军用黑科技这是啥黑科技？军用爬墙机器人为啥能在垂直墙面如履平地？

用户投稿 2025年09月25日 16:04:02 19 0

这是啥黑科技？军用爬墙机器人为啥能在垂直墙面如履平地？

要不说兔子家的演习总能爆出来黑科技嘛，前有中泰“突击-2024”联训解放军遛机器狗，后有中新“合作-2024”联训亮相爬墙机器人。

在这场演习中，中方队员们利用爬墙侦察机器人精准掌握暴恐分子的人数、位置和动向，那这款可沿楼宇墙面爬行，进行抵近式隐蔽侦察的特种机器人到底是怎么飞檐走壁的呢？

爬墙机器人其实有两大核心，一是能在各种墙面上如履平地的吸附技术，二是能在垂直与水平面自由切换的运动机构。

吸附是爬墙机器人首先要解决的难题，无论是冷冰的玻璃、高耸的水泥墙面，还是光滑的瓷砖、甚至可能带有弧度的金属表层上，它必须在都能稳定停留。

我们知道，人类攀岩手脚都得找凸起点，壁虎用爪子上的微小绒毛结构来增大摩擦力，机器人要想趴在墙上，就需要一种强大的、可调节的吸附系统。

当前较为成熟的方案是负压吸附，通过特殊设计的密封垫圈和微型真空泵，机器人在紧贴墙面时能迅速抽走接触面与外界之间的空气。

当这个个密封空间内的空气被部分抽走后，内部气压低于外部大气压，外面更高的气压就会“迫不及待”地把接触面紧紧压在一起。

你可以想象一下，拿一个带有吸盘的挂钩，用力压在光滑的墙面或玻璃上，然后轻轻一拉，挂钩就很难拉下来了，这种常见的生活现象正是负压吸附的基本原理。

而爬墙机器人就是利用这个原理在垂直墙面上稳稳地“站”住的，负压吸附说起来并不复杂，本质是利用压力差造成的吸附力。

▲某型爬墙机器人内部结构示意图，中间圆形部分即为负压吸附装置

要在现实中实现这种吸附效果，爬墙机器人需要几个关键部件，首先是特殊设计的“吸附模块”，通常包括带有密封垫圈的吸盘结构。

这个垫圈必须有良好的弹性和适应性，能够与墙面紧密贴合，把空气密封起来。由于墙面材质千差万别，有的很光滑，有的粗糙不平，如果密封性能不好，空气容易漏进去，负压就无法维持。

比如，当爬墙机器人攀爬玻璃幕墙时，平滑表面有利于贴合，但若有水滴或灰尘，就会影响密封效果，这时控制系统可能会通过传感器检测吸附力降低，从而增加抽气力度，或命令机器人稍作移动，选取更干净的接触点。

当面对粗糙的混凝土表面，柔性垫圈的弹性就起关键作用，它能在凸凹不平的表面中挤压出较好的贴合面。

如果仍有缝隙，机器人控制系统可能会让吸附点稍微移动几毫米，寻找最佳位置。有的设计甚至允许吸附模块进行微小的旋转或偏移，以此找到表面纹理中的相对平整区域。

因此，吸附模块的材料选择很重要，比较常用的方案是采用柔性、耐磨、还能适应轻微表面不平度的橡胶或聚合物材料。

同时，垫圈的设计也会考虑到不同表面的情况，比如设计成环形或多段独立压紧点，以便在微小缝隙和凹凸中仍能保证相对严实的密封。

▲某种负压吸附装置

还有一种思路是分区吸附，这种不是只有一个大吸盘，而是使用多个小型吸附模块组成的阵列。这样万一其中某一模块在某点的吸附效果不好，其他模块还可以分担压力，整体依然保持足够的附着力。

同时，多模块设计也方便机器人进行分区管理，通过智能控制，让每个小吸附单元各司其职，针对局部减压或泄漏做精准补偿，这样“吸盘阵列”就能像一个团队共同努力抓牢墙面。

有了密封结构，接下来就要排气了，在机器人内部，会安装微型真空泵或者气流抽取装置，当机器人将吸附模块贴上墙面，它的控制系统会启动这些泵，把吸附模块内部的空气不断抽出，让内部气压下降。

