陸空一體機(jī)器人：空中機(jī)器人搭載地面機(jī)器人協(xié)同行動

　　地面機(jī)器人插翅欲飛

　　■王曉煊　　向峰　　董浩田　　

以色列陸空一體化機(jī)器人

HUUVER “無人機(jī)-無人地面車”組合　　

X-Tankcopter無人機(jī)

　　今年3月，在以色列舉辦的軍警防務(wù)展覽會上，空中機(jī)器人搭載地面機(jī)器人協(xié)同行動的場景，讓人們眼前一亮。

　　和其他國家陸空機(jī)器人一體化發(fā)展的路徑有所不同，展會上進(jìn)行協(xié)同展示的這兩種機(jī)器人，采用的是“既可合而為一共同趕路、也可拆分獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)”的模式。

　　近年來，不少國家都在研發(fā)陸空一體機(jī)器人或者陸空一體無人機(jī)。這些研發(fā)項(xiàng)目有的近似于“給地面機(jī)器人插上翅膀”，有的近似于“給無人機(jī)裝上腿腳”，目的卻大體相同，那就是讓機(jī)器人或無人機(jī)同時(shí)獲得“經(jīng)天”“行地”能力，以便適應(yīng)更多更復(fù)雜的任務(wù)環(huán)境。

　　這一過程中，大多數(shù)研制方采用的是陸空機(jī)器人或無人機(jī)一體化發(fā)展路徑——從結(jié)構(gòu)上看，它是一個(gè)整體，同時(shí)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(jī)-無人地面車”組合HUUVER和X-Tankcopter無人機(jī)較為典型。它們的共同特點(diǎn)是擁有螺旋槳和履帶，需要快速到達(dá)目的地時(shí)，就一飛沖天;到達(dá)指定空域后，則降落在地面，利用一對履帶行進(jìn)。

　　美國機(jī)器人研究公司研制的“飛馬”可變形陸空兩棲機(jī)器人也具有相同特點(diǎn)。只不過它的履帶不像HUUVER那樣圈框在無人機(jī)上，而是有點(diǎn)像一些直升機(jī)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(hù)螺旋槳的作用。

　　瑞士一家智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室也推出了一款能飛能走的陸空機(jī)器人Daler。只不過，該機(jī)器人在一定程度上反映出他們對“飛”和“走”兩個(gè)字理解上的不同。或許是出于增強(qiáng)行動隱蔽性和通過更狹小空間的目的，該機(jī)器人采用了類似蝙蝠翅膀的設(shè)計(jì)。依靠這對翅膀，機(jī)器人可以在空中飛翔，著陸后，則可以輪轉(zhuǎn)翼尖，像撥水輪那樣，帶動身體向前行進(jìn)。

　　比Daler機(jī)器人研發(fā)步子邁得更大的是美國一所大學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。他們的一個(gè)新發(fā)明據(jù)稱可以利用液態(tài)金屬和復(fù)合材料的特性，在沒有馬達(dá)或滑輪的情況下，使陸地車輛轉(zhuǎn)換為空中飛行器。但這種發(fā)明尚處于“幼年”階段，距離應(yīng)用還有很長的路要走。

　　相比之下，美國軍事機(jī)器人研究公司研發(fā)的Rooster陸空混用無人機(jī)更加“靠譜”。該無人機(jī)底部設(shè)有模塊化接口，能比較容易地像哪吒踩風(fēng)火輪那樣與Iris機(jī)械車連接。當(dāng)配備多個(gè)相機(jī)的Iris機(jī)械車被無人機(jī)搭載后，就可飛越障礙物，臨空進(jìn)行偵察，也可隨時(shí)降落，在地面上隱蔽接近可疑對象。

　　以色列相關(guān)研究人員在這方面也作了一些努力。他們研發(fā)出的新型旋翼無人機(jī)可進(jìn)行常規(guī)飛行，不同的是，這型無人機(jī)的螺旋槳安裝在可以調(diào)整角度的支架上，下方連接有可以傾斜轉(zhuǎn)動的輪子。這樣，借助傾斜旋轉(zhuǎn)著的輪子，無人機(jī)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(jī)器人或無人機(jī)以多種方式闡釋對“走”字的理解時(shí)，雙足機(jī)器人也加入陸空一體發(fā)展的行列之中。

　　美國一所學(xué)院研發(fā)的Legs onboard無人機(jī)，與其說是將一對機(jī)器人腿搭配在空中無人機(jī)上，不如說是給一個(gè)雙足機(jī)器人插上了翅膀——在其手臂上安裝了4個(gè)傾斜螺旋槳推進(jìn)器。不飛行時(shí)，這些螺旋槳也可靠其推力分擔(dān)一部分機(jī)身重量，并用來控制機(jī)器人姿態(tài)。

　　借助這一設(shè)計(jì)，該無人機(jī)可以在行走和飛行之間較容易地切換。相關(guān)研究人員甚至表示，下次展示有可能出現(xiàn)兩個(gè)該型機(jī)器人對打羽毛球或網(wǎng)球的場景。

　　對研發(fā)者來說，讓機(jī)器人打球只是展示方法而非目的。研發(fā)陸空一體機(jī)器人或無人機(jī)的初衷很多，其中之一就是用于戰(zhàn)場。

　　與純粹的無人機(jī)與無人戰(zhàn)車相比，陸空一體機(jī)器人更適合特種作戰(zhàn)：一是可快速抵達(dá)，并通過自動起降和變形隱蔽企圖，達(dá)成行動突然性。二是環(huán)境適應(yīng)性好，能在復(fù)雜環(huán)境中使用，如用于城市作戰(zhàn)或地下空間作戰(zhàn)等。

　　但是，從各國研發(fā)進(jìn)程來看，大多陸空一體機(jī)器人或無人機(jī)目前尚處于“開花”階段，能直接用于戰(zhàn)場的“果實(shí)”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(shí)兼顧“飛得好”“行得穩(wěn)”的要求，不僅使其材質(zhì)要求較高，集成相關(guān)軟硬件也是必須邁過的坎兒。尤其是主要用于特種作戰(zhàn)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(xù)航時(shí)間較短。當(dāng)前已經(jīng)列裝或在研的陸空一體機(jī)大多以電池為動力源。體型普遍不大的特點(diǎn)，使其所帶電池?cái)?shù)量比較有限。即使像Pegasus那樣較為成熟的無人機(jī)，連續(xù)飛行時(shí)間也只有30分鐘，或在陸地上“行走”兩個(gè)小時(shí)。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(shù)難關(guān)。

　　三是尚需人工智能技術(shù)深度支持，相關(guān)功能也有待進(jìn)一步完善。當(dāng)前，陸空一體機(jī)器人或無人機(jī)更多地依靠人工遙控來進(jìn)行操作，作用距離較短，基本上為數(shù)百米。要在更遠(yuǎn)距離上充分發(fā)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(qiáng)的自主能力。在此基礎(chǔ)上，還要使它變得更加堅(jiān)固耐用，甚至經(jīng)得起一些爆炸物的沖擊。如此，才能拿到躋身現(xiàn)代戰(zhàn)場的“入場券”。