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全球掀起军用机器人发展热潮

2014-04-12徐春庆

军事文摘 2014年9期

巴西世界杯于7月13日落幕,在欣赏足球盛宴之余,我们同时会看到30个身材娇小却又“功夫超凡”

的机器人——“派克波特”。这款机器人是iRobot公司旗下具有最多用途的机器人之一,在城市内部区域的搜查工作中表现尤为出色。不仅如此,这款机器人还能攀爬各种类型的楼梯,适应不同地形地势,体积相对较小,而且重量仅为40磅(18千克),算得上小巧轻便。只需将这款机器人放在背包内,便可随意携带。

随着高新技术的发展,各种类型的军用机器人已经大量涌现,一些技术发达的国家相继研制了智能程度高、动作灵活、应用广泛的军用机器人。负责世界杯安保只是机器人日益广泛使用的缩影,当前军用机器人研究成果层出不穷,应用范围日益广泛,从天上到地面再到水里,可谓无处不在。在阿富汗和伊拉克战场上,作战指挥官所渴望的不会累、不怕死、可遂行不同作战任务的地面机器人已经初露锋芒,执行搜索建筑物、爆炸物处理、核生化探测等任务。

军用机器人初露锋芒

军用机器人自20世纪60年代在印支战场崭露头角以来,日益受到各国军界的重视,其巨大的军事潜力,超人的作战效能,将成为未来战争舞台上一支不可忽视的军事力量。

从目前军用机器人的作战领域看,主要分为4类,即:水下军用机器人、地面军用机器人、空中军用机器人和空间军用机器人。近年来,军用机器人受到世界军事强国的高度重视,美国在该技术领域投入最大、技术水平最高,先后研制了多个军用机器人并应用于实战之中。早在阿富汗和伊拉克战场上,美国军用机器人就已经大展身手,像“赫尔姆斯”、“教授”、“小东西”、“剑”、“魔爪”、“背包”等军用机器人已为业内人士熟悉。

在伊拉克战场上初露峥嵘的“剑”式武装机器人,是全能的火力攻击手,配备有5.56毫米M249机枪,或7.62毫米M240机枪,以及M16步枪、火箭发射器等,命中精度极高,具有全天候侦察与作战能力;它还能轻易通过楼梯、岩石堆和铁丝网,在雪地及河水中也能行走自如。今年世界杯上执行安保任务的“ 派克波特”是一种小型便携式机器人系统,可由单兵放入背包携带,故又称“背包”机器人。该机器人具有非常强的近距离山洞、建筑物内部或下水道搜查作战能力。在阿富汗的反恐战争中,美军第82空降师首次动用了“派克波特”进行山洞搜查作战。“ 派克波特”遂被选定为美军未来作战系统中的单兵无人地面车辆的原型。由美国无人系统公司设计的球形警戒机器人Guardbot重约24千克,能在地面上滚动并利用隐藏摄像机工作。iRobot公司设计的拆弹机器人“War r ior 710”能征服45度的斜坡,可举起100千克重的物体。

采用四足行走方式的“大狗”机器人是美国众多机器人中技术成熟度较高、最接近实战应用的一款。在伊拉克进行作战的美国空降兵每人负重高达45千克,导致士兵体能迅速消耗,“大狗”机器人因此应运而生。“大狗”机器人长1.1米、高1米,自重110千克,奔跑速度6.4千米/小时。在实验中“大狗”可以负重180千克行走30千米而不用添加燃料,每小时行走11~12千米,可攀越35度的斜坡,在行动中紧随前方指挥人员,并遵循其语音指令。

由于机器人士兵的特殊优势,因此美国政府认为10年内机器人士兵将成为美军的主力。美国陆军第29步兵团曾举行过一场名为“机器人战争”的演习。整个机器人作战兵团由18 种执行不同任务的机器人组成。演习中,地面机器人充当先锋,遭遇隐藏的敌人攻击时,己方的无人侦察机搜索并确定敌军位置,随后通知巡航中的无人智能战斗机发射导弹,命中目标,所有战术行动都由机器人自行完成。五角大楼长期以来一直谋划用机器人大量替代士兵,如今这一构想与现实的距离越来越近了。美国《防务新闻》报道称,美国陆军训练与条令司令部司令罗伯特·科恩上将表示,美陆军正考虑将旅级战斗队规模减少1000人,被裁减的士兵则由机器人等无人平台作为替代。美国陆军已开始瘦身计划,在2015年前将陆军人数从54万缩减至49万,到2019年时可能最终减少至42万人。

