工艺要求
机器人代替人作为武器驰骋战场,如今这样的画面将不仅仅出现在科幻小说和影视剧中,而由美国国防部高级研究计划署提供资金资助,美国波士顿动力公司承担研制的仿生四足机器人BigDog(大狗机器人)已小有名气。BigDog的体型与大型犬相当,能在战场上发挥及其重要的作用,同时也是当前机器人领域实用化程度最高的机器人之一。
目前,机器人士兵和各种军用机器人已进入到实用阶段,比如从无人机到水下无人潜水器,从仿生四足机器人到微型侦察机器人。从目前军用机器人研发与使用现在的状况来看,人工智能“参军”已是大势所趋。
BigDog体格与一只大狗或小骡子相当,大约3英尺(约合0.9米)长,2.5英尺(约合0.76米)高,体重240磅(约合109千克)。四条腿和动物一样拥有关节,可吸收冲击,每迈出一步就回收部分能量,以此带动下一步。
在崎岖地形,BigDog能行走、奔跑、攀爬以及负载重物,奔跑速度为4英里/时(约合6.4公里/时),最大爬坡度数为35度,还可在废墟、泥地、雪地、水中行走,可负重340磅(约154千克)。
据悉,BigDog的机载计算机能控制躯体移动和过程传感器,还能处理通讯。其控制管理系统保持躯体平衡,在不同地形选不一样运动和导航方式。BigDog的运动感测器包括:联合位置、联结力、接地触点、接地负载、一个雷射陀螺仪、一个激光雷达和立体视觉系统。它的其他传感器则专注监测内部各项指标状态,如液压、油温、引擎功能、电池充电情况等。
这些特性使得BigDog能在战场上发挥很重要作用。事实上,波士顿动力公司研制的费用也是由美国国防部高级研究计划署提供。据悉,波士顿动力公司与美国军方紧密合作,与陆海空多方签订合同,BigDog甚至已进入美军阿富汗前线年代中期,通用电器公司研制了四腿式步行机器人“Mosher”,采用由人控制的方法模拟四腿生物行走,是仿生多足移动机器人技术发展史上的一个里程碑。此后,随着计算机技术的进步,能自主控制移动的机器人相继出现。如日本东京工业大学研制的“TITAN”系列四足步行机器人,具有多种运动步态,可在倾斜的楼梯上行走。
波士顿动力公司2008年仿大狗研制的“Bigdog”机器人则是升级版,2013年,该公司在Bigdog基础之上,最新研制的“猎豹”机器人能冲刺,急转弯,并能突然急刹停止,与生物原型运动较接近。
军用机器人自20世纪60年代在战场崭露头角以来,Bigdog算是第三代,是当前机器人领域实用化程度最高的机器人之一,也使得军用机器人进入实用阶段,这引发各国备战军用机器人。
据兴业证券分析师介绍,20世纪60年代中期,第二代军用机器人以小型电子计算机为“大脑”,具备协调能力,能自主地或在人的控制下从事一些稍微复杂的工作。进入20世纪70年代,人工智能技术迅猛发展,一种以微电脑为基础,以各种传感器为神经网络的第三代智能机器人诞生。其不仅四肢协调,“智商”大幅度的提升,还能从事较复杂的脑力劳动,再加上刀枪不入,夜以继日地工作,更加激发世界各国开发热情。
据悉,从目前军用机器人作战领域看,大致上可以分为水下军用机器人、地面军用机器人、空中军用机器人和空间军用机器人这四类,每一类都有相对成熟的机器人。
在军事机器人研发上,上述人士介绍,美国无论是基础技术、系统研发、生产配套方面都处于领先位置;德国的智能地面无人作战系统平台研究和应用有一马当先的优势;英国开展地面无人作战系统平台的研究也有较长时间。
据统计,目前全球超60个国家的军队装备了军用机器人,种类超150种。美国国会通过法案规定,预计2040年美军可能有一半是机器人。
国外军事学家曾这样描述机器人参战场景,在未来战争中,位于最前线的将是机器人部队,届时天上密布的是各种无人驾驶飞机,甚至体积更小的昆虫式无人侦察飞行器;地面有星罗棋布的各种机器人士兵,有的机器人能钻到穴洞深处执行侦察和作战任务,水中机器人潜水员能看能听,其潜水深度可达人迹罕至的地方,担负海底监视、侦察、排雷、攻击以及打捞等多种艰难的水下作战任务;太空中机器天军排兵布阵,使星球大战从电视屏幕中真正搬上战争舞台。
酷炫的产品是建立在发达基础工业之上。业内人士介绍,Bigdog融合机械、电子、控制、计算机、仿生等领域先进的技术和装置。
Bigdog系统的研发在相当程度上反映国际极端机器人技术的发展状态和趋势,机器人研究最终目的是追求实用性。性能指标量化是衡量当前机器人技术探讨研究水准的重要测评方法。
以Bigdog的驱动系统——液压伺服系统为例,液压驱动单元最重要的包含执行元件(伺服液压缸)、控制元件(伺服阀)和检测元件(位移传感器和力传感器)三部分。其液压伺服系统具备功率重量比大、单位体积内的包含的能量高、控制精度高等一系列优点,在坦克、火箭、雷达、飞机、工程机械等场合应用十分普遍,Bigdog只是液压系统发挥其特长的众多领域中微不足道的一个。
德国、美国、日本均有年营业额超百亿元的液压件企业,恒立液压作为中国液压件的领军企业,其年营业额也仅有十几亿元,中国液压件行业在技术上还有非常长的路要走。
在仿生、控制等领域国内外也有一定差距,我国仿人机器人的研发大都集中在高校或研究机构,而各机器人企业真正研究仿生机器人的寥寥无几。而Bigdog研发机构为波士顿动力公司,2013年,谷歌以30亿美元金额收购波士顿动力公司,这也是谷歌收购的第八家机器人公司;2016年,波士顿动力被丰田收购。
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日期 : 2024-06-02 
