像鱼一样游(yóu)动在海水中(zhōng)执行侦(zhēn)察任(rèn)务,像骡子一(yī)样行走在崎(qí)岖地(dì)面(miàn)实施战场补给,像蜻(qīng)蜓(tíng)一样悬(xuán)停在空中对目标进(jìn)行定位与(yǔ)监视……
如今,这些曾在影视作品(pǐn)里出(chū)现的(de)仿生机器人执(zhí)行任务场景,正(zhèng)一(yī)步(bù)一步变为现实(shí)。
世界上(shàng)早期仿生(shēng)机器人是(shì)单臂(bì)仿生机器人。后来,其同系列的单臂仿生机器人被应用于空间站实验。第一(yī)个用于执行军事任务的仿(fǎng)生机器人是仿生机械蟹“Ariel”,被用(yòng)于(yú)执行清除水雷(léi)等任务。
在仿生机器人研究方面,尽管各国进度不一,但对军用(yòng)仿生机(jī)器(qì)人的研究,各国起(qǐ)步的时间主要集中在21世纪初(chū)。
伊拉克战争中, “背(bèi)负式机器人(rén)”投入实战,凭借其(qí)行动的灵活性和环境适应性,引起世界各国关注。之(zhī)后(hòu),各(gè)国对军用仿生机器人的研究(jiū)雨后春笋(sǔn)般展(zhǎn)开。
经过(guò)10多年发展,军用(yòng)仿生机器人门类趋于多样化,根据(jù)执行任(rèn)务(wù)不(bú)同,可分为物资运输类、情报侦(zhēn)察类、扫雷排爆类等;根据(jù)其工(gōng)作环境不同,又可分为地面仿生机器(qì)人、水下仿生机器人以及(jí)空中仿生机器人。
地面仿生(shēng)机器人(rén)算得上(shàng)是“带头大哥”,问世最早。根据(jù)行走方式(shì)的不同(tóng),它(tā)又可以分为足式机器人、爬行类机(jī)器人、跳(tiào)跃式(shì)机(jī)器人(rén)。其中四(sì)足(zú)仿(fǎng)生机器人已(yǐ)出现在(zài)一些(xiē)国(guó)家的(de)军(jun1)队中。
水(shuǐ)下仿生机器人(rén)如仿生蝠鲼(fèn)、仿生水(shuǐ)母(mǔ)等(děng)具备灵活(huó)、低(dī)噪、柔软的特点(diǎn),其设计初衷(zhōng)大多是在水面、水下执行排(pái)爆和监视任务,但是,它们大多尚(shàng)处于研发阶段。与之相比(bǐ),上世纪(jì)研发的仿生机械蟹、仿生龙虾则显得有(yǒu)点粗笨。
空中仿生机(jī)器人可以像所仿对象一(yī)样在空中飞行。例如,德国研(yán)发的(de)仿生狐蝠运动灵活,可搭载运(yùn)动追踪系(xì)统(tǒng)和可(kě)移动式(shì)照相(xiàng)系(xì)统(tǒng),并借此合理(lǐ)规划飞行(háng)路线,避免(miǎn)空中(zhōng)相撞。一些仿生蜜蜂尺(chǐ)寸很小,重(chóng)量较轻,带有自动传(chuán)感器和电子控(kòng)制(zhì)设备(bèi),可(kě)以(yǐ)感知环境变(biàn)化并回传(chuán)信息。
除了(le)模(mó)仿生物的外形(xíng),一些军用(yòng)仿生机器人则侧重于模仿(fǎng)生物的局部结构。
根(gēn)据青蛙能精确捕食运动中的昆虫这一现象,研究人员根据(jù)青蛙眼睛的特殊结构,发明了电子蛙(wā)眼,可用于快速识(shí)别高速(sù)飞行的导弹、飞机等(děng)运动目标;依据苍蝇楫(jí)翅和触角的工(gōng)作原理(lǐ),设计人(rén)员(yuán)研发出(chū)导航振动陀螺仪和嗅觉传感器,用以识别化学气体并(bìng)在化学烟雾中辨明方(fāng)向……
军用仿生机器人是(shì)多(duō)学科知识相(xiàng)互(hù)交融的成果,它的(de)研发并不简单。有些国家研发(fā)的仿生蜂(fēng)鸟重量不到100克,却能够在每(měi)小时(shí)8千米的风中飞行。为达到这一要求,材料学(xué)、结构学、动力学等多学(xué)科专家用了5年时(shí)间,其难度可见一斑。
这种难(nán)度与战场(chǎng)对军(jun1)用(yòng)仿生机器人(rén)的(de)需求相比(bǐ),却(què)不足以让(ràng)相关研发工作哪怕是按下暂(zàn)停键。将不同性能、种类的军用(yòng)仿生机(jī)器人协(xié)调起(qǐ)来(lái),使之(zhī)能与士兵协同作战(zhàn),已是信息化战争的发展方向之一。
当今,例如(rú)“猎豹(bào)”“大狗(gǒu)”等(děng)仿生机器(qì)人已装备美军,俄罗斯的仿生机器人研究正(zhèng)迎头(tóu)赶(gǎn)上,荷兰军方也(yě)已(yǐ)将“雨燕(yàn)”仿生机器人(rén)作为其执行侦察监视任务的装备。
可(kě)以(yǐ)预见,在(zài)这方面,世(shì)界各国将会持(chí)续加强(qiáng)对(duì)自然界生(shēng)物(wù)形态和特征的研究,结(jié)合(hé)人工(gōng)智能(néng)、机(jī)械制造(zào)和信息科学等技(jì)术,实现对生物的(de)高级(jí)模(mó)仿(fǎng)。这势必会使(shǐ)军(jun1)用仿生机器人在功能和技术层(céng)面实(shí)现(xiàn)质的飞跃。