近期俄罗斯展示了一种新型机动安全机器人“Taifun-M”,该机器人用于给战略导弹机构提供安全保障。该型机器人将用于保护“亚尔斯”和“白杨”-M导弹发射场的安全。可以对其进行无线遥控,机器人可以执行监视和巡逻任务,发现并摧毁静止或移动目标,给防卫机构的安全人员提供火力支援,未来将会给该机器人安装自主智能系统。俄国防部发言人表示,2014年底将会在5个发射场部署带有激光瞄具和火炮的机器人,其中,还对部分机器人的现有自主安全系统进行升级。

英国在多功能通用地面机器人方面取得了新突破,2013年Armtrac有限责任公司首次对外展示了一款Armtrac20型多功能通用地面机器人,设计用于在威胁环境中执行高风险任务,包括移除和清理简易爆炸物、未爆炸弹药和其它爆炸威胁等。该机器人易于运输和部署,能够提供技术调查信息,检验路线与清理爆炸威胁和侦察危险区域等。Armtrac20机器人是一种四轮液压驱动车型,辅以中央铰链式动力转向,能够提供优良的机动性能,行驶速度可达25千米/小时。

美、俄、印争相研制机器人士兵

机器人士兵是类似人形的、复杂程度最高的军用仿生机器人,机器人士兵的研发,代表着军用仿生和智能化技术的一个重要方向。未来机器人士兵可能用于代替士兵执行侦察监视、火力打击等任务,或者进入士兵无法到达的区域执行任务。近期,机器人士兵成为军用机器人领域的热点研究领域,美国、俄罗斯和印度国防部门2013年以来相继公布了机器人士兵项目进展和发展规划。

全球首款机器人士兵样机问世

“阿特拉斯”是希腊神话里的擎天神,相传他力大无穷,可以用双肩支撑苍天。波士顿公司为美军最新研制的“机器人未来战士”就以这位神话人物命名。美国国防部预先研究计划局(DARPA)“机动性与操纵能力最大化”项目的研究内容,旨在创造和演示在机器人机动性和操纵能力方面取得的重大进展,通过采用新的设计工具、制造方法和控制算法来提高机器人的能力。

2013年7月,波士顿动力公司展示了“阿特拉斯”人形机器人样机,是美国国防部第一款机器人士兵技术开发和验证平台,体形和大小与人体接近。“阿特拉斯”机器人高1.88米、重150千克,躯干厚0.56米,肩宽0.76米,由2个胳膊、2条腿、躯干和头组成。波士顿动力公司公布的视频显示,此款人形机器人,身形高大,动作灵活,还真是衬得起这个威猛的名字。“阿特拉斯”机器人在传送带上大步前进时,能躲开传送带上突然出现的木板;从高处跳下时能稳稳落地,还能两腿叉开行走以避开陷阱,并能跑步走上楼梯;单腿站立时,被从侧面袭击来的球撞击后也不会摔倒。更有网友看完视频后惊呼,这不就是科幻大片里的“终结者”吗?

“阿特拉斯”机器人由480伏三相电源提供动力,功率为15千瓦。全身装有28个闭环控制位置与力量的液压驱动关键、实时控制计算机、液压泵和热管理系统;其头部安装的传感器系统包括激光雷达、立体传感器、专用传感器电子设备和感知算法软件等;腕部可以模块化换装不同功能的机械手;采用软路由应用程序编程接口,可接入10吉比特/秒的光纤以太网。为了更好地开发“阿特拉斯”的能力,DARPA还资助举办了一个为其开发应用软件的挑战赛,目前已有美国航天局喷气推进实验室等7支队伍脱颖而出。决赛将于2014年12月进行,其中在模拟场景中用机器人救援表现最棒的队伍将获得200万美元大奖。

