像魚一樣游動在海水中執行偵察任務,像騾子一樣行走在崎嶇地面實施戰場補給,像蜻蜓一樣懸停在空中對目標進行定位與監視……
如今,這些曾在影視作品里出現的仿生機器人執行任務場景,正一步一步變為現實。
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用于空間站實驗。第一個用于執行軍事任務的仿生機器人是仿生機械蟹“Ariel”,被用于執行清除水雷等任務。
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。
伊拉克戰爭中, “背負式機器人”投入實戰,憑借其行動的靈活性和環境適應性,引起世界各國關注。之后,各國對軍用仿生機器人的研究雨后春筍般展開。
經過10多年發展,軍用仿生機器人門類趨于多樣化,根據執行任務不同,可分為物資運輸類、情報偵察類、掃雷排爆類等;根據其工作環境不同,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,其設計初衷大多是在水面、水下執行排爆和監視任務,但是,它們大多尚處于研發階段。與之相比,上世紀研發的仿生機械蟹、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,德國研發的仿生狐蝠運動靈活,可搭載運動追蹤系統和可移動式照相系統,并借此合理規劃飛行路線,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備,可以感知環境變化并回傳信息。
除了模仿生物的外形,一些軍用仿生機器人則側重于模仿生物的局部結構。
根據青蛙能精確捕食運動中的昆蟲這一現象,研究人員根據青蛙眼睛的特殊結構,發明了電子蛙眼,可用于快速識別高速飛行的導彈、飛機等運動目標;依據蒼蠅楫翅和觸角的工作原理,設計人員研發出導航振動陀螺儀和嗅覺傳感器,用以識別化學氣體并在化學煙霧中辨明方向……
軍用仿生機器人是多學科知識相互交融的成果,它的研發并不簡單。有些國家研發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、結構學、動力學等多學科專家用了5年時間,其難度可見一斑。
這種難度與戰場對軍用仿生機器人的需求相比,卻不足以讓相關研發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調起來,使之能與士兵協同作戰,已是信息化戰爭的發展方向之一。
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行偵察監視任務的裝備。
可以預見,在這方面,世界各國將會持續加強對自然界生物形態和特征的研究,結合人工智能、機械制造和信息科學等技術,實現對生物的高級模仿。這勢必會使軍用仿生機器人在功能和技術層面實現質的飛躍。