解锁特技飞行，无人机在空中“跑酷”

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“在研究思路上，传统思路总在硬件性能上做加法，比如研制更强力的电机或是精度更高的传感器， 但我们选择在规划和控制算法上做乘法。 ” 高飞举例说，这就像体操运动员通过优化动作编排，用同样的体能就可以完成更高难度系数动作。

该工作通过构建动作-意图转换准则，将期望的飞行动作转化为可量化的用户意图；通过风险-收益评估方法，求出躲避障碍、节省能量和完成特技动作三者之间的最优解。 该工作为挑战空中机器人性能极限的研究人员提供了新思路：当物理极限无法突破时，运动智能就是新的性能边界。

“我们为此开发了一套特技动作‘积木’系统——用户只需标注关键位置和姿态，如‘在此处倒飞’，系统会自动将这些离散指令转化为连贯的特技轨迹。”成果第一作者、浙江大学控制与工程学院博士生王鸣杨说，通过三类基础积木（纯位置、位置+姿态、位置+姿态+姿态锁定）的排列组合，系统能生成从简单空翻到连续组合的复杂特技动作， 甚至生成人类飞手前所未见的新式特技。

“当我完成了初版的算法，满怀期待开展第一次室外飞行试验时，飞机莫名失控，当场摔得粉碎。”王鸣杨回忆，此后的一周他承受着巨大的心理压力，但在高老师的鼓励与指导下，他仔细复盘，发现了问题所在并最终突破了技术难点。

人机的较量

“极限操作”下怎样兼顾空中机器人的安全？

当无人机进行倒飞、空翻等极限动作时，传统控制方法会导致机体出现失控自转。 团队创新设计的“偏航补偿算法”，让系统自动修正飞行姿态参数，确保无人机在复杂机动中始终维持精准且流畅的控制。

在高度仅3.5米的狭窄障碍空间里，空中机器人展现了媲美蜂鸟的灵巧性，倒飞穿过直径80厘米的圆环、在隧洞中连续蛇形机动。

团队做到了！

“这里我们独创的‘意图修正’功能如同经验丰富的导航员，即使输入特技意图不合理（如多个特技动作的间距过窄），系统仍然会自动调整无人机到安全合理的位置和姿态。”王鸣杨说。

人机对抗，效果又如何？

“在连续倒转穿越6道1.2米窄门的测试中，中国无人机顶尖飞手成功率仅12.5%，而我们的系统实现100%完美通关。” 高飞说，系统展现出超乎人类操作的稳定性。

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