近日,西湖大學工學院人工智能系趙世鈺團隊在無人機協同技術領域取得突破性進展。其研發的"飛行工具箱"空中協同系統成功實現多架旋翼無人機在"疊飛"狀態下的毫米級協同作業,相關成果已發表于國際頂級學術期刊《自然》。
該系統創造性地采用"主從式"架構,由攜帶可伸縮機械臂的操作無人機與搭載多種工具的工具箱無人機組成。研究團隊形象地將二者比喻為手術場景中的主刀醫生與器械護士——前者通過機械臂執行具體操作,后者則精準遞送抓取、剪切等工具,共同完成高危環境下的作業任務。
空中協同的核心挑戰在于克服"疊飛"產生的復雜氣流擾動。實驗數據顯示,當兩架無人機垂直距離縮小至0.6米時,會形成相當于6級強風的向下氣流,導致傳統系統出現6-8厘米的定位偏差。研究團隊通過三大技術突破破解這一難題:柔性電磁對接機構實現自動吸附,神經網絡算法實時補償氣流擾動,視覺智能技術提升空間感知精度。
在連續20次以上的雙機、三機對接測試中,系統展現出0.80厘米的平均定位誤差,較前代無機械臂補償系統提升近十倍精度。這種模塊化設計賦予系統"空中樂高"般的擴展能力,可根據任務需求快速更換工具組合,在電力巡檢、災害救援等場景具有顯著應用價值。
趙世鈺研究員指出,該技術處于具身智能與低空經濟的戰略交匯點。通過標準化接口設計,系統可兼容不同型號的無人機平臺,未來有望通過擴展更多功能模塊,實現復雜環境下的自主協同作業。