毛飛躍+晁智強(qiáng)+陳強(qiáng)+韓壽松+李華瑩

【摘 要】軍用機(jī)器人主要用于替代士兵來(lái)執(zhí)行運(yùn)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(jī)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(wèn)題，對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人；裝備保障；發(fā)展趨勢(shì)

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(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1-2]。如何在復(fù)雜嚴(yán)峻的戰(zhàn)場(chǎng)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(duì)裝備保障人員的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

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

1 軍用機(jī)器人的發(fā)展概況

伴隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的不斷突破，軍用機(jī)器人發(fā)展十分迅速。機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，即示教再現(xiàn)型、離線編程型、智能型機(jī)器人[3-4]。示教再現(xiàn)型就是通常所說(shuō)的遙控機(jī)器人，它以人員遙控指揮的方式，完成各種動(dòng)作。離線編程機(jī)器人加裝有力覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)及其它傳感器，具備一定的感知能力。智能機(jī)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(jī)器人可分為地面軍用機(jī)器人、空中機(jī)器人、水下機(jī)器人及空間機(jī)器人[4]。

當(dāng)前，第一代軍用機(jī)器人技術(shù)比較成熟，各國(guó)開(kāi)發(fā)的各種掃雷排爆機(jī)器人，以遙控式機(jī)器人居多。“金戈斯”機(jī)器人是一款加拿大軍方設(shè)計(jì)的掃雷機(jī)器人[5]。該機(jī)器人探測(cè)深度近1米，探雷效果良好。半自主式機(jī)器人也已有部分投入使用，如美國(guó)PROWLER機(jī)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(jī)器人技術(shù)也在不斷發(fā)展，并逐漸投入使用。如法國(guó)與意大利一起研制的無(wú)人機(jī)“神經(jīng)元”獨(dú)占鰲頭，在無(wú)任何指令的情況下，完成飛行，并自動(dòng)校正[6]。但自主式的三代機(jī)器人技術(shù)仍不成熟，需要不斷探索前行。

2 機(jī)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(zhēng)的來(lái)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(gè)層次[7-9]。從戰(zhàn)術(shù)層次講，裝備保障有情報(bào)、維修、供給、勤務(wù)四項(xiàng)內(nèi)容，機(jī)器人在其中應(yīng)用廣泛。

2.1 機(jī)器人在情報(bào)中的應(yīng)用

情報(bào)任務(wù)主要包括情報(bào)偵察收集、情報(bào)處理等。機(jī)器人主要是通過(guò)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上的情報(bào)進(jìn)行偵察，從而確定裝備維修方案。如美國(guó)海軍海上無(wú)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(duì)登陸作戰(zhàn)提供了可靠的參考依據(jù)[10]。

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

大型裝備的部件拆卸依靠人力完成，不僅對(duì)人員的體力消耗極大，而且稍有不慎，就會(huì)造成人員傷亡。為擺脫這種狀況，我軍自主研發(fā)了氣動(dòng)式拆卸機(jī)械手。該機(jī)械手由人員進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，由機(jī)械臂實(shí)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(jī)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(cāng)庫(kù)管理等組成。美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研發(fā)制造的新型地面軍事機(jī)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(qiáng)，在實(shí)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(jī)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(shí)，可能會(huì)因?yàn)槭勘Φ姆稚⒍鴮?dǎo)致任務(wù)的失敗。為此，美軍研制了“普洛拉”號(hào)機(jī)器人，該機(jī)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(jī)器人采用自主目標(biāo)捕獲系統(tǒng)，通過(guò)將電腦中的圖像信息與接收到的信息加以對(duì)比，可以有效鑒別出敵我雙方。

除此之外，機(jī)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(jī)器人。這類機(jī)器人如美國(guó)Mini-Flail小型遙控?zé)o人掃雷車，英國(guó)的“超級(jí)手推車”等。另外，由于受損道路對(duì)飛機(jī)的起飛、著陸，車輛的通行造成一定的遲滯，戰(zhàn)場(chǎng)上的道路快速修復(fù)也越來(lái)越得到重視。為此，美軍研發(fā)了用于跑道修復(fù)的機(jī)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(xiǎn)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，工作人員可以在隱蔽的安全位置，通過(guò)一個(gè)中央控制臺(tái)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。

3 發(fā)展展望

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

一是，智能化水平不足。大多數(shù)軍用機(jī)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(jī)器人的使用范圍，致使其只能由專業(yè)人員操作。二是，機(jī)器人續(xù)航能力不足。大多數(shù)機(jī)器人通過(guò)電能提供能量，在一段時(shí)間后必需再次蓄能，這使得機(jī)器人減小了其工作活動(dòng)范圍。三是，機(jī)器人反應(yīng)速度較慢。由于目前機(jī)器人的控制算法過(guò)于復(fù)雜，導(dǎo)致機(jī)器人反應(yīng)不夠迅速。

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

操作精度不斷提升。未來(lái)軍用機(jī)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?cái)U(kuò)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(qiáng)。未來(lái)軍用機(jī)器人自主識(shí)別能力將取得更大突破，人員與機(jī)器人可以更為直接的溝通。人員與機(jī)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(duì)大型工程任務(wù)時(shí)，機(jī)器人體積會(huì)越來(lái)越大；在伴隨士兵作戰(zhàn)時(shí)，為方便攜帶，機(jī)器人體積將呈微型化發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]