再就是为了解决能耗和噪音问题，爬墙机器人往往还要在内部设计了一个循环系统，把部分抽出的空气导向内部的特殊舱室，再利用控制阀门和精密调节，让内外气压在微观层面处于平衡状态，减少频繁抽气的需要。

这样既能降低能耗，又有利于减小噪音，保持侦察等隐蔽任务的静音要求，像现在做得比较好的负压吸附系统可以使得机器人噪音控制在50分贝以下，非常利于军事侦察任务，在此次联合训练中亮相的克莱明爬墙侦察机器人，使用的应该就是负压吸附方式，

除了负压吸附，还有磁性吸附，主要是通过调节电流强弱改变磁力大小，使机器人像一只掌握磁场的机械昆虫一样，牢牢贴在在具有金属成分的墙体上，不过这种方式局限性比较大，毕竟要是墙面不具备磁性，磁力再强也无济于事。

另有一些仿生学思路试图模仿壁虎脚掌的分形结构，让机器人足部使用大量微纳米级细纤维与墙面产生范德华力，实现如同壁虎般的“干粘附”效果，但这类技术尚在探索阶段，所以，目前较为成熟和通用的仍是负压式吸附。

有了吸附能力，机器人便能呆在墙上，但这只是第一步，接下来它还需要在墙面上移动，这就要处理重力方向与传统地面运动大不相同的挑战了。

地面行走中，轮式或履带式的移动方式已经很成熟，可在墙上，轮子贴着垂直面转动，阻力、摩擦力和平衡感都与平时截然不同。

我们知道，当你在攀岩时，一般会先用一只手抓牢岩壁，再抬起另一只手寻找下一个支点，然后换脚，再换手，在这个过程中，你不可能同时放开所有抓点，否则你会掉下去。

爬墙机器人也是如此，它使用多个吸附模块，每次移动时，至少保留部分吸附点牢固贴紧墙面，然后放开其他吸附点进行位移，当新的吸附点稳固后，再次交替释放旧的吸附点。

当然了，这个过程需要精确的时序控制和力学计算，以确保机器人在整个移动过程中始终有牢固的“抓点”，在切换吸附点的那一瞬间不会产生振荡和滑落。

另一个关键是运动机构的柔性驱动设计，由于爬墙机器人面对的墙面有时并不平整，甚至有弧度、凹槽或突起。

柔性驱动的就是让机器人能通过软性材料、弹性元件或柔性关节，在遇到不平整的表面时，能像攀爬生物一样灵活扭动身体适应环境。

在爬行过程中，柔性驱动可根据传感器的反馈快速调整驱动力方向与大小，使机器人能够在垂直方向上灵活转向，避开障碍或找到更适合吸附的区域。

柔性驱动有很多种，有的采用类似于气囊或柔性材质的驱动器，通过充气或抽气改变其形状，类似于软体机器人那样弯曲变形，实现贴合墙面的动作。

有的使用智能材料，如形状记忆合金，通过温度控制改变构件的形变特性，使机器人像拥有肌肉和关节一样，在柔性驱动和吸附-移动交替模式的双重加持下，爬墙机器人就实现了动态适应。

▲基于形状记忆合金弹簧驱动柔性脊柱的仿壁虎机器人

或许在未来，爬墙机器人将变得更加智能、更具适应性，帮助人类到达危险而不可及的垂直空间。

而这一切的基础，正是看似不起眼但其实玄妙非常的吸附技术与运动机构设计，它们是一切垂直奇迹的真正背后推手。

墨镜、微波炉其实都是军用品！都有哪些被“白菜化”的军用科技？

战争无疑是残酷的，可怕的战争让人类付出数不尽的代价，不得不承认的是，每一次大规模战争都伴随着人类科技水平一次大跨越式的发展。

▲二战主力还是螺旋桨战机

就拿二战为例，二战初期所有国家的战机都是“电风扇”，但战争后期Me262这个第一种服役的喷气式战机已经开始吊打盟军螺旋桨战机。除此之外二战末期还有很多诸如V2导弹、初代制导反舰炸弹、飞翼布局战机等黑科技出现。

