军用机器人在装备保障中的应用

毛飞跃+晁智强+陈强+韩寿松+李华莹

【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“超级手推车”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.

[责任编辑：杨玉洁]