【臺灣觀點】從楓樹種子獲取靈感！新加坡團隊打造革命性單旋翼無人機

新加坡科技設計大學（SUTD）研究團隊歷經十年研發，成功開發出一款僅靠單一旋翼就能連續飛行26分鐘的微型無人機。這項突破性設計靈感源自楓樹種子（俗稱翅果）的自動旋轉特性，徹底改寫了小型飛行器的效率定義。

時光回溯至2015年，當時為慶祝新加坡建國50週年，由符祥輝副教授帶領的學生團隊挑戰開發續航力達50分鐘的無人機。雖然最終成功完成SG50多旋翼無人機計劃，但為了達成目標，機體不得不設計得龐大且笨重。

十年後的今日，研究團隊轉換思維，從大自然汲取靈感。他們觀察到楓樹種子在飄落時，能透過單一旋翼結構產生驚人的氣動效率。這種被稱為「自動旋轉」的物理現象，啟發團隊開發出僅重32克、卻能穩定懸停26分鐘的輕量化單旋翼機。

研究成果已發表於《IEEE機器人與自動化快報》，這款無人機每瓦特功率可負載9.1克，效能遠超同級微型飛行器。團隊成員蔡欣瑜博士指出：「我們證明瞭只要氣動設計得當，微型飛行器也能擁有媲美大型系統的續航力。」

這項突破的關鍵在於結合傳統氣動理論與AI最佳化技術。研究團隊採用代理最佳化法，精確調整機翼形狀、俯仰角和質量分佈，最終達成極簡卻高效的設計。符副教授強調：「楓樹種子的每個部位都參與升力產生，我們將這個原則完美應用在機體設計上。」

這項技術已獲得實際應用，包括開發可重複使用的輕型無線電探空儀（radiosonde），該設計更榮獲2024年詹姆士戴森獎永續發展獎項。展望未來，團隊正著手提升載重能力與續航時間，目標是在新加坡60週年國慶時，推出飛行時間超過60分鐘的SG60單旋翼機。

符副教授總結道：「這項研究展示瞭如何將嚴謹的工程技術與發想設計結合，將自然靈感轉化為實用科技平臺。」隨著持續發展，這項技術將在氣象監測、環境偵察等領域發揮關鍵作用，展現「以小博大」的無限可能。

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