“00后”大學(xué)生研發(fā)驅(qū)鳥機(jī)器人——做一只乘風(fēng)破浪、直沖云霄的“云鷹”

  新湖南客戶端   2025-01-25 15:06:07

“人鳥文明共生,共筑綠色世界。云鷹智巡,一直在路上!”近日,在湖南衛(wèi)視熱播的全球大學(xué)生創(chuàng)業(yè)節(jié)目《奪金2025》中,來自長(zhǎng)沙理工大學(xué)國(guó)際工學(xué)院的大三學(xué)生吳睿恩攜團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的智能仿生撲翼鳥機(jī)器人驚艷亮相。在節(jié)目現(xiàn)場(chǎng),這只與真鷹相似度極高的智能“云鷹”振翅高飛,引得現(xiàn)場(chǎng)的參賽選手、評(píng)審和觀眾連連驚呼,也讓吳睿恩的創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想演講獲得全場(chǎng)“爆燈”。

△吳睿恩在湖南衛(wèi)視《奪金2025》節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)

“云鷹”的亮點(diǎn)不僅在于其逼真的外觀,更在于其行之有效的驅(qū)鳥關(guān)鍵技術(shù)?!拔覀儚拇笞匀恢姓业届`感,研發(fā)出的撲翼鳥能精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)鷹類猛禽的外觀,以及滑翔、俯沖、盤旋、撲食等動(dòng)作,在電站和機(jī)場(chǎng)等區(qū)域形成高效、長(zhǎng)時(shí)的生物威懾?!眳穷6鹘榻B,與市面上現(xiàn)有的驅(qū)鳥設(shè)備對(duì)比,“云鷹”成本低、操作簡(jiǎn)單、續(xù)航穩(wěn)定,還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化巡檢。為了將“云鷹”帶到大眾視野中,他和團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了三年時(shí)間。

大膽“想”:從簡(jiǎn)單裝置到智能仿生撲翼鳥

吳睿恩與“云鷹”結(jié)緣于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽。受家庭熏陶,他從小就對(duì)創(chuàng)業(yè)有著濃厚興趣,在大一大二參加了“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽等多項(xiàng)賽事,也因此認(rèn)識(shí)了一群志同道合的“機(jī)械粉”。參加比賽時(shí),大家一起埋頭設(shè)計(jì)了一套橫軸單齒輪傳動(dòng)裝置,并把它安裝在撲翼機(jī)的原型上。

最初,團(tuán)隊(duì)只是想做一套仿生設(shè)備“練練手”,但在一次前往變電站的實(shí)地調(diào)研中,吳睿恩和同伴們發(fā)現(xiàn),鳥類活動(dòng)給該站造成了不小的困擾?!肮と藥煾蹈嬖V我們,鳥兒在輸電線塔上筑巢和覓食等活動(dòng)極易引發(fā)輸電線路跳閘,不僅影響電網(wǎng)運(yùn)行安全,也對(duì)鳥類自身安全有極大威脅?!?/p>

一個(gè)大膽的想法就此在團(tuán)隊(duì)中產(chǎn)生:“如果把我們的裝置做得更為逼真,再加上鳥類識(shí)別、自動(dòng)巡航等功能,是否能在驅(qū)鳥方面發(fā)揮更大作用?”

△吳睿恩和團(tuán)隊(duì)核心成員討論撲翼鳥模型設(shè)計(jì)

于是,吳睿恩和伙伴們從撲翼鳥的機(jī)身外殼出發(fā),設(shè)計(jì)出更貼合鷹類外觀的流線型翼面和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)裝置,同時(shí)利用翼尾協(xié)同控制策略精確控制飛行姿態(tài)。他們進(jìn)行了上百次飛行實(shí)驗(yàn),從直飛、俯沖、盤旋等各種仿生動(dòng)作驗(yàn)證了機(jī)體的可靠性。

有了似鷹的外觀和動(dòng)作,還得有鷹銳利的“眼睛”。團(tuán)隊(duì)將目光瞄準(zhǔn)輕量化、高泛化的目標(biāo)檢測(cè)算法,在老師的指導(dǎo)下聯(lián)合相關(guān)單位,利用實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中近萬張鳥類圖像、視頻對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練,將“云鷹”識(shí)別鳥類的檢測(cè)精度提高到97%。

在實(shí)際應(yīng)用中,如何讓“云鷹”在變電站、機(jī)場(chǎng)高效巡檢的同時(shí)不影響正常設(shè)備運(yùn)行?針對(duì)這一關(guān)鍵問題,團(tuán)隊(duì)又開發(fā)了基于廣域覆蓋優(yōu)化的巡航路徑規(guī)劃算法,以直線、折線、曲線等多種巡航方式交替覆蓋——在覆蓋范圍上做到“廣泛”、在巡航路徑上做到“精細(xì)”。

