像鱼(yú)一样游(yóu)动(dòng)在海水中执行侦察任务,像骡子一样行走在崎岖地面实施战场补给,像蜻蜓一样悬(xuán)停在空中(zhōng)对目标进(jìn)行(háng)定位(wèi)与监视……
如今,这些曾(céng)在(zài)影视作品(pǐn)里出现(xiàn)的仿生机器人执(zhí)行任务(wù)场景,正一步一步变为现(xiàn)实。
世(shì)界上(shàng)早期仿(fǎng)生(shēng)机器人是单臂(bì)仿(fǎng)生机器人(rén)。后来,其同系列的单臂仿生机器人被(bèi)应用于空间站实(shí)验。第一个(gè)用于执行(háng)军事(shì)任(rèn)务的仿生(shēng)机器人是仿(fǎng)生(shēng)机械蟹“Ariel”,被用于执行清除(chú)水雷等任务(wù)。
在仿(fǎng)生机(jī)器人(rén)研究方面,尽管各国(guó)进度(dù)不一,但(dàn)对军用仿生机器人(rén)的研究(jiū),各国(guó)起步的时间主要集中(zhōng)在21世纪初。
伊拉克战争中, “背负式(shì)机器人”投入实战(zhàn),凭借其行(háng)动的灵活性和环(huán)境适应性(xìng),引起世界(jiè)各国关注。之后,各(gè)国对(duì)军用仿生机器人(rén)的(de)研究雨后春笋般展开。
经过10多年发展,军用(yòng)仿(fǎng)生机器人门类趋(qū)于(yú)多样化,根据执行任务不同,可分(fèn)为物(wù)资运输类(lèi)、情报侦察类(lèi)、扫雷排爆类等;根据其(qí)工(gōng)作环(huán)境不同,又可分为地面仿生机(jī)器(qì)人、水下仿生机器人以及空中(zhōng)仿(fǎng)生机器人。
地面仿(fǎng)生机器人(rén)算(suàn)得(dé)上是(shì)“带(dài)头大哥”,问世最早。根据行走(zǒu)方(fāng)式的不(bú)同,它(tā)又可以分(fèn)为足式机器人、爬行类机器人、跳(tiào)跃式机器人。其中四足(zú)仿生机器(qì)人已出现在一些(xiē)国家的军队(duì)中。
水下仿生(shēng)机(jī)器人如仿生蝠鲼、仿生水母等具备灵活、低噪、柔软的(de)特点,其(qí)设(shè)计初(chū)衷大多是在水面(miàn)、水下执行排爆和监视任务,但是,它(tā)们大多尚处(chù)于研发阶(jiē)段。与之相比,上世纪研发(fā)的仿生机械蟹、仿生龙虾则(zé)显得有点粗笨。
空中(zhōng)仿生机器(qì)人(rén)可以像(xiàng)所仿(fǎng)对象一样(yàng)在空中(zhōng)飞行。例如,德国(guó)研(yán)发的仿生狐蝠运动(dòng)灵活,可搭(dā)载运(yùn)动追踪系(xì)统和可移(yí)动式照(zhào)相(xiàng)系统(tǒng),并借此合理(lǐ)规划飞(fēi)行路(lù)线(xiàn),避免空中相(xiàng)撞。一些仿(fǎng)生蜜蜂尺寸很小,重量较轻,带有自动传感器(qì)和电(diàn)子控制设备,可以感知环境(jìng)变化并回传信息。
除了模(mó)仿生物的外(wài)形,一些军(jun1)用仿生机器人则侧重于模仿生物的局部结(jié)构(gòu)。
根据青蛙能(néng)精确捕食运动中的(de)昆虫这一现象,研(yán)究人员根据青(qīng)蛙眼睛的(de)特殊(shū)结构,发明了电子蛙(wā)眼,可用于快速识别高速飞行的导弹、飞机等运动(dòng)目标(biāo);依据苍蝇楫翅(chì)和触(chù)角(jiǎo)的工作原理,设计人员研发出导航振动陀螺仪和嗅(xiù)觉传感(gǎn)器,用以识别化学气体并(bìng)在化学烟雾中辨明方向……
军(jun1)用仿生机器人(rén)是多学科知识相互交融的成果,它的研(yán)发并不简单。有(yǒu)些国家研发的仿生蜂鸟(niǎo)重量不到100克,却能够在每(měi)小时8千米的风中飞行。为达到这一要求,材料(liào)学、结构(gòu)学、动力学等多(duō)学科(kē)专(zhuān)家用(yòng)了5年(nián)时间,其(qí)难(nán)度可见一斑。
这种难(nán)度与战场对军(jun1)用仿生机器人的需求相比,却不足以让相(xiàng)关研发工作哪(nǎ)怕是按(àn)下暂(zàn)停键。将不同性能(néng)、种类的军用仿生机器人协调起来,使之能(néng)与士兵协同(tóng)作战,已是信息化战(zhàn)争的发展方向之一。
当今,例如“猎豹”“大狗”等仿生机器人已装(zhuāng)备美军(jun1),俄罗斯(sī)的仿生机器人研(yán)究正迎头赶上(shàng),荷兰(lán)军(jun1)方(fāng)也已(yǐ)将(jiāng)“雨燕(yàn)”仿(fǎng)生机器人作为(wéi)其执行(háng)侦察监视任务的装备。
可以预见,在这(zhè)方面,世界各国将会持(chí)续加强对自(zì)然界生(shēng)物(wù)形态(tài)和特征(zhēng)的研(yán)究(jiū),结合人工智能、机械制造和信息科学(xué)等技术,实现(xiàn)对生物的高级模仿。这势必(bì)会使(shǐ)军用仿生机器(qì)人在功能和(hé)技术层面实(shí)现质(zhì)的飞跃。