西湖大學工學院人工智能係趙世鈺實驗室研發出名為「飛行工具箱」的空中協同操作系統，使多架旋翼無人機在「疊飛」狀態下實現高精度協同作業，解決了近距離飛行與高精度操作不可兼得的技術難題。近期，該項成果發表於《自然》雜誌。

　據介紹，「飛行工具箱」由一架工具箱無人機和一架操作無人機組成。操作無人機是擁有可伸展的機械臂的那個「操作手」，工具箱無人機能夠攜帶多種不同類型的末端執行工具，如爪子、剪刀等。

　「如果將操作無人機視為一名『主刀醫生』，工具箱無人機就像是一名將各種手術工具遞給醫生的『護士』，它們能代替人類在難以抵達的區域進行作業。」西湖大學特聘研究員趙世鈺說，應用這類操作系統空中作業機器人最大的難點是在空中實現「疊飛」。

　據介紹，由於單個空中機器人能攜帶的載荷有限，因此難以單獨完成複雜的空中作業任務，但當兩架無人機交疊時會產生強烈的「氣流干擾」。實驗顯示，當兩架無人機垂直距離接近至0.6米時，會產生強烈的向下氣流，相當於氣象學上的6級「強風」。因此，這個看似「簡單」的動作，是無人機技術發展的一個「卡點」。

　研究團隊設計了柔性電磁對接機構、氣流擾動估計與補償方法、高精度對接與操作控制技術三個技術核心模塊，利用自動「吸附」的電磁智能接口、神經網絡算法及視覺智能等技術大大提升了對接的精準度。研究團隊已實現了雙機、三機協作，在不少於20次的連續對接中，「飛行工具箱」的平均誤差為0.80釐米，相較於先前的無機械臂補償的類似系統（精度6-8釐米），精度提升了近一個數量級。

　趙世鈺表示，空中作業機器人處於低空經濟和具身智能兩大領域的交匯處，具有廣闊的產業化前景，「『飛行工具箱』就像一個『空中樂高平台』，通過模塊化、可擴展的設計，無人機將能根據實際需求，完成更複雜的任務。」◇