美国伍斯特理工学院(WPI)的研究团队展示了一项受蝙蝠启发的超声波技术,该技术能帮助手掌大小的无人机在雾、烟等恶劣环境下实现自主导航。这项进展已发表在《科学机器人学》期刊上,为搜救行动中的小型空中机器人提供了新的可能性。
由机器人工程系助理教授Nitin J. Sanket领导的团队开发了一个超声波系统,仅需两个微型传感器和少量计算资源。Sanket说:“蝙蝠通过发出鸣叫并倾听回声,能在黑暗洞穴中精确导航。我们模拟这一过程,创建了低功耗系统,让小型无人机在杂乱环境中独立运行更久。”自主空中机器人通常依赖激光雷达或雷达,但这些技术可能增加重量、成本和能耗,或在恶劣条件下失效。
研究团队定制了一款约6英寸宽的四旋翼无人机,重约1磅,配备了超声波传感器和声学屏障来抑制螺旋桨噪声。他们使用深度学习人工智能技术训练计算机分析超声波回声模式,类似于蝙蝠大脑处理声音的方式。测试在室外林地区和室内实验室进行,障碍物包括透明塑料或金属杆。
室内测试在黑暗或雾雪条件下进行,无人机每次飞行电池电量可持续约五分钟。在180次测试中,机器人穿越挑战性课程的成功率为72%至100%,但在躲避细薄物体如金属杆或细长树枝时表现稍弱,这些物体反射信号较弱。Sanket表示:“下一步是开发更小、更轻的设备以延长飞行时间。在搜救任务中,多几秒钟可能至关重要。”
出版详情:作者:Jon Cain, Worcester Polytechnic Institute;标题:《Bat-inspired ultrasound helps palm-sized drones navigate fog and smoke》;发表于:《Science Robotics》(2026);期刊信息:《Science Robotics》。













