西北大學開發「幻影旋轉」無人機　高速自轉產生動態模糊降低可視度

創新視角：運動模糊取代顏色偽裝

美國西北大學的機器人研究團隊推翻傳統無人機隱蔽設計思路，開發出名為「Phantom Twist」的低可視度無人機。與以往試圖讓無人機外觀融入環境的做法不同，該團隊採用了全新的理論——利用高速旋轉產生的動態模糊效應，讓無人機在人眼視野中轉化為朦朧的半透明光暈。

研究主導者 Michael Rubenstein 表示：「大多數隱形無人機研究聚焦於讓機體看起來像周圍環境，但我們思考的是能否根據人類感知動態的方式重新設計無人機本身。透過持續運動來降低可視度，這個概念鮮少有人探索過。」

機械設計的核心突破

Phantom Twist 的設計突破在於完全摒棄傳統四旋翼無人機的靜止中央機身設計。該機型採用單馬達驅動系統，使螺旋槳與整個機身朝相反方向旋轉。這種結構類似高速旋轉的吊扇，整個機體在旋轉時呈現視覺模糊狀態。

計算機視覺專家 Emma Alexander 解釋其原理：「人眼需要時間累積光訊號，運作方式與相機曝光類似。當物體快速旋轉時，人眼感知到的是模糊殘影，物體清晰輪廓隨之消失。由於新型無人機機身幾乎完全透明，少數不透明零件在視覺上與背景融合，整體呈現輕微霧感外觀。」

人工智慧優化的工程挑戰

將零件堆疊在旋轉軸上並非簡單工作；高速旋轉時的平衡問題複雜度遠超預期。研究團隊因此引入人工智慧進行自動化設計。

AI 設計流程首先生成 2 萬個數學上穩定的結構配置，隨後由最佳化演算法反覆調整電池、電路板和配重等關鍵零件位置，確保旋轉時不會產生視覺重疊。

接著，團隊將這些設計方案套用於 100 種真實世界背景進行模擬測試，並以仿照人類視覺特性建立的評分指標進行評估——分數越低代表可視度越低。測試結果顯示，新設計的可視度比傳統四旋翼無人機低 10 倍。

實際應用的遠景

Phantom Twist 在生態調查與工業巡檢領域具有明確應用潛力。傳統無人機已廣泛用於鳥類巢穴計數、濕地測繪與橋梁裂縫檢查，但其嗡嗡作響的聲音經常驚嚇野生動物，改變其自然行為。低可視度無人機可在最小化干擾的前提下進行生態觀測。

目前該無人機仍有改進空間。螺旋槳聲音依然清晰可聞，仔細觀察時偶能發現碳纖維支撐桿的輪廓。研究團隊已著手下一代機型開發，目標加入隔音設計並採用全透明材料，實現更完美的隱蔽效果。

本研究成果已於 2026 年 7 月在澳洲雪梨舉辦的「機器人：科學與系統」（Robotics: Science and Systems 2026）國際會議正式發表。