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    仿生(shēng)机器人:方兴未艾的(de)“机械战士”

    2021/07/19廊(láng)坊广播电视台1218

    像(xiàng)鱼一(yī)样(yàng)游动在海水中执行侦察任务,像骡(luó)子(zǐ)一样行走在崎岖地面实(shí)施(shī)战场补给,像蜻蜓一样(yàng)悬停在空中对目标进行定位与监视……


    如(rú)今(jīn),这些曾在影视作品里出现(xiàn)的仿(fǎng)生机器人执行任(rèn)务场景,正一步一步变为现实。


    世界上早期(qī)仿生机器人是单(dān)臂(bì)仿生(shēng)机器人。后(hòu)来,其同系列的(de)单臂仿生机器人被应用于(yú)空间站实验。第一个用于执行军事任务的仿生机器人是(shì)仿(fǎng)生机械蟹“Ariel”,被用(yòng)于执行清除水雷等任务(wù)。


    在(zài)仿生机器人研究方面,尽(jìn)管各国进度(dù)不一(yī),但对军用仿(fǎng)生机器人的研究,各国起步的时间主要(yào)集中在21世(shì)纪初。


    伊拉克战争中, “背负(fù)式机器(qì)人”投(tóu)入实战(zhàn),凭借其行动的灵(líng)活性和(hé)环境适应性(xìng),引起世界各(gè)国关注。之后,各国对(duì)军用(yòng)仿生机(jī)器人的研究雨后春笋般展开。


    经过10多年发展,军用仿生机器人门类趋于多样(yàng)化,根据(jù)执行任务不同,可(kě)分为(wéi)物资运输类、情(qíng)报侦察类、扫雷排爆类(lèi)等;根(gēn)据其工作环境(jìng)不同,又可(kě)分为地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中(zhōng)仿生机(jī)器(qì)人(rén)。


    地面仿(fǎng)生机器人算得上是“带(dài)头大哥(gē)”,问世最早。根据行走方式(shì)的不同,它又可以分为足式机器人、爬行类机器人、跳跃式机器人。其中四足仿生机器人已出现在一些国家(jiā)的(de)军(jun1)队(duì)中。


    水下仿(fǎng)生机(jī)器人如仿生蝠鲼、仿生水(shuǐ)母等具备灵活、低噪、柔软的特点,其设(shè)计初衷大多(duō)是在水面、水下执行排爆和监视(shì)任务,但是,它们大多尚处于(yú)研发阶(jiē)段。与之相比,上世纪研发(fā)的仿生机械蟹、仿生龙(lóng)虾(xiā)则显得有点粗笨(bèn)。


    仿生机(jī)器(qì)人


    空中仿(fǎng)生机器人可以像所仿(fǎng)对象一样在空中飞行(háng)。例如,德国研发的仿生狐蝠运动灵(líng)活,可搭载运动追踪系统和可移(yí)动式照相(xiàng)系统,并借此合理规划飞(fēi)行路(lù)线,避免空中相撞(zhuàng)。一(yī)些仿生蜜蜂尺寸很小,重量较轻(qīng),带有自动(dòng)传(chuán)感器和电子控制设(shè)备,可以(yǐ)感知(zhī)环(huán)境变(biàn)化并回传(chuán)信息。


    除了模仿生物的(de)外形,一些(xiē)军用(yòng)仿(fǎng)生机器(qì)人(rén)则侧重于模仿生(shēng)物的局部结构。


    根据(jù)青蛙能精确捕食运(yùn)动中的昆(kūn)虫这(zhè)一现象,研(yán)究(jiū)人员根(gēn)据青蛙眼睛的特殊结构(gòu),发明了电(diàn)子蛙眼,可用于快速识别高速(sù)飞行(háng)的导(dǎo)弹、飞机等运动目标;依据(jù)苍蝇楫翅和触角的(de)工(gōng)作原理,设计(jì)人员研(yán)发出导航振(zhèn)动陀螺(luó)仪和嗅觉传感器,用以识别(bié)化学气体并在(zài)化学烟雾中辨明方向……


    军用仿生机(jī)器人是多学科知识相互交融的成果,它的(de)研发并不简单。有些国家研发的仿生蜂(fēng)鸟重量不(bú)到100克(kè),却能够在每小时(shí)8千米的(de)风(fēng)中飞行。为达到这(zhè)一要求(qiú),材料学、结构学、动(dòng)力学等(děng)多学科(kē)专家用了(le)5年时间,其难度可见一斑。


    这(zhè)种难度(dù)与(yǔ)战场对(duì)军用仿生机(jī)器人(rén)的需求相比(bǐ),却不足以让相关研发工作哪怕是按下暂停键。将不同性能(néng)、种(zhǒng)类的军用仿(fǎng)生机器人协调起来,使之(zhī)能与士兵协同作战(zhàn),已是信息化战争的(de)发展方向之一。


    当今(jīn),例如“猎豹”“大狗(gǒu)”等仿生机(jī)器人已装(zhuāng)备美军,俄罗斯的仿生机器人(rén)研究正(zhèng)迎(yíng)头赶上,荷兰军方也已将“雨燕”仿生机器人作(zuò)为其执行侦察监(jiān)视任(rèn)务的装(zhuāng)备。


    可以预见,在这方面,世(shì)界各国将会持(chí)续加强对自然界(jiè)生物形态和特征的研究(jiū),结合人工智能、机械(xiè)制造和信息科学等技术,实现对(duì)生物(wù)的高级模仿(fǎng)。这势必会使军用仿生机器人(rén)在功(gōng)能(néng)和技术层(céng)面(miàn)实现(xiàn)质的飞跃。

    关键(jiàn)词: 人工智能 智能机(jī)器人 仿(fǎng)生机器人




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