一 : 仿生机器人的发展50
第27卷第3期 2005年5月
文章编号:100220446(2005)0320284205
机器人 ROBOT
Vol.27,No.3
May,2005
仿生机器人的研究进展
吉爱红
1,2
3
,戴振东
1,2
,周来水
2
(1.南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,江苏南京 210016; 2.南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016)
摘 要:在对仿生机器人进行分类的基础上介绍了一些已经投入应用的或正在研制中的仿生机器人.提出了仿生机器人研究的未来发展方向.
关键词:仿生;机器人;进展中图分类号: TP24 文献标识码: B
ResearchDevelopmentofBio2inspiredRobotics
JIAi2hong
1,2
,DAIZhen2dong
1,2
,ZHOULai2shui
2
(1.InstituteofBio2inspiredStructureandSurfaceEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;
2.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)
Abstract:Basedontheclassificationofbio2inspiredrobots,thispaperdescribessomebio2inspiredrobotswhichhave
beenusedorareunderdevelopment.Furthermore,thefutureofbio2inspiredrobotsisforecastd.
Keywords:bio2inspired;robots;development
1 引言(Introduction)
随着国际政治格局、战争形式的变化,在军事侦
察、战场攻击、反恐防爆等领域需要大量的无人作战武器;随着人类探索太空,建设航天站、抢险救灾等不适合由人来承担的任务的增加,需要相应的可以代替人类执行任务的机器人.同时,新的需求和任务也对机器人的性能提出了更高的要求.在35亿年的进化过程中,生物体发展了灵巧的运动机构和机敏的运动模式,这成为机器人发展取之不尽的知识源泉.1960年,美国科学家SteelJE经过长期的观察研究,创立了仿生学.生物体的精巧结构、运动原理和行为方式等,已经成了机器人学有意模仿的对象.科学家们向生物学习,创造出了众多高性能的仿生机器人.仿生学在机器人科学中的应用,推动了机器人的适应能力向非结构化、未知的环境方向发展.
飞行机器人即具有自主导航能力的无人驾驶飞行器,这类机器人活动空间广阔、运动速度快,居高临下不受地形限制.在军事、森林火灾以及灾难搜救中,前景极好.其飞行原理分为:固定翼飞行、旋翼飞行和扑翼飞行.固定翼技术已经成熟,其翼展200mm以下不足以产生足够的升力.目前国内外广泛关注的微型飞行器侧重于扑翼机的研究.它模仿鸟类或昆虫的扑翼飞行原理,故被称为“人工昆虫”.其特点是将举升、悬停和推进功能集于一个扑翼系统,可以用很小的能量做长距离飞行,同时具有较强的机动性,适合于长时间无能源补给及远距离条件下执行任务
[1]
.
美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助了仿生飞行机器人的研制.加州工学院耗资180万美元于2000年研制成功基于微机电系统(MEMES)的电池
2 仿生机器人的研究现状(Stateoftheart
ofbio2inspiredrobotics)
仿生机器人就是模仿自然界中生物的精巧结构、运动原理和行为方式等的机器人系统.2.1 飞行机器人
3基金项目:国家863计划资助项目(2002AA423230).
供电、微电机驱动的扑翼飞行器Microbat,重量仅约10g,连续飞行时间约6min.佐治亚理工大学研制
[2]
的扑翼式微型飞行器,名为Entomopter,机翼如蝴蝶的翅膀,翼展25.4cm,翼振频率10Hz.SRI国际公司研制的一种约15cm长的扑翼飞行器由电致伸缩的
收稿日期:2004-09-20
聚合物人造肌肉驱动.Vanderbilt大学研制的一种扑翼飞行器由压电驱动器驱动很细的金属结构振动,从而驱动机翼.另外,英国剑桥大学对扑翼式“人工
[3]
昆虫”也进行了研究.
图1是美国加州大学伯克利分校的研究小组用了4年的时间基于仿生学原理制造出的世界上第一只能飞翔的“机器苍蝇”.其身高不到30mm,翼展25mm,翼振频率150Hz,重量只有100mg,是真正的
等.蛇形机器人的运动方式是典型的无肢运动.美
国、日本、德国、英国、法国等国家都开展了蛇形机器人工作,并研制出许多样机.日本东京大学的Hirose教授第一个从仿生学的观点研究蛇行机器人,在
[6]
1972年研制了第一台蛇形机器人样机.图2是日本东京工学院的Yamada于2003年研制的一种可用于外层空间探索的蛇形机器人.这种蛇形机器人长而细,能够实现侧面运动、螺旋运动和S曲线运动等
[7]
各种运动形式.国内,上海交通大学、中国科学院沈阳自动化所、国防科技大学等单位相继研制出了蛇形机器人样机.图3是国防科技大学2001年研制的蛇形机器人.这条长1.2m,直径0.06m,重1.8kg的机器蛇,能扭动身躯,在地上或草丛中婉蜒爬行,可前进、后退,拐弯和加速,最大前进速度可达每分钟20m,披上特制的“蛇皮”后还能像蛇一样在水中游泳.机器蛇头部安装有视频监视器,可以将机器蛇运动前方景像实时传输到后方的电脑中,科研人员则可根据实时传输的图像观察运动前方的情景,不断向机器蛇发出各种遥控指令
.
