飛艇與小型飛船在外型上差異頗大，它的輪廓更堅(jiān)毅，發(fā)出的噪聲聽(tīng)起來(lái)也沒(méi)那么蠢。它是那些在半個(gè)世紀(jì)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(gè)任務(wù)完成得省力又省錢(qián)，尤其是當(dāng)目標(biāo)位置位于其他設(shè)施的低點(diǎn)時(shí)，飛艇總是能表現(xiàn)出超常的耐心。

Lockheed Martin’s Skunk Works 早在大約十年前就開(kāi)始打造一種混合動(dòng)力飛艇，它利用空氣動(dòng)力學(xué)和起重氣體來(lái)獲取空氣動(dòng)能。P-791技術(shù)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(shù)商業(yè)化。他們打造的LMH-1 能夠承載兩萬(wàn)公斤重物，以及19個(gè)乘客，飛行里程最長(zhǎng)可達(dá)2500公里。這家公司最近接了一個(gè)四億八千萬(wàn)的美國(guó)大單，準(zhǔn)備造12艘飛艇用于貨運(yùn)。

作為建造及持續(xù)維護(hù)飛艇的一部分，檢測(cè)外部表層（也就是儲(chǔ)存了所有氦的大面積區(qū)域）的微小裂孔至關(guān)重要，時(shí)間一長(zhǎng)，它就會(huì)對(duì)飛艇飛行能力造成影響。最傳統(tǒng)的解決方式是人為介入，與大多數(shù)人為介入的事情類似，它費(fèi)用高昂且曠日持久。為了解決問(wèn)題，Lockheed Martin 造了個(gè)“Self-Propelled Instruments for Damage Evaluation and Repair  ”（測(cè)險(xiǎn)及修復(fù)的自動(dòng)推進(jìn)裝置），或者叫它們SPIDER ，也就是一群可以檢測(cè)到飛艇表面的裂孔的機(jī)器人——這樣的縮寫(xiě)看起來(lái)已經(jīng)沒(méi)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(dòng)力飛艇的工程師Ben Szpak 做了簡(jiǎn)短的交流，聊了聊他的創(chuàng)意來(lái)源、飛艇運(yùn)作的原理以及他們未來(lái)的規(guī)劃和藍(lán)圖。

IEEE Spectrum：能告訴我們這個(gè)項(xiàng)目的來(lái)龍去脈嗎？你是怎么獲得設(shè)計(jì)靈感的？在定終稿前你還有其他設(shè)計(jì)方案嗎？

Ben Szpak：從一開(kāi)始，這款飛艇上的裂孔就一直被檢測(cè)。工人們往表層充氣，他們一邊用強(qiáng)光在外部定位小孔，一邊從內(nèi)部進(jìn)行修補(bǔ)。設(shè)計(jì)創(chuàng)意最早來(lái)源于10年前試飛的P-791 混合動(dòng)力飛艇踐行者。消除生產(chǎn)工序中的小孔檢測(cè)這個(gè)步驟的想法，對(duì)需要大批量生產(chǎn)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(shí)進(jìn)行。

SPIDER 的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了最早的反復(fù)糾結(jié)的階段，最終蛻變成了你后來(lái)看到的粗糙而簡(jiǎn)單的一切。從兩輪固定桿到四輪中樞的設(shè)計(jì)，在定型之前我們測(cè)試了所有的一切。我們用超前的3D打印技術(shù)來(lái)打印我們急需的一些零部件，這讓我們可以迅速地汲取經(jīng)驗(yàn)。

IEEE Spectrum：為什么SPIDER 完成的任務(wù)至關(guān)重要？為什么你認(rèn)為出動(dòng)一組機(jī)器人是解決問(wèn)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(jiān)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(huì)成為巨大的隱患，而且肉眼還很難發(fā)現(xiàn)它。在巨大的外殼上修補(bǔ)裂孔的工作費(fèi)時(shí)且枯燥。機(jī)器人在這方面反而更有優(yōu)勢(shì)，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(yùn)作、在外殼上攀行。SPIDERs 已經(jīng)被打造成更小的機(jī)器人，一組SPIDER 能加快檢查和修理的進(jìn)程。

IEEE Spectrum：要讓一個(gè)機(jī)器人在飛艇表面運(yùn)作，有什么比較特別的挑戰(zhàn)？SPIDER 又是怎么迎難而上的呢？

Ben Szpak：SPIDER 需要在一個(gè)起伏不定的表面爬上爬下，里里外外的攀行。我們通過(guò)掌握底盤(pán)的曲面來(lái)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(diǎn)上，還要精準(zhǔn)地測(cè)量距離是莫大的挑戰(zhàn)，但我們可以通過(guò)光學(xué)譯碼器解決難題，它不像光線譯碼器那樣會(huì)受滑輪的影響。我們也會(huì)用已知的外殼形狀，結(jié)合加速計(jì)去定位外殼上的機(jī)器人。

IEEE Spectrum：多少個(gè)機(jī)器人花多長(zhǎng)時(shí)間才能覆蓋掉一個(gè)飛艇？修補(bǔ)機(jī)制是如何工作的？這些機(jī)器人會(huì)繼續(xù)監(jiān)視著飛艇嗎？還是說(shuō)，他們只會(huì)配置在某些特殊的節(jié)點(diǎn)上？

Ben Szpak：我們期待可以在小于五天內(nèi)，在LMH-1 上配置五到六個(gè)SPIDER，大約占外殼面積的八萬(wàn)平方英尺，當(dāng)然，這取決于在外殼表現(xiàn)上發(fā)現(xiàn)了多少個(gè)裂孔。自動(dòng)定位和修補(bǔ)裂縫功能需要耗時(shí)十天，而且不需要與生產(chǎn)過(guò)程同步，這是SPIDER 的一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)。修補(bǔ)機(jī)制和手控標(biāo)簽覆抹機(jī)的工作原理類似，SPIDER一就位，它就會(huì)進(jìn)行修補(bǔ)。我們會(huì)在飛艇的最后組裝和主要維護(hù)檢查過(guò)程中配置SPIDER。

IEEE Spectrum：可以談?wù)凷PIDER 的未來(lái)嗎？你想要通過(guò)什么方式升級(jí)或者改進(jìn)機(jī)器人呢？如果成功，機(jī)器人體系會(huì)升級(jí)嗎？

Ben Szpak：我們?cè)趶腟PIDER 身上學(xué)到了關(guān)于自行檢測(cè)和維修的許多知識(shí)，都是這個(gè)領(lǐng)域的新機(jī)遇。我們將來(lái)會(huì)有更多新創(chuàng)意，比如幾個(gè)SPIDER 在更大的飛行中的飛艇上漫步一樣。

IEEE Spectrum：有什么關(guān)于機(jī)器人的特別酷炫的事情想告訴我們嗎？

Ben Szpak：在生產(chǎn)關(guān)鍵部件的同時(shí)，我們還能夠用現(xiàn)成部件來(lái)打造SPIDER，并將它們合為一體。這顯示了機(jī)器人世界在過(guò)去幾年間的驚人飛躍，如果這一技術(shù)運(yùn)用得好，未來(lái)的許多難題都將迎刃而解。

via: spectrum

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