一项发表于《npj Robotics》杂志的新研究成功攻克了小型四旋翼飞行器在狭窄风管中飞行的难题，为工业检测和公共安全领域开辟了全新应用路径。该研究由法国国家信息和自动化研究所(Inria)、法国国家科学研究中心(CNRS)、洛林大学及艾克斯 - 马赛大学的研究人员团队主导完成。

在现代建筑与地下管网中，通风管道分布广泛，但对其进行检查维护却困难重重。通风管道尺寸狭窄，无法承受人体重量，导致难以开展必要的干预工作，以保障空气质量、供暖及空调系统的正常运行。

小型四旋翼无人机凭借其可水平与垂直飞行的特性，成为探索风管的潜在解决方案。然而，其在风管内飞行时会产生循环气流，致使无人机不稳定，在容错空间有限的环境中引发严重湍流，限制了其实际应用。

为解决上述问题，研究团队首先深入探究了无人机在风管中的位置对空气循环的影响。他们借助机械臂和力/扭矩传感器，对数百个位置的力进行了精确测量，绘制出首张力“图”。这张图清晰呈现了复杂的空气动力学模式，能够精准识别圆形管道中的“不安全”部分，即空气再循环会将无人机推向墙壁的区域，以及更安全的位置，即再循环力相互抵消的区域。

在确定安全位置后，如何让无人机在黑暗且无视觉提示的环境中精准定位并保持在建议点成为关键。研究团队创新性地将小型激光器与人工智能技术相结合，利用基于运动捕捉数据训练的神经网络，使小型无人机能够准确感知自身位置，并始终保持在湍流最小的位置，从而实现更安全、更稳定的飞行。

这项研究成果为无人机在工业检测和公共安全领域的应用带来了新的曙光。未来，研究团队计划开发一个更具应用导向的原型，并为其搭载摄像头、热像仪或气体传感器等实用有效载荷，进一步拓展其在相关领域的实际应用范围。

更多信息： Thomas Martin 等，《空气管道飞行》，npj Robotics (2025)。