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    仿生机器人:方兴未艾的“机(jī)械战士”

    2021/07/19廊坊(fāng)广播电视台1215

    像(xiàng)鱼一(yī)样游动在海水中执行侦察任务,像(xiàng)骡子一样行走在崎岖(qū)地(dì)面实施战场补给,像蜻蜓一样悬停(tíng)在空中对(duì)目标进行定位(wèi)与监(jiān)视……


    如今,这(zhè)些(xiē)曾在影视作品里出现的(de)仿生(shēng)机器人(rén)执行任务场景,正(zhèng)一步(bù)一步(bù)变为现实(shí)。


    世界上早期仿生机器(qì)人是单臂仿生机器人。后来,其同系列的单(dān)臂仿(fǎng)生机(jī)器人(rén)被应用于空间站实验。第一个用于执行军事任务(wù)的仿生机器(qì)人是仿(fǎng)生机械蟹“Ariel”,被用于执行清除水雷等任(rèn)务。


    在仿生(shēng)机器人研究方面,尽管(guǎn)各国进度不一,但对军用仿生机(jī)器人的(de)研究,各国起步的时间主(zhǔ)要集中在21世纪初。


    伊拉克战争中, “背(bèi)负式(shì)机器人”投入(rù)实战,凭(píng)借其行(háng)动(dòng)的灵活(huó)性和环境(jìng)适应性,引(yǐn)起世(shì)界各国关(guān)注。之后,各国对(duì)军(jun1)用仿生机器人(rén)的研究雨后春笋般展开。


    经过10多年(nián)发(fā)展,军用仿(fǎng)生(shēng)机器人门类趋于(yú)多(duō)样化(huà),根据执行任(rèn)务(wù)不同,可分为物资(zī)运输类、情报侦察类(lèi)、扫雷(léi)排爆类等(děng);根据其工作环境不同,又可分为地面仿生机器人、水(shuǐ)下仿生机器人以及空中(zhōng)仿生机器(qì)人。


    地面仿生机器人算得上(shàng)是“带(dài)头大哥”,问(wèn)世最早。根据行走方式的不同(tóng),它又可以分为足(zú)式机器(qì)人、爬行类机器人、跳跃(yuè)式(shì)机器人。其中四足(zú)仿生机器人(rén)已出现(xiàn)在(zài)一些国家的(de)军队中。


    水下仿生机器人(rén)如仿(fǎng)生蝠鲼、仿生水(shuǐ)母等具备灵(líng)活、低噪(zào)、柔软的特点,其设计初(chū)衷大多是在水面、水下执(zhí)行排(pái)爆(bào)和监视任务,但是,它们大多尚处于研发阶(jiē)段。与之相比,上世纪研发的仿生机械蟹、仿生龙(lóng)虾则显(xiǎn)得有(yǒu)点粗笨。


    仿生机器人(rén)


    空中仿生机器(qì)人可以像(xiàng)所(suǒ)仿对象一样在空(kōng)中(zhōng)飞行。例如(rú),德国研发(fā)的仿生狐蝠运动灵活,可搭载运动追踪系统(tǒng)和可移动式照相系统,并借此合理规划飞行路线,避免空中相撞。一些仿生蜜(mì)蜂尺(chǐ)寸很小(xiǎo),重量较轻,带(dài)有自(zì)动传感器和电(diàn)子控制(zhì)设备,可以感知环境变化并回传信息。


    除了模(mó)仿生物(wù)的外形,一些军用仿生机器(qì)人则侧重于模仿(fǎng)生(shēng)物的(de)局(jú)部结构。


    根据青蛙能精(jīng)确捕食运动(dòng)中(zhōng)的昆虫这一(yī)现象,研究人员根据青蛙眼睛(jīng)的特殊(shū)结构(gòu),发(fā)明了电子蛙眼,可用于快速识别高速飞行的(de)导弹、飞机等(děng)运(yùn)动目标;依据苍(cāng)蝇楫(jí)翅和(hé)触角的(de)工(gōng)作原理,设计人员研发(fā)出导航(háng)振动陀螺仪和嗅觉传感器,用以识(shí)别化学(xué)气体并在(zài)化学烟雾中(zhōng)辨明方(fāng)向……


    军(jun1)用(yòng)仿生机器人是多学科(kē)知识(shí)相互(hù)交(jiāo)融的成果(guǒ),它的研发并不简单。有些国家研发的仿(fǎng)生蜂鸟重量不到100克(kè),却能够在每小时8千米的风中飞行(háng)。为达到这一(yī)要求,材(cái)料学、结构(gòu)学、动力学等(děng)多学科专家用了5年时间,其难度可见一斑。


    这(zhè)种(zhǒng)难度与(yǔ)战场对军(jun1)用仿生机器人的(de)需求相比,却不足以让相关(guān)研发工作哪怕是按下暂停(tíng)键。将(jiāng)不同性能、种(zhǒng)类的军用仿生机器人(rén)协调起来,使之能与士兵协同(tóng)作战,已是信息化战争的(de)发展(zhǎn)方向(xiàng)之一。


    当今,例如“猎豹”“大(dà)狗”等仿生机(jī)器人已装备美军,俄(é)罗斯的仿生机器人研究正(zhèng)迎头赶(gǎn)上,荷(hé)兰军方也已将“雨燕”仿生机器人作为(wéi)其执行侦察监视(shì)任务的装备。


    可以预见(jiàn),在(zài)这方面,世界各国将会持续加强对自然界生物形态和特征的研究,结合人工智能、机械制造和(hé)信息科学等技术,实现(xiàn)对(duì)生(shēng)物的高级模仿。这势必会(huì)使军用(yòng)仿生机器人在功能(néng)和技术层(céng)面实现(xiàn)质的飞跃。

    关键词: 人工智能 智能机器(qì)人 仿(fǎng)生机器人(rén)




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