文章核心观点 - 国防科技大学团队提出一种“不倒翁式”扑翼微型飞行器新理念，通过被动气动稳定性实现无外部辅助的自主飞行 [1][2][4] - 该技术颠覆了微型飞行器依赖外部传感器和算法的传统控制路径，让飞行器结构自身具备智能平衡能力 [2][4][11] - Tumbler FWMAV在实验中展现出卓越的稳定性和鲁棒性，成为首个实现完全自稳定飞行的毫克级扑翼机器人 [17] 技术原理与设计 - 核心设计借鉴不倒翁玩具的自恢复原理，通过气动对称性设计与阻尼耦合机制产生自动恢复力矩 [4] - 采用环形气腔阻尼舱体关键设计，气流形成非对称涡流产生瞬时恢复力矩，响应速度提升约4倍且能量损失几乎不增加 [4][7][9] - 通过多目标参数优化算法实现动态平衡，最佳参数组合下升力提升达41.5%，左右翼升力差异降低40%，升力-重量比为3.73 [9] 性能表现 - 整机重量仅241毫克，翼展68毫米，在240Hz驱动频率下可连续悬停40分钟以上，系统温升仅4℃ [7][16] - 气流干扰测试中，在2.6km/h风速侧吹下，飞行器1秒内自动恢复悬停，姿态恢复时间缩短约80%，恢复角度误差减小至原先的1/5 [12] - 碰撞扰动后0.8秒内恢复悬停，并能完成无需外部指令的自我翻转“自救” [13][14] 行业比较与意义 - 相比哈佛RoboBee、MIT仿蜂系统，Tumbler FWMAV在悬停时长、抗风扰恢复速度与系统鲁棒性上均表现出显著优势 [17] - 该技术为昆虫级飞行器提供了可行的自稳路径，标志着其开始具备“物理层面的智能”，为无算法控制的轻量化自稳定系统奠定基础 [6][11] 未来发展方向 - 团队计划继续探索拓扑优化的翼型设计与流固耦合仿真以提升升力效率，并开发轻量化高压驱动与高能量密度电源 [18] - 未来方向包括将被动稳定与主动姿态控制融合，构建三轴自主控制系统，实现从“自稳”到“自控”的跨越 [18]