会驱鸟的“云鹰”

作者: 李志飞

一只几乎可以以假乱真的“机械鸟”,对于电站、农田驱鸟有着非凡的意义。武汉小伙吴睿恩和团队研发的仿生扑翼鸟“云鹰”可以做出直线飞行、转弯实拍、快速俯冲、螺旋上升与滑翔降落等复杂动作,识别鸟类的精确度达97.4%。

发现鸟害痛点

吴睿恩是长沙理工大学大三学生,受父亲白手起家创业的影响,他心中一直有个创业梦。读大一时,吴睿恩结识了一群志同道合的“机械粉”,他们在扑翼机的原型上研发出一套横轴单齿轮传动装置,该装置在减轻扑翼机负重的同时,可以有效提供飞行动力。这个发明在学校举办的创新创业大赛中收获一致好评。

有一次去变电站实地调研,吴睿恩和伙伴们看到鸟儿在杆塔上筑巢、活动,这样不仅容易引发输电线路跳闸,导致大面积停电事故,还对鸟类自身安全构成威胁,每年都有不少鸟类因触碰高压电线而丧生。

如果有驱鸟飞行器就好了,吴睿恩想。回校后,他看到自己和伙伴们发明的有着横轴单齿轮传动装置的扑翼飞行器,于是灵机一动:如果把这个升级完善一下,或许能驱鸟。他把这个想法告诉了小伙伴高智达和罗浩翔。三人经过几个小时的“头脑风暴”,觉得可行。

他们认为,要做驱鸟仿生扑翼飞行器,就做成鹰的外形,只有逼真地模拟老鹰,才能对其他鸟类形成威慑力。他们查阅了大量老鹰的资料,从羽毛的颜色、纹理到身体的比例都进行了精心研究。他们运用3D建模技术,打造出一只栩栩如生的老鹰模型。第一代仿生扑翼飞行器用的是普通的PVC材料,还没飞几米远就掉了下来。大伙觉得扑翼机的重量超了,又尝试不同的材料和结构设计,对传动装置的齿轮比、机翼材质和形状进行反复测试。

经过多次试验,他们最终选定碳纤维骨架与聚酰亚胺薄膜的组合,在薄膜翼面上粘上鹰的“羽毛”,高仿出鹰的翅膀,几毫米厚的骨架在保持结构强度的同时,将整机重量控制在380克。他们给这款仿生扑翼飞行器取名“云鹰”。

再次试飞,当罗浩翔举起“云鹰”向空中抛去时,它扑棱着翅膀向远方飞去,越飞越高,然后来了个漂亮的滑翔。在蓝天的映衬下,“云鹰”矫健的身影开始盘旋,大家都说:“如果混在鸟群中,根本发现不了它是一只智能仿生扑翼鸟。”

示范应用见成效

为了使“云鹰”的动作更加自然流畅,吴睿恩团队观看老鹰飞行的视频,一帧一帧地分析老鹰扑翼的姿态和频率,通过编写复杂的程序,让 “云鹰” 的扑翼动作尽可能接近真实老鹰。在研发过程中,团队遇到资金困难。正当他们一筹莫展时,学校创业园免费给他们提供场地、测试等全面支持。在学校的帮助下,吴睿恩团队成立了睿翼智控科技有限责任公司。随着项目的推进和影响力的扩大,团队成员从开始的五人发展到十五人。为了提高工作效率,他们分成了五个组,分别是电控组、视觉组、结构组、实物组、商业组,各个小组各司其职,协同作战。

在解决“云鹰”对鸟儿识别能力这一关键问题上,视觉组团队付出了巨大的努力。他们基于YOLO框架,研发出了轻量化、高泛化的目标检测模型。为了让这个模型更加精准,他们收集了实际应用场景中约5万份鸟类及鸟巢的图像、视频样本,对模型进行反复训练。之后,又利用2万份试验样本进行检测和优化。经过不懈努力,他们成功将“云鹰”识别鸟类的检测精度提高到了97.4%,大大提升了“云鹰”的实用性和可靠性。“云鹰”通过模拟鹰类滑翔、盘旋、扑食等动作,对其他鸟类构成生物威慑,能有效减少鸟类活动。“云鹰”已在宁乡、湘潭等地的多个高压变电站进行了示范应用,预测可使单个变电站每年减少驱鸟开支近三十万元。

带“云鹰”上节目

2024年11月,吴睿恩和伙伴们带着“云鹰”参加“湖南省大学生创业投资基金进校园”活动,讲述“云鹰”的研发过程、独特优势以及广阔的应用前景,受到大家的关注。

然而,随着关注度的增加,质疑声也随之而来。面对质疑,吴睿恩和伙伴们没有争辩,决定用实际行动来回应:只有埋头实干,进一步完善和迭代“云鹰”的功能,攻克核心技术壁垒,才能真正让质疑声消失。吴睿恩和团队把所有课余时间都用在产品研发上,他们住在工作室里,常常是边吃着泡面边讨论产品的构造。历经一百余次试验,最终,“云鹰”通过了全面的性能测试。

2025年3月23日,吴睿恩带着“云鹰”来到了湖南卫视的舞台,进行最后的角逐——“夺金荣耀盛典”。两个月前,他参加了湖南卫视的节目《夺金2025》。当时在节目现场,他向大家介绍了这个特殊的“同伴”——“云鹰”,它可以凭借逼真的老鹰外形,对各种鸟类进行驱赶,从而减少鸟害。为了让观众更直观地感受“云鹰”的魅力,他在现场放飞了“云鹰”。只见“云鹰”扑棱棱地扇动着翅膀,在场地空中自由飞行,姿态矫健,动作流畅,仿佛一只真正的雄鹰在空中翱翔。这次他再次上节目,与二十九位选手竞争。最终,他和其他五位选手夺得了“金种子”名额,与投资方签约,顺利拿到了投资。

未来,吴睿恩团队会进一步完善和迭代“云鹰”的功能,持续构建属于团队的专利池,巩固核心技术。同时,他们还会根据不同场景和客户需求进行定制化的研发与生产,例如货运机场驱鸟产品研发等,让“云鹰”在更多领域发挥作用。此外,他们还想将仿生扑翼鸟玩具普及到更多的学校,通过这种有趣的方式,给更多的青少年带来科技启蒙,激发他们对科学技术的兴趣和热爱。

编辑 曹宏萍 2718286610@qq.com

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