迷你型.苍蝇是所有飞虫中飞行最稳定,机动性最强的一种.由于苍蝇运动的复杂性,机器苍蝇用4只翅膀代替了苍蝇的翅膀.每只翅膀需要的功率为8mW,且相对躯体可以实现两个方向的转动,转动的角度为140°和90°.通过装在机器苍蝇头部的微型传感器与摄像机,可以将拍摄到的照片传回.它的用途非常广泛,不仅能够充当间谍角色,用于军事上的侦察和间谍工作,在不为人察觉的情况下收集情报,还可以
[4]
用来在灾难中搜寻废墟中的人员.
图1 机器苍蝇
Fig.1 Machinefly
2.2 陆上机器人2.2.1仿人机器人
图2 日本的蛇形机器人SMA
Fig.2 Snake2likerobotSMAin
Japan
研制与人类外观特征类似,具有人类智能、灵
活性,并能够与人交流,不断适应环境的仿人机器人一直是人类的梦想.日本最早研制出了仿人机器人.1973年,Waseda大学科学工程系生物工程研究组开发的世界第一台仿人机器人WABOT21,由肢体
[5]
控制、视觉和会话三个系统组成.国内,清华大学、国防科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学和沈阳自动化研究所等单位积极开展了仿人机器人的研究.2002年12月,北京理工大学研制成功我国首台真正意义上的仿人机器人BRH201.该机器人高1.58m,重76kg,有32个自由度,每小时能行走1km,步幅0.33m,能打太极拳,会腾空行走.2.2.2蛇形机器人
机器人的移动方式有轮、腿、履带和无肢运动
图3 国防科大的蛇形机器人
Fig.3 SnakerobotofNUDT
2.2.3机器蜘蛛
美国宇航局(NASA)喷气推进实验室于2002年12月研制成功的机器蜘蛛Spider2pot,装有一对可以
不超过1.3kg(如图6).机器蛙腿的膝部装有弹簧,能
像青蛙那样先弯起腿,再一跃而起.在崎岖多障碍的外星表面,跳跃显然是一种理想的行动方式.在低重力环境下,跳跃更是一种高效使用能量的运动方式.机器蛙在地球上一跃的最远距离是2.4m;而在火星上,由于火星的重力大约为地球的1/3,机器蛙的跳远成绩则可远达7.2m,接近人类的跳远世界纪录
[14]
用来探测障碍的天线,且拥有异常灵活的腿.它们能跨越障碍,攀登岩石,探访靠轮子滚动前进的机器人无法抵达的区域(如图4).凭借它们娇小的身材,机器蜘蛛一类微型仿生机器人非常适合勘探彗星、小行星等小型天体.在国际空间站上它们可以充当维
[8]
护员,及时发现空气泄漏等意外故障.
.
图4 机器蜘蛛
Fig.4 Spider2pot
图5 仿壁虎机器人
2.2.4仿壁虎机器人
2001年美国科学家KelllarAutumn等经过对壁
Fig.5 Mecho2
gecko
虎脚掌的研究,认为壁虎等爬壁生物能够在各种表面无障碍地运动,其脚掌与接触面之间的接触力是分子间作用力,该接触力的大小在分子间作用力作用范围内
[9～11]
.基于分子间作用力的吸附机制,与真
空吸附和磁吸附相比在航天领域有着显而易见的优势.例如,在人造卫星表面工作的小型机器人,与卫
星表面的吸附连接不能依靠负压吸附(没有大气压),也不能依靠磁力吸附(卫星上有大量电磁敏感设备),而如果能够研制出像壁虎那样基于分子间作用力吸附的机器人脚掌,那么这种机器人的实现就简单多了.美国加州大学伯克利分校和iRobot公司等都在进行仿壁虎机器人的研究.图5是加州大学伯克利分校RobertFull等人研制的能在干燥环境下实现壁面爬行的仿壁虎机器人的样机
[12]
图6 机器蛙
Fig.6 Hopper
2.3 水下机器人
.国内的南
京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所也在进行与仿壁虎机器人相关的研究,目前已经取得了一些进展
[13]
水下机器人又称为水下无人潜器,分为遥控、半
自治及自治型.水下机器人是典型的军民两用技术,不仅可用于海上资源的勘探和开发,而且在海战中也有不可替代的作用.为了争夺制海权,各国都在开发各种用途的水下机器人,有探雷机器人、扫雷机器人、侦察机器人等.2.3.1机器鱼
鱼类的高效、快速、机动灵活的水下推进方式吸引了国内外的科学家们从事仿生机器鱼的研究.美国、日本等国的科学家们研制出了各种类型的仿生机器鱼实验平台和原理样机,主要是围绕机器鱼的
.目前世界上关于仿壁虎机器人的研制还
处在初步阶段,真正实现类似壁虎的全空间无障碍运动的机器人还需要时间.2.2.5机器蛙
美国宇航局喷气推进实验室的PaoloFiorini等人研制的弹跳运动式机器人形状有点像青蛙,质量
速度和高效率、高机动性、快速下潜性能和机器鱼的
[15,16]
智能等方面展开研究.国内的中科院自动化研究所和北京航空航天大学等单位已研制了机器鱼样机.中科院自动化研究所在多仿生鱼的控制与协作方面做了较为深入的研究.图7为有关两个机器鱼
[17]
的控制与协作实验的“双鱼戏球”.
