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| 本文作者： 楊波 | 2016-08-04 16:59 |
飛艇與小型飛船在外型上差異頗大，它的輪廓更堅毅，發出的噪聲聽起來也沒那么蠢。它是那些在半個世紀前失寵，最近又涅槃重生的科技成果之一。飛艇能將瞬移重物這個任務完成得省力又省錢，尤其是當目標位置位于其他設施的低點時，飛艇總是能表現出超常的耐心。
Lockheed Martin’s Skunk Works 早在大約十年前就開始打造一種混合動力飛艇，它利用空氣動力學和起重氣體來獲取空氣動能。P-791技術踐行者于2006年首次試飛，而后一家叫Hybrid Enterprises 的公司想把Lockheed 的飛艇技術商業化。他們打造的LMH-1 能夠承載兩萬公斤重物，以及19個乘客，飛行里程最長可達2500公里。這家公司最近接了一個四億八千萬的美國大單，準備造12艘飛艇用于貨運。
作為建造及持續維護飛艇的一部分，檢測外部表層（也就是儲存了所有氦的大面積區域）的微小裂孔至關重要，時間一長，它就會對飛艇飛行能力造成影響。最傳統的解決方式是人為介入，與大多數人為介入的事情類似，它費用高昂且曠日持久。為了解決問題，Lockheed Martin 造了個“Self-Propelled Instruments for Damage Evaluation and Repair ”（測險及修復的自動推進裝置），或者叫它們SPIDER ，也就是一群可以檢測到飛艇表面的裂孔的機器人——這樣的縮寫看起來已經沒那么可笑了。
為了了解更多SPIDER 的詳情，筆者與打造這款混合動力飛艇的工程師Ben Szpak 做了簡短的交流，聊了聊他的創意來源、飛艇運作的原理以及他們未來的規劃和藍圖。
IEEE Spectrum：能告訴我們這個項目的來龍去脈嗎？你是怎么獲得設計靈感的？在定終稿前你還有其他設計方案嗎？
Ben Szpak：從一開始，這款飛艇上的裂孔就一直被檢測。工人們往表層充氣，他們一邊用強光在外部定位小孔，一邊從內部進行修補。設計創意最早來源于10年前試飛的P-791 混合動力飛艇踐行者。消除生產工序中的小孔檢測這個步驟的想法，對需要大批量生產飛艇的制造商而言，誘惑是非常大的。SPIDER 允許這道工序在飛艇的最后組裝階段同時進行。
SPIDER 的設計經歷了最早的反復糾結的階段，最終蛻變成了你后來看到的粗糙而簡單的一切。從兩輪固定桿到四輪中樞的設計，在定型之前我們測試了所有的一切。我們用超前的3D打印技術來打印我們急需的一些零部件，這讓我們可以迅速地汲取經驗。
IEEE Spectrum：為什么SPIDER 完成的任務至關重要？為什么你認為出動一組機器人是解決問題最好的方式？
Ben Szpak：氦是非常小的分子，要將它變成像氦一樣堅硬的紡織物覆蓋在外殼上非常難。裂孔如果不能消除的話也會成為巨大的隱患，而且肉眼還很難發現它。在巨大的外殼上修補裂孔的工作費時且枯燥。機器人在這方面反而更有優勢，他們可以從頭到腳，從里到外地檢查。為了能夠在起伏不平的表面上運作、在外殼上攀行。SPIDERs 已經被打造成更小的機器人，一組SPIDER 能加快檢查和修理的進程。
IEEE Spectrum：要讓一個機器人在飛艇表面運作，有什么比較特別的挑戰？SPIDER 又是怎么迎難而上的呢？
Ben Szpak：SPIDER 需要在一個起伏不定的表面爬上爬下，里里外外的攀行。我們通過掌握底盤的曲面來使之與外殼的幅度保持一致，它能小幅度地伸曲，以保障與外殼的默契貼合。行駛在外殼奇怪的定點上，還要精準地測量距離是莫大的挑戰，但我們可以通過光學譯碼器解決難題，它不像光線譯碼器那樣會受滑輪的影響。我們也會用已知的外殼形狀，結合加速計去定位外殼上的機器人。
IEEE Spectrum：多少個機器人花多長時間才能覆蓋掉一個飛艇？修補機制是如何工作的？這些機器人會繼續監視著飛艇嗎？還是說，他們只會配置在某些特殊的節點上？
Ben Szpak：我們期待可以在小于五天內，在LMH-1 上配置五到六個SPIDER，大約占外殼面積的八萬平方英尺，當然，這取決于在外殼表現上發現了多少個裂孔。自動定位和修補裂縫功能需要耗時十天，而且不需要與生產過程同步，這是SPIDER 的一個主要的優勢。修補機制和手控標簽覆抹機的工作原理類似，SPIDER一就位，它就會進行修補。我們會在飛艇的最后組裝和主要維護檢查過程中配置SPIDER。
IEEE Spectrum：可以談談SPIDER 的未來嗎？你想要通過什么方式升級或者改進機器人呢？如果成功，機器人體系會升級嗎？
Ben Szpak：我們在從SPIDER 身上學到了關于自行檢測和維修的許多知識，都是這個領域的新機遇。我們將來會有更多新創意，比如幾個SPIDER 在更大的飛行中的飛艇上漫步一樣。
IEEE Spectrum：有什么關于機器人的特別酷炫的事情想告訴我們嗎？
Ben Szpak：在生產關鍵部件的同時，我們還能夠用現成部件來打造SPIDER，并將它們合為一體。這顯示了機器人世界在過去幾年間的驚人飛躍，如果這一技術運用得好，未來的許多難題都將迎刃而解。
via: spectrum
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