像魚一樣游動在海水中執(zhí)行偵察任務(wù),像騾子一樣行走在崎嶇地面實施戰(zhàn)場補給,像蜻蜓一樣懸停在空中對目標進行定位與監(jiān)視……
如今,這些曾在影視作品里出現(xiàn)的仿生機器人執(zhí)行任務(wù)場景,正一步一步變?yōu)楝F(xiàn)實。
世界上早期仿生機器人是單臂仿生機器人。后來,其同系列的單臂仿生機器人被應(yīng)用于空間站實驗。第一個用于執(zhí)行軍事任務(wù)的仿生機器人是仿生機械蟹“Ariel”,被用于執(zhí)行清除水雷等任務(wù)。
在仿生機器人研究方面,盡管各國進度不一,但對軍用仿生機器人的研究,各國起步的時間主要集中在21世紀初。
伊拉克戰(zhàn)爭中, “背負式機器人”投入實戰(zhàn),憑借其行動的靈活性和環(huán)境適應(yīng)性,引起世界各國關(guān)注。之后,各國對軍用仿生機器人的研究雨后春筍般展開。
經(jīng)過10多年發(fā)展,軍用仿生機器人門類趨于多樣化,根據(jù)執(zhí)行任務(wù)不同,可分為物資運輸類、情報偵察類、掃雷排爆類等;根據(jù)其工作環(huán)境不同,又可分為地面仿生機器人、水下仿生機器人以及空中仿生機器人。
地面仿生機器人算得上是“帶頭大哥”,問世最早。根據(jù)行走方式的不同,它又可以分為足式機器人、爬行類機器人、跳躍式機器人。其中四足仿生機器人已出現(xiàn)在一些國家的軍隊中。
水下仿生機器人如仿生蝠鲼、仿生水母等具備靈活、低噪、柔軟的特點,其設(shè)計初衷大多是在水面、水下執(zhí)行排爆和監(jiān)視任務(wù),但是,它們大多尚處于研發(fā)階段。與之相比,上世紀研發(fā)的仿生機械蟹、仿生龍蝦則顯得有點粗笨。
空中仿生機器人可以像所仿對象一樣在空中飛行。例如,德國研發(fā)的仿生狐蝠運動靈活,可搭載運動追蹤系統(tǒng)和可移動式照相系統(tǒng),并借此合理規(guī)劃飛行路線,避免空中相撞。一些仿生蜜蜂尺寸很小,重量較輕,帶有自動傳感器和電子控制設(shè)備,可以感知環(huán)境變化并回傳信息。
除了模仿生物的外形,一些軍用仿生機器人則側(cè)重于模仿生物的局部結(jié)構(gòu)。
根據(jù)青蛙能精確捕食運動中的昆蟲這一現(xiàn)象,研究人員根據(jù)青蛙眼睛的特殊結(jié)構(gòu),發(fā)明了電子蛙眼,可用于快速識別高速飛行的導(dǎo)彈、飛機等運動目標;依據(jù)蒼蠅楫翅和觸角的工作原理,設(shè)計人員研發(fā)出導(dǎo)航振動陀螺儀和嗅覺傳感器,用以識別化學(xué)氣體并在化學(xué)煙霧中辨明方向……
軍用仿生機器人是多學(xué)科知識相互交融的成果,它的研發(fā)并不簡單。有些國家研發(fā)的仿生蜂鳥重量不到100克,卻能夠在每小時8千米的風中飛行。為達到這一要求,材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、動力學(xué)等多學(xué)科專家用了5年時間,其難度可見一斑。
這種難度與戰(zhàn)場對軍用仿生機器人的需求相比,卻不足以讓相關(guān)研發(fā)工作哪怕是按下暫停鍵。將不同性能、種類的軍用仿生機器人協(xié)調(diào)起來,使之能與士兵協(xié)同作戰(zhàn),已是信息化戰(zhàn)爭的發(fā)展方向之一。
當今,例如“獵豹”“大狗”等仿生機器人已裝備美軍,俄羅斯的仿生機器人研究正迎頭趕上,荷蘭軍方也已將“雨燕”仿生機器人作為其執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù)的裝備。
可以預(yù)見,在這方面,世界各國將會持續(xù)加強對自然界生物形態(tài)和特征的研究,結(jié)合人工智能、機械制造和信息科學(xué)等技術(shù),實現(xiàn)對生物的高級模仿。這勢必會使軍用仿生機器人在功能和技術(shù)層面實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。