|
美国著名智库布鲁金斯学会的彼得·辛格说：“自然界数百万年的演化发展孕育出了无数的奇迹，这些都是我们灵感的来源。机器人的发展也是日新月异，明天出现的机器人与你今天看到的机器人可能迥然不同。最有可能出现的情况是，它们与动物看起来无异。” 近年来，仿生科技正在快速发展，尤其是在机器人行业，从蜘蛛到鸟类，从章鱼到蟑螂，各种生物为技术进步提供了源源不断的灵感，仿生科技也成为机器人技术发展最快的领域之一。近日，在法国一家航空实验室里，一款外形酷似蝴蝶的无人机，所谓“仿生无人机”，就是模仿借鉴自然生物的飞行方式和控制体系，结合流体力学、材料科学、微系统控制学等技术手段研制的人造飞行器。在飞行方式上，它不同于固定翼和旋翼式无人机，而是像昆虫一样，通过上下扇动翅膀，引起机身上下空气压力差，进而推动飞行器升降。 目前，针对仿生无人机易于伪装、结构简单等特点，多个国家的仿生无人机公司已将其研发方向延伸至更多领域。他们希望通过进一步改善无人机结构，提高无人机续航能力，并在无人机上搭载更多电子元件，以达到扫描、侦察、搜索、判别和追踪的目的。德国一家科技公司的科研人员通过在无人机飞行区域安装高速红外探头，持续引导一支由仿生无人机构成的飞行梯队，在特定地域执行空间扫描和场景重现任务。在场工程师通过计算机手动输入飞行指令，颜色各异的“蝴蝶”翩翩飞起，洋洋洒洒地在该地域飞过，第一时间将扫描到的空间信息发送至一旁的处理器中。通过软件的同步处理，一张数字化立体建模图形很快被建立起来。 境外媒体报道的中国“信鸽”仿生无人机，是一种模仿信鸽飞行的新型无人机，该机主要是由一个曲柄摇杆带动的扑翼为动力，机翼扑动后同时产生升力和推力，驱动无人机向前飞行。如果为这种无人机粘上羽毛，相信不管是真的信鸽还是人类，如果不仔细观察，是不会分清到底是一架无人机还是一只真的信鸽。这就为这种无人机提供了特殊用途，可以混在真正的鸟类中飞入军事禁区，从而可以发现保密很严歌的目标，充当“间谍鸟”的脚色。这类“间谍鸟”尽管既可秘密侦查又容易隐蔽自己的目的，但是也存在一个很大的短板，那就是因为现有技术的原因，对使用的天气条件要求极高，因为仿生无人机暂时还做不到真实鸟类那样复杂的飞行控制——据说能做到90%就已经算高的了。不过，“间谍鸟”的用途和前景很诱人，特别是在军事上，可广泛应用于边境巡逻、搜集情报、反恐侦察等领域。 中国仿鸟扑翼型无人机技术在近年也取得了重大进展，“金鹰”和“信鸽”仿生无人机，已经成为能够突防敌方雷达监测的“间谍鸟”。据有关媒体报道，我国的一款代号“信鸽”的仿鸟扑翼型无人机，由我国西北工业大学专家领衔设计。“信鸽”重约200克、翼展约50厘米、飞行时速最高可达40公里，留空续航时间30分钟。“信鸽”还引入了人工智能，能够实时将拍摄的高画质影像及时传输地面控制指挥系统。如今，中国的“金鹰”和“信鸽”仿生无人机，已经跻身为世界上最出色四种的仿生扑翼无人机之一。如今，世界上最出色的仿生扑翼无人机有4种，分别是德国的“智能鸟”、美国的“果蝇”、中国的“金鹰”和“信鸽”。 近日，俄罗斯研制成功仿生无人机，在刚刚开幕的俄罗斯“军队-2019”防务论坛上，一家参展的俄罗斯防空技术企业，向外界展示了一架独具一格的“雪鸮”仿生无人侦察机。从外观来看，这架无人机酷似真正的雪鸮（在北极地区活动的一种大型猫头鹰），在空中飞行时活灵活现，具有一定的伪装欺骗效果。而且设计者在仿生无人侦察机头部位置，安装了一台侦察用的光学探头，但从外表看起来却酷似真正的雪鸮，在空中张开了一张准备捕捉猎物的大嘴。 俄罗斯报道称，该无人机被做成鸟的形状，是为了降低可辨识度，以利于该款无人机神不知鬼不觉更容易的悄悄接近地面目标。“雪鸮”无人机的研发人员表示，由于飞机采用了高科技稀土复合材料，这款仿生无人机几乎不会被雷达捕捉到，这更加有助它接近所需要侦查目标，完成实施空中拍照监控等间谍任务。整个无人机约重3至5公斤，其发射和控制只需一个人就可完成，具有高度的机动灵活性。但“雪鸮”无人机缺点是，目前在空中飞行停留的时间不长，只有40分钟左右，而且距离一般不超过20公里。 俄罗斯“雪鸮”仿生无人侦察机 长期以来，美国军方一直希望利用仿生学原理研制纳米仿生无人机，用来刺探敌情、侦察地形以及拍摄照片。所谓的纳米仿生无人机正是采用了纳米技术的微小型无人机。纳米仿生无人机是通过微机电系统的研制，来制造的微小型的无人机，体积和重量都非常小，是纳米技术发展和应用的结果。 纳米技术制造的微型发动机，一个火柴盒大小的地方就可以装进一千台的微型发动机，从这个大家就可以想象，它是真正实现了微小型化，不容易引起别人的关注。正是因为纳米仿生无人机天生微小的特点，因此从诞生之时，就被赋予了与其他“大块头”无人机不同的使命，充当间谍的角色。在美国军方的想象中，未来战争，一大群“昆虫机器人部队”将在敌方无法察觉的情况下随意进出防空系统层层布防的敌方领空进行侦查。不仅如此，美军还计划在未来让这些微小的“昆虫”无人机具备攻击的能力，让敌人的防卫千里堤坝，溃于蚁穴。 由哈佛大学Robert Wood团队所研发的“蜜蜂”牌飞行机器人曾亮相Nature封面。这只像极了蜻蜓的小蜜蜂翼展为3.5厘米，高6.5厘米，重259毫克，研究人员称，这是迄今为止，重量最轻的不需要电源栓绳飞行的昆虫级飞行器，比一根回形针还要轻。蜜蜂机器人拥有极薄的翅膀和由压电致动器制成的“飞行肌肉”。这些压电致动器是在应用电场时可以扩张和收缩的陶瓷条。每个翅膀都被固定在线腿上方一个细长碳纤维躯干的顶部。和真正的苍蝇一样，这些翅膀可独立活动、旋转和拍打。拍打翅膀产生向下气流，使蜜蜂机器人升到空中。它的向前和向后飞行是靠倾斜身体完成的。 国外有关专家表示，如果仿生无人机被投入未来战场配合执行跟踪定位、精准打击等任务，面对它们与一般昆虫的外形和飞行状态几乎一致的特点，当前战场上的通用雷达或其他侦察手段都很难作出准确判断，它在未来军事领域的作用不容小觑。 因此，仿生无人机，在军事领域的现身已经成为必然了。 本文来源：国际仿生工程学会 |
|
|
