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军用机器人在装备保障中的应用
特种装备网 发布时间:2016-07-27
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    【摘要】军用机器人主要用于替代士兵来执行运输、侦察和扫雷等相关军事任务,其主要包括示教再现型、离线编程型和智能型3种类型。本文主要介绍了军用机器人的发展历程,及其在装备保障方面的应用情况。最后,结合其在应用中出现的一系列问题,对未来发展进行探讨。

    【关键词】机器人;装备保障;发展趋势

    0 引言

    当前,世界新军事变革蓬勃发展,高新武器层出不穷,武器精度、射程、威力不断提高。这些变革给装备保障带来了严峻挑战[1-2]。如何在复杂严峻的战场环境中,尽量减少人员装备的损伤,提高装备保障效率,是对装备保障人员的严峻考验。自20世纪以来,机器人作为一项新兴科技不断发展。该项技术被迅速应用于军事领域,各类军用机器人被研发出来并迅速投入使用。 通过使用机器人,不仅让战士从枯燥任务解脱出来,而且还能执行各类危险的装备保障任务。

    1 军用机器人的发展概况

    伴随着机器人相关技术的不断突破,军用机器人发展十分迅速。机器人的发展经历了三个阶段,即示教再现型、离线编程型、智能型机器人[3-4]。示教再现型就是通常所说的遥控机器人,它以人员遥控指挥的方式,完成各种动作。 离线编程机器人加装有力觉、视觉、触觉及其它传感器,具备一定的感知能力。智能机器人则加装许多传感器,将传感器搜集到的信息加以处理,有高度的自适应性。从目前的发展状况看,按照军事用途的不同,机器人可分为地面军用机器人、空中机器人、水下机器人及空间机器人[4]。当前,第一代军用机器人技术比较成熟,各国开发的各种扫雷排爆机器人,以遥控式机器人居多。 “金戈斯”机器人是一款加拿大军方设计的扫雷机器人[5]。该机器人探测深度近1米,探雷效果良好。半自主式机器人也已有部分投入使用,如美国PROWLER机器人,作为哨兵进行侦查监视,减轻了人员负担。第三代自主式军用机器人技术也在不断发展,并逐渐投入使用。如法国与意大利一起研制的无人机“神经元”独占鳌头,在无任何指令的情况下,完成飞行,并自动校正[6]。但自主式的三代机器人技术仍不成熟,需要不断探索前行。

    2 机器人在战术层次的装备保障应用

    随着信息化战争的来临,装备保障的需求也在发生着变化。 可以将装备保障任务从战略、战术、战役三个层次[7-9]。从战术层次讲,装备保障有情报、维修、供给、勤务四项内容,机器人在其中应用广泛。

    2.1 机器人在情报中的应用

    情报任务主要包括情报侦察收集、情报处理等。机器人主要是通过对战场上的情报进行侦察,从而确定装备维修方案。如美国海军海上无人潜艇,具有搜索、分辨及排查水雷、绘制海下地图的功能,为部队登陆作战提供了可靠的参考依据[10]

    2.2 机器人在维修中的应用

    维修任务是装备保障任务的重点。机器人在装备维修中可承担水下打捞、部件拆卸、故障检测等任务。1966 年,美国两架正在执行任务的飞机相撞,致使其中一架飞机上携带的氢弹掉落海底。 面临紧急情况,美军使用打捞机器人迅速完成了任务[3] 。此后,各种打捞机器人又大显身手,陆续完成了多项任务。大型装备的部件拆卸依靠人力完成,不仅对人员的体力消耗极大,而且稍有不慎,就会造成人员伤亡。为摆脱这种状况,我军自主研发了气动式拆卸机械手。 该机械手由人员进行远程遥控,由机械臂实现部件的拆卸安装等。另外,它还配备有多种末端执行装置,可进行螺栓等零件的拆卸,减轻了人员作业的负担。

