与能够轻松穿梭于密林和复杂环境中的鸟类不同,传统无人机通常依赖外部引导系统或预先规划的路线。然而,香港大学张富教授及其团队的革命性研发,彻底改变了这一局面。
他们的成果——“安全保障高速空中机器人”(SUPER)——在模仿鸟类飞行能力方面,比以往任何技术都更为接近。这款紧凑型无人机轴距仅280毫米,重量仅1.5千克,能够以每秒超过20米(约45英里/小时)的速度自主飞行,并避开如电线或树枝般细小的障碍物。
SUPER的突破在于其软硬件的高度集成。系统采用轻量级3D激光雷达传感器,能够以极高精度探测最远70米外的障碍物。配合先进的规划框架,飞行过程中同时生成两条轨迹:一条在未知区域中优化速度,另一条则优先考虑安全,始终保持在已知无障碍空间。
“这就像赋予无人机鸟类般的反应速度,使其能够在高速前进的同时实时躲避障碍物。”张教授解释道。该系统让微型飞行器(MAV)即便在夜间密林等复杂环境下,也能以前所未有的安全性和效率自主导航。
这一技术对各行各业意义重大。在搜救行动中,配备该系统的无人机可迅速穿越坍塌建筑或密林等灾害现场,更高效地定位幸存者和评估危险。此外,该技术还可应用于自主配送、电力线路巡检、环境监测及难以抵达区域的测绘等领域。
随着全球无人机市场预计到2030年将达到1636亿美元,其中自主飞行领域年增长率超过17%,像SUPER这样的创新有望彻底变革无人机在现实场景中的应用。相关研究已发表于《Science Robotics》,标志着高速自主导航技术从实验室走向实际应用的重要里程碑。