俄、印公布机器人士兵研制计划

近期,俄罗斯和印度分别公布了“杀手机器人”和高级智能“机器人士兵”项目的发展规划。

2013年,俄罗斯启动了“杀手机器人”项目,以降低应对恐怖袭击时的伤亡为目标,开展可以替代人执行反恐任务的机器人技术研发。由俄罗斯国防部组织开展的“杀手机器人”项目由俄罗斯新成立的军用机器人实验室负责研制。俄罗斯副总理罗戈津2013年首次宣布了在科夫罗夫的捷格加廖夫军工厂建立军用机器人实验室的计划,以吸引私人投资进行机器人样机的制造和测试,该实验室已于2014年5月投入使用。

印度国防研究与发展组织也启动了名为“高级智能机器人”的研发项目,目的是提高印度部队的无人作战能力。根据项目计划,研发出来的机器人将具备“高级智能”,作战时能够分辨敌人与朋友。这种机器人将被部署在“困难的战场区域”,以帮助减少士兵伤亡。“高级智能机器人”计划在执行拆弹或高辐射区域任务的基础上更进一步,通过配备多种通信技术,用于和战友联络以及识别敌人。印度国防研究与发展组织已把“高级智能机器人”列为重点优先项目,并宣称其智能程度比目前人类发明的任何一种机器人都要高。印方还表示,由于该项目依靠微型通信、材料、认知技术、人机互动等技术的支持,因此至少需要10年的时间来完成该项目。

谷歌杀入军用机器人领域

2013年以来,谷歌公司先后收购8家专门从事机器人及其相关技术的公司,其中包括研制“阿特拉斯”机器人的波士顿动力公司、擅长制造人形机器人的Meka Robotics公司等。机器人项目是谷歌公司长期规划的“登月”项目中的主要内容之一。“登月”项目由谷歌X实验室负责,除机器人项目外,还包括无人驾驶汽车、飞行汽车和谷歌眼镜等项目。谷歌此举表明,财大气粗的谷歌在未来会有一个新投资方向——军用机器人。

近期谷歌收购的这8家机器人公司主要包括:(1)波士顿动力公司,军用机器人研制公司,典型产品包括“阿特拉斯”、“大狗”、“猎豹”等。(2)日本Sc haft公司,设计的水冷、电容驱动动力系统,中心思想就是要机器人在保持强壮的同时外型紧凑。(3)引领未来机器人视觉技术的IndustrialPerception公司,专注于实现机器人轻松定位和识别周围的物体对象。(4)Redwood Robotics公司,研发产品是新一代的机器人手臂,目标就是使用机器人“ 减少单调且重复工作的压力”。(5)Bot Dolly,同样是一家专注于机械臂的公司。(6)Meka Robotics公司,专门研发生产能够在家庭或工作环境中与人类协同工作的机器人。(7)Holomni公司,主要从事机器人高适应行走技术研究,典型产品包括小型全向滚轮和移动装置。(8)Autofuss公司,专注于广告与设计业务的公司。

谷歌收购众多机器人公司的举动不仅将促进机器人未来在制造、运输、以及军事作战等领域的广泛应用,可能还会酝酿一种新的机器人技术使用方式,把机器人领域的全面发展推向新高潮。被谷歌收购的波士顿动力公司作为美军研制军用地面机器人的主要承包商,多年来先后开发了大量军用仿生机器人。这次收购,使得谷歌公司直接进入国防承包商行列,谷歌可凭借其雄厚的经济与技术实力,全面提升军用机器人的研发能力,为日后大举涉足该领域奠定基础。

结 语

作为一类新的武器装备,机器人除了能够代替有人系统执行任务外,由于其不受人体能承受的环境条件限制,因此不仅能够进入部分现有有人装备无法进入的区域执行任务,还具备许多现有有人装备无法实现的新作战能力。随着技术的发展,未来军用机器人种类将会越来越多,作战功能将从目前的物资运输等辅助作战任务向侦察监视、火力打击、机动突击等主要作战任务拓展,而且数量会大幅增加,其自主作战能力和系统间的协同作战能力也必将不断增强。

责任编辑:安翠香