微小型无人系统发展及其对测试技术的新挑战

　　1　微小型无人系统技术发展动向

    微小型无人系统技术的内涵是:根据无人系统特殊功能和特性,应用微机电系统(MEMS)、机器人、感知、控制等先进技术,综合集成为微小型无人系统的光机电一体化技术。

　　国际上的科学家、战略思想家和未来学家们认为:“5种常常重叠的技术最有可能在今后15~20年使军队发生革命性的变化。这5种技术为:机器人技术、先进的动力与推进技术、微型化技术、移动和自适应数字网络、飞速发展的生物科学。”

　　微小型无人系统就是二十世纪90年代美国等先进工业国家开始发展的融合了这些技术的新概念装备,它不但在基础理论、设计、制造与试验技术等方面是革命性创新,而且对二十一世纪战争的模式将会带来变革性的影响。

　　微小型无人系统技术目前重点研究的是:微小型飞行器、微小型机器人、微小型水下无人航行器和微小型航天器等。

　　1·1　微型飞行器

　　微型飞行器(MAV)的概念是由美国于90年代最先提出的,并进行了可行性论证。研制出的微型飞行器特征是:最大尺寸为15 cm以下,重量百克以下,航程大于10 km,最高时速达80 km/h,最高飞行高度可达150m.它还应有导航及通信能力,可用手掷或飞机部署它们,具有侦察成像、电磁干扰等作战效能,一次性使用的微型飞行器的价 格计划在1000美元以下。

　　目前美国DARPA有十余项微型飞行器研究计划在进行,包括固定翼、旋翼和扑翼式微型飞行器。国外研制的典型微飞行器见图1。

　　作为微小型飞行器的一个新概念,“仿昆虫机器人”90年代初被提出。它是基于对昆虫运动机理的分析,按照一种新的设计思想去设计的。美国投资 10亿多美元研究如何利用昆虫侦察,现正在研究用遥控器控制昆虫飞行。如果在昆虫身上装上微型摄像机,则不仅可实现侦察,也可对人无法进入的地方进行探 测。见图2、图3。近期美国的机器昆虫已经进行了飞行试验。

　　1·2　微小型机器人技术

　　对微小型机器人这个概念和内涵的看法是:基于微机电技术,有拟人功能,代替人完成任务的光机电一体化系统。可自主、半自主或人工遥控工作。

　　1·2·1　微小型固定机器人

　　所谓固定式的微小型机器人,其实是一种固定不动的侦察机器人(或称侦察传感器系统),它们的外形可做成像石头、树木、花草的模样,内部装有微型 图像、红外、地震、磁场、音响等各种传感器,可以东张西望,探测出物体的图像、人体的辐射,行走时地面的震动,金属移动物体磁场的变化等,并将各种信息传 送给指挥部。