东南大学自动化学院团队在国际著名期刊《npj Robotics》发表仿生机器鸟最新研究成果

　　【ZiDongHua 之“自动化学院派”标注关键词： 东南大学 仿生机器鸟 飞行器】

 

 

　　近日，东南大学自动化学院智能感知与理解实验室（AI@PU lab)李新德教授及其博士研究生张泽宇等的研究论文《Large-sized ornithopters autonomously initiate continuous flight missions through jump-takeoff》被国际著名期刊《npj Robotics》录用。

 

　　李新德教授团队破解仿生机器鸟“起飞难”这一关键瓶颈，创造性地设计了一种自主起飞仿生机器鸟，可以在户外复杂环境中（草地、乱石丛、冰面等）进行连续自主的起、降任务，首次在大型仿生机器鸟平台上实现了真正意义上的地面自主起飞，大大拓展了仿生机器鸟在隐蔽侦查、生态监测、文化音乐展演等领域的应用。

 

 

　　仿生机器鸟是仿生飞行领域的前沿研究方向，通过模拟鸟类振翅机理实现飞行，相较于传统旋翼或固定翼飞行器，其独特的仿生设计赋予了三大显著优势：续航时间长、飞行噪声低、伪装能力强。然而，这类设备的起飞阶段仍高度依赖人工抛射辅助，其仿生翼结构在地面自主起飞时难以产生足够升力，无法做到像鸟类一样瞬时起飞。

 

　　李新德教授团队针对仿生机器鸟自主起飞的技术难题，通过系统观察鸟类起飞过程，提炼出“跳跃+振翅协同”这一通用机理：先依靠腿部爆发力完成跃升，再通过振翅产生升力平稳进入飞行。基于这一生物力学特征，科研团队以模仿鸟类跳跃起飞机制为切入点，研制出具备地面自主起飞能力的仿生机器鸟。

 

 

　　受鸟类跳跃行为启发，仿鸟扑翼飞行器被设计用于实现连续自动起飞。

 

　　针对传统仿生机器鸟难以在“轻量化机身”与“高能量跳跃”之间取得平衡的难题，团队创新设计弓形碳纤维弹性结构与离合收线装置，实现弹性势能的高效存储与瞬时释放：重量仅约60克的跳跃机构即可存储约3焦耳能量，使飞行器一跃升至约1米高度，并通过自主控制器精准同步振翅动作，完成从地面跳跃到空中飞行的平滑过渡。在此基础上，飞行器还能在降落后自动完成再次蓄能和姿态调整，并具备抗碰撞、抗侧风的自恢复能力，可在坡地、草地、卵石等复杂地形上稳定完成起飞。当前系统已具备全户外环境下的自主任务执行能力，操作人员只需下达简单指令，飞行器即可自动完成状态校准与独立起降，有望在隐蔽侦查、生态监测、文化音乐展演等场景中发挥作用，为仿生扑翼飞行技术向工程化、规模化应用迈出关键一步。