一只幾乎可以以假亂真的“機械鳥”,對于電站、農田驅鳥有著非凡的意義。武漢小伙吳睿恩和團隊研發的仿生撲翼鳥“云鷹”可以做出直線飛行、轉彎實拍、快速俯沖、螺旋上升與滑翔降落等復雜動作,識別鳥類的精確度達97.4%。
發現鳥害痛點
吳睿恩是長沙理工大學大三學生,受父親白手起家創業的影響,他心中一直有個創業夢。讀大一時,吳睿恩結識了一群志同道合的“機械粉”,他們在撲翼機的原型上研發出一套橫軸單齒輪傳動裝置,該裝置在減輕撲翼機負重的同時,可以有效提供飛行動力。這個發明在學校舉辦的創新創業大賽中收獲一致好評。
有一次去變電站實地調研,吳睿恩和伙伴們看到鳥兒在桿塔上筑巢、活動,這樣不僅容易引發輸電線路跳閘,導致大面積停電事故,還對鳥類自身安全構成威脅,每年都有不少鳥類因觸碰高壓電線而喪生。
如果有驅鳥飛行器就好了,吳睿恩想。回校后,他看到自己和伙伴們發明的有著橫軸單齒輪傳動裝置的撲翼飛行器,于是靈機一動:如果把這個升級完善一下,或許能驅鳥。他把這個想法告訴了小伙伴高智達和羅浩翔。三人經過幾個小時的“頭腦風暴”,覺得可行。
他們認為,要做驅鳥仿生撲翼飛行器,就做成鷹的外形,只有逼真地模擬老鷹,才能對其他鳥類形成威懾力。他們查閱了大量老鷹的資料,從羽毛的顏色、紋理到身體的比例都進行了精心研究。他們運用3D建模技術,打造出一只栩栩如生的老鷹模型。第一代仿生撲翼飛行器用的是普通的PVC材料,還沒飛幾米遠就掉了下來。大伙覺得撲翼機的重量超了,又嘗試不同的材料和結構設計,對傳動裝置的齒輪比、機翼材質和形狀進行反復測試。
經過多次試驗,他們最終選定碳纖維骨架與聚酰亞胺薄膜的組合,在薄膜翼面上粘上鷹的“羽毛”,高仿出鷹的翅膀,幾毫米厚的骨架在保持結構強度的同時,將整機重量控制在380克。他們給這款仿生撲翼飛行器取名“云鷹”。
再次試飛,當羅浩翔舉起“云鷹”向空中拋去時,它撲棱著翅膀向遠方飛去,越飛越高,然后來了個漂亮的滑翔。在藍天的映襯下,“云鷹”矯健的身影開始盤旋,大家都說:“如果混在鳥群中,根本發現不了它是一只智能仿生撲翼鳥。”
示范應用見成效
為了使“云鷹”的動作更加自然流暢,吳睿恩團隊觀看老鷹飛行的視頻,一幀一幀地分析老鷹撲翼的姿態和頻率,通過編寫復雜的程序,讓"“云鷹”"的撲翼動作盡可能接近真實老鷹。在研發過程中,團隊遇到資金困難。正當他們一籌莫展時,學校創業園免費給他們提供場地、測試等全面支持。在學校的幫助下,吳睿恩團隊成立了睿翼智控科技有限責任公司。隨著項目的推進和影響力的擴大,團隊成員從開始的五人發展到十五人。為了提高工作效率,他們分成了五個組,分別是電控組、視覺組、結構組、實物組、商業組,各個小組各司其職,協同作戰。
在解決“云鷹”對鳥兒識別能力這一關鍵問題上,視覺組團隊付出了巨大的努力。他們基于YOLO框架,研發出了輕量化、高泛化的目標檢測模型。為了讓這個模型更加精準,他們收集了實際應用場景中約5萬份鳥類及鳥巢的圖像、視頻樣本,對模型進行反復訓練。之后,又利用2萬份試驗樣本進行檢測和優化。經過不懈努力,他們成功將“云鷹”識別鳥類的檢測精度提高到了97.4%,大大提升了“云鷹”的實用性和可靠性。“云鷹”通過模擬鷹類滑翔、盤旋、撲食等動作,對其他鳥類構成生物威懾,能有效減少鳥類活動。“云鷹”已在寧鄉、湘潭等地的多個高壓變電站進行了示范應用,預測可使單個變電站每年減少驅鳥開支近三十萬元。
帶“云鷹”上節目
2024年11月,吳睿恩和伙伴們帶著“云鷹”參加“湖南省大學生創業投資基金進校園”活動,講述“云鷹”的研發過程、獨特優勢以及廣闊的應用前景,受到大家的關注。
然而,隨著關注度的增加,質疑聲也隨之而來。面對質疑,吳睿恩和伙伴們沒有爭辯,決定用實際行動來回應:只有埋頭實干,進一步完善和迭代“云鷹”的功能,攻克核心技術壁壘,才能真正讓質疑聲消失。吳睿恩和團隊把所有課余時間都用在產品研發上,他們住在工作室里,常常是邊吃著泡面邊討論產品的構造。歷經一百余次試驗,最終,“云鷹”通過了全面的性能測試。
2025年3月23日,吳睿恩帶著“云鷹”來到了湖南衛視的舞臺,進行最后的角逐——“奪金榮耀盛典”。兩個月前,他參加了湖南衛視的節目《奪金2025》。當時在節目現場,他向大家介紹了這個特殊的“同伴”——“云鷹”,它可以憑借逼真的老鷹外形,對各種鳥類進行驅趕,從而減少鳥害。為了讓觀眾更直觀地感受“云鷹”的魅力,他在現場放飛了“云鷹”。只見“云鷹”撲棱棱地扇動著翅膀,在場地空中自由飛行,姿態矯健,動作流暢,仿佛一只真正的雄鷹在空中翱翔。這次他再次上節目,與二十九位選手競爭。最終,他和其他五位選手奪得了“金種子”名額,與投資方簽約,順利拿到了投資。
未來,吳睿恩團隊會進一步完善和迭代“云鷹”的功能,持續構建屬于團隊的專利池,鞏固核心技術。同時,他們還會根據不同場景和客戶需求進行定制化的研發與生產,例如貨運機場驅鳥產品研發等,讓“云鷹”在更多領域發揮作用。此外,他們還想將仿生撲翼鳥玩具普及到更多的學校,通過這種有趣的方式,給更多的青少年帶來科技啟蒙,激發他們對科學技術的興趣和熱愛。
編輯 曹宏萍 2718286610@qq.com