2.4 管道机器人
在民用设施、医学和军事装备中,管道机器人可用于对管道的检测和维护,从而有效提高管道的寿命.基于仿生学原理设计的管道机器人主要有仿
蜘蛛、蚯蚓等管道机器人.德国西门子公司研制出的仿蜘蛛管道机器人,有四足、六足和八足3种类型.可以在各种类型的管内移动.日本东京工业大学根据蚯蚓蠕动原理开发了一种蠕动式管道机器人.整个机器人由3个运动单元组成(每个单元对应于蚯蚓的节),每个单元包括柔性微驱动器(FlexibleMicroActuator,简称FMA)和4个铰链,最大运动速
度2.2mm/s,最大牵引力0.22N,可在直径为20mm的
[19]
管道内灵活运动.国内的上海交通大学精密工程及智能微系统研究所研制的仿蚯蚓机器人身体可以任意扭动到各个角度,通过身体的伸缩在人体管道
图7 “双鱼戏球”
Fig.7 Tworobotfishesplayball
内行动自如
[20]
.
3 仿生机器人研究的发展方向(Develop2
menttrendsofbio2inspiredrobotics)
3.1 特种仿生机器人
2.3.2机器螃蟹
图8所示有6条腿类似螃蟹的机器人名为Ari2
el,体长55cm,重11kg,是美国最近研制的新型扫雷机器人,由DARPA和iRobot机器人公司共同研制,可用于陆地和水下作业.它的最大特点一是采用了类似螃蟹的仿生设计,二是使用了自适应软件技术.具备了螃蟹运动的灵活、稳定和高效率.可轻松地越过障碍和裂缝,而这些都是传统轮式工具较难做到的.它还装备了多个状态传感器和集成的控制系统,并且每条腿都具有2个运动自由度,当地形改变时(如在地形多变的海底),通过这些系统可迅速地调整机器人的姿态和运动方式,使机器人能稳定、迅速地到达目标区域.目前,该机器人已经在美国海军作战中心进行了演示,分别在陆地和浅水中模拟了扫
[18]
雷任务,实验取得了成功.
自然界各种生物千姿百态,根据各种生物各自的特点,研制出更多种类的能适应特定自然环境的特种仿生机器人,是未来仿生机器人进一步的发展方向.例如,能够在管道内蠕动的机器蚯蚓即是基于仿生学原理设计的管道机器人.3.2 仿生机器人的微型化
仿生机器人的微型化的关键是实现机电系统的微型化.将驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源等集成到一块硅片上,构成微机电系统.目前,由微机电系统制成的部分微型仿生机器人已经由实验室研究进入实际应用阶段.3.3 仿生机器人的仿形
仿生机器人的外形与所模仿的生物的相似性,也是仿生机器人研究的热点之一.在军事侦察和间谍任务中,应用与生物外形完全一致的机器人,将能更隐蔽地、更安全地完成任务.3.4 生物机器人
生物机器人即活体生物的人工控制,是生物学、信息学、测控技术、微机电系统技术高度发展并且相互结合的产物.世界各国早已开展利用动物作战的研究.如训练狗钻入敌方要地将其炸毁,或利用海豚侦察潜艇等.现在更多的国家都在研究将微型传感
图8 浅水中执行任务的机器螃蟹
Fig.8 Arielexecutingmissioninriver
器安装到小动物的身上,使其进入人类无法到达的
地方.1995年,日本东京大学的Shimoyama教授领导
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的课题组研究蟑螂的控制技术,即把蟑螂头上的探须和翅膀切除,插入电极和微处理器以及红外传感器,通过遥控信号产生电刺激,使蟑螂向特定方向前
[21]
进(图9).2002年,美国纽约州立大学通过在老鼠体内植入微控制器,成功实现对老鼠的转弯、前进、
[22]
爬树和跳跃等动作的人工制导.国内的南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所在研制仿壁虎机器人的同时也在研究壁虎的人工控制技术,把微电极植入壁虎体内,通过电刺激模拟神经控制其运动
.
图9 蟑螂的人工控制
Fig.9 Artificialcontrolofacockroach
4 结论(Conclusion)
随着科技的发展,机器人应用越来越广泛.仿生
机器人作为机器人家族中的重要成员,具有高度灵活性和柔性,还具有高度的易复制性,这就决定了仿生机器人在21世纪必将出现更多的种类,仿生机器人也将得到更深入的应用.
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作者简介:
吉爱红(19732),男,在职博士生,讲师.研究领域:仿生结
构设计,生物运动力学.
戴振东(19622),男,博士,教授,博士生导师.研究领域:仿
生学,摩擦学.
周来水(19622),男,博士,教授,博士生导师.研究领域:
CAD/CAM,制造业信息化技术,逆向工程与快速设计制造技术.
