陆空一体机器人：空中机器人搭载地面机器人协同行动

　　地面机器人插翅欲飞

　　■王晓煊　　向峰　　董浩田　　

以色列陆空一体化机器人

HUUVER “无人机-无人地面车”组合　　

X-Tankcopter无人机

　　今年3月，在以色列举办的军警防务展览会上，空中机器人搭载地面机器人协同行动的场景，让人们眼前一亮。

　　和其他国家陆空机器人一体化发展的路径有所不同，展会上进行协同展示的这两种机器人，采用的是“既可合而为一共同赶路、也可拆分独立执行任务”的模式。

　　近年来，不少国家都在研发陆空一体机器人或者陆空一体无人机。这些研发项目有的近似于“给地面机器人插上翅膀”，有的近似于“给无人机装上腿脚”，目的却大体相同，那就是让机器人或无人机同时获得“经天”“行地”能力，以便适应更多更复杂的任务环境。

　　这一过程中，大多数研制方采用的是陆空机器人或无人机一体化发展路径——从结构上看，它是一个整体，同时具备空中飞行和陆地行走能力。

　　在这方面，来自波兰的“无人机-无人地面车”组合HUUVER和X-Tankcopter无人机较为典型。它们的共同特点是拥有螺旋桨和履带，需要快速到达目的地时，就一飞冲天;到达指定空域后，则降落在地面，利用一对履带行进。

　　美国机器人研究公司研制的“飞马”可变形陆空两栖机器人也具有相同特点。只不过它的履带不像HUUVER那样圈框在无人机上，而是有点像一些直升机的滑橇式起落架，不仅体形更加“浓缩”，而且能在飞行中“抬起腿来”，起到保护螺旋桨的作用。

　　瑞士一家智能系统实验室也推出了一款能飞能走的陆空机器人Daler。只不过，该机器人在一定程度上反映出他们对“飞”和“走”两个字理解上的不同。或许是出于增强行动隐蔽性和通过更狭小空间的目的，该机器人采用了类似蝙蝠翅膀的设计。依靠这对翅膀，机器人可以在空中飞翔，着陆后，则可以轮转翼尖，像拨水轮那样，带动身体向前行进。

　　比Daler机器人研发步子迈得更大的是美国一所大学的研发团队。他们的一个新发明据称可以利用液态金属和复合材料的特性，在没有马达或滑轮的情况下，使陆地车辆转换为空中飞行器。但这种发明尚处于“幼年”阶段，距离应用还有很长的路要走。

　　相比之下，美国军事机器人研究公司研发的Rooster陆空混用无人机更加“靠谱”。该无人机底部设有模块化接口，能比较容易地像哪吒踩风火轮那样与Iris机械车连接。当配备多个相机的Iris机械车被无人机搭载后，就可飞越障碍物，临空进行侦察，也可随时降落，在地面上隐蔽接近可疑对象。

　　以色列相关研究人员在这方面也作了一些努力。他们研发出的新型旋翼无人机可进行常规飞行，不同的是，这型无人机的螺旋桨安装在可以调整角度的支架上，下方连接有可以倾斜转动的轮子。这样，借助倾斜旋转着的轮子，无人机就可以在地面上快速“行走”。

　　或者靠履带，或者靠轮子，或者直接用翅膀划动……在陆空一体机器人或无人机以多种方式阐释对“走”字的理解时，双足机器人也加入陆空一体发展的行列之中。

　　美国一所学院研发的Legs onboard无人机，与其说是将一对机器人腿搭配在空中无人机上，不如说是给一个双足机器人插上了翅膀——在其手臂上安装了4个倾斜螺旋桨推进器。不飞行时，这些螺旋桨也可靠其推力分担一部分机身重量，并用来控制机器人姿态。

　　借助这一设计，该无人机可以在行走和飞行之间较容易地切换。相关研究人员甚至表示，下次展示有可能出现两个该型机器人对打羽毛球或网球的场景。

　　对研发者来说，让机器人打球只是展示方法而非目的。研发陆空一体机器人或无人机的初衷很多，其中之一就是用于战场。

　　与纯粹的无人机与无人战车相比，陆空一体机器人更适合特种作战：一是可快速抵达，并通过自动起降和变形隐蔽企图，达成行动突然性。二是环境适应性好，能在复杂环境中使用，如用于城市作战或地下空间作战等。

　　但是，从各国研发进程来看，大多陆空一体机器人或无人机目前尚处于“开花”阶段，能直接用于战场的“果实”还不太多。其主要原因在于研制军用装备的难度更大。

　　一是同时兼顾“飞得好”“行得稳”的要求，不仅使其材质要求较高，集成相关软硬件也是必须迈过的坎儿。尤其是主要用于特种作战的定位，要求它必须“麻雀虽小、五脏俱全”。

　　二是它们大多以电池为动力，续航时间较短。当前已经列装或在研的陆空一体机大多以电池为动力源。体型普遍不大的特点，使其所带电池数量比较有限。即使像Pegasus那样较为成熟的无人机，连续飞行时间也只有30分钟，或在陆地上“行走”两个小时。这决定了它们大多只能在使用者附近出没。而要“走出去”，显然还得跨过更多技术难关。

　　三是尚需人工智能技术深度支持，相关功能也有待进一步完善。当前，陆空一体机器人或无人机更多地依靠人工遥控来进行操作，作用距离较短，基本上为数百米。要在更远距离上充分发挥其作用，动力问题解决后，还需要人工智能的深度介入，赋予它更强的自主能力。在此基础上，还要使它变得更加坚固耐用，甚至经得起一些爆炸物的冲击。如此，才能拿到跻身现代战场的“入场券”。