軍用機器人在裝備保障中的應(yīng)用

毛飛躍+晁智強+陳強+韓壽松+李華瑩

【摘 要】軍用機器人主要用于替代士兵來執(zhí)行運輸、偵察和掃雷等相關(guān)軍事任務(wù)，其主要包括示教再現(xiàn)型、離線編程型和智能型3種類型。本文主要介紹了軍用機器人的發(fā)展歷程，及其在裝備保障方面的應(yīng)用情況。最后，結(jié)合其在應(yīng)用中出現(xiàn)的一系列問題，對未來發(fā)展進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】機器人；裝備保障；發(fā)展趨勢

0 引言

當(dāng)前，世界新軍事變革蓬勃發(fā)展，高新武器層出不窮，武器精度、射程、威力不斷提高。這些變革給裝備保障帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1-2]。如何在復(fù)雜嚴(yán)峻的戰(zhàn)場環(huán)境中，盡量減少人員裝備的損傷，提高裝備保障效率，是對裝備保障人員的嚴(yán)峻考驗。

自20世紀(jì)以來，機器人作為一項新興科技不斷發(fā)展。該項技術(shù)被迅速應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，各類軍用機器人被研發(fā)出來并迅速投入使用。通過使用機器人，不僅讓戰(zhàn)士從枯燥任務(wù)解脫出來，而且還能執(zhí)行各類危險的裝備保障任務(wù)。

1 軍用機器人的發(fā)展概況

伴隨著機器人相關(guān)技術(shù)的不斷突破，軍用機器人發(fā)展十分迅速。機器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即示教再現(xiàn)型、離線編程型、智能型機器人[3-4]。示教再現(xiàn)型就是通常所說的遙控機器人，它以人員遙控指揮的方式，完成各種動作。離線編程機器人加裝有力覺、視覺、觸覺及其它傳感器，具備一定的感知能力。智能機器人則加裝許多傳感器，將傳感器搜集到的信息加以處理，有高度的自適應(yīng)性。從目前的發(fā)展?fàn)顩r看，按照軍事用途的不同，機器人可分為地面軍用機器人、空中機器人、水下機器人及空間機器人[4]。

當(dāng)前，第一代軍用機器人技術(shù)比較成熟，各國開發(fā)的各種掃雷排爆機器人，以遙控式機器人居多?！敖鸶晁埂睓C器人是一款加拿大軍方設(shè)計的掃雷機器人[5]。該機器人探測深度近1米，探雷效果良好。半自主式機器人也已有部分投入使用，如美國PROWLER機器人，作為哨兵進(jìn)行偵查監(jiān)視，減輕了人員負(fù)擔(dān)。第三代自主式軍用機器人技術(shù)也在不斷發(fā)展，并逐漸投入使用。如法國與意大利一起研制的無人機“神經(jīng)元”獨占鰲頭，在無任何指令的情況下，完成飛行，并自動校正[6]。但自主式的三代機器人技術(shù)仍不成熟，需要不斷探索前行。

2 機器人在戰(zhàn)術(shù)層次的裝備保障應(yīng)用

隨著信息化戰(zhàn)爭的來臨，裝備保障的需求也在發(fā)生著變化?？梢詫⒀b備保障任務(wù)從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役三個層次[7-9]。從戰(zhàn)術(shù)層次講，裝備保障有情報、維修、供給、勤務(wù)四項內(nèi)容，機器人在其中應(yīng)用廣泛。

2.1 機器人在情報中的應(yīng)用

情報任務(wù)主要包括情報偵察收集、情報處理等。機器人主要是通過對戰(zhàn)場上的情報進(jìn)行偵察，從而確定裝備維修方案。如美國海軍海上無人潛艇，具有搜索、分辨及排查水雷、繪制海下地圖的功能，為部隊登陸作戰(zhàn)提供了可靠的參考依據(jù)[10]。

2.2 機器人在維修中的應(yīng)用

維修任務(wù)是裝備保障任務(wù)的重點。機器人在裝備維修中可承擔(dān)水下打撈、部件拆卸、故障檢測等任務(wù)。1966年，美國兩架正在執(zhí)行任務(wù)的飛機相撞，致使其中一架飛機上攜帶的氫彈掉落海底。面臨緊急情況，美軍使用打撈機器人迅速完成了任務(wù)[3]。此后，各種打撈機器人又大顯身手，陸續(xù)完成了多項任務(wù)。

