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1.3 军事机器人

军事机器人(military robot)是指为了军事目的而研制的自动机器人。军用机器人是一种自主式、半主式或人工遥控的机械电子装置。它是以完成预定的战术或战略任务为目标,以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化武器装备。

1.3.1 军事机器人的用处

军用机器人更多时候被称为无人作战平台。军事机器人的优势在于可以不畏惧危险恶劣的自然环境,可以全方位、全天候地持续作战,对毒气免疫,可连续工作,绝对服从命令等。军用机器人可以代替士兵完成一些极限条件下的特殊危险军事任务,使战争中绝大多数军人免遭伤害。

军用机器人车辆的应用范围很广,而且还在不断地扩大。目前军用机器人主要应用在下列几个方面。

(1)扫雷/排爆

扫雷机器人的使用较早,目前最成功的车型是美国在1985年制造的ROBAT扫雷车机器人和以色列制造的tsr700遥控扫雷机器人,分别如图1-24和图1-25所示。

图1-24 ROBAT扫雷车机器人

图1-25 tsr700遥控扫雷机器人

据介绍,ROBAT扫雷车机器人将机械扫雷和爆破扫雷集于一体,车后还装有通路标示系统,驾驶员既能在车上操纵,又能遥控操纵,从而同时具有发现雷场、开辟通路和标示通路的能力。

(2)站岗/巡逻

机器人用于该领域的典型代表是PROWLER巡逻车机器人,如图1-26所示。PROWLER巡逻车机器人是美国防务系统公司为美国陆军设计的首辆“真正”的军用机器人,可遥控工作,也可自主式工作。此车型60系列已具备了自主式边界巡逻能力,可为核电站、化工厂、导弹发射井等重要地区担任巡逻警戒任务。

图1-26 PROWLER巡逻车机器人

PROWLER是英文“Programmable Robot Observer with Logical Enemy Response”的缩略语,意即具有逻辑对敌攻击能力的可编程机器人观察车。

(3)作战

作战类机器人用于执行战斗任务,其上可以安装各种武器组件,实际上是一种机动性武器平台,如图1-27所示。

图1-27 作战机器人

(4)侦察

侦察用机器人执行各种侦查任务,如三防侦察、远距离阵地侦察等,也称为间谍机器人。侦察机器人现在已经由最初的无人侦察机,发展到了各式各样的微型间谍机器人。

图1-28是美国空军公布的昆虫大小机器人间谍,尺寸与大黄蜂相当,很难被人发现,可以飞进建筑执行侦察任务。

图1-28 迷你微型间谍机器人

图1-29是美国国防部特殊研制的新一代情报和军事机器人“微型鸟舍”。这种微型侦察机很难与昆虫和鸟类进行区分,可以在未探测情况下悄然移动,执行监控和情报收集任务,还能送递跟踪装置甚至武器等有效载荷。这款微型机器人集合了机械蜻蜓和机械蜂鸟盘旋飞行的特征,其装配的传感器可精确定位探测目标。

图1-29 “微型鸟舍”飞行机器人

图1-30所示的国产CHRYSOR无人侦察机器人长2.92m、宽1.64m、高1.92m(巡视探头顶高),净重950kg,地面最大载重为680kg,水上最大载重为300kg。在车体前部左侧,还保留了一个座椅和简单的驾驶设备。

图1-30 国产CHRYSOR无人侦察机器人

(5)后勤支援

古代就有“车马未动、粮草先行”的说法,战争时期的后勤支援十分重要,后勤支援能否及时跟得上,是战争能否取得胜利的一个重要因素。然而在战争中,后勤供应又是十分危险的任务,机器人的出现,则较好地解决了这个问题。仿生后勤机器人Bigdog如图1-31所示。

图1-31 仿生后勤机器人Bigdog

1.3.2 军事机器人的特点

军事机器人可以说是一个国家机器人发展的尖端代表,它集成了最先进的机器人技术和最先进的机器人理念。大到驰骋战场的各种“变形金刚”,小到侦察敌情的“微型间谍”,无一不是一个国家最尖端的机器人技术集成。军事机器人集中体现了机器人“高、精、尖”的一系列特征。

历史上,几乎所有的高新科学技术大多数都是首先出现在战场上,机器人也不例外。早在第二次世界大战的时候,美国就已经开始研制遥控飞行器,这是军事机器人的雏形。第二次世界大战后,世界各大国意识到了机器人在军事领域中的巨大作用,开始竞相研究军用机器人。

虽然军事机器人可以给己方人员带来很多方便,但军事机器人目前并非完美。现阶段军事机器人的主要缺点在于以下三方面。

① 对目标形态细微变化的实时鉴别、意外情况的处置以及经验积累等方面,与有人系统相比,还有不小差距。

② 敌我识别能力弱。军事机器人在战场上如何快速分清敌我、不攻击己方人员是个难题。2008年,曾有3台带有武器的“剑”式美军地面作战机器人被部署到伊拉克,但是这种遥控机器人小队还未开一枪就被从战场上撤回,因为它们做了一件可怕的事情:将枪口对准了自己的指挥官。

