历经十年探索，新加坡科技设计大学(SUTD)研究人员成功开发出一款新型单旋翼飞行器，重新定义了小型飞行机器人的效率极限。这款受翅果(如枫树种子)启发的轻型无人机，仅重32克，却能在全自动控制下悬停26分钟，远超同类产品，标志着小型飞行机器人技术取得重大突破。

2015年，新加坡庆祝独立50周年之际，SUTD副教授冯绍辉带领团队启动了SG50多旋翼无人机项目，目标是设计一架能持续飞行50分钟的无人机。尽管项目成功，但飞行器体积庞大、结构复杂。十年后，冯副教授团队转向小型化方向，摒弃传统多旋翼设计，转而从自然界汲取灵感，开发出这款单旋翼飞行器。

研究团队在《IEEE机器人与自动化快报》上发表的研究中，展示了这款受翅果启发的单旋翼飞行器。翅果的旋转降落模式提供了被动稳定性与高效升力的完美结合，成为设计灵感来源。通过人工智能优化机翼设计，团队高效探索了多种设计可能性，最终实现了无需扑翼部件、变速箱或机械连杆的简约结构，仅用一个执行器即可实现高效飞行。

该单旋翼飞行器采用自转和空气动力学效率设计，结合经典气动理论与实际性能模型，通过数据驱动的搜索算法微调机翼形状、俯仰角和质量分布。结果显示，其悬停时的功率负载为每瓦9.1克，优于其他同等尺寸和重量的微型飞行器。研究员蔡新宇指出，这一成就证明了微型空中机器人也能达到与大型系统相媲美的续航能力。

这款单旋翼飞行器的续航能力和简易性为低成本、长时间飞行任务提供了理想解决方案。目前，团队正在探索其在轻型、可重复使用的无线电探空仪(气球载运的气象传感和监测仪器)等领域的应用，该项目已荣获2024年詹姆斯·戴森奖的可持续发展奖。

虽然当前原型使用市售组件，但团队计划开发定制部件以进一步提高性能。下一步目标是提升有效载荷和飞行时间，同时探索先进材料和仿生机翼形态。此外，团队还设定了更具挑战性的目标：打造一架能飞行超过60分钟的单旋翼机，以庆祝新加坡建国60周年。

冯副教授强调，关键在于理解底层物理原理，忠实建模，并运用这些知识突破小型空中机器人的极限。通过将以人为本的设计与人工智能的力量相结合，团队成功地将自然启发的想法转化为可行的技术平台。

随着技术的进一步发展，这款单旋翼飞行器有望在各种成熟和新兴应用中发挥关键作用，展现出广阔的前景和无限可能。

更多信息： Xinyu Cai 等，《受萨马拉启发的轻型单旋翼飞行器长航时设计与优化》，IEEE 机器人与自动化快报(2025)。