目前,配備了自主避險(xiǎn)、自動(dòng)返航兩大核心功能的智能“云鷹”,可適配多種復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景,已在多所高壓變電站進(jìn)行了示范應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用報(bào)告統(tǒng)計(jì),相比傳統(tǒng)驅(qū)鳥設(shè)備,“云鷹”可使平均單個(gè)變電站每年減少開支近30萬元。

勇敢“創(chuàng)”:爭(zhēng)當(dāng)創(chuàng)業(yè)熱土中的“金種子”

在獲得多位技術(shù)專家和業(yè)界人士認(rèn)可,并與幾家企業(yè)簽訂了委托開發(fā)合同后,吳睿恩和伙伴們開始思考:在驅(qū)鳥設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模連年增長(zhǎng)的情況下,團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目成果是不是可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作?

此時(shí),長(zhǎng)沙理工大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園為這群年輕人提供了夢(mèng)想萌芽的沃土。

“創(chuàng)業(yè)園不僅為我們提供了資金支持、場(chǎng)地支持,還幫助指導(dǎo)我們辦理工商登記等相關(guān)業(yè)務(wù)。在定期舉辦的‘雙創(chuàng)大講堂’等活動(dòng)中,我們學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以與企業(yè)專家面對(duì)面分享自己的項(xiàng)目,獲得寶貴建議以及改進(jìn)方向?!眳穷6髡f,學(xué)校的“一站式”創(chuàng)業(yè)服務(wù)為像他一樣的大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者省去了很多煩惱,也讓他的創(chuàng)業(yè)信心更加堅(jiān)定。

2024年,長(zhǎng)沙理工大學(xué)揭牌成立湖南省首家湘江卓越工程師學(xué)院,進(jìn)一步突出拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)層次。和許多初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)一樣,吳睿恩團(tuán)隊(duì)也有了學(xué)院專門配備的創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)老師。在精細(xì)化指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深入變電站和機(jī)場(chǎng)等地開展實(shí)地調(diào)研、進(jìn)行市場(chǎng)研究,努力學(xué)習(xí)創(chuàng)業(yè)相關(guān)法律法規(guī)與政策,參加創(chuàng)業(yè)知識(shí)技能培訓(xùn),一遍又一遍打磨商業(yè)計(jì)劃書……創(chuàng)業(yè)隊(duì)伍也從最開始的5人壯大到現(xiàn)在的25人。

有了技術(shù)、人才,以及敢想敢拼的決心,這群平均年齡才20歲的年輕人都干勁十足。

△吳睿恩展示“智能仿生撲翼鳥”。

“我們大學(xué)生就是要乘著時(shí)代的浪向上飛,直沖云霄!”2024年11月,“湖南省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)投資基金進(jìn)校園”首場(chǎng)宣傳活動(dòng)在長(zhǎng)沙理工大學(xué)舉行。吳睿恩帶著“云鷹”模型來到活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng),在眾多媒體和專家面前大方介紹自己的項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)。當(dāng)天,他的項(xiàng)目受到了多家媒體報(bào)道。

得到的關(guān)注增多,質(zhì)疑聲也隨之而來?!斑@只鷹能飛得起來嗎?”“不會(huì)是來‘混項(xiàng)目’的吧?”面對(duì)嘈雜的聲音,吳睿恩和團(tuán)隊(duì)伙伴的回應(yīng)是——埋頭實(shí)干,進(jìn)一步完善和迭代“云鷹”的功能,構(gòu)建屬于團(tuán)隊(duì)的專利池,鞏固核心技術(shù)壁壘。目前,“云鷹智巡”項(xiàng)目已通過湖南省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)投資基金首批立項(xiàng)。

在《奪金2025》中“爆燈”之后,吳睿恩將與其他29名選手一同爭(zhēng)奪創(chuàng)業(yè)“金種子”名額。對(duì)于剛滿20歲的他來說,在節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)飛上天空的“云鷹”不僅是一架模型,更是他和團(tuán)隊(duì)成員敢“闖”敢“創(chuàng)”的夢(mèng)想具象。

“不管奪金成功與否,我們都會(huì)繼續(xù)深耕‘云鷹’項(xiàng)目,讓它在智能驅(qū)鳥領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。我們立志成為湖南這片創(chuàng)業(yè)熱土上的‘金種子’!”吳睿恩說。(劉飄逸)

責(zé)編:劉宇慧

一審:劉宇慧

二審:張馬良

三審:熊佳斌

來源:新湖南客戶端

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