能够自行飞行且不会坠毁的无人机正在快速改进。
自主无人机可以彻底改变许多行业。现在，科学家们设计了一种无人机，它可以穿过茂密的森林，在昏暗的灯光下躲避细小的电线，甚至可以跟踪慢跑的人。
传感器技术和人工智能的快速进步使得无人机自行飞行变得越来越可行。但自主无人机仍然远非万无一失，这限制了它们在低风险情况下的使用，例如在组织良好的城市运送食物。
如果这项技术想要在搜索和救援、体育甚至战争等领域产生影响，小型无人机就需要变得更加机动且更加可靠。这促使香港大学的研究人员开发了一种新型微型飞行器（MAV），它可以快速在充满挑战的环境中航行。
这款新型无人机名为 SUPER，将激光雷达技术与独特的双轨迹导航系统相结合，以平衡安全性和速度。在实际测试中，它在跟踪和防撞方面都优于商用无人机，同时飞行速度超过每秒 20 米（每小时 45 英里）。
研究人员在《科学机器人》杂志上介绍这款新型无人机的论文中写道：“SUPER 代表了高速自主导航从实验室环境过渡到现实世界应用的一个里程碑。”
据作者称，该项目的灵感来自于鸟类在杂乱的森林环境中灵活导航的能力。为了复制这种能力，他们首先设计了一款直径仅为 11 英寸、推重比超过 5 的无人机，使其能够进行激进的高速机动。
然后，他们为其安装了轻型激光雷达设备，能够检测 70 米外的障碍物。鉴于他们的目标是高速飞行，研究人员表示，他们渴望避免基于相机的系统所遭受的那种运动模糊。
但最重要的是他们为无人机设计的导航系统。在每个航线规划周期，SUPER 的飞行控制器都会生成两条朝向其目标的飞行轨迹。第一条被设计为高速路线，并假设前方一些激光雷达数据有限的区域没有障碍物。第二种是注重安全的备用轨迹，仅穿过已知没有障碍物的区域。
无人机一开始会遵循高速轨迹，但如果实时激光雷达数据检测到任何障碍物，就会切换到备份。为了测试这种方法，研究人员将其与另外两架研究无人机和一架商用无人机进行了一系列试验，其中包括高速飞行、躲避细电线、在茂密的森林中导航以及夜间飞行。
SUPER 无人机在所有试验中取得了近乎完美的成功率 99.63%，比研究人员测试的最佳替代方案高出近 36 倍。这一切都是在实现更快的飞行速度并显着减少规划时间的同时实现的。
该无人机还表现出了出色的物体跟踪能力，成功跟踪了在茂密森林中慢跑的人。相比之下，使用基于视觉的传感器的商用无人机最终失去了对目标的跟踪。
研究人员建议，开发更小、更轻的激光雷达系统和空气动力学优化可以实现更高的速度。赋予 SUPER 检测移动物体并预测其运动的能力还可以提高其在高度动态环境中运行的能力。
鉴于其已经令人印象深刻的性能，似乎用不了多久，快速、敏捷的无人机就会在我们的头顶上各种地方嗡嗡作响。