来源：中国军网-中国国防报
■杨关铎
在复杂环境中，无人机如何突破导航技术瓶颈？美国密歇根大学研究团队近日宣布，其开发的仿生超声波导航系统已进入集成测试阶段，通过模仿蝙蝠回声定位原理，结合人工智能算法，实现了无人机在低能见度环境中的“听声辨路”能力。
传统导航技术遭遇环境挑战
当前，无人机和机器人导航系统主要依赖视觉识别、激光雷达或卫星定位技术。然而，在黑暗、烟雾、水下、地下等特殊环境，或GPS信号受干扰的情况下，传统方法往往难以正常工作。例如，在沙尘暴、浓雾或密闭空间中，视觉摄像头和激光雷达的探测效果会大幅下降，而卫星定位系统则完全失效。
仿生技术破解导航难题
回声定位是一种生物通过发射声波并接收反射回波进行空间定向的感知方式，常见于蝙蝠、海豚和齿鲸等动物。受此启发，西班牙研究人员曾开发出帮助盲人导航的回声定位系统，而美国研究团队在此基础上进一步研发出仿生超声波导航系统。
该系统摆脱了对视觉信息的依赖，不使用摄像头、激光雷达或GPS，而是采用仿生学原理，结合超声波技术和人工智能算法，通过回声定位实现环境感知。其工作原理为：系统发射高频超声波信号，然后通过传感器接收声波在周围物体上反射回的信号。依靠先进的信号处理算法，系统能有效分析回波信息，构建出精确的三维环境模型，从而实现空间识别与路径规划。
人工智能算法实现“听声辨路”
相比传统导航系统，这种以自然生物为灵感的“类蝙蝠”系统具备抗干扰性强、隐蔽性高、功耗低等特点。其核心在于卷积神经网络（CNN）的人工智能算法训练机制，能够从特定回声特征中识别物体形状，实时处理大量超声波反射数据，并将其转化为可用于环境感知和决策的有用信息。
研究人员表示，该系统已实现物体识别、智能避障及路径优化等功能，一定程度上扩展了无人设备的适用场景。例如，在试验中，搭载该系统的无人机可在低能见度的尘土环境下飞行，有效规避障碍物并完成预定任务。
军方关注推动技术落地
目前，该系统正在无人机上进行集成测试和优化，已获美国军方关注。研究人员透露，一旦技术成熟，该系统有望集成至智能无人系统的末端导航、水下无人潜航器的自主导航模块等，为军事、救援、勘探等领域提供新的技术解决方案。
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