点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我科学家研发新系统 无人机实现空中“握手”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我科学家研发新系统 无人机实现空中“握手”

来源:光明网-《光明日报》2025-09-30 02:50

  【瞧!我们的前沿科技】

  光明日报北京9月29日电(记者晋浩天)你见过两架无人机像“叠罗汉”一样上下叠飞吗?上方无人机精准从下方无人机拿取搭载的工具,完成任务后再物归原主。这一富有科技感又兼具实用性的场景,在西湖大学工学院人工智能系特聘研究员赵世钰实验室成为现实。团队研发了一款名为飞行工具箱(FlyingToolbox)的空中协同操作系统,在国际上首次实现了多架无人机在飞行过程中的高精度工具交换,成功攻克了近距离飞行与高精度操作难以兼顾的核心技术难题。这一突破性成果日前发表于国际学术期刊《自然》。

  “大家在生活中见到过无人机单飞、群舞,却几乎没有两架无人机能像‘叠罗汉’一样,一上一下叠飞。”赵世钰介绍说,原因在于两架无人机交叠时会产生强烈的“气流干扰”,极易出现“翻车”事故,更不用提精准作业。这个看似“简单”的动作,其实是无人机技术发展的一个卡点。这一问题可通过多机协作来解决。赵世钰团队构想,就像外科手术那样,主刀医生专注操作,护士在一旁递剪刀、止血钳等,无人机们也可以各司其职,交换工具。这样一来,每个无人机都可以专注于自己角色,通过分工协作完成复杂作业任务。

  为此,赵世钰团队研发了飞行工具箱空中协同操作系统。这个系统由一架工具箱无人机和一架操作无人机组成。工具箱无人机,顾名思义,能够携带多种不同类型的末端执行工具,如爪子、剪刀等;而操作无人机,则是拥有可伸展的机械臂的那个“操作手”。

  让无人机真正合作起来,最大挑战在于克服竖叠式飞行时的下冲气流,在强风中实现高精度空中对接。团队设计了三个“黑科技”核心模块以破解难题:柔性电磁对接机构、气流扰动估计与补偿方法、高精度对接与操作控制技术。

  “柔性电磁对接机构,是在接触时会自动‘吸附’的电磁智能接口,这一设计大大提升了对接的精准度。气流扰动估计与补偿方法,是指下方无人机能实时估计上方无人机产生的下洗气流扰动强度。高精度对接与操作控制技术,则让上方的无人机‘看得清’,让下方的无人机‘飞得稳’。”本文第一作者、西湖大学副研究员曹华姿说。

  在实验室中,这套全新的飞行工具箱空中协同操作系统运行稳定。赵世钰介绍,它不仅成功完成了不少于20次的连续对接,还能胜任“双机协作”及更加复杂的“三机协作”等任务场景,成功解决了近距离飞行与高精度操作之间的技术矛盾,实现了空中竖叠式飞行条件下的工具交换。

  “我们相信,它能够启发更多研究人员从事关于空中作业任务的研究,实现如空中换电池、物资补给等更加复杂的任务。同时,它也能为实际任务提供潜在解决方案。”赵世钰展望说。

  《光明日报》(2025年09月30日 08版)

[ 责编:王宏泽 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 直播丨“网络中国节”新春创享季启动仪式

  • 在澜沧江源,他们“镜”守山河

独家策划

推荐阅读
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
就像为一段混乱的进程找到慢放键,中国科学家在量子世界实现了一项关键控制。在量子世界中,系统在外部驱动下通常会逐步丢失初始信息,最终达到混乱的热平衡状态,该过程被称为“热化”。
2026-02-03 09:37
科技部日前发布的2024年度全国科普统计数据表明:我国科普人员队伍规模持续壮大,2024年全国科普专、兼职人员数量达221.27万,比2023年增长2.62%,其中,科普专职人员29.70万人,科普兼职人员191.57万人。
2026-02-03 09:36
2月2日是第30个“世界湿地日”。我国持续开展湿地保护修复,累计实施3800多个项目,新增和修复湿地面积100余万公顷;实施红树林保护修复和互花米草防治专项行动,累计营造红树林9200公顷,除治互花米草9.73万公顷。
2026-02-03 09:21
X光片显示的一名33岁患者的新肺(左)和旧肺。在这项研究中,Bharat表示,他的团队设计的这套人工肺系统,能够保持血液平稳且持续地流向心脏,从而降低了因血栓引发心脏病的风险。
2026-02-02 09:52
孙纯告诉《中国科学报》,时间规划的“艺术”在于,如何平衡优先和重大项目、自由观测申请项目以及可能突然出现的机遇型项目,让所有科研用户都能满意。再过十余天,孙纯的家人就会到基地与她团聚,而雷政今年终于可以回到遵义老家,与亲友相聚。
2026-02-02 09:51
通过研究月壤,我们可以进行优化模拟,从而更好服务后续探月任务。
2026-02-02 09:50
作者:王黎萤(浙江工业大学中国中小企业研究院副院长)万劲波(中国科学院科技战略咨询研究院研究员)  标准是重要基础性制度,对构建现代化产业体系、建设全国统一大市场等具有重要作用。
2026-02-02 09:37
1日,“砼真砼知”混凝土材料科学大模型在江苏南京首发。中国工程院院士、东南大学首席教授刘加平介绍:“该模型推动混凝土材料研发迈入数据驱动的‘第四范式’,为工程材料领域破解数据、算法、模型关键难题提供了标杆方案,将加速建材产业低碳转型与高质量发展。
2026-02-02 09:36
在分子世界中,有一种化学键如同生命的“缝合线”——它将氨基酸串成蛋白质,把药物分子编织成救命良方,这就是酰胺键。利用这项变革性的生物催化方法,已成功实现了多款明星药物分子的高效、绿色生物生产。
2026-02-02 09:35
为揭示东亚古人类的技术智慧与演化脉络提供了关键证据。
2026-01-30 09:37
中国气象局29日发布《2025年中国风能太阳能资源年景公报》。公报显示:2025年,全国风能资源为正常年景,全国太阳能资源总体为偏小年景。
2026-01-30 03:30
想象一下手电筒的光:柔和而四散,照亮着前方。激光,就像一束训练有素的光——所有光粒子步调一致,朝着同一个方向前进,能量高度集中。这种特性让激光能完成普通光做不到的“精细活”,从超市扫码器到医院手术刀,从光纤通信到舞台灯光秀,背后都有它的身影。
2026-01-30 03:30
加载更多