仿生机器人：方兴未艾的“机械战士”

来源：中国电子学会

像鱼一样游动在海水中执行侦察任务，像骡子一样行走在崎岖地面实施战场补给，像蜻蜓一样悬停在空中对目标进行定位与监视……如今，这些曾在影视作品里出现的仿生机器人执行任务场景，正一步一步变为现实。

去年6月，韩国国防部披露了研发军用仿生机器人的消息，并预计2024年开始装备军队。

　　今年以来，世界多国相继发布消息，加快仿生机器人的研究进度。

　　世界上第一个仿生机器人是单臂仿生机器人。后来，其同系列的单臂仿生机器人被应用于空间站实验。第一个用于执行军事任务的仿生机器人是仿生机械蟹“Ariel”，被用于执行清除水雷等任务。

　　在仿生机器人研究方面，尽管各国进度不一，但对军用仿生机器人的研究，各国起步的时间主要集中在21世纪初。

　　伊拉克战争中， “背负式机器人”投入实战，凭借其行动的灵活性和环境适应性，引起世界各国关注。之后，各国对军用仿生机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化，根据执行任务不同，可分为物资运输类、情报侦察类、扫雷排爆类等；根据其工作环境不同，又可分为地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中仿生机器人。

　　地面仿生机器人算得上是“带头大哥”，问世最早。根据行走方式的不同，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的军队中。

　　水下仿生机器人如仿生蝠鲼、仿生水母等具备灵活、低噪、柔软的特点，其设计初衷大多是在水面、水下执行排爆和监视任务，但是，它们大多尚处于研发阶段。与之相比，上世纪研发的仿生机械蟹、仿生龙虾则显得有点粗笨。

　　空中仿生机器人可以像所仿对象一样在空中飞行。例如，德国研发的仿生狐蝠运动灵活，可搭载运动追踪系统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。一些仿生蜜蜂尺寸很小，重量较轻，带有自动传感器和电子控制设备，可以感知环境变化并回传信息。

　　除了模仿生物的外形，一些军用仿生机器人则侧重于模仿生物的局部结构。

　　根据青蛙能精确捕食运动中的昆虫这一现象，研究人员根据青蛙眼睛的特殊结构，发明了电子蛙眼，可用于快速识别高速飞行的导弹、飞机等运动目标；依据苍蝇楫翅和触角的工作原理，设计人员研发出导航振动陀螺仪和嗅觉传感器，用以识别化学气体并在化学烟雾中辨明方向……

　　军用仿生机器人是多学科知识相互交融的成果，它的研发并不简单。有些国家研发的仿生蜂鸟重量不到100克，却能够在每小时8千米的风中飞行。为达到这一要求，材料学、结构学、动力学等多学科专家用了5年时间，其难度可见一斑。

　　这种难度与战场对军用仿生机器人的需求相比，却不足以让相关研发工作哪怕是按下暂停键。将不同性能、种类的军用仿生机器人协调起来，使之能与士兵协同作战，已是信息化战争的发展方向之一。

　　当今，例如“猎豹”“大狗”等仿生机器人已装备美军，俄罗斯的仿生机器人研究正迎头赶上，荷兰军方也已将“雨燕”仿生机器人作为其执行侦察监视任务的装备。

　　可以预见，在这方面，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、机械制造和信息科学等技术，实现对生物的高级模仿。这势必会使军用仿生机器人在功能和技术层面实现质的飞跃。

来源：中国机器人网