    2.3 机器人在供给中的应用

    供给保障主要由器材供应、弹药供应、仓库管理等组成。美国波士顿动力公司研发制造的新型地面军事机器人“BigDog”,在各种恶劣地形下,仍保持平稳行进;它的负重能力极强,在实战中,它可以有效地帮助士兵携带各种重型设备,武器弹药等[11]

    2.4 机器人在勤务中的应用

    勤务保障主要是防卫与巡逻。由于防卫巡逻任务比较枯燥,由士兵完成时,可能会因为士兵精力的分散而导致任务的失败。为此,美军研制了“普洛拉”号机器人,该机器人既能够按遥控方式作业,也可以预编程序作业。 该机器人采用自主目标捕获系统,通过将电脑中的图像信息与接收到的信息加以对比,可以有效鉴别出敌我双方。除此之外,机器人在装备保障的其他方面也有大量应用。 如当前发展最为成熟的扫雷排爆机器人。 这类机器人如美国Mini-Flail小型遥控无人扫雷车,英国的“超级手车”等。另外,由于受损道路对飞机的起飞、着陆,车辆的通行造成一定的迟滞,战场上的道路快速修复也越来越得到重视。为此,美军研发了用于跑道修复的机器人。它有两种作业方式:一是,人员在驾驶室作业;二是,用控制盒远程控制。在危险的战场环境下,工作人员可以在隐蔽的安全位置,通过一个中央控制台,对机器人进行控制。

    3 发展展望

    当前,军用机器人在装备保障中应用越来越多,但仍存在许多不近如人意的地方,主要存在以下几个方面的问题。

    一是,智能化水平不足。大多数军用机器人操作复杂,人员需要加以训练方可使用它们。 这不仅增加了使用成本,而且缩小了机器人的使用范围,致使其只能由专业人员操作。 二是,机器人续航能力不足。大多数机器人通过电能提供能量,在一段时间后必需再次蓄能,这使得机器人减小了其工作活动范围。三是,机器人反应速度较慢。由于目前机器人的控制算法过于复杂,导致机器人反应不够迅速。伴随着关键技术的突破,未来军用机器人在装备保障应用中将呈现以下发展趋势:操作精度不断提升。未来军用机器人的维修将不再局限于大型部件的维修,将向小部件,精细元件发展,将极大地扩大装备维修范围,减轻维修人员负担。 感知能力不断增强。 未来军用机器人自主识别能力将取得更大突破,人员与机器人可以更为直接的沟通。人员与机器人的协作将更为紧密,从而提高装备保障效率。体积将向两端分化。在应对大型工程任务时,机器人体积会越来越大;在伴随士兵作战时,为方便携带,机器人体积将呈微型化发展。

    【参考文献】

    [ 1 ]王俊程.外军装备保障建设及启示 [M]. 军械工程学院出版,2011.

    [ 2 ]赵武奎.装备保障学[M]. 解放军出版社,2003.

    [ 3 ]黄远灿.国内外军用机器人产业发展现状[J]. 机器人技术与应用,2009:2-3.

    [ 4 ]李鹏,胡梅.国外军用机器人发展现状及发展趋势[J]. 国防科技,2013:31-35.

    [ 5 ]王立欣,曹应龙.异军突起的军用机器人[J]. 国防科技,2002:25-27.

    [ 6 ] DEMO III/Experimental Unmanned Vehicle(XUV). http://www.globalsecurity.org/military/systems/ ground/xuv.htm[OL].

    [ 7 ]尚伟燕.地面探测车移动系统若干关键技术研究[D]. 南京航天航空大学,2009.

    [ 8 ]李穗平.军用机器人的发展及其应用[J]. 电子工程师 ,2007(05):23-25.

    [ 9 ]张春润,刘亚东,伊洪冰.装备保障需求开发方法[J]. 装甲兵工程学院学报,2012:15-16.

    [ 10 ]张其悦, 席来军.加强军用机器人在装备保障中的应用研究[OL]. 维普资讯,2005:7-8.

    [ 11 ]李伟,王彦峰,王凤彪.美军地面机器人发展扫描[J].军车世界,2010:17-18.

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[来源:科技视界责任编辑:李智慧]
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