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美军用机器人技术转民用受欢迎

2010-11-03 09:52:30  作者 : 映君  来源 : 解放军报




PackBot系列机器人与Stratom公司研发的工具箱


  一个新事物往往还未被人所知时,其各种“改良版”已经大行其道了。如小型工具、电子设备,还有机器人。


  现在,当许多制造商正试图通过法律或其他手段来阻止这种篡改时,美国iRobot公司已经开门笑纳蜂拥而来的订单。


  这曾是一家以开发、生产小型家用机器人为主的企业,在当年美国发动对伊拉克反恐战争后,其敏锐地嗅到战争对小型军用机器人的巨大需求,开始了军用机器人的开发。现在,他们重拾老本行,开发的“机器人工具包”,允许并帮助开发者自行为他们生产的军用机器人制定个性化升级和添加附件。


  据美国《大众机械》杂志网站近日发表的文章统计,如今,像iRobot这样做的公司,已经有超过80家。他们“率领”军用机器人抢滩民用机器人市场,加入到推广新概念、新技术的大潮当中。这几十家公司正紧锣密鼓地按照客户要求,定制、改装配备了可更换工具、3D雷达影像及声控系统的军用机器人。这些经过检测和改良的为民用而生的家伙们,也许不久之后就将出现在你的客厅、花园和公司,贴身为你服务。


  这是个墙里开花墙外香的故事。现在,且让我们窥豹一斑。
 




或将让警犬失业的“菲多”

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  从战场“挖”到花园


  正如好士兵应该是十八般武器样样精通,好的军用机器人也该如此。


  研制机器人及自动化工程项目的Stratom公司,为军用机器人提供了异常丰富的工具包——铲子、刮刀和起重叉。


  这些东西应用于号称“战地百变背包”的PackBot系列机器人身上,被放置在它们的前机械肢的工具箱里,用来挖掘和清除覆盖在简易爆炸装置上的各种污物或植被。这款iRobot研制的小型机器人曾颇满足了军方的需求,并使研发公司迅速成为最成功的军用机器人制造商之一。


  而当扛着该款工具箱的PackBot系列机器人走下战场,它就可以进行更细致的工作:依靠安装在管线中的工具自动更换系统,那精通耙、刀、钩等活计的延长机械臂,可以在诸多家居场合一显身手。但这是不是就意味着,我们以后可以悠闲坐在荫凉下,远程遥控做园艺?
 

 



AMREL公司展示的“编码正交频分复用(COFDM)”技术设备

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  让警犬失业


  “菲多”这个可爱的名字属于一个只有3磅的探测型机器人。尽管身量瘦小,菲多却能够敏锐地“闻”到炸药挥发出的极低浓度蒸汽。


  在民用领域,菲多可以用于检查气体泄漏、木材朽烂等等。它常被安装在一支7英尺长的、有两个肘弯的机械臂上,以便它能够穿越汽车车窗等令一般器械无能为力的地方。也许在未来的缉毒、反爆领域里,人们将看不到那些屡建奇功的警犬们了。因为菲多和它的家族成员有比警犬更灵敏的鼻子。


  另一些可能会觊觎菲多这项才能的人们,应该是那些昂贵松露(一种藏于地下几十厘米处的珍稀蕈类)的寻觅者。以往,只有受过严格训练的雌性猪和猎犬才能嗅得出松露的所在,现在,寻觅者们或可省去这段耗时耗财的训练了。
 



波士顿大学研制的狙击手定位装置“红枭”

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  主人,请下指示


  强强联合,总会摩擦出火花。


  之前提到的美国iRobot公司,本是由麻省理工计算机科学与人工智能实验室技术转移而成立的机器人研发机构,其推出的各型军用、警用、救难、侦测机器人,轻巧实用,已被军方、警方和救难单位用于各种不同场合。


  而Think-A-Move公司,则是语音控制领域的好手。他们曾生产的E-macc控制器,其识别语言的准确度达到了97%,实力雄厚。


  现在,Think-A-Move公司将自己的“鱼叉”语音识别系统,集成到了iRobot所研发机器人的操作系统,这使用户可以完全只使用语言来操作这架机器人。甚至,只要机器人乐意,它还可以采用嘴与手势相结合的方式与主人交流。


