传感器在排爆 小型机器人：排爆探险 哪里危险去哪里？

小型机器人：排爆探险 哪里危险去哪里？

出品：科普中国

作者：矛隼工作室

监制：光明网科普事业部

2018世界机器人大会已经拉开帷幕，各种形形色色的机器人成为所有人目光的焦点。而在机器人大会的E区，展示了一系列的地面机器人系统，这些系统在军用民用方面都有着自己的用途，并受到各方欢迎。

地面机器人系统在许多民用领域发挥着重要的作用，例如地质勘探、救灾抢险、灭火等等。其有三个显著特性，第一是方便快速部署，第二是相对于传统机械更灵活方便，第三则是可以进入人类和大型机械无法进入的狭小空间或者危险区域。

在本次大会中，深圳市安泽智能工程有限公司所展示的安派斯系列机器人就是一种民用、警用机器人。系列中的威龙号II排爆排险机器人，其拥有的机械臂可以快速拾起和转移爆炸物，其装备的摄像头可以让排爆人员在安全距离外观察爆炸物，从而避免排爆人员伤亡。

威龙号II机器人还可以携带便携式X光套件、破窗器、取样器、爆炸物销毁套件等模块装备来应对各种问题和挑战。此外，这台仅仅重量不到三百千克的中型机器人的力量极大，甚至可以将数吨重的汽车脱离现场。

图为安泽智能公司的威龙号II展示图（来源：安泽科技）

其实，在军事领域，地面机器人系统其实早已经投入使用了，早在伊拉克战争和阿富汗战争时期，美军就广泛的投入作战机器人来协助部队作战。而现在的数量则越来越多，2004年的时候，美国仅仅部署有近百个地面作战系统，到现在，美军则有上万个。

美军部署的无人单位种类繁多，但主要是几个大类，分别是地面巡逻机器人，排爆机器人和探险机器人。

图为Avenger履带式排爆机器人（来源：瑞源文德科技）

排爆机器人通常由爆炸物处理单位使用，大多数都类似于上文的威龙号机器人，不过通常装备履带而不是小型轮胎，这样可方便其跨过更复杂的地形和障碍。

探险机器人也是一种小型的地面机器人，大多数的探险机器人使用类似于排爆机器人的地盘，但是装备更多的传感器，用于部队侦查，例如美军在阿富汗就广泛的使用这种设备探索洞穴和房屋。

从技术上讲，军用和民用机器人技术同本同源，都是相似的传动结构、计算机软件和传感器设备。但是又因为使用环境不同而造成的设计差别，例如军用机器人更多地需要考虑在物体阻隔以及复杂电磁环境下的通讯问题，主体结构也要在碰撞、摔跌之后仍然能正常运行。

不过，在当今情况下，一家机器人公司一边为军队生产作战机器人，一边又为民间生产礼宾机器人已经是非常正常的局面了，随着计算机技术的发展，一套核心的机器人编程内核，插入不同情况的软件模块，足以让满足不同需求，而且如此生产也可以大大降低企业研发成本，可以说是不折不扣的军民融合的体现了。

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机器狗——未来战场的潜在应用与挑战

作者：李芃翰，丰成磊，杨东霖，蒋然

作为新兴的作战力量，无人装备不仅可以提供持久的情报、监视和侦察能力，还可提供精确和及时的火力支持，并以零人员伤亡、非接触、可远程作战等特点，受到越来越多国家的重视。特别是在军事需求牵引和技术进步推动下，无人装备性能和规模快速发展，战场运用越来越广泛，作战能力和贡献度越来越大，成为军事竞