來源:科技日報
科技日報記者 張佳欣 美國西北大學工程師利用人工智能(AI)優化無人機結構設計,并結合人類視覺感知特點,打造出一種能“隱身于眼前”的低可見度無人機。該無人機通過高速旋轉制造運動模糊效果,利用視覺錯覺“欺騙”人眼,使自身輪廓在人眼中逐漸消失,融入周圍環境。經過AI優化后的無人機,視覺可察覺程度約降低至傳統四旋翼無人機的十分之一。這項成果探索了一種不同于傳統偽裝技術的機器人隱身新路徑,未來有望用于野生動物監測、生態調查以及基礎設施巡檢等場景。相關研究于當地時間16日在澳大利亞悉尼舉行的2026年機器人科學與系統大會上發布。
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長期以來,研究人員一直在嘗試通過偽裝、透明材料或光學系統等方式,讓無人機實現“隱身”。但西北大學團隊提出了一種新的思路,即不改變無人機的外觀,而是根據人眼“如何看見運動”來重新設計無人機。
這款新型無人機被命名為“Phantom Twist”。與傳統四旋翼無人機由多個旋翼旋轉、機身保持靜止不同,Phantom Twist只有一個電機和一個螺旋槳。螺旋槳沿一個方向旋轉,而無人機主體則向相反方向旋轉,使整個設備持續運動。當其旋轉速度達到每秒25轉時,人眼難以捕捉清晰形態,無人機會逐漸融入背景,僅留下輕微模糊影像。
為了尋找最佳結構方案,研究團隊首先利用計算模型生成約2萬個能夠穩定飛行的無人機設計。隨后,他們結合人工智能(AI)和優化算法,對電機、螺旋槳、電路板、電池以及配重等關鍵部件的位置進行自動調整,在保證飛行性能的同時降低視覺可見度。
研究人員還模擬無人機在不同真實背景中的旋轉狀態,并利用能模擬人類視覺感知的計算模型,對其顯眼程度進行評估。最終,算法篩選出可見度最低的一批方案,并進一步優化組件布局。評估結果顯示,經過優化后的Phantom Twist在不同觀察角度下均表現出更低的可見性,能夠顯著減少人眼對其形態特征的識別。
論文合作者、西北大學計算機視覺專家艾瑪·亞歷山大解釋說,人眼接收視覺信息需要一定時間積累,類似于相機曝光過程。當物體快速旋轉時,其細節特征會被平均化,從而產生模糊效果。由于該無人機的部件被分散布置在不同高度和角度,旋轉過程中不會形成明顯輪廓,最終呈現為與背景融合的淡淡霧狀影像。
總編輯圈點
這項成果將AI、工程設計與仿生學結合,開創了一條不同于傳統偽裝材料的機器人隱身新路徑。其核心創新不在于“遮住”無人機,而在于利用人眼視覺的固有延遲特性,讓高速旋轉成為天然的模糊濾鏡。尤其是AI優化的介入,使設計從試錯走向自動化篩選,大幅提升了效率。一直以來,野生動物監測、生態調查和基礎設施巡檢等場景,對低干擾性有極高要求,此類“可見但不被注意”的無人機恰好填補了這一空白。更重要的是,這項研究提示我們:在機器人隱身領域,有時最好的隱藏方式并非消失不見,而是讓觀察者的眼睛自己選擇忽略。
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