技术突破核心 - 西湖大学赵世钰实验室研发的FlyingToolbox系统在国际上首次实现多架旋翼无人机的空中工具交换，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[3] - 该研究成果发表于Nature期刊，是中国在多旋翼无人机领域的研究成果首次登上Nature[3] - 技术突破点在于实现了"叠式"飞行状态下的高精度协同作业，使无人机从"单兵作战"迈向"群体协作"[3] 技术挑战与解决方案 - 核心技术挑战是两架无人机垂直距离接近至0.6米时会产生达13.18米/秒的下洗气流，相当于6级强风，严重干扰稳定性[6] - 研究团队设计了三个核心模块：柔性电磁对接机构实现自动吸附对接，气流扰动估计与补偿方法通过神经网络实时预测并抵消气流影响，高精度对接与操作控制技术确保亚厘米级精度[10][11][13] - 对接精度要求机械臂底部与工具顶部之间的水平位移必须小于1.5厘米[10] 系统性能与实验验证 - 实验显示FlyingToolbox能成功实现不少于20次连续对接，平均误差为0.80厘米，相较于无机械臂补偿系统6-8厘米的精度有接近一个数量级的提升[15] - 系统展示了双机协作完成空中剪彩、抓取、放置等动作，以及更复杂的三机协作任务，全部基于机载算法自主完成[16][17] - 系统具备运动中对接能力，即使工具箱无人机处于移动状态，操作无人机仍能顺利完成工具抓取，拓展了应用范围[18] 行业应用前景 - 空中作业机器人将多旋翼无人机和高自由度机械臂结合，能代替人类在难以抵达区域进行危险物品抓取、高空建筑清洁、接触式检修等作业[5] - 该技术处于低空经济和具身智能两大领域的交汇处，具有广阔的产业化前景，FlyingToolbox被视为一个"空中乐高平台"，通过模块化设计使无人机能完成更复杂任务[19] - 技术发展将使空中作业机器人帮助人类在更高更远的地方完成复杂危险任务，推动行业向更高水平发展[19]