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地面機器人插翅欲飛

2022-07-29 08:56:39 來源:

  

2022年3月,在以色列舉辦的軍警防務展覽會上,空中機器人搭載地面機器人協同行動的場景,讓人們眼前一亮。

  和其他國家陸空機器人一體化發展的路徑有所不同,展會上進行協同展示的這兩種機器人,采用的是既可合而為一共同趕路、也可拆分獨立執行任務的模式。

  近年來,不少國家都在研發陸空一體機器人或者陸空一體無人機。這些研發項目有的近似于給地面機器人插上翅膀,有的近似于給無人機裝上腿腳,目的卻大體相同,那就是讓機器人或無人機同時獲得經天行地能力,以便適應更多更復雜的任務環境。

  這一過程中,大多數研制方采用的是陸空機器人或無人機一體化發展路徑——從結構上看,它是一個整體,同時具備空中飛行和陸地行走能力。

  在這方面,來自波蘭的無人機-無人地面車組合HUUVER和X-Tankcopter無人機較為典型。它們的共同特點是擁有螺旋槳和履帶,需要快速到達目的地時,就一飛沖天;到達指定空域后,則降落在地面,利用一對履帶行進。

  美國機器人研究公司研制的飛馬可變形陸空兩棲機器人也具有相同特點。只不過它的履帶不像HUUVER那樣圈框在無人機上,而是有點像一些直升機的滑橇式起落架,不僅體形更加濃縮,而且能在飛行中抬起腿來,起到保護螺旋槳的作用。

  瑞士一家智能系統實驗室也推出了一款能飛能走的陸空機器人Daler。只不過,該機器人在一定程度上反映出他們對飛和走兩個字理解上的不同。或許是出于增強行動隱蔽性和通過更狹小空間的目的,該機器人采用了類似蝙蝠翅膀的設計。依靠這對翅膀,機器人可以在空中飛翔,著陸后,則可以輪轉翼尖,像撥水輪那樣,帶動身體向前行進。

  比Daler機器人研發步子邁得更大的是美國一所大學的研發團隊。他們的一個新發明據稱可以利用液態金屬和復合材料的特性,在沒有馬達或滑輪的情況下,使陸地車輛轉換為空中飛行器。但這種發明尚處于幼年階段,距離應用還有很長的路要走。

  相比之下,美國軍事機器人研究公司研發的Rooster陸空混用無人機更加靠譜。該無人機底部設有模塊化接口,能比較容易地像哪吒踩風火輪那樣與Iris機械車連接。當配備多個相機的Iris機械車被無人機搭載后,就可飛越障礙物,臨空進行偵察,也可隨時降落,在地面上隱蔽接近可疑對象。

  以色列相關研究人員在這方面也作了一些努力。他們研發出的新型旋翼無人機可進行常規飛行,不同的是,這型無人機的螺旋槳安裝在可以調整角度的支架上,下方連接有可以傾斜轉動的輪子。這樣,借助傾斜旋轉著的輪子,無人機就可以在地面上快速行走。

  或者靠履帶,或者靠輪子,或者直接用翅膀劃動……在陸空一體機器人或無人機以多種方式闡釋對走字的理解時,雙足機器人也加入陸空一體發展的行列之中。

  美國一所學院研發的Legs onboard無人機,與其說是將一對機器人腿搭配在空中無人機上,不如說是給一個雙足機器人插上了翅膀——在其手臂上安裝了4個傾斜螺旋槳推進器。不飛行時,這些螺旋槳也可靠其推力分擔一部分機身重量,并用來控制機器人姿態。

  借助這一設計,該無人機可以在行走和飛行之間較容易地切換。相關研究人員甚至表示,下次展示有可能出現兩個該型機器人對打羽毛球或網球的場景。

  對研發者來說,讓機器人打球只是展示方法而非目的。研發陸空一體機器人或無人機的初衷很多,其中之一就是用于戰場。

  與純粹的無人機與無人戰車相比,陸空一體機器人更適合特種作戰:一是可快速抵達,并通過自動起降和變形隱蔽企圖,達成行動突然性。二是環境適應性好,能在復雜環境中使用,如用于城市作戰或地下空間作戰等。

  但是,從各國研發進程來看,大多陸空一體機器人或無人機目前尚處于開花階段,能直接用于戰場的果實還不太多。其主要原因在于研制軍用裝備的難度更大。

  一是同時兼顧飛得好行得穩的要求,不僅使其材質要求較高,集成相關軟硬件也是必須邁過的坎兒。尤其是主要用于特種作戰的定位,要求它必須麻雀雖小、五臟俱全。

  二是它們大多以電池為動力,續航時間較短。當前已經列裝或在研的陸空一體機大多以電池為動力源。體型普遍不大的特點,使其所帶電池數量比較有限。即使像Pegasus那樣較為成熟的無人機,連續飛行時間也只有30分鐘,或在陸地上行走兩個小時。這決定了它們大多只能在使用者附近出沒。而要走出去,顯然還得跨過更多技術難關。

  三是尚需人工智能技術深度支持,相關功能也有待進一步完善。當前,陸空一體機器人或無人機更多地依靠人工遙控來進行操作,作用距離較短,基本上為數百米。要在更遠距離上充分發揮其作用,動力問題解決后,還需要人工智能的深度介入,賦予它更強的自主能力。在此基礎上,還要使它變得更加堅固耐用,甚至經得起一些爆炸物的沖擊。如此,才能拿到躋身現代戰場的入場券。