  而这项技术的重要意义在于,拆弹专家能极为准确灵活地操纵机器人排爆;而在更家居一些的领域里,它还能让生活中的懒汉们不用费心到处寻找遥控器,只需动动嘴唇就可以对机器仆人们呼来喝去了。
 



身穿Synexxus公司开发的“电子龙骨”的机器人

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  永不消逝的电波


  鉴于无线电信号常常会被墙壁反射而产生所谓的“多径干扰”,因此在城市的街道中操纵机器人,一直以来是相当困难。


  而一家名为AMREL的公司并不这么认为。鉴于目前共有约2500台PackBot系列机器人活跃在美国三军中,AMREL公司也在PackBot系列机器人的身上动起了脑筋:他们为机器人配备了射频卡,并使用了一种被称为“编码正交频分复用(COFDM)”的技术。


  COFDM是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术,基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。这种技术既能充分利用信道带宽,也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错,因此其能够将信号从载波频率中分离出来,抵抗干扰。AMREL公司认为,在这种技术的帮助下,即便你的机器人转过拐角,消失于视野,你也不必担心它们会“逃出你的手掌心”。
 

 



拓展机器人的3D视域

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  战地枭雄变身看门人


  在战场上,神出鬼没的狙击手堪称步兵的噩梦。如何对付这些暗影中的恶魔?波士顿大学研制的狙击手定位装置“红枭”,也许就是答案。


  简单地说,“红枭”就是一台装备了能够精确定位射击源头的声学感应器的小炮塔。这个只有5磅重的小家伙,携带有一部可以自动转向的300倍变焦的低光相机,以察看狙击手方位,然后登场的便是装有全球定位系统、可以计算出他们具体坐标位置的测距仪。


  相比之下,“红枭”的民用版本显得有些大材小用——通常被用来锁定和鉴别入侵者——比如你家里失踪的宠物小猫或偷偷溜进你园子里的其它小动物。
 



Think-A-Move公司将自己的“鱼叉”语音识别系统,集成到了iRobot所研发机器人的操作系统中

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  寻回操控感


  一直以来,为了应付众多复杂的传感器、数据输入及其他设备,机器人的处理系统常常是电缆缠身、挂满盒子,操作起来费事,而且这也是很多功能强大的机器人没办法体型“娇小”的原因。


  但现在,Synexxus公司开发的独立数据处理系统——“电子龙骨”,成功地让机器人实现“瘦身”。“电子龙骨”不但能够控制PackBot系列机器人,还可与广泛用于排爆、侦察、跟踪、保护救援的机器人士兵——“魔爪”Talon系列机器人相配合。


  对于安装了“电子龙骨”的机器人,使用者可以在一块屏幕上,同时进行查阅地图、拖曳文件甚至控制多个机器人等工作;此外,使用者还能够将一个机器人采集的视频同步传输到其他远程屏幕上。既然一切得益于一块处理系统,那么设想一下,也许有这么一天,你甚至能够用自己的智能手机来操控你的机器人。


  机器人的3D视域


  自电影《阿凡达》风靡以来,3D热潮也席卷到了机器人的家园。


  其实此前,新型激光雷达系统所扫描到的三维数据已经非常精确和有效,亦准备在未来的自动导航机器人系统中大放光芒,但其中之一的缺点可能就是它的价格过高;另一点则是,足够优秀的机器视觉系统是很难安装在比一辆越野车小很多的机器上的。


  现在,美国加州圣芭芭拉市的ASC公司正试图通过加装激光雷达传感器,令小型机器人也能获得3D视野。


  该传感器与普通雷达相似,能够让机器人即便在黑暗或烟雾环境中也可以绘出周围环境的即时三维图像。但考虑到民用用途,采用的是对人体眼睛无害的低功率激光。


  对于小型机器人而言,激光雷达将是其重要的工具之一。它让小机器人在战场上冲锋陷阵时,能先于士兵步入环境内部,随后立即创建出其内部的三维地图来供人类使用;而当它在起居室里穿梭游弋、整理打扫之际,亦能够更精确地寻路避障,自由前行。
 



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