近日，在俄羅斯“軍隊(duì)-2019”防務(wù)論壇上，一架外形酷似“雪鸮”的新型軍用仿生偵察無人機(jī)格外引人注目。仿生，顧名思義是模仿鳥類、蝙蝠或者飛行類昆蟲的外形構(gòu)造。仿生無人機(jī)，主要是通過仿生優(yōu)化無人機(jī)的設(shè)計(jì)外形及內(nèi)在結(jié)構(gòu)以提高飛行性能，進(jìn)而增強(qiáng)無人機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，是未來無人機(jī)研發(fā)的重要方向。
仿生無人機(jī)的特點(diǎn)主要是小巧靈活易攜帶，仿生無人機(jī)的材料大多采用高技術(shù)復(fù)合材料，質(zhì)量輕盈，體型較小，便于單人攜帶；融入環(huán)境能力強(qiáng)，無人機(jī)以其外形酷似鳥類或昆蟲，飛行姿態(tài)也較為類似，能高度融入自然環(huán)境；隱蔽接近難發(fā)現(xiàn)，高度仿生肉眼很難分辨，動(dòng)力系統(tǒng)噪音較小，高復(fù)合材料又降低了雷達(dá)反射率，可實(shí)現(xiàn)近距離接近目標(biāo)，而不被發(fā)現(xiàn)。
俄羅斯此次展出的“雪鸮”無人機(jī)可用于偵察監(jiān)視及目標(biāo)定位，無人機(jī)重5公斤，續(xù)航時(shí)間40分鐘，飛行距離約20公里，被做成鳥的形狀是為了降低可見度，便于隱蔽接近目標(biāo)。研發(fā)者透露，他們還制作了“游隼”無人機(jī)，能通過揚(yáng)聲器發(fā)出模擬游隼的聲音，驅(qū)離機(jī)場(chǎng)區(qū)域的飛鳥。
德國費(fèi)斯托公司研發(fā)生產(chǎn)的“仿生蝴蝶”無人機(jī)是一款氣動(dòng)仿生無人機(jī)，擁有蝴蝶一樣輕盈的外形，并且能夠展現(xiàn)成群結(jié)隊(duì)的蝴蝶一起飛舞的效果。該無人機(jī)翼展50厘米，重量?jī)H為32克，雙翼各配備微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。其翅膀每秒擺動(dòng)1到2次，一次充電15分鐘可飛行3到4分鐘，速度可達(dá)2.5米/秒。“仿生蝴蝶”無人機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò)，不僅可用于工廠生產(chǎn)的后勤組織和監(jiān)控系統(tǒng)，也可用于組成無人機(jī)集群執(zhí)行任務(wù)。
美國麻省理工學(xué)院下屬的Draper公司研發(fā)了一款可控制的“蜻蜓”無人機(jī)，該機(jī)將微型導(dǎo)航技術(shù)、合成生物技術(shù)以及神經(jīng)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了一個(gè)指甲大小的控制“背包”，里面配置了太陽能電池、控制器和傳感器，一旦蜻蜓背上這樣的“背包”，便能由操作人員遠(yuǎn)程控制。“蜻蜓”無人機(jī)的獨(dú)特之處在于，使用光學(xué)電極來對(duì)經(jīng)過基因編輯的昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)號(hào)施令。這意味著，蜻蜓可以在保留其原生飛行技能的前提下被操控飛行，而這是其他微型空中機(jī)器人所不具備的。
我國西北工業(yè)大學(xué)研制的“信鴿”無人機(jī)，時(shí)速高達(dá)40公里，滯空時(shí)間約30分鐘，飛行距離5公里。“信鴿”無人機(jī)上安裝了高清攝像頭和圖像傳輸系統(tǒng)，能夠傳輸即時(shí)圖像信息。因采用了先進(jìn)的人工智能技術(shù)，“信鴿”無人機(jī)能夠模擬真實(shí)鴿子90%以上的飛行動(dòng)作，這賦予了“信鴿”無人機(jī)強(qiáng)大的隱蔽性，在空中偵察、反恐作戰(zhàn)、緝毒作戰(zhàn)等特殊任務(wù)中，能夠發(fā)揮奇效。
仿生無人機(jī)的軍事用途很廣泛，如可近距離偵察監(jiān)視，仿生無人機(jī)裝配光學(xué)、紅外等小型偵察設(shè)備后，可近距離接近目標(biāo)，實(shí)施偵察或監(jiān)視任務(wù)；高精度引導(dǎo)打擊，在接近并確定目標(biāo)坐標(biāo)后，仿生無人機(jī)可使用自身裝備的激光目標(biāo)照射器瞄準(zhǔn)敵方飛機(jī)、火炮等目標(biāo)來引導(dǎo)打擊；突然性精確攻擊，仿生無人機(jī)可攜帶少量使人失去行動(dòng)能力的化學(xué)藥物、可燃物、炸藥等武器，在接近目標(biāo)后，突然地實(shí)施精確攻擊。
目前研發(fā)的仿生無人機(jī)大多采用電池供電和借助空氣升力兩種方式提供飛行動(dòng)力，借助空氣對(duì)流獲得升力對(duì)環(huán)境的要求較高，采用鋰電池、太陽能薄膜供電等方式提供的能量有限，因此需要進(jìn)一步研究動(dòng)力來源或提升電池的儲(chǔ)能效率。另外，由于仿生無人機(jī)大都體型小巧，材質(zhì)輕盈，在駐足啟動(dòng)、變化路線、發(fā)射回收等環(huán)節(jié)，容易受自然環(huán)境的影響，操作控制較為困難。但是，隨著新材料技術(shù)的突飛猛進(jìn)，電池能源以及太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)的不斷升級(jí)，特別是人工智能技術(shù)研究的持續(xù)深入，仿生無人機(jī)的諸多瓶頸也將隨之而解，未來仿生無人機(jī)必將大放異彩。
（作者：汪云飛、張清亮，均系陸軍指揮學(xué)院碩士研究生）
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