  

2022年3月,在以色列舉辦的軍警防務展覽會上,空中機器人搭載地面機器人協同行動的場景,讓人們眼前一亮。

  和其他國家陸空機器人一體化發展的路徑有所不同,展會上進行協同展示的這兩種機器人,采用的是既可合而為一共同趕路、也可拆分獨立執行任務的模式。

  近年來,不少國家都在研發陸空一體機器人或者陸空一體無人機。這些研發項目有的近似于給地面機器人插上翅膀,有的近似于給無人機裝上腿腳,目的卻大體相同,那就是讓機器人或無人機同時獲得經天行地能力,以便適應更多更復雜的任務環境。

  這一過程中,大多數研制方采用的是陸空機器人或無人機一體化發展路徑——從結構上看,它是一個整體,同時具備空中飛行和陸地行走能力。

  在這方面,來自波蘭的無人機-無人地面車組合HUUVER和X-Tankcopter無人機較為典型。它們的共同特點是擁有螺旋槳和履帶,需要快速到達目的地時,就一飛沖天;到達指定空域后,則降落在地面,利用一對履帶行進。

  美國機器人研究公司研制的飛馬可變形陸空兩棲機器人也具有相同特點。只不過它的履帶不像HUUVER那樣圈框在無人機上,而是有點像一些直升機的滑橇式起落架,不僅體形更加濃縮,而且能在飛行中抬起腿來,起到保護螺旋槳的作用。

  瑞士一家智能系統實驗室也推出了一款能飛能走的陸空機器人Daler。只不過,該機器人在一定程度上反映出他們對飛和走兩個字理解上的不同。或許是出于增強行動隱蔽性和通過更狹小空間的目的,該機器人采用了類似蝙蝠翅膀的設計。依靠這對翅膀,機器人可以在空中飛翔,著陸后,則可以輪轉翼尖,像撥水輪那樣,帶動身體向前行進。

  比Daler機器人研發步子邁得更大的是美國一所大學的研發團隊。他們的一個新發明據稱可以利用液態金屬和復合材料的特性,在沒有馬達或滑輪的情況下,使陸地車輛轉換為空中飛行器。但這種發明尚處于幼年階段,距離應用還有很長的路要走。

  相比之下,美國軍事機器人研究公司研發的Rooster陸空混用無人機更加靠譜。該無人機底部設有模塊化接口,能比較容易地像哪吒踩風火輪那樣與Iris機械車連接。當配備多個相機的Iris機械車被無人機搭載后,就可飛越障礙物,臨空進行偵察,也可隨時降落,在地面上隱蔽接近可疑對象。

  以色列相關研究人員在這方面也作了一些努力。他們研發出的新型旋翼無人機可進行常規飛行,不同的是,這型無人機的螺旋槳安裝在可以調整角度的支架上,下方連接有可以傾斜轉動的輪子。這樣,借助傾斜旋轉著的輪子,無人機就可以在地面上快速行走。

  或者靠履帶,或者靠輪子,或者直接用翅膀劃動……在陸空一體機器人或無人機以多種方式闡釋對走字的理解時,雙足機器人也加入陸空一體發展的行列之中。

  美國一所學院研發的Legs onboard無人機,與其說是將一對機器人腿搭配在空中無人機上,不如說是給一個雙足機器人插上了翅膀——在其手臂上安裝了4個傾斜螺旋槳推進器。不飛行時,這些螺旋槳也可靠其推力分擔一部分機身重量,并用來控制機器人姿態。

  借助這一設計,該無人機可以在行走和飛行之間較容易地切換。相關研究人員甚至表示,下次展示有可能出現兩個該型機器人對打羽毛球或網球的場景。

  對研發者來說,讓機器人打球只是展示方法而非目的。研發陸空一體機器人或無人機的初衷很多,其中之一就是用于戰場。

  與純粹的無人機與無人戰車相比,陸空一體機器人更適合特種作戰:一是可快速抵達,并通過自動起降和變形隱蔽企圖,達成行動突然性。二是環境適應性好,能在復雜環境中使用,如用于城市作戰或地下空間作戰等。

  但是,從各國研發進程來看,大多陸空一體機器人或無人機目前尚處于開花階段,能直接用于戰場的果實還不太多。其主要原因在于研制軍用裝備的難度更大。

  一是同時兼顧飛得好行得穩的要求,不僅使其材質要求較高,集成相關軟硬件也是必須邁過的坎兒。尤其是主要用于特種作戰的定位,要求它必須麻雀雖小、五臟俱全。

  二是它們大多以電池為動力,續航時間較短。當前已經列裝或在研的陸空一體機大多以電池為動力源。體型普遍不大的特點,使其所帶電池數量比較有限。即使像Pegasus那樣較為成熟的無人機,連續飛行時間也只有30分鐘,或在陸地上行走兩個小時。這決定了它們大多只能在使用者附近出沒。而要走出去,顯然還得跨過更多技術難關。

  三是尚需人工智能技術深度支持,相關功能也有待進一步完善。當前,陸空一體機器人或無人機更多地依靠人工遙控來進行操作,作用距離較短,基本上為數百米。要在更遠距離上充分發揮其作用,動力問題解決后,還需要人工智能的深度介入,賦予它更強的自主能力。在此基礎上,還要使它變得更加堅固耐用,甚至經得起一些爆炸物的沖擊。如此,才能拿到躋身現代戰場的入場券。

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