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一架无人机飞到你面前,你却很难看清它究竟在哪里。

美国西北大学的研究团队最近做出了一款颇为特别的无人机原型——Phantom Twist(幻影旋转)。

它并没有采用透明材料,也没有使用复杂的光学隐身系统。真正让它变得“若隐若现”的方法其实简单得多:

把整架无人机高速旋转起来。

飞行过程中,Phantom Twist的机身最高每秒旋转约25圈。速度快到一定程度后,人眼已经无法清楚分辨无人机的轮廓,原本清晰的机身会被“抹”成一团半透明的模糊影子,看上去就像空气中漂浮着一小片淡淡的雾。

研究人员测试发现,它在视觉上的可感知程度,大约只有传统四旋翼无人机的十分之一。

它不是“真正隐身”,而是在欺骗你的眼睛

传统隐身无人机的思路,通常都是想办法改变无人机“长什么样”。

比如使用迷彩颜色,让无人机和天空或树木融为一体;使用透明塑料;甚至研究通过折射、散射光线来降低目标的可见度。

Phantom Twist走的却完全是另一条路线。

研究负责人Michael Rubenstein提出的问题是:

既然很难让无人机真正消失,那能不能直接利用人类视觉本身的缺陷?

答案就是“运动模糊”。

想象一下高速旋转的电风扇。

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风扇停止时,我们可以清楚看到每一片扇叶;一旦高速转起来,扇叶的边缘就会逐渐消失,只剩下一层半透明的圆盘。

Phantom Twist利用的正是同一个原理。

普通四旋翼无人机虽然螺旋桨一直高速旋转,但中央机身基本不动,因此人眼仍然很容易锁定无人机。

Phantom Twist则完全不同。

它只有一个主要电机和一个螺旋桨,螺旋桨朝一个方向高速旋转,而整个无人机机身同时向相反方向旋转。

于是整架无人机几乎找不到一个静止的部件。

当机身每秒旋转15到25圈时,人眼接收到的不同位置图像会叠加在一起,最后形成一团模糊的“幽灵”。

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AI帮它试了大约2万种身体结构

真正困难的地方其实不是让无人机旋转,而是:

既要疯狂旋转,又必须保证它还能稳定飞行

为了解决这个问题,研究团队没有靠工程师一个个手工试,而是建立了一套自动化设计系统。

计算机首先生成了大约2万种不同的无人机结构。

电池、电机、电路板、螺旋桨和配重,都可以出现在不同的位置。

随后,研究人员使用优化算法和AI工具不断调整这些零件的布局,同时满足两个条件:

一个是无人机必须符合空气动力学要求,能够稳定飞行;

另一个则是——从不同角度看过去,越不容易被发现越好。

研究人员甚至把虚拟无人机放到了100多种现实背景中进行测试,包括天空、树林和建筑物。

随后再利用模拟人类视觉的感知模型,给每一种无人机设计打“可见度分数”。

越难被看清,分数越低。

最后,研究人员从表现最好的大约500种设计中继续优化,最终才制造出了真正能够飞行的Phantom Twist。

相关论文显示,这套方法并不是单纯追求“外形好看”,而是直接把人类视觉感知本身作为无人机设计参数之一。

为什么它要故意设计得“七零八落”?

Phantom Twist静止的时候,看起来甚至不像一架正常的无人机。

它没有传统无人机那种紧凑的中央机身。

电池、电路板、支架和其他部件被故意分散在不同高度、不同角度,中间还留着大量空隙。

这种看似凌乱的结构其实是刻意设计的。

因为如果所有零件都集中在一起,无人机旋转之后,这些零件的影像仍然会重叠成一个明显的黑色轮廓。

而把零件分散开以后,高速旋转时,每个部件留下的视觉残影都会被摊薄。

最终人眼看到的,不再是一块实体,而是一层半透明的模糊区域。

科学家首先想到的用途,是“别吓到动物”

研究人员认为,这种低可见度无人机未来可能首先用于野生动物和生态监测。

例如观察筑巢的鸟类。

普通无人机靠近以后,动物很容易发现天空中突然出现了一个黑色飞行物,因此可能逃跑或者改变行为,最终影响研究结果。

Phantom Twist如果能明显降低视觉存在感,就有可能减少无人机本身对动物的干扰。

类似应用还包括湿地生态调查、鸟群监测,以及桥梁、建筑物等基础设施检查。

研究团队认为,在某些环境下,人们不知道无人机正在附近飞行,也可以减少观察工具本身对人类行为产生的影响。

不过,它距离真正的“幽灵无人机”还差得很远

Phantom Twist目前仍然只是实验性质的原型机,并不是真正意义上的隐形无人机。

最大的问题之一就是:

虽然你可能看不清它,但依然可能听得到它。

高速旋转的螺旋桨和机身仍会产生明显噪音。

此外,无人机上的细金属杆、电线和支撑结构也没有完全消失,在某些背景和光照条件下仍然能够被观察到。

负载能力、相机安装方式以及高速旋转情况下如何稳定获取图像,同样都是未来必须解决的问题。

研究团队下一步计划尝试更加透明的结构材料,并研究噪音更低的推进系统。

所以严格来说,Phantom Twist并不是让无人机真正“隐身”。

它更像是换了一种思路:

不去欺骗光,而是直接欺骗人的眼睛。

而这项研究真正有意思的地方也正在这里——过去工程师设计机器人,通常考虑重量、空气动力学、续航和控制系统;现在,连“人类的大脑究竟会怎么看见它”,也开始成为机器设计的一部分。