与鸟类在未知环境中以惊人的速度和灵活性导航不同，无人机通常依赖外部导航或预先绘制的路线。然而，香港大学工程学院机械工程系的傅张教授和研究人员的突破性发展，使无人机和微型空中飞行器（MAV）能够比以往更接近地模拟鸟类的飞行能力。
与鸟类在未知环境中以惊人的速度和灵活性导航不同，无人机通常依赖外部导航或预先绘制的路线。然而，香港大学工程学院机械工程系的傅张教授和研究人员的突破性发展，使无人机和微型空中飞行器（MAV）能够比以往更接近地模拟鸟类的飞行能力。
该团队开发了安全可靠高速空中机器人（SUPER），能够以超过每秒20米的速度飞行，并利用仅有的机载传感器和计算能力，避免直径仅2.5毫米的障碍物，例如电线或树枝。SUPER的设计紧凑，轮距仅280毫米，起飞重量为1.5公斤，展现出卓越的灵活性，能够在夜间穿越密林，并熟练地避开细线。
傅教授将这一发明称为无人机技术领域的游戏改变者，他说：“想象一下，‘机器人鸟’在森林中迅速操纵，轻松躲避高速度下的树枝和障碍物。这是在自主飞行技术上的重要一步。我们的系统使MAV能够以以前无法达到的安全水平在复杂环境中高速导航。这就像赋予无人机鸟类的反应能力，使其能够在实时中规避障碍，同时朝着目标飞去。”
这一突破在于硬件和软件的复杂集成。SUPER利用轻量级的3D光学探测与测距（LIDAR）传感器，能够以精确度检测到70米外的障碍物。这与一个先进的规划框架相结合，在飞行期间生成两个轨迹：一个通过进入未知空间来优化速度，另一个通过保持在已知的无障碍区域内优先考虑安全。
通过直接将LIDAR数据处理为点云，系统显著减少了计算时间，使得即使在高速下也能快速决策。该技术已在各种实际应用中进行了测试，如对古代遗址的自主探索，并在室内和室外环境中展现了无缝导航的能力。
研究论文的主要作者任云凡先生说：“能够避开细小障碍物并导航紧凑空间，为搜索和救援等应用打开了新可能性，在这些场景中每一秒都至关重要。SUPER在各种光照条件下的稳健性，包括夜间，使其成为全天候操作的可靠工具。”
研究团队设想了这一创新技术的广泛应用，包括自主交付、电力线检查、森林监测、自主探索和制图。在搜救任务中，配备SUPER技术的MAV可以在白天和黑夜迅速穿越灾区，如坍塌建筑或密林，更高效地找到幸存者或评估危险。此外，在灾后救援场景中，它们能够将重要物资送达偏远和难以到达的地区。