二 : 预警机：预警机-发展沿革，预警机-技术特点
预警机即空中指挥预警飞机（Air Early Warning，AEW），是指拥有整套远程警戒雷达系统，用于搜索、监视空中或海上目标，指挥并可引导己方飞机执行作战任务的飞机。由于地面雷达受到地球曲度限制，对低高度目标搜索距离有限，同时由于受地形干扰导致搜索效果受限。预警机将整套雷达系统放置在飞机上，借由飞行高度，自空中搜索各类空中、海上或者是陆上目标，提供较佳的预警与搜索效果，延长容许反应的时间与弹性。由于空中预警机搭载的人数与装备的限制，除了提供早期预警的功能之外，最多可以另外提供非常有限的空中指挥与管制的能力。以大型飞机改装，容纳更多电子设备与指挥管制人员的空中预警管制机可以算是空中预警机的放大与强化版。除了将雷达系统放置在飞机上以外，空中预警管制机可以强化或者是替代地面管制站的功能，直接指挥飞机进行各种任务。
预警机_预警机 -发展沿革
预警机的发展要追溯到第二次世界大战后期，当时飞机的飞行速度和高度都有了很大的提高，快速报知敌情就成为人们的企盼。英国人首先发明、应用了雷达。它在抗击德国法西斯入侵的战斗中屡建奇功。随后美国首先在舰载飞机上安装警戒雷达，制成世界上第一架预警机——舰载预警机AD-3W。60年代英国和苏联也相继研制出各自的预警机。但早期的预警机只能搜索监视中空、高空和海上目标，对于陆地上低空或超低空飞行的目标探测能力很差。70年代以后，美国、英国和苏联研制的新一代预警机都采用了能够抑制地面杂波干扰的脉冲多普勒雷达，具备了探测陆地上低空或超低空飞行目标的能力。同时，机上还装有用于敌我识别、情报处理、指挥控制、通信导航和电子对抗的飞机电子系统，使预警机不仅能及早截获和监视低空入侵的目标，而且还能引导和指挥己方歼击机进行拦截和攻击，成为空中预警指挥中心。
预警机多用续航能力强，载重量大的亚音速运输机改装而成，如美国的E-3A“望楼”预警机就是由波音-707旅客机改装而成的。在E-3A预警机里它的客舱内装有大量电子设备，机身上部装有1个蘑菇状的雷达天线罩（直径9米多），内为预警雷达天线。机上有17名工作人员。飞机能在1万米以上高度连续飞行6~12小时，有效探测半径为370公里，能同时识别和显示600个空中目标，引导100架歼击机进行拦截。
俄罗斯也不甘落后，研制了新一代A-50型预警机，它是由伊尔-76“耿直”大型喷气运输机的基础上改装成的。因此，外型和伊尔-76飞机并无很大差别。A-50预警机上也装有1个直径为9米的圆形旋转雷达天线罩，机尾也装有各种雷达天线。A-50预警机可用作为空中引导站和指挥中心，它可清晰、准确地显示目标种类、距离，以全景方式显示计算机处理的结果，以及己方截击机的各种状态。它的整体性能相当于美国的E-3A预警机。
50年代
美国继续预警机的研制工作，将新型雷达安装在C─1A小型运输机上，改装成XTF─1W早期预警机，于1956年12月17日前次试飞，后来又经改进，装上新型电子设备，在1958年3月3日试飞成功，正式定名为E─1B “跟踪者”式舰载预警机，1960年1月20日正式装备美国海军。E─1B是世界上第一次实用的预警机，它初步具备了探测，海上和空中目标、识别敌我、引导己方飞机攻击敌方目标的能力。它的雷达探测距离为200公里，可同时引导20─30架己方飞机进行攻击。但E─1B机载雷达的分辨能力还不很强，雷达数据不能传输给航空母舰的指挥中心，而且引导能力也有限，一艘航空母舰载飞机60─90架，若同时升空，就需2─4架预警机进行引导，否则很容易造成混乱。
70年代
脉冲多普勒雷达技术和机载动目标显示技术的进步，使预警机在陆地和海洋上空具备了良好的下视能力；三坐标雷达（可同时测定目标的方位 、距离和高度）和电子
计算机的应用，使预警机的功能由警戒发展到可同时对多批目标实施指挥引导。于是便诞生了新一代预警机，其代表是美海军的E─2C“鹰眼”和美空军的E─3A “望楼”。现代预警机实际上是空中雷达站兼指挥中心，所以它又被称为 “空中警戒与控制系统”飞机。E─2C可探测和判明480公里远的敌机威胁，它至少能同时自动和连续跟踪250个目标，还能同时指挥引导己方飞机对其中三十个威胁最大的目标进行截击。E─3A对低空目标的探测距离达370公里，可同时跟踪约600批目标，引导截击约100批目标。预警机可提高己方战斗机效能60%以上，所以它在现代战争中具有极其重要的作用。
80年代
