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前进时如蜥蜴、螃蟹,可快速穿越沙漠

美军机器人 沙上也能飞

本刊特约记者 秦 川 《 环球人物 》(

    “有了‘沙上飞’机器人,沙漠、丘陵再也阻挡不了美军的脚步!”2月15日,美国佐治亚理工学院物理学研究所的科学家丹尼尔·戈德曼,向外界展示了他利用仿生学为美国陆军研发的新型战车——“沙上飞”。它不但能在沙漠上如履平地,甚至还能适应火星表面的怪异地形。

    仿生学家灵光一闪

    谈起研制“沙上飞”的缘由,戈德曼回忆说:“4年前,美国陆军研究实验室播出的一段录像,令我至今难忘。录像中,3辆驻伊美军的悍马巡逻车,正在追击一支武装马队。眼看就要追上时,马队突然折入路边的一片沙枣林。悍马车队紧追过去。谁料,一阵激烈的枪声和爆炸声突然响起,美军当即6死10伤,而那支马队却大摇大摆地回到公路上跑了。事后得知,3辆悍马巡逻车是被马队有意引入沙枣林的。它们一进林地,就陷在沙土中动弹不得。埋伏在沙枣林里的伊拉克武装分子随即猛烈开火,无计可施的美国大兵成了任人宰杀的‘火鸡’。”

    怎么才能让美军战车在沙漠地区如履平地呢?五角大楼的官员们将难题交给了美国陆军研究实验室。“为了研发五角大楼想要的新型战车,陆军研究实验室广发‘英雄帖’。当时,我只是一个刚拿到得克萨斯大学博士学位的‘毛头小伙’,原本没机会得到这个项目,是一位在陆军研究实验室工作的同学帮的忙。”

    大学期间,戈德曼一直在研究爬行类动物在沙地、林地和草地等复杂地表上的运动规律,以便研发新一代运动机械。因而,当同学找到他时,他立即想到了动物仿生学。“蜥蜴与螃蟹,很快引起了我的注意。”戈德曼解释说:“和其它动物相比,它们在各种地形上都能如履平地。我坚信,只要弄清它们的运动原理,就能找到解决五角大楼难题的办法。”

    灵光闪现之后,戈德曼迅速召集了一个研究小组,并锁定了研究的突破口:蜥蜴与螃蟹的足和沙子之间的关系。经过一年多的努力,他终于找到了蜥蜴与螃蟹能在沙地上快速行走的秘密:它们的四肢与沙地接触时,运动速度非常缓慢,而在腾空至再次触地之前,运动速度却非常快。戈德曼由此认定,只要能造出可以控制速度转换的机器,就能使新型战车在沙地上“健步如飞”。 

    6条“腿”的“沙上飞”

    捅破这层窗户纸后,戈德曼立即带领手下进行研制和开发。他们将尚未出世的新型战车命名为“大漠马蝇”,绰号“沙上飞”。

    戈德曼又搬来了一位援兵——美国西北大学的仿生学教授保罗·安巴豪威尔。两人很快就彻底弄清了“沙上飞”的运动原理。随后,戈德曼率手下设计了一个“六肢”机器人。这个机器人长着6条“C型腿”,灵活性极强——在行走时,它一侧的2条“腿”和另一边的1条“腿”,在沙地上缓慢运动,而剩下的3条“腿”则在空中快速转动,以提供前进动力。经过多次试验,“沙上飞”终于被摆上了台面。

    2008年10月,戈德曼带着“沙上飞”,赶到美国陆军研究实验室,为五角大楼负责武器研发的高级官员和美国宇航局的科学家们进行秘密演示。

    演示背景设定为:为争夺非洲石油与矿产控制权,美军与“亚洲某新崛起大国”在西非展开交战。由于地处沙漠地带,双方的重型机械化部队都身陷其中。然而,就在双方陷入胶着状态时,一支装备“沙上飞”机器人的美军突然出现,长驱直入,直插敌人的后方……令人称奇的是,演示中,“沙上飞”在穿越一片由罂粟籽仿制的“沙漠”时,速度达到了每秒30厘米。现场的一位火星探测项目专家惊叹:“这一行进速度至少是火星探测器的15倍!”秘密演示结束后,美军非洲司令部作战部的官员,当场决定将“沙上飞”纳入其作战兵器清单。

    未来的“星际战车”

    对于“沙上飞”的前景,戈德曼在公开场合表示,它非常适合充当警察或消防部门的“助手”,进入危险环境实施搜索和救援。但事实上,“沙上飞”的最大意义却在军事方面。

    虽说美国陆军在与戈德曼签订研发协议时刻意强调,研究项目不代表美国的官方政策,也不一定会用于美国政府和美国陆军。但这一强调被外界视为“此地无银三百两”。

    戈德曼研发的“沙上飞”,眼下主要被用于沙漠地区。但有专家认为,未来它很有可能被送到遥远的外星球。美国康奈尔大学星球学家罗伯特·苏利文也曾表示,戈德曼的最新研究成果,对于美国未来的星际探索和星球军事运用,都有非常重大的意义。“如果哪个大国想在火星表面驻军,它要解决的第一个问题就是交通运输工具问题,因为火星表面到处是松软的沙土。”他认为,“沙上飞”可能就是最好的“火星交通工具”。苏利文还说,不只是火星,月球表面的松软沙土,也是影响月球勘测与开发的主要障碍。但有了戈德曼的“沙上飞”,人类也许将不用再畏惧外星球的艰险。

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