前，无人机通信主要通过无线电实现，一旦遭遇电磁干扰，无人机就会失去联络，如果是在战争当中，后果更加严重。

近期，我国西北工业大学另辟蹊径，研究出仿“萤火虫”通信无人机，不再依赖无线电通信，无视电磁干扰，具有广泛的应用前景，这款无人机采取了什么样的通信方式呢？为何要模仿萤火虫呢？

萤火虫为何要发光？

要了解此次西工大的研究成果，首先要了解自然界中的萤火虫所具备的独特技能，和其他的很多昆虫不太一样，萤火虫相互之间的“交流”，是通过自身发出的冷光来进行的。

我们如果来到乡村或是旷野之中，特别是在夏夜，就有机会看到成群的萤火虫在夜晚飞翔，它们身上所发出的冷光，犹如漫天星光，煞是好看。

萤火虫发出的光，存在模式与频率上的变化，通过这些变化，就可以传达一定的信息，它们利用发出的光，来告诉同类求偶、觅食、指引方向甚至躲避危险等等信息，有些品种的萤火虫还可以利用发光来进行捕食，这种方式简单有效。

在漫长的进化过程中，萤火虫拥有了独特的身体构造，它的尾部有一个“发光器”，身体则能够分泌产生多种生物化学物质，这些物质通过相互之间发生生化反应，就会发光。

自然界中，能够发光的生物其实很多，例如人们熟知的安康鱼、磷虾以及一些品种的水母等，但像萤火虫这样，可以控制闪光，从而传递信息的生物却很少见，萤火虫是如何做到的呢？

通过对萤火虫进行基因学研究，并对比了萤火虫在早、中、晚期的发光器，我国科研团队发现萤火虫的发育调控基因当中，有两个关键的转录因子，可以调控萤火虫所产生的荧光素酶，也就是说，可以调控发光蛋白的表达。

这就使萤火虫在想要表达某种信息的时候，身体会本能的进行荧光素酶的调节，从而发出相应的冷光，不同的发光频率、发光模式，很容易就可以被同类捕捉到，从而达到相互联络的目的。

不得不说，萤火虫的这套通过发光来进行通信的联络机制，简直媲美一流的科技，绝对精密准确，令人赞叹大自然的神奇魔力。

这套机制，也为我国无人机通信方式的创新提供了一个研究方向，经过不懈努力，西工大的科研团队实现了这一目标。

仿萤火虫通信如何实现

西工大光电与智能研究院，与中国电信人工智能研究院联合开展了这项研究，通过模仿萤火虫的交流方式，利用光通信以及智能信息处理等技术，成功实现了无人机集群的光通信联络。

很多人都知道无人机的“蜂群战术”，利用众多的无人机，在战场上实现集群协同，对敌方进行饱和攻击，但这种战术的前提条件就是确保无人机之间，以及无人机与地面操控者之间的信息传递不能出现问题。

除了军事领域，包括无人机集群进行空中表演，进行大规模的救援以及物资投送，在很多场景下，都必须保证通信畅通，单一的依靠无线电通信，如果有人为的电磁干扰，各项任务注定会失败。

特别是在军事方面，如今的电子战设备发展迅速，即便有相应的对抗措施，在复杂电磁环境下，也难以确保无人机不受干扰，但使用光通信来作为无人机的通信手段，就可以绕过所有这些电磁干扰，实现通信顺畅。

研究团队在无人机上安装了照明设备，这就相当于是萤火虫的发光器，同时安装了光电传感器，用来捕捉其他无人机发出的光信号。

在此基础上，无人机携带智能信息处理模块，对发光频率和模式进行控制，同时对接收到的光信号进行智能分析，从而达到准确传递信息的目的，实现无人机基于光链路的协同飞行。

该技术原理听起来似乎并不复杂，但要实现在高速飞行中的实时通信，难度还是非常的大，研究团队充分应用了目前的智能科技，使用先进的智能算法，确保光通信稳定可靠。

无人机上的光源使用的是LED，这种光源可以最大程度的避免自然光所造成的影响，同时，还使用了一套光通信纠错技术，对捕获的光信号进行精确识别，避免出现误判的情况。

当然，任何技术都不可能做到没有丝毫漏洞，目前我国无人机之间的光通信主要还是运用于短距离之间，在较长的距离上，光信号的捕捉就会有一定难度，同时，由于使用的是可见光，不排除被别人侦测到的可能。

所以我国的光通信研究并没有停下脚步，目前科研团队正在对通信距离、速率、稳定性和环境适应性等方面继续进行深入研究，使光通信真正成为可供无人机选择的“第二套”通信系统。

光通信的未来前景

实际上，我国对于光通信的研究还不止这些，目前已提出全光通信网络的构想，可以利用光通信实现太空、水下和空中的通信连接，构建覆盖空天地水下的完整通信网络。

这种网络要比目前无人机光通信复杂的多，可以支持有线或无线设备接入，根据通信场景不同，还要运用多种光源。

目前提出的主要有四种光源，在大海中，会使用蓝光进行水下通信，这是因为海水对蓝绿光的吸收较弱，可以使光线传播的更远。

水面以上物体之间的传播则使用LED白光光源，为防止日光干扰，还在部分场景使用深紫外光，而对于太空中的点对点传播，则使用激光。

使用这四种光源构成的通信网络，则可以建立统一的传输模式，并运用以太网对其进行集成，允许无线或有线方式访问互联网，这不仅可以实现全新的通信方式应用，而且对于物联网有很大帮助。

如果我国建成全光通信网络，就可以实现实时视频通信以及传感器数据的传输，这将是又一项重大的科技应用成果。

目前，至少在无人机领域，我国的光通信很可能会很快投入使用，届时，想要通过电磁干扰来应对我国的无人机，就会无法实现。

参考资料：

中新网：《西工大仿“萤火虫”通信无人机取得新突破》

央视新闻：《萤火虫为何能发光？如何控制发光？未解之谜揭开》

前瞻网：《研究人员开发出全光通信网络：使用四种光谱，实现海陆空的无缝连接》