1982年4月，在英国与阿根廷之间发生的马尔维纳斯群岛战争中，英国舰队由于未装备预警机，不能及时发现低空袭来的阿根廷飞机，以致遭受重创。同年6月的以色列入侵黎巴嫩战争中，以色列空军使用E─2C预警机引导己方飞机，袭击叙利亚军队驻贝卡谷地的防空导弹阵地，并进行空战。结果叙军十九个导弹连被毁，约80架被击落，而以方无一损失。在1991年的海湾战争中，E─2C和E─3A预警机为以美军为首的多国部队赢得胜利，发挥了重要作用。在美国多次海空作战行动中，无一不出现预警机的身影。
它进入战争领域的历史并不长，但是由于它能够有效降低敌机低空空防概率，集指挥、情报、通信和控制等系统功能于一身，成为军事领域的新宠。一位军事专家曾说过，“1个国家如果拥有较好的预警机，即使战机数量只有对手的一半，也一样可以赢得战争。”预警机实际上是把预警雷达及相应的数据处理设备搬到高空，以克服地面预警雷达的盲区，从而有效地扩大整个空间的预警范围。机上一般包括：雷达探测系统；敌我识别系统；电子侦察和通信侦察系统；导航系统；数据处理系统；通信系统；显示和控制系统等。 预警机是二战后发展起来的1个特殊机种。二战期间雷达得到了迅速的发展，使之能有效地探测远距离目标。但是，雷达波是直线传播的，而地球表面却是弯曲的，这就限制了地面雷达的探测范围。要想让雷达探测得更远，就必须增高雷达距离地面的位置。因此，雷达便被架设在高山上。70年代以来，美、英、苏先后研制的新一代预警机都安装了性能更好的脉冲多普勒雷达，并装有敌我识别、情报处理和电子对抗等设备，不仅可以及时发现和监视低空入侵目标，还可以指挥己方战斗机进行拦截和攻击，自我保护能力也有了不小的提高。
预警机_预警机 -技术特点
弱点
预警机虽监视范围大、指挥自动化程度高、目标处理容量大、抗干扰能力强，通常远离战线、纵深部署、执勤时有歼击机掩护，工作效率高。但它也存在着许多弱点：活动区域和飞行诸元相对稳定；活动高度一般在8000到10000米，有一定规律：飞机体型较大，雷达反射截面积大，利于雷达发现和跟踪，行迹容易暴露；机动幅度小，机载雷达只有在飞机转弯坡度小于10度的条件下，才能保证对空的正常搜索，且下视能力弱于上视能力；巡航速度慢，机上没有攻击武器，自卫能力弱；电子防护能力弱，工作功率较大，极易对方探测，电子干扰和反辐射导弹攻击；技术复杂，作战操纵不便。因此，预警机的发展始终围绕着克服自身弱点而进行。
预警机_预警机 -战场应用
主动侦察
航空母舰编队的预警，主要由航空母舰舰载预警飞机和侦察卫星等组成，通常以电子侦察设备等发现敌目标，迅速将情报信息传送给航空母舰指挥控制中心，由其指挥舰载武器实施攻击。
电子侦察警戒网的主要任务是：争取在敌作战平台（飞机、水面舰艇和潜艇）发射导弹之前将其发现，并引导己方兵力进行拦截和干扰；发现来袭导弹后即向航空母舰战斗群发出警报，进行目标指示，保障战斗群的各道防线实施有效干扰或将导弹击毁。
舰载预警机通常配置在以航空母舰为中心的敌来袭方向上，前出距离为200海里，带副油箱时续航为6小时。每艘航空母舰搭载预警机4～5架（1个中队）。作战时能保证有一架在空中警戒。预警机可在半径数百海里、高度30000米以下的广阔空域同时发现、识别、跟踪、监视250个以上速度不同的各类目标，并控制30架作战飞机进行空战。它在航空母舰前方370公里空中警戒时，通过数据链等通信设备为航空母舰战斗群及时提供距航空母舰千余公里以内的来袭高空轰炸机、低空轰炸机、低空战斗机、舰船和低空巡航导弹等目标的坐标、批路及主要参数。
航空母舰战斗群的战术旗舰指挥中心与预警机之间有数据链进行信息交换，共同完成预警及任务分配等任务。预警机的电子侦察设备和机载雷达可在复杂电磁环境中工作，能抗击敌电子干扰。
如E-2T预警机作战使用时，可全面监控其防区范围至对方纵深内的广阔空域，增加预警时间，加大防御纵深，进而对对方达成战役的隐蔽性、突然性构成严重威胁；
可对己方作战飞机实施及时的指挥、引导，增加主战飞机的作战范围，先对对方发现和攻击；
可前出指挥引导，当情况需要时，E-2T也可在F-16的掩护下，前出150～2千米进行区外活动，实施警戒、指挥、引导等综合保障，进而对对方纵深部署构成经常性的威胁。
当飞行高度为9100米时，其对高空轰炸机发现距离为650千米，对低空轰炸机的发现距离为480千米，对低空战斗机的发现距离为408千米，对舰船的发现距离为360千米，对低空巡航导弹的发现距离为250千米。
E-2T升空后，可有效弥补地面雷达存在的对低空目标的探测死角。1架飞行在约10000米高度的E-2T，可侦测时速0.9马赫的低空飞行目标，可较地面雷达提前20分钟发现目标，因而可使防空预警时间由原来的5分钟增加到25分钟。E-2T与IDF、F-5E、幻影2000、F-16等型战斗机可实现数据传输系统联网，联网后1架E-2T型机留空活动，可同时引导190批飞机实施空战。E-2T装备有ALR-73被动探测系统，可侦测距其850千米处的电子信号发射源，可与EC-130H型电子战飞机配合实施电子战行动。
