席金合
如今,人們對(duì)海洋動(dòng)物的仿生研究越來(lái)越重視。水生動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí),噪(zào)聲低、速度快,這些特點(diǎn)有助于研制隱蔽(bì)性強(qiáng)、靈活度高、環(huán)保性好、行動(dòng)力強(qiáng)的潛水器,以便用于海上救援、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、海底勘(kān)探等。尤其是小型仿生機(jī)器人,具有艦艇和潛水員所不具備的優(yōu)勢(shì),可模仿海洋動(dòng)物,躲過(guò)聲納探測(cè)和魚(yú)雷襲(xí)擊,潛入禁區(qū)刺探情報(bào),或偷偷接近目標(biāo),出其不意地實(shí)施精準(zhǔn)打擊。
“水母”
中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研制的水母機(jī)器人,機(jī)動(dòng)靈活,主要用于水下秘密探測(cè)、救援和軍事偵察等活動(dòng)。它雖然不到14厘米高,但構(gòu)造特別,重約8千克的軀體,是由對(duì)稱分布的連桿外蒙著一層橡膠膜構(gòu)成,從而形成密閉的腔體,類(lèi)似于一把雨傘。
它運(yùn)動(dòng)時(shí),像開(kāi)合雨傘一樣,由連桿帶動(dòng)外皮收縮和擴(kuò)張,實(shí)現(xiàn)噴水推進(jìn)。置于體內(nèi)的配重石,在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)整下,始終處于中心位置,以保持自身平衡。它的控制器“自覺(jué)性”和“能動(dòng)性”很強(qiáng),可通過(guò)自主學(xué)習(xí)和自發(fā)調(diào)節(jié),來(lái)控制整個(gè)機(jī)身的運(yùn)動(dòng)速度和姿態(tài)。
德國(guó)科學(xué)家研制的微型水母機(jī)器人,大小如同一只螞蟻,是用帶磁性的特殊材料制成,靠電磁(cí)效應(yīng)產(chǎn)生動(dòng)力,收張腔體而運(yùn)動(dòng)。它能深入人體及常規(guī)器械無(wú)法到達(dá)的地方執(zhí)行任務(wù)。如果將其進(jìn)一步優(yōu)化,有望進(jìn)入血管里進(jìn)行診療,或近敵進(jìn)行間諜(dié)活動(dòng)。
“海蛇”
有一種名叫“艾勒姆”的水下機(jī)器人,能代替人和其他設(shè)備,攀(pān)在深海鉆機(jī)上實(shí)施檢查和維護(hù)。盡管它外形很像蛇,但卻是依照電鰻(mán)的生活習(xí)性和運(yùn)動(dòng)形態(tài)而制成,可到達(dá)自主潛水器不能到達(dá)的窄小地方。研發(fā)它的挪威公司,準(zhǔn)備將其改進(jìn)成無(wú)線控制,讓其擺脫對(duì)電纜(lǎn)的依賴(lài),并增加纏繞(chán rào)和豎直攀爬功能。
日本科學(xué)家研發(fā)的柔性“海蛇”,約有8米長(zhǎng),看起來(lái)像洗衣機(jī)的排水管。它體表覆(fù)蓋著尼龍細(xì)毛,靠輕微震(zhèn)動(dòng)就可匍匐(pú fú)前進(jìn)。它身體苗條、柔軟,可以攀爬懸崖或鉆進(jìn)狹縫(xiá fènɡ)作業(yè),頭部帶有攝像頭和照明燈,可舉起攝像頭,擴(kuò)大視野進(jìn)行拍攝,有效獲取影像資料。
如今,美國(guó)的蛇形機(jī)器人,代表了世界先進(jìn)水平,已經(jīng)在醫(yī)療、工業(yè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。此外,挪威一家研究院還研制出一種用于火星表面探測(cè)的蛇形機(jī)器人。
“章魚(yú)”
上海交通大學(xué)研制的六足章魚(yú)機(jī)器人,能在各種復(fù)雜地段靈活穩(wěn)步行走,用于核輻射、火災(zāi)等事故現(xiàn)場(chǎng)的搬運(yùn)、搜索和救援任務(wù)。
它的每條腿上裝有3個(gè)電機(jī),能載著約200千克的重物。它整個(gè)身軀(qū)完全對(duì)稱,不分前后左右,所以不用調(diào)頭,可沿任意方向快速運(yùn)動(dòng),機(jī)動(dòng)性和避(bì)障(zhànɡ)能力很強(qiáng),任何時(shí)刻總有3條腿穩(wěn)定支地。當(dāng)用四足站立時(shí),空出的“雙手”可完成擰動(dòng)閥(fá)門(mén)、打孔和清理事故現(xiàn)場(chǎng)雜物等作業(yè)。它還有人機(jī)交互協(xié)同能力,可通過(guò)先進(jìn)的通訊和遙控手段,對(duì)抗電子信號(hào)干擾,準(zhǔn)確執(zhí)行人的指令。
意大利科學(xué)家研制的柔軟仿生章魚(yú),可用酷(kù)似章魚(yú)的足腕(wàn)來(lái)抓物,或沿著海底爬行甚至游泳。當(dāng)然,完成這些高難度動(dòng)作,離不開(kāi)其內(nèi)部高智能的自動(dòng)化系統(tǒng)。
“海龜”
在大西洋西岸海灘,有時(shí)會(huì)看到一只橘(jú)黃色的“海龜”正在奔跑,身后留下一條寬痕(hén)。這是微型播種機(jī)在作業(yè)嗎?原來(lái),這是一款沙畫(huà)機(jī)器人。它身長(zhǎng)半米多,高約40厘米。內(nèi)部的控制系統(tǒng),通過(guò)周?chē)臉?biāo)桿來(lái)定位,以確保其在沙灘上按一定路線運(yùn)動(dòng),從而作出巨幅沙畫(huà)。它身上有7個(gè)激光深度傳感器,用于控制描繪線條的深度。它柔軟如氣球的輪胎,所及之處,不會(huì)在沙灘上留下痕跡,以免毀壞完成的作品。
除此之外,還有模仿海鷗、螃蟹(pánɡ xiè)、海豚(tún)、企鵝等生物的機(jī)器人。這些有趣的仿生機(jī)器人,是人類(lèi)智慧的結(jié)晶。它們?cè)诟鱾€(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著各式各樣的作用。小朋友,請(qǐng)你暢(chànɡ)想一下,未來(lái)還會(huì)有什么功能的仿生機(jī)器人呢?