仿生機(jī)器人：方興未艾的“機(jī)械戰(zhàn)士”

像魚(yú)一樣游動(dòng)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(shí)施戰(zhàn)場(chǎng)補(bǔ)給，像蜻蜓一樣懸停在空中對(duì)目標(biāo)進(jìn)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(jī)器人執(zhí)行任務(wù)場(chǎng)景，正一步一步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
 
去年6月，韓國(guó)國(guó)防部披露了研發(fā)軍用仿生機(jī)器人的消息，并預(yù)計(jì)2024年開(kāi)始裝備軍隊(duì)。
 
今年以來(lái)，世界多國(guó)相繼發(fā)布消息，加快仿生機(jī)器人的研究進(jìn)度。
 
世界上第一個(gè)仿生機(jī)器人是單臂仿生機(jī)器人。后來(lái)，其同系列的單臂仿生機(jī)器人被應(yīng)用于空間站實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)用于執(zhí)行軍事任務(wù)的仿生機(jī)器人是仿生機(jī)械蟹“Ariel”，被用于執(zhí)行清除水雷等任務(wù)。
 
在仿生機(jī)器人研究方面，盡管各國(guó)進(jìn)度不一，但對(duì)軍用仿生機(jī)器人的研究，各國(guó)起步的時(shí)間主要集中在21世紀(jì)初。
 
伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中， “背負(fù)式機(jī)器人”投入實(shí)戰(zhàn)，憑借其行動(dòng)的靈活性和環(huán)境適應(yīng)性，引起世界各國(guó)關(guān)注。之后，各國(guó)對(duì)軍用仿生機(jī)器人的研究雨后春筍般展開(kāi)。
 
經(jīng)過(guò)10多年發(fā)展，軍用仿生機(jī)器人門(mén)類(lèi)趨于多樣化，根據(jù)執(zhí)行任務(wù)不同，可分為物資運(yùn)輸類(lèi)、情報(bào)偵察類(lèi)、掃雷排爆類(lèi)等；根據(jù)其工作環(huán)境不同，又可分為地面仿生機(jī)器人、水下仿生機(jī)器人以及空中仿生機(jī)器人。
 
地面仿生機(jī)器人算得上是“帶頭大哥”，問(wèn)世最早。根據(jù)行走方式的不同，它又可以分為足式機(jī)器人、爬行類(lèi)機(jī)器人、跳躍式機(jī)器人。其中四足仿生機(jī)器人已出現(xiàn)在一些國(guó)家的軍隊(duì)中。
 
水下仿生機(jī)器人如仿生蝠鲼、仿生水母等具備靈活、低噪、柔軟的特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)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(jì)研發(fā)的仿生機(jī)械蟹、仿生龍蝦則顯得有點(diǎn)粗笨。
 
空中仿生機(jī)器人可以像所仿對(duì)象一樣在空中飛行。例如，德國(guó)研發(fā)的仿生狐蝠運(yùn)動(dòng)靈活，可搭載運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)和可移動(dòng)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(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)中的昆蟲(chóng)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(shí)別高速飛行的導(dǎo)彈、飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；依據(jù)蒼蠅楫翅和觸角的工作原理，設(shè)計(jì)人員研發(fā)出導(dǎo)航振動(dòng)陀螺儀和嗅覺(jué)傳感器，用以識(shí)別化學(xué)氣體并在化學(xué)煙霧中辨明方向……
 
軍用仿生機(jī)器人是多學(xué)科知識(shí)相互交融的成果，它的研發(fā)并不簡(jiǎn)單。有些國(guó)家研發(fā)的仿生蜂鳥(niǎo)重量不到100克，卻能夠在每小時(shí)8千米的風(fēng)中飛行。為達(dá)到這一要求，材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科專(zhuān)家用了5年時(shí)間，其難度可見(jiàn)一斑。
 
這種難度與戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)軍用仿生機(jī)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(lèi)的軍用仿生機(jī)器人協(xié)調(diào)起來(lái)，使之能與士兵協(xié)同作戰(zhàn)，已是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展方向之一。
 
當(dāng)今，例如“獵豹”“大狗”等仿生機(jī)器人已裝備美軍，俄羅斯的仿生機(jī)器人研究正迎頭趕上，荷蘭軍方也已將“雨燕”仿生機(jī)器人作為其執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù)的裝備。
 
可以預(yù)見(jiàn)，在這方面，世界各國(guó)將會(huì)持續(xù)加強(qiáng)對(duì)自然界生物形態(tài)和特征的研究，結(jié)合人工智能、機(jī)械制造和信息科學(xué)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物的高級(jí)模仿。這勢(shì)必會(huì)使軍用仿生機(jī)器人在功能和技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。