被动防御
电子侦察 及早预警
要根据敌预警机基地和我重要保卫目标的位置，研究敌航母出动的主要方向，针对敌预警机的活动高度、探测能力，分析判断其可能的活动区域；采取电子侦察机和技侦部队等多种手段，加强对敌动向、通信和预警系统、各类目标的侦察监视，及时掌握敌预警机活动情报；针对敌预警机飞行高度高、目标大、不断工作的弱点，我可及时启用大功率干扰雷达，突然探测；广泛收集电子情报，组织对预警机预先电子侦察和直接电子侦察，准确地掌握其作战活动规律。
欺骗迷敌 电子干扰
要集中主要电子对抗力量，干扰预警机机载搜索雷达，为航空兵突击兵力开辟安全的电磁通道；采取模拟欺骗，巧设诱饵，严密组织电子防御，以防止敌预警机的雷达搜索及电子侦察，避开电子战飞机的电子进攻和反辐射导弹攻击；对敌军战略电子侦察和航母编队的战术电子侦察进行电子欺骗。中东战争、马岛战争以及海湾战争都一再表明，只要施计用谋，可以隐蔽战役战术行动企图，达到出其不意的效果，；经常使用无人侦察机和干扰机在箔条干扰走廊的掩护下，抵近航母编队实施干扰，频频调动敌预警机、电子战飞机和其他作战飞机，诱导欺骗敌雷达开机、电台工作，对航母编队进行电子疲惫。
布撒扰片 通信干扰
由金属箔条形成的干扰走廊是干扰敌预警机机载雷达的简便有效方法。战役行动开始时，首先出动电子干扰飞机，在航母编队周围空域多方向、多层次大量布撒箔条干扰走廊，同时使用干扰飞机从多个方向对敌预警机机载预警搜索雷达和区域防空系统的相控阵雷达施放大功率有源干扰。可以出动电子干扰飞机用机载通信干扰装备，对敌舰载特高频卫星通信收发信机和卫星信号接收机进行有源压制性或有源欺骗性干扰，破坏卫星通信的接收系统。
空中打击 以空制空
众所周知，舰载预警机为了最大限度地发挥其功能，都在距航母数百公里的地方巡逻，从而为我们率先打击敌预警机提供了可乘之机。当掌握敌预警机活动区域位置信息时，我机应先期起飞，隐蔽出航，尽可能与敌预警机同时到达其预定活动区域，对其实施突然打击；当敌预警机换班或空中加油时，应抓住其机动能力受限，疏于戒备的有利时机，适时组织力量进行打击；要根据战场情况和敌预警机可能活动的空域范围，划定电子干扰机和歼击掩护机活动区域，以保证一旦发现预警机，能够立即升空，按照所划定的区域对敌干扰；要采取多向进入，多机突防围歼战法，低空进入，低空接敌，低空占据待机点，然后以快速机动的性能优势，迅速爬高抢占有利空域，突然发起导弹攻击。
机动设伏 远程打击
敌预警机通常在空中进攻编队后侧，距攻击目标一定距离（300～400千米左右）的中高空空域活动，有相当的掩护兵力和一定的干扰自卫能力，能及时发现来自空中和地面的威胁，并采取相应的防护措施。因此，打敌预警机，要全面掌握敌预警机活动规律和特点，搞清其优长和弱点，切实做到"知彼"。要选择作战空域大、反应速度快的地空导弹部队，担负打预警机任务，部署在防空区内，在掌握敌行动征候后，携带精干主战装备以摩托化行军方式，在数小时之内快速机动前出至预定作战地域，选择敌预警机探测盲区范围，占领发射阵地，做好战斗准备。作战中，应放过敌其他飞机，专门伏击在作战地域上空活动的敌预警机；采取打了就跑的战术，每射击一次（打一仗）就立即转移阵地或撤回原防区；要充分发挥远战武器的威力，待敌预警机准备升高和着陆时，迅速突然袭击，打击敌飞行平台。
成为重点目标
在未来作战中，强敌航母战斗群驶抵作战海区后，舰载预警机首先要升空，并实施及时不间断的探测，以掌握情况，指挥引导其他飞机作战。所以作为航母战斗群C3I系统主要节点的预警机，就成为欲反击航母优先攻击的目标，只有先打掉这个指挥、探测、引导的环节，才能夺取电磁优势，实施有效的电子对抗。
预警机_预警机 -主要机种
世界上拥有预警机的主要国家和机型有：中国有空警-2000、空警200， 美国装备了E-2A、B、C、2000型“鹰眼”预警机和E-3“望楼”预警机、E-8"联合星"远距离雷达监视机，俄罗斯装备了A-50“中坚”预警机、图-126预警机，英国装备了“猎迷”-MK3预警机，日本装备了E-767预警机和E-2C“鹰眼"”警机，以色列装备了先进的“费尔康”预警机，新加坡更新了已服役20多年的4架E-2C预警机。
美国
E-1预警机
E-2预警机
E-3预警机
E-4空中指挥机
E-8战场联合监视机
E-10预警机
波音E-767预警机
P-3AEW&C预警管制机
EC-130V预警管制机
波音737预警机
波音B-29预警机
道格拉斯AD-3W/4W/5W预警机
湾流G550预警机
EC-121预警机