③ 尚未找到专门用于机器人的新型能源及动力系统。

军事领域的机器人,特别是战争机器人,从提出开始就是一个全世界都争论不休的内容。反对者们把战争机器人看作“杀手”(图1-32),支持者们则认为只要小心控制好,战争机器人反而可以降低人员伤亡。

图1-32 电影《终结者》里的机器人“杀手”

1.3.3 军事机器人的类别

按照不同的工作环境,军事机器人可以分为地面军用机器人、水下军用机器人、空中(空间)军用机器人等。

(1)地面军用机器人

地面军用机器人是军事机器人领域中发展较早且应用得最多的一类机器人。它是指工作环境为平地、山林、城镇等地面环境的机器人系统。地面军用机器人的种类繁多,功能也有很多,有的机器人可以用来排除爆炸物,有的机器人可以分担警察的任务,有的机器人可以用来攻击敌人……总之,地面军用机器人不仅战争时期可以派上战场,在和平时期也有广泛的用途。地面军用机器人如图1-33~图1-35所示。

图1-33 仿人机器人

图1-34 “魔爪”攻击机器人

图1-35 拆弹机器人

(2)水下军用机器人

海洋是地球上最神秘的领域之一,地球上70%以上都是海洋,海洋资源也是各国竞相争夺的宝库。为了争夺制海权,各国都在大力发展水下军用机器人。

目前的水下机器人一般为无人遥控型,即无人潜水器。它是一个水下高技术仪器设备的集成体,除了集成有水下机器人载体的推进、控制、动力电源、导航等仪器设备外,还需根据应用目的的不同,配备声、光、电等不同类型的探测器。一般用于长时间、大范围的军事任务,如侦察、扫雷、打捞、攻击、排险等。

无人水下机器人可以进行地形的勘测及对海域敌军目标动态的跟踪和搜索,能最快地捕获到敌方的目标,以便更好更快地制定出军事应对措施。各种水下军用机器人如图1-36~图1-39所示。

图1-36 PAP-104遥控潜水机器人

图1-37 我国探索者号水下机器人

图1-38 Robolobster水下扫

图1-39 V8 Sii水下机器人

(3)空中(空间)军用机器人

空中机器人也称作无人机,由于其灵巧、风险小、成本低、无人员伤亡、对地方威胁大等诸多优点,近年来在军用机器人家族中发展最快。无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究经费投入最多、实战经验最丰富的领域。

无人机是一种充分利用信息技术革命成果而发展的高性能信息化武器装备,其智能化程度很高。无人机顾名思义,就是不载有操作人员的飞行器。它由空气动力装置提供动力,采用自主飞行或遥控的方式,可以一次性使用或重复使用,并能携带载荷。无人机被广泛应用于侦察、监视、预警、目标攻击等领域,因此可称其为飞行机器人。随着科学技术的不断进步,无人机的体积越来越小,出现了仿生形的无人机。

此外,在外太空的领域开发中,种类繁多的机器人层出不穷。空间机器人是一种低价位的轻型遥控机器人,可在行星的大气环境中导航及飞行。

各种空中(空间)军用机器人如图1-40~图1-43所示。

图1-40 微扑翼飞行侦察机器人

图1-41 我国翔龙无人机

图1-42 火星探测机器人Sojourner

图1-43 美国航空机器人Robonaut2

1.3.4 军事机器人的发展状况

目前,应用于军事的机器人已经大量涌现,很多技术发达国家已经研制出智能程度高、动作灵活、应用广泛的军用机器人。美国军用机器人技术无论是在基础技术、系统开发、生产配套方面,还是在技术转化和实战应用经验上都处于世界超前领先地位。美国军用机器人开发与应用涵盖陆、海、空、天等各兵种。美国是世界上唯一具有综合开发、试验和实战应用能力的国家。

随着高新技术的不断发展,不久以后,我们可能会经历一场无法制止的军事机器人军备竞赛。这并不是在信口开河。由于军事机器人的经济性,世界各国已经把大量的资金用于研发新型军事机器人。甚至有些国家把军事机器人的发展列入到了法规之中。例如美国国会就规定,2015年前1/3的地面战将使用机器人。美国的《未来学家》杂志甚至预测,到2020年,战场上机器人士兵的数量就会超过人类士兵,并可能出现真正的机器人部队。

我国政府一直非常重视军用机器人技术的研究与开发,通过国家计划的实施,我国在军用机器人技术方面已取得了突破性的进展,缩短了同发达国家之间的差距。但在机器人核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件的批量生产应用等方面,同发达国家相比,我国仍存在差距。 mLWmQUFNLTv27mpM8mOF71Xcp1jHihlTS4e27b8iWSbif9j1z5Ozbb6kPQmW5ut0

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