摘要：多旋翼飞行机器人之间实现垂直堆叠近距协作，能够促进复杂空中操作任务的执行。然而，由于飞行机器人之间持续且强烈的“下洗气流”干扰（螺旋桨持续向下吹出强烈气流，严重干扰下方无人机的稳定性），垂直堆叠近距飞行通常被视为一种危险状况，应当避免。

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

多旋翼飞行机器人之间实现垂直堆叠近距协作，能够促进复杂空中操作任务的执行。然而，由于飞行机器人之间持续且强烈的“下洗气流”干扰（螺旋桨持续向下吹出强烈气流，严重干扰下方无人机的稳定性），垂直堆叠近距飞行通常被视为一种危险状况，应当避免。

2025 年 9 月 24 日， 西湖大学工学院赵世钰团队在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为 ：Proximal cooperative aerial manipulation with vertically stacked drones 的研究论文。

该研究研发了名为FlyingToolbox（飞行工具箱）的空中协同操作系统，在国际上首次完成了多架旋翼无人机的空中工具交换，实现了“叠式”飞行状态下的高精度协同作业，成功解决了近距离飞行与高精度操作不可兼得的关键技术难题。这也是中国在多旋翼无人机领域的研究成果首次登上Nature。

在这项最新研究中，研究团队提出了一种名为“飞行工具箱”（FlyingToolbox）的空中协同操作系统，该系统能够在垂直堆叠飞行条件下稳定工作，并实现亚厘米级的对接精度。

该空中协同操作系统由一个工具箱微型飞行器（toolbox MAV）和一个操作微型飞行器（manipulator MAV）组成。可在高达 13.18 米/秒的“下洗气流”存在的情况下，操作 MAV 的机械臂能够自主对接工具箱 MAV 中所携带的工具，对接精度达到 0.80 ± 0.33 厘米。

图1. 飞行工具箱的组成

图2. 飞行工具箱的动态演示

通过在近距离实现空中工具交换，飞行工具箱解决了近距离飞行与高精度操作之间的矛盾，为不同应用中的异构交互式飞行机器人协作提供了新模式，有望用于帮助人类在更高、更远的地方完成复杂危险任务。

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来源：大眼儿话科学