腿式机器人正在“奔向”战场。
在世界机器人大会上,来自15个国家的* *酷炫机器人亮相,不仅有两条腿,还有四条腿和多条腿。事实上,现有的机器人“王国”包括固定式、轮式、履带式、双足式、多足式等不同的“种群”。
具有两足和多足特征的腿式机器人对恶劣地形的适应能力更强,开发难度更大,代表了机器人研究领域的科技高峰。
长期以来,各军事强国都对腿式机器人的研究表现出浓厚的兴趣。美军构想的“未来战士”巨型机器人,长得和好莱坞电影里的终结者一模一样。可以预见,随着Atlas等腿式机器人研究的成熟,未来军用机器人将“奔向”战场,掀起新一轮战争革命!
后空翻解锁新姿势。
谈到军用机器人,我们的第一反应是带有轮式或履带式机械手和传感器的笨拙机器。如今,以仿人机器人为代表的腿式机器人正走上完善发展的快车道。《机械公敌》《终结者》等一系列电影中机器人与人类站在同一个战场的场景,正在加速成为现实。在这些科幻场景中,军用机器人被描绘成两条腿站立的“钢铁战士”。
西方世界对腿式机器人的最早研究可以追溯到达芬奇时代。1495年,达芬奇在手稿中设计了一个人形机器人。从1992开始,美国国防部高级研究计划局投入巨资支持波士顿动力公司开展军用机器人的研究工作。如今,他们最成熟的作品是《阿特拉斯》。
通过不断改进升级,“阿特拉斯”站立后身高可达1.75米,体重约80公斤。它可以穿越各种地形,攀爬和搬运重物,它的手也可以完成开门和抓取物体的动作。通过激光雷达和他身上携带的各种传感器,这个家伙也有了躲避障碍物和识别物体的能力。
现在,“阿特拉斯”又解锁了“新姿势”,除了实现漂亮的后空翻,还变得更加轻盈灵巧。即使摔倒了也能自己爬起来,这已经是人形机器人领域的“奇迹”了。
在阿特拉斯成为“网络名人”之前,还有一种腿式机器人因酷似“木牛流马”而引起广泛关注,那就是“大狗”机器人。“大狗”的真名是“步兵分队支援系统”,主要模仿四足动物,在地形复杂的战场上运送物资,在崎岖的山路上可以带着辎重行走30公里。
在“走”的路上“再进化”。
早在阿富汗和伊拉克战场上,美军的军用机器人就已经大有作为。然而,这些机器人大多是轮式或履带式的,在实际战场应用中有许多限制。传统轮式机器人越障能力差,地形适应能力低,容易出现打滑、不稳等问题。履带式机器人对地形的要求也更高,远没有人们想象中的机器人灵活方便。
相比之下,腿式机器人可以站立、行走和奔跑,代表了未来军用机器人的一个重要发展方向。目前双足机器人可以分为单足、双足和多足等多种类型,双足机器人也是军事强国的研究重点。
腿式机器人的优点之一是对复杂地形的适应能力强,能够跨越各种障碍物。在前进过程中,腿式机器人采用离散立足点的方式,能很好地适应多变的地形。
腿式机器人RHex“进化”出了6条可旋转的机械腿,不仅能穿越各种复杂地形,还能在潮湿地区执行任务,即使摔下悬崖也不在话下。同时,腿式机器人还具有良好的“容错性”,即使一条肢体出现故障,其他肢体仍能保持正常运行。这与轮式和履带式机器人相比也是一大优势。
运动能力强也是腿式机器人的特长之一。美国国防部资助的“猎豹”机器人时速可达45公里,它采用模仿猎豹的四足运动模式。目前已经研发出一款名为“Petman”的机器人,它甚至可以在跑步机上完成运动,尤其是行走和下蹲,可见其运动能力之强。
“铁血战士”会“跑”上战场。
随着科学技术的飞速发展和智能军事的广泛应用,一场惊心动魄的机器人战争将在未来战场上演。目前,一些军事强国正在组建机器人部队,一些军用机器人已经开始执行侦察监视、警戒值勤、精确打击等作战任务。可以想象,随着腿式机器人的发展,未来的“钢铁战士”将“奔向”战场。
在未来复杂多变的战场环境中,腿腿机器人可以发挥巨大的作用。以“大狗”为代表的腿腿机器人不仅可以翻山越岭运输物资,还可以装备武器和装甲,成为步兵火力支援武器,更好地配合人类作战。特别是在未来的山地作战和城市作战中,腿式机器人可以充分发挥其灵活的特点,取得更好的作战效果。
腿式机器人的研发,就是为了给人类找一套“装甲服”。美国国防部正在研发一种可以绑在美军士兵腿上的“机器人腿”,即外骨骼增强器,可以大大增加美军士兵携带的物资重量,减轻长时间负重的疲劳,加快行军速度。
这种“机器人腿”主要是模仿人类的神经系统来发挥作用,可以实时计算出身体上所承载的重量,并通过机械调节将重量合理地分配到钢架结构上,从而最大限度地减少承载者承受的压力,有望将每一名士兵都变成“机器战士”。
同时,对腿脚机动性的“了解”也将有助于机械手的开发。带机械手的仿人机器人已经能够在危险环境中工作,在应对核事故、爆炸物等领域有很大的应用前景。