Flapping-Wing Micro Aerial Vehicles (FWMAVs) provide exceptional maneuverability and aerodynamic efficiency but pose significant challenges for onboard control due to nonlinear dynamics and stringent Size, Weight, and Power (SWaP) constraints, as exemplified by a butterfly-inspired robot less than 30 gram. To this end, we present a hierarchical neuromorphic control framework that enables fully onboard, closed-loop flight on a widely available, resource-constrained ESP32 microcontroller with a unit cost of approximately $5. Specifically, our method deploys two lightweight Spiking Neural Networks (SNNs) onboard: one for state estimation from raw sensory feedback and another for control via modulation of a Central Pattern Generator (CPG) for wing actuation. Trained by imitation learning, the system achieves stable pitch and heading angle tracking during untethered real-world flight. Experimental results further reveal that the SNN-based controller reduces latency by 36% (1059us to 680us) and power by 18% (0.033W to 0.027W) for inference compared to the conventional Artificial Neural Network (ANN) baseline, demonstrating the viability of spike-based computation without specialized hardware. To the best of our knowledge, this work constitutes the first demonstration of fully onboard neuromorphic control for autonomous flight of a FWMAV, highlighting the potential of SNNs to enable energy-efficient autonomy under stringent SWaP constraints.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《空基机器人系统的传感器融合技术》美陆军最新58页
专知会员服务
31+阅读 · 2025年4月20日
《自主无人机系统设计与优化》354页
专知会员服务
25+阅读 · 2025年4月15日
《用于伤员后送的无人机系统》
专知会员服务
45+阅读 · 2024年5月12日
无人预警机系统架构及关键技术分析
专知
14+阅读 · 2022年8月6日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员