大型裝備的部件拆卸依靠人力完成，不僅對人員的體力消耗極大，而且稍有不慎，就會造成人員傷亡。為擺脫這種狀況，我軍自主研發(fā)了氣動式拆卸機械手。該機械手由人員進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，由機械臂實現(xiàn)部件的拆卸安裝等。另外，它還配備有多種末端執(zhí)行裝置，可進(jìn)行螺栓等零件的拆卸，減輕了人員作業(yè)的負(fù)擔(dān)。

2.3 機器人在供給中的應(yīng)用

供給保障主要由器材供應(yīng)、彈藥供應(yīng)、倉庫管理等組成。美國波士頓動力公司研發(fā)制造的新型地面軍事機器人“BigDog”，在各種惡劣地形下，仍保持平穩(wěn)行進(jìn)；它的負(fù)重能力極強，在實戰(zhàn)中，它可以有效地幫助士兵攜帶各種重型設(shè)備，武器彈藥等[11]。

2.4 機器人在勤務(wù)中的應(yīng)用

勤務(wù)保障主要是防衛(wèi)與巡邏。由于防衛(wèi)巡邏任務(wù)比較枯燥，由士兵完成時，可能會因為士兵精力的分散而導(dǎo)致任務(wù)的失敗。為此，美軍研制了“普洛拉”號機器人，該機器人既能夠按遙控方式作業(yè)，也可以預(yù)編程序作業(yè)。該機器人采用自主目標(biāo)捕獲系統(tǒng)，通過將電腦中的圖像信息與接收到的信息加以對比，可以有效鑒別出敵我雙方。

除此之外，機器人在裝備保障的其他方面也有大量應(yīng)用。如當(dāng)前發(fā)展最為成熟的掃雷排爆機器人。這類機器人如美國Mini-Flail小型遙控?zé)o人掃雷車，英國的“超級手推車”等。另外，由于受損道路對飛機的起飛、著陸，車輛的通行造成一定的遲滯，戰(zhàn)場上的道路快速修復(fù)也越來越得到重視。為此，美軍研發(fā)了用于跑道修復(fù)的機器人。它有兩種作業(yè)方式：一是，人員在駕駛室作業(yè)；二是，用控制盒遠(yuǎn)程控制。在危險的戰(zhàn)場環(huán)境下，工作人員可以在隱蔽的安全位置，通過一個中央控制臺，對機器人進(jìn)行控制。

3 發(fā)展展望

當(dāng)前，軍用機器人在裝備保障中應(yīng)用越來越多，但仍存在許多不近如人意的地方，主要存在以下幾個方面的問題。

一是，智能化水平不足。大多數(shù)軍用機器人操作復(fù)雜，人員需要加以訓(xùn)練方可使用它們。這不僅增加了使用成本，而且縮小了機器人的使用范圍，致使其只能由專業(yè)人員操作。二是，機器人續(xù)航能力不足。大多數(shù)機器人通過電能提供能量，在一段時間后必需再次蓄能，這使得機器人減小了其工作活動范圍。三是，機器人反應(yīng)速度較慢。由于目前機器人的控制算法過于復(fù)雜，導(dǎo)致機器人反應(yīng)不夠迅速。

伴隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，未來軍用機器人在裝備保障應(yīng)用中將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

操作精度不斷提升。未來軍用機器人的維修將不再局限于大型部件的維修，將向小部件，精細(xì)元件發(fā)展，將極大地擴大裝備維修范圍，減輕維修人員負(fù)擔(dān)。感知能力不斷增強。未來軍用機器人自主識別能力將取得更大突破，人員與機器人可以更為直接的溝通。人員與機器人的協(xié)作將更為緊密，從而提高裝備保障效率。體積將向兩端分化。在應(yīng)對大型工程任務(wù)時，機器人體積會越來越大；在伴隨士兵作戰(zhàn)時，為方便攜帶，機器人體積將呈微型化發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]