▲战争后期就已经出现了喷气式战斗机

战争让人类对科技的进步产生无尽渴望，于是催生了无数在当时看来都是黑科技的尖端技术。战争结束后，人们发现这些本来运用在军事中的先进技术，其实还能拿来民用造福人类。事实上，现在让我们生活更加便利的技术，很多都最初运用在军事中。

▲带着墨镜的阿汤哥不知迷倒了多少少男少女

举个最简单的例子，墨镜做为现在的装X利器，最早也是用在军事上。乘过航班小伙伴一定有这样的感受：在高空中，阳光会变得异常炽烈。同样20世纪初期的飞行员们在执行任务时不得不忍受强烈阳光对眼睛造成的伤害，一些飞行员甚至还出现恶心、呕吐、头晕目眩等不良反应。

▲高空阳光十分强烈

于是，美军一位苦不堪言的中尉求助于一家名叫“雷朋”的公司，想要他们研制一款能够有效隔离大部分紫外线的眼镜。1930年，这种眼镜被研发出来，提供给飞行员作为护目眼镜使用。耍帅是人类的本质，人们渐渐发现大兵们穿着帅气的军装配上炫酷的墨镜俘获了无数少女的心，而麦克阿瑟带着墨镜叼着烟斗的形象也帮墨镜大打广告，墨镜渐渐变成了所有真·汉子必备的利器。

墨镜的由来也许很多人都了解，军武菌再说一个比较冷门的——微波炉也是源自军用技术。微波炉的“老爹”培西•史宾赛本来是供职于美国“雷神”公司的一个工程师。“雷神”公司在二战时期主要生产雷达系统。1945年的某一天，培西•史宾赛像往常一样，口袋里揣块花生巧克力去上班。不寻常的是，他在一个已经启动的雷达设备上干活时突然发现，自己口袋里的巧克力融化了！

▲大家是否还记得米格25雷达烤野兔的故事？

他很诧异，难道是雷达发射的微波融化了巧克力？然后他又拿来一个鸡蛋在微波下“烘烤”，不一会儿鸡蛋也被烤炸了。经过试验史宾赛发现这种雷达装备能发射出致热微波，在军事领域这点热量没啥用，要是用在厨房里，那可了不得。这种加热方式迅速、干净、便捷，一定会是每个家庭烹具中的翘楚。

▲微波炉中烤葡萄

潜心研究两年后，世界上第一台微波炉被发明出来，而后迅速受到大家的追捧。有人调侃说：“这种新奇的玩意儿只不过是把雷达缩小，装在一个小盒子里而已。”就是这小脑洞，在当时一台微波炉售价相当于现在的3万英镑，也就是26万人民币。不过现在随着技术“白菜化”，微波炉已经变成了每个人都能拥有的生存装备。

▲谁能想象微波炉是这个家伙衍生来的？

在现代人们的生活中，本来应用于军事上的很多产品早已深入到每个人的身边。每个人都离不开电子产品如果寻根问祖的话，也是来源于军事。

▲严格意义来说手机也是来源于军用技术

实际上军用与民用之间并没有什么不可逾越的鸿沟。像罐头、尼龙这些军品直接拿来民用就有很不错的效果。其它看似深辟的军用技术，如果换个思路，民间一些工程师依然能玩出花来，潜艇的潜望镜就是这样的例子。

▲潜艇每个国家都很重视

潜艇是每个大国都十分看重的镇国重器，其实说来也简单，它只不过是航行在水下的“一杆大枪”而已。在直航鱼雷的时代，潜艇攻击敌舰需要把艇身调整到合适的角度，根据敌方舰船的航速航向来确定发射时机，完成这一任务的关键设备就是潜望镜。（要知道最早描写潜望镜的古书，出现在公元前2世纪的中国）

▲潜望镜原理

潜望镜说白了就是一个从海面下伸出地面，用来观察海面上活动的观察系统，结构原理和望远镜相当，唯独增加了两个反射镜经过两次反射将光线反射入眼。从低看高可以通过两次光线反射实现，但是为了能够观察更细致，瞄的更准，潜望镜也需要有“放大”变焦功能。

我们最常见具有变焦功能设备就是单反相机的伸缩大镜头。这样的变焦方式如果想看得远，镜头就要做得长。看多了历届航展中长枪短炮的摄影师，也能感觉出镜头太长的缺陷：占据空间太大、可靠性不好、便携性也不好。