EC-130心理战飞机
西科斯基SH-3预警直升机
西科斯基CH-37预警直升机
N型空中预警飞艇
俄罗斯
安-71预警机
A-50预警机
图-126“苔藓”预警机
卡-31预警直升机
米-17预警直升机
中国
运-8预警机
图-4预警机（空警1号）
直-8预警直升机
空警-200预警机
空警-500预警机
空警-2000预警机
JZY-01预警验证机
ZDK-03预警机
以色列
湾流 G500/G550型“费尔康”预警机
瑞典
萨博340预警机
萨博2000预警机
A-50预警机
俄罗斯设计研制的A-50空中预警飞机，主要用于配合米格-29、米格-31或苏-27执行防空或战术作战任务，可以提供对陆地和海上的空中预警、指挥和控制能力。于1986年开始装备部队，A-50是选用大型喷气运输机伊尔-76改装成载机的。改装后的A-50起飞全重为190吨，最大时速850千米/小时，实用升限12000米，最大航程5500千米。在不进行空中加油的情况下，滞空时间为7.5小时。该机机身上方装有1个直径9米、高2米的全方位旋转雷达天线罩。前机身上面装有卫星导航和通讯天线。机头下方装有地形测绘雷达。机腹两侧的天线罩内为电子对抗监视天线。机上装有先进的计算机数据处理系统，可以标示、记录雷达接收到的信息，并对所获得目标的数据进行处理和分析。其对空探测能力在620千米以上，A-50最大跟踪目标批数为50，测高精度为距离的1%，可以同时引导12架战斗机作战。
E-2C鹰眼（Hawkeye）
E-2是美国格鲁门公司研制的螺旋桨式舰载空中预警机，其主要任务是舰队防空预警和空中导引指挥，也可以作为岸基预警机使用。E-2C于1956年开始设计，1960年10月20日首次试飞，1964年1月正式交付美国海军使用。它是美国海军唯一使用的舰载空中预警机，同时也被许多国家空军在陆上机场使用。E-2C是全世界产量最大，使用国家最多的预警机。
海军装备的E-2C“鹰眼”预警机E-2的改进型，该机装有AN/APS-138合成孔径雷达，能够对1250万立方千米范围内的空中目标实施远距离深测、自动跟踪和信息的高速处理。每架E-2C能同时跟踪600个目标，并控制40多个空中截击任务。机载雷达还可以在260千米的范围内探测到来袭的低空飞行目标，并能够监视敌水面舰只和陆上车辆的活动情况。美国70年代初研制成功并开始部署的E-3“望楼”新一代预警机。该机由波音707型飞机改装而成，该机巡航高度为9100米，对中高空目标的探测距离为500-650千米，对低空目标的探测距离为300-400千米，滞空时间为8小时。该机的雷达系统能同时显示600个目标，其指挥控制系统能对100架己方飞机发出控制指令。
E-2C的布局十分独特，其尾部有四个垂直安定面，机翼和垂直安定面的前缘都有充气式防冰罩，为了方便舰上停放，其机翼可以折叠，飞机背部的大圆盘是旋转雷达天线罩。
E-2C可在9150米高度全天候执行海军的各项任务。并可在556千米的距离上探测各种飞机。自动目标跟踪和高速处理能力使每架E-2C能同时跟踪2000多个目标，并控制40多个空中截击任务。以色列曾经在1982年的中东战争中应用E-2C预警机和其他电子武器系统成功的进行了电子战。
E-3“望楼”预警机
是美国波音公司于1970年开始在波音707-320B民航机基础上研制的1种远程空中预警和控制飞机。1972年2月试飞，1977年交付使用。E-3“望楼”预警机是美国第三代预警机，是世界上性能最好的1种全天候、远航程、高空高速预警机，机内有供17名成员活动的驾驶舱、战术舱和生活舱，机背上支架托装1个旋转的直径为9.14米、厚一米八、重5300千克的圆盘形雷达天线罩，两翼下对称吊装4台推力各为95.25千61阅读报道，中国将凭借2010-2013年向巴基斯坦供应4架空警-200预警机、总价值2亿7850万美元的成绩跃居第四大预警机出口国。
ZDK-03
ZDK-03预警机由中国独立制造，机上装备了电子扫描有源相控阵雷达系统。2010年12月巴基斯坦电视台宣布巴空军购买的中国首架ZDK-03型预警机已经出厂。与中国空警200不同，该机并未安装'平衡木'相控阵雷达，圆盘式天线，而是采用了圆盘雷达。该机以中国运-9运输机为平台（运-9高新工程3类平台采用了国产涡桨-6C发动机，功率从后者涡桨-6的4000多马力提高5000多马力，同时换装国产六叶复合材料螺旋桨，提高发动机效率，降低了油耗和噪音。）发动机功率的提高，衣提高了ZDK-03运输机的飞行、起降及巡航性能，特别是高原地区的作战性能，这对于在克什米尔这样的高海拔地区作战相当有利。
