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| 本文作者： 杨波 | 2016-08-04 16:59 |
飞艇与小型飞船在外型上差异颇大，它的轮廓更坚毅，发出的噪声听起来也没那么蠢。它是那些在半个世纪前失宠，最近又涅槃重生的科技成果之一。飞艇能将瞬移重物这个任务完成得省力又省钱，尤其是当目标位置位于其他设施的低点时，飞艇总是能表现出超常的耐心。
Lockheed Martin’s Skunk Works 早在大约十年前就开始打造一种混合动力飞艇，它利用空气动力学和起重气体来获取空气动能。P-791技术践行者于2006年首次试飞，而后一家叫Hybrid Enterprises 的公司想把Lockheed 的飞艇技术商业化。他们打造的LMH-1 能够承载两万公斤重物，以及19个乘客，飞行里程最长可达2500公里。这家公司最近接了一个四亿八千万的美国大单，准备造12艘飞艇用于货运。
作为建造及持续维护飞艇的一部分，检测外部表层（也就是储存了所有氦的大面积区域）的微小裂孔至关重要，时间一长，它就会对飞艇飞行能力造成影响。最传统的解决方式是人为介入，与大多数人为介入的事情类似，它费用高昂且旷日持久。为了解决问题，Lockheed Martin 造了个“Self-Propelled Instruments for Damage Evaluation and Repair ”（测险及修复的自动推进装置），或者叫它们SPIDER ，也就是一群可以检测到飞艇表面的裂孔的机器人——这样的缩写看起来已经没那么可笑了。
为了了解更多SPIDER 的详情，笔者与打造这款混合动力飞艇的工程师Ben Szpak 做了简短的交流，聊了聊他的创意来源、飞艇运作的原理以及他们未来的规划和蓝图。
IEEE Spectrum：能告诉我们这个项目的来龙去脉吗？你是怎么获得设计灵感的？在定终稿前你还有其他设计方案吗？
Ben Szpak：从一开始，这款飞艇上的裂孔就一直被检测。工人们往表层充气，他们一边用强光在外部定位小孔，一边从内部进行修补。设计创意最早来源于10年前试飞的P-791 混合动力飞艇践行者。消除生产工序中的小孔检测这个步骤的想法，对需要大批量生产飞艇的制造商而言，诱惑是非常大的。SPIDER 允许这道工序在飞艇的最后组装阶段同时进行。
SPIDER 的设计经历了最早的反复纠结的阶段，最终蜕变成了你后来看到的粗糙而简单的一切。从两轮固定杆到四轮中枢的设计，在定型之前我们测试了所有的一切。我们用超前的3D打印技术来打印我们急需的一些零部件，这让我们可以迅速地汲取经验。
IEEE Spectrum：为什么SPIDER 完成的任务至关重要？为什么你认为出动一组机器人是解决问题最好的方式？
Ben Szpak：氦是非常小的分子，要将它变成像氦一样坚硬的纺织物覆盖在外壳上非常难。裂孔如果不能消除的话也会成为巨大的隐患，而且肉眼还很难发现它。在巨大的外壳上修补裂孔的工作费时且枯燥。机器人在这方面反而更有优势，他们可以从头到脚，从里到外地检查。为了能够在起伏不平的表面上运作、在外壳上攀行。SPIDERs 已经被打造成更小的机器人，一组SPIDER 能加快检查和修理的进程。
IEEE Spectrum：要让一个机器人在飞艇表面运作，有什么比较特别的挑战？SPIDER 又是怎么迎难而上的呢？
Ben Szpak：SPIDER 需要在一个起伏不定的表面爬上爬下，里里外外的攀行。我们通过掌握底盘的曲面来使之与外壳的幅度保持一致，它能小幅度地伸曲，以保障与外壳的默契贴合。行驶在外壳奇怪的定点上，还要精准地测量距离是莫大的挑战，但我们可以通过光学译码器解决难题，它不像光线译码器那样会受滑轮的影响。我们也会用已知的外壳形状，结合加速计去定位外壳上的机器人。
IEEE Spectrum：多少个机器人花多长时间才能覆盖掉一个飞艇？修补机制是如何工作的？这些机器人会继续监视着飞艇吗？还是说，他们只会配置在某些特殊的节点上？
Ben Szpak：我们期待可以在小于五天内，在LMH-1 上配置五到六个SPIDER，大约占外壳面积的八万平方英尺，当然，这取决于在外壳表现上发现了多少个裂孔。自动定位和修补裂缝功能需要耗时十天，而且不需要与生产过程同步，这是SPIDER 的一个主要的优势。修补机制和手控标签覆抹机的工作原理类似，SPIDER一就位，它就会进行修补。我们会在飞艇的最后组装和主要维护检查过程中配置SPIDER。
IEEE Spectrum：可以谈谈SPIDER 的未来吗？你想要通过什么方式升级或者改进机器人呢？如果成功，机器人体系会升级吗？
Ben Szpak：我们在从SPIDER 身上学到了关于自行检测和维修的许多知识，都是这个领域的新机遇。我们将来会有更多新创意，比如几个SPIDER 在更大的飞行中的飞艇上漫步一样。
IEEE Spectrum：有什么关于机器人的特别酷炫的事情想告诉我们吗？
Ben Szpak：在生产关键部件的同时，我们还能够用现成部件来打造SPIDER，并将它们合为一体。这显示了机器人世界在过去几年间的惊人飞跃，如果这一技术运用得好，未来的许多难题都将迎刃而解。
via: spectrum
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