針對可持續無人機設計中的持續工程挑戰，中國西北工業大學民航學院的研究人員開發了一種系統，旨在填補非常規材料與高性能自動控制之間的差距。他們的研究重點是使竹子框架無人機能夠可靠運行，而不影響其穩定性或精確度。與傳統由複合材料製成的機身不同，竹子結構在應力下的表現非常不同，會產生通常在 8–20 赫茲範圍內的低頻振動，這些振動是傳統飛行控制器無法設計來過濾或補償的。這種不匹配歷來限制了竹子作為先進無人機應用中的結構材料的可行性。
針對低頻振動的軟件設計已經成為竹子基礎無人機的限制，研究團隊在 2 月 28 日於《黑龍江科學》上發表的論文中指出，現有的商業飛行控制器多數要麼是封閉源代碼且僵化，要麼是開放源代碼但不適合本地開發，這減緩了環保無人機設計的工業化進程。《南華早報》報導稱，為了克服這些挑戰，研究人員設計了一個專用的飛行控制板，以工業級芯片為中心，並集成了雙慣性測量單元系統。關鍵是，他們還重新設計了控制算法，以符合竹子獨特的結構特徵，使其在低頻振動條件下實現更平穩、更可靠的自動飛行。
通過精心調整擴展卡爾曼濾波器，並利用竹子天然的振動阻尼特性，該系統將控制延遲從 15–20 毫秒降低到僅 8–10 毫秒，提升了響應速度，同時保持了飛行的穩定性。項目中的高級工程師田偉解釋說，通過開放飛行控制軟件和結構參數設置，使用者可以在不需要重寫核心控制算法的情況下，將系統適應於不同的竹子機架，這使得該技術在各類可持續無人機設計中具有高度靈活性。
結合硬件和軟件的統一設計，研究人員表示，他們的方法大大降低了二次開發的障礙，並可以加速環保無人機在工業和教育應用中的採用。該飛行控制軟件採用模塊化的發布-訂閱框架，允許並行數據處理，使系統擴展變得簡單。它也完全兼容主流電子設備及 MAVLink 通訊協議，確保與現有無人機平台之間的平滑互操作性，並使開發者更容易將竹子框架無人機整合到當前的工作流程中。
除了在軟件層面上開放源碼外，該系統還在硬件和軟件集成方面保持透明。用戶可以調整結構參數配置文件，以適應不同的竹子機架設計，而無需改變核心控制算法，這使得先進的無人機技術變得更加可及。田的團隊指出，該系統填補了可持續機身材料與自動飛行控制之間的關鍵缺口，具有從環境監測、林業檢測到科學教育等多種潛在應用。通過簡化適應過程和降低技術障礙，該平台有望擴大環保無人機在研究和產業中的使用。
