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美团队用AI设计出“视觉隐身”无人机，有军事应用潜力
隐形轰炸机常采用特殊材料，以降低雷达反射信号；间谍卫星藏在距地面极远的轨道上，避开人类视野。一款新型无人机则另辟蹊径，只需高速旋转，便能与背景融为一体。
日前，美国伊利诺伊州西北大学的艾玛·亚历山大团队研发出一款“幻影旋扭”无人机。它每秒可旋转多达25圈，从而利用类似风扇叶片高速转动时产生的运动模糊效应，可以在肉眼观察下实现隐身。特别的是，普通风扇在工作时，虽然扇叶不易识别，但轴承、电机和底座等固定部件依然清晰可见；而“幻影旋扭”所有的部件都在旋转，因此整体均呈现模糊效果。
这款无人机约手掌大小，重约30克，其设计主要由人工智能完成。
研究团队开发出一套多阶段、全自动化的AI设计流程：首先，由一种AI模型生成数百万种无人机结构方案，从中筛选出约2万个理论上具备飞行能力的设计；随后，第二种AI模型对这些方案中的部件布局进行优化，尽可能降低从不同角度观察无人机时的可见度；最后，第三个模拟人类视觉系统的AI模型被引入，用于评估候选方案在不同背景下的隐蔽效果。
整个过程中，研究人员仅在最后阶段介入，选定最佳方案。最终胜出的设计将无人机各个部件分散排列，避免了旋转过程中不同结构相互重叠，从而进一步减少视觉暴露。
据亚历山大介绍：“运动模糊基本把所有机械部件变成了一层薄雾。如果不仔细观察，很可能会完全忽略背景中那些细微的亮度变化。”
英国卡迪夫大学视觉感知专家大卫·惠特克解释，人类视觉系统在某些情况下，如观察闪烁的LED灯时，能分辨出每秒高达60次的变化。人眼并非真的看不见这架无人机，而是因为其运动速度过快，尤其当背景与无人机颜色高度相似时，大脑无法及时处理这些视觉信息。
“就像风扇高速旋转时，人们很难看清每片扇叶的位置。同样，当物体运动速度超过视觉系统处理能力，大脑会倾向于将其与背景融合，使其在人眼中变得相对不可见。”
不过，这种“视觉隐身”技术离实际应用还有不少距离。英国朴茨茅斯大学研究员彼得·李表示，该设计虽有军事应用潜力，但短板明显。首先，为实现低可见度，无人机必须采用极为纤细、简化的结构，一旦加装任何传感器或载荷，都会让它变得显眼。其次，增加重量或放大尺寸，会显著增大旋转时的离心力，可能导致无法飞行甚至解体。此外，高速旋转产生的陀螺效应也会限制无人机的转向能力。
“这种无人机不像四旋翼无人机那样灵活，”李说，“由于旋转结构的限制，它无法进行大角度倾斜转弯，否则就会降低旋转速度，使其更易暴露，也可能影响飞行稳定性。”
目前要操控“幻影旋扭”并不容易，它只能维持较为稳定的悬停状态。而且即便肉眼看不见，其高速旋转发出的声响很容易被人耳捕捉到。
研究团队认为，未来可用透明材料替代部分结构，如机身所用的黑色碳纤维杆，从而进一步降低视觉存在感。同时，在AI设计流程中纳入更多细节因素，提前考虑每个微小部件可能带来的暴露隐患，也有望提升隐身效果。 |
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