▲传统镜头变焦

这些问题对于长期航行于海下的潜艇显得尤为突出，水平安装变焦镜片空间占用大不说，水下密封性也不佳。那潜望镜怎么实现变焦？机智的工程师们将目光聚集在垂直方向长长的筒身上：把变焦部分放在竖直的筒身中不就行了？于是他们将变焦镜组安装在镜筒中，光折射90度后再进行变焦，镜头变焦时候前后伸缩变成了上下运动，又可靠还能保证密封。

▲潜望镜式变焦方法

听起来是不是觉得非常复杂？但是你知道吗，这种别具匠心的潜望镜结构在手机上已经得到了运用。早在MWC2017期间，OPPO就领先于行业通过潜望式结构实现了5倍无损变焦，成为手机拍照技术发展的重要里程碑。

当然，手机发展到今天，拍照变焦功能也变成不可回避的重要功能。但是庞大的变焦镜头和手机轻薄的机身之间往往十分矛盾，OPPO就用“潜望式结构”实现了变焦功能和轻薄机身之间的兼得。

2017年OPPO MWC上发布的全球首创的“5倍无损变焦”技术就是基于业界首款潜望式双摄结构，改变了光路，让镜头从原来的纵向排列变成了横向排列，由特殊的光学三棱镜让光像折射进入镜头组，实现成像，这么一来镜组的施展空间可就大了。

▲2017年OPPO“5倍无损变焦”技术采用潜望式双摄像头

而今天，这家公司又放大了！

刚刚发布的OPPO Reno 10倍变焦版实现了高达10倍的混合光学变焦：通过4800W像素主摄+1300W像素长焦+800W像素广角三颗不同的摄像头，等效焦距16mm-160mm，完全覆盖常用焦段，满足了既看得广又望得远的诉求。

小伙伴们可能都知道变焦的镜头都是很长的，而OPPO正是采用了与军用潜望镜类似的原理，巧妙地将纵向镜头放倒，通过一个方形的棱镜把光90°折射到横置的模组从而成像。

这里军武菌不得不提的一个细节，因为潜望式三摄方案是第一次出现，所以对于光线折射提出更大的考验，而光线折射的核心即是棱镜。为了选出最合适的棱镜，OPPO团队就尝试过数十种方案并耗费三四个月的时间去验证，最终通过首次商用的滚珠式设计制作出既拥有出色光线折射率，同时又轻薄易推动的棱镜。再有通过共马达设计以及“D-cut”光学镜片将整个长焦镜头潜望式模组的厚度，定格在了 5.75mm。这里不得不为OPPO研发团队点个赞！

更为细心的是，OPPO早就考虑到了普通情况下拍摄时出现一点点的抖动，在放大十倍后，有可能让照片彻底糊掉的问题。所以，OPPO采用了双OIS光学防抖技术，长焦端的防抖精度可以达到0.001445°。这个数字你如果不懂，那么只需记住一点：完全不用担心手抖会糊掉照片。

▲0.6~10倍拍照样片

除此之外，现在的手机和军事海上霸主航空母舰还有一个共性，就是都想强调大！航空母舰的吨位越大，携带燃料就越多，航程就越远，战斗力就越强，这些还好理解。但是手机强调大，多大才是大？此大非彼大，手机的大更多的在于屏幕要变大，边框要缩小，现在市面上的水滴屏、挖孔屏都在追求这样的效果，但还并没有做到真正的屏幕大，真正的全景屏，但是OPPO Reno系列是真正的做到了。

▲正面高清大图！

为了达到纯粹至美的视觉效果，Reno系列配备了一块完整的全景屏，屏占比达到93.1%，下巴只有3.5mm。也许这里会有小伙伴问，Reno系列没有前置摄像头吗？前置摄像头哪里去了？这都要归功于赋予Reno系列动与静两种状态美感的侧旋升降结构，其实现了整机一体无瑕的设计，集成前置摄像头、前置闪光灯、听筒、麦克风、后置闪光灯，而且只有当用户需要自拍或者手电筒功能时，侧旋升降结构才会智能探出，最重要的是升降时几乎没有一点噪音。