此外，运-9平台采用了机翼整体油箱，机内载油提高到20吨左右，其航程由运-8F400的3000多公里提高到5000多公里，滞空时间增加到八个小时以上。对于预警机来说，其需要长时间在空中滞留以维持对目标区的警戒，因此滞空时间的增加，减少了飞机轮值次数，避免了因飞机轮班造成的空白，提高对目标区空情的掌握能力。还有一点比较重要的是运-9平台加长了机体，由运-8F-400的33米增加到36米，这意味着ZDK-03可以搭载更多的显控台，配备更多的空勤人员，在执行任务中进行轮换，同时还可以为机组人员提供休息的场所，在高度紧张的指挥引导作业中，降低执勤人员的工作强度，这也助于提高飞机的指挥引导能力
。
空警500
该机以运9运输机作为载机，外形与中国出售给巴基斯坦的ZDK-03型预警机相似，但机载雷达采用的应是新型雷达，外观上能看到雷达中心位置有一处明显凸起。
最早研制装备预警机的是美国海军。在第二次世界大战后期，美国海军为及时发现利用舰载雷达盲区接近舰队的敌机，把当时较先进的警戒雷达装在小型的TBM-3W飞机上，这就是早期的预警机。
经过几十年的发展，世界上近二十个国家（地区）已经装备和研制的预警机有十几种，在役的约有300架。这些预警机约80%是美国研制生产的。同时，美国也是装备空中预警机最多的国家，约占全世界总数的55%。俄罗斯生产的预警机占全世界总数的10%。以色列开始在机载相控阵雷达和电子系统方面占据重要地位。瑞典和巴西在轻型预警机领域呈现上升势头。
世界上最早的预警机是美国海军在20世纪50年代生产的E-1“追踪者”舰载预警机，随后即是著名的E-2“鹰眼”舰载预警机。E-2是美国海军现役最主要的预警机，于1965年开始服役，使用的基本上都是E-2C。E-2C预警机已经生产了175架以上，其中的32架出口给了法国、以色列、日本、新加坡、埃及、阿联酋、中国台湾等国家和地区，是世界上最畅销的预警机。该机采用双发涡桨发动机，巡航速度500千米/小时，续航时间5.5小时，当巡航高度为9390米时，其背上的AN/APS-145雷达能监视2400万立方千米的空域或38.85万平方千米的海域，且无下视波束盲区，提供的预警时间可达25分钟。可同时监视、跟踪显示2000个目标，可同时指挥引导100架战斗机执行空中拦截任务。
美国空军的现役主力E-3A“哨兵”预警机，由于不受航母的限制，采用了民用客机波音707为载机，其探测距离较远，对低空、超低空飞机的发现距离达400多千米，对中、高空目标的发现距离达600千米，可提供30分钟的预警时间，能同时探测600个目标，同时识别200个目标，同时处理300个～400个目标。日本的新一代预警机E-767其实就是以波音767为载机的E-3A。
俄罗斯也是生产装备预警机的大国，对研制预警机的认识并不比美国人晚，可当时苏联认为这一设想没有前途，搁置了研制计划，直到20世纪80年代初才研制出第1种预警机图-126。此后，以伊尔-76为载机的A-50“中坚”预警机取代了图-126，成为俄军的主力。杜达耶夫就是在打卫星电话时被A-50截获信号，招来导弹而一命呜乎的。A-50在探测目标的距离上、自动引导波道数量上逊色于美国的E-3，但它识别低空目标的能力却要略胜一筹。另外，A-50机上的电子计算机可储存来自人造卫星的情报，而E-3尚无此种能力。
除了美俄以外，只有少数国家有研制预警机的能力，以色列就是其中之一。以色列的“费尔康”是世界上第1种相控阵雷达预警机，其空中预警能力不亚于美国E-3A预警机，有些性能甚至超过E-3A。其他一些中小国家，如瑞典、荷兰也研制了“萨伯2000”等小型相控阵雷达预警机，虽然功能远不及美国预警机那么强大，却是中小国家的理想选择。
预警机_预警机 -新闻事件
2015年，台湾屏东空军基地439联队电战大队战资官郝志雄，因将台军E-2“鹰眼”式空中预警机相关情报转卖给大陆，被判刑20年。
三 : 看机器人科普展
11月17日上午，我和妈妈去河南省科技馆看“智能机器人科普展”。在这里，我看到了各种各样的机器人：有会识别色彩的、会爬墙的、会跳舞的、会倒开水的、会盖章的机器人，还有会弹琴的、会避开障碍物的以及会打球的机器人。还有一个机器人特别能干------会卖饮料，我还在它那里买了一罐可乐呢！
我很想知道，这些机器人怎么这么聪明呢？它们还会说话呢！它们是怎样制造出来的呢？妈妈说：“我应该从小好好学习，掌握科学知识，长大也能制造出机器人”。我想我一定要朝着这一目标努力学习，长大了造出一个更像人类的机器人。
本文标题：机器人技术的发展-仿生机器人的发展50
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