该团队研发了安全高速飞行机器人(SUPER),其飞行速度可超20米/秒,仅凭机载传感器和计算能力即可规避细至2.5毫米的障碍物(如电线或树枝)。该机器人采用紧凑设计,轴距仅280毫米,起飞重量1.5公斤,展现出卓越的敏捷性——能在夜间茂密森林中穿行并灵巧避开细电线。
张教授称此项发明将颠覆无人机技术领域:"想象一只'机器鸟'在森林中高速灵活穿行,轻松躲开树枝与障碍物。这是自主飞行技术的重大突破。我们的系统让微型飞行器(MAV)能在复杂环境中高速导航,并达到前所未有的安全水平——宛如赋予无人机鸟类般的反射神经,使其在高速飞向目标时实时规避障碍。"
突破性进展源于硬件与软件的深度集成:SUPER采用轻量化三维光探测与测距(LIDAR)传感器,可精准探测70米内障碍物;配合先进规划框架,在飞行中同步生成两条轨迹——一条通过探索未知空间实现速度优化,另一条则通过保持在已知无障碍区域优先保障安全。
系统直接将激光雷达数据作为点云处理,大幅缩短计算时间,实现高速状态下的瞬时决策。该技术已在古迹自主勘探等现实场景中验证,并在室内外环境均展现出无缝导航能力。
论文第一作者任云帆表示:"规避细障碍与穿越狭窄空间的能力,为争分夺秒的搜救等应用开辟新可能。SUPER在夜间等各类光照条件下的鲁棒性,使其成为全天候作业的可靠工具。"
研究团队规划了该创新技术的广阔应用场景:包括自主配送、电力线巡检、森林监测、自主勘探测绘。在搜救任务中,搭载SUPER技术的微型飞行器可昼夜穿越建筑物废墟或密林等灾区,比现役无人机更高效定位幸存者或评估危险;在救灾场景中,还能向偏远不可达区域运送关键物资。
Story Source:
Materialsprovided byThe University of Hong Kong.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Yunfan Ren, Fangcheng Zhu, Guozheng Lu, Yixi Cai, Longji Yin, Fanze Kong, Jiarong Lin, Nan Chen, Fu Zhang.Safety-assured high-speed navigation for MAVs.Science Robotics, 2025; 10 (98) DOI:10.1126/scirobotics.ado6187
2025-06-21
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