這款“機器人鳥(niǎo)”以 45 英里/小時(shí)的速度在森林中飛行——無(wú)需 GPS 或燈光

SUPER 能夠在復雜環(huán)境中高速導航，實(shí)現了以前無(wú)法達到的安全水平。來(lái)源：香港大學(xué)

與鳥(niǎo)類(lèi)不同，鳥(niǎo)類(lèi)以驚人的速度和敏捷性在未知環(huán)境中導航，而無(wú)人機通常依賴(lài)外部引導或預先規劃的路線(xiàn)。然而，香港大學(xué)機械工程系教授張福及其研究團隊的一項突破性發(fā)展，使無(wú)人機和微型空中飛行器（MAVs）比以往任何時(shí)候都更接近鳥(niǎo)類(lèi)的飛行能力。

該團隊開(kāi)發(fā)了安全高速空中機器人（SUPER），能夠在超過(guò) 20 米每秒的速度飛行，并使用僅靠機載傳感器和計算能力避開(kāi)厚度僅為 2.5 毫米的障礙物——例如電線(xiàn)或樹(shù)枝。SUPER 具有緊湊的設計，軸距僅為 280 毫米，起飛重量為 1.5 公斤，展示了卓越的敏捷性，能夠在夜間導航密集的森林，并巧妙地避開(kāi)細線(xiàn)。

張教授將這項發(fā)明描述為無(wú)人機技術(shù)領(lǐng)域的革命性突破，"想象一下，一只'機器人鳥(niǎo)'在森林中迅速穿梭，輕松躲避樹(shù)枝和障礙物。這是自主飛行技術(shù)的重要進(jìn)步。我們的系統使微型飛行器能夠在復雜環(huán)境中高速飛行，實(shí)現了以前無(wú)法達到的安全水平。這就像賦予無(wú)人機鳥(niǎo)類(lèi)的反應能力，使其能夠在實(shí)時(shí)躲避障礙物的同時(shí)，朝著(zhù)目標飛馳。"

這一突破在于硬件和軟件的復雜集成。SUPER 采用了一種輕量級的 3D 激光雷達傳感器，能夠以精準的精度檢測 70 米范圍內的障礙物。這搭配了一個(gè)高級規劃框架，在飛行過(guò)程中生成兩條軌跡：一條通過(guò)進(jìn)入未知空間來(lái)優(yōu)化速度，另一條通過(guò)保持在已知無(wú)障礙區域來(lái)優(yōu)先考慮安全。

通過(guò)直接處理激光雷達數據作為點(diǎn)云，該系統顯著(zhù)減少了計算時(shí)間，即使在高速情況下也能實(shí)現快速決策。這項技術(shù)已在各種實(shí)際應用中得到測試，例如古代遺址的自主探索，并已展示出在室內和室外環(huán)境中的無(wú)縫導航。

“能夠避開(kāi)細小障礙物并在狹窄空間中導航，為搜索和救援等應用開(kāi)辟了新的可能性，在這些應用中，每一秒都至關(guān)重要?！毖芯空撐牡氖紫髡呷卧品壬硎??！癝UPER 在各種光照條件下，包括夜間，都具有魯棒性，使其成為全天候作業(yè)的可靠工具?！?/p>

該研究團隊設想這項創(chuàng )新技術(shù)具有廣泛的應用范圍，包括自主配送、輸電線(xiàn)路檢查、森林監測、自主探索和測繪。在搜救任務(wù)中，配備 SUPER 技術(shù)的微型飛行器（MAV）可以在災難區域（如倒塌的建筑物或茂密的森林）晝夜快速導航，比現有無(wú)人機更有效地定位幸存者或評估危險。此外，在災害救援場(chǎng)景中，它們可以將關(guān)鍵物資運送到偏遠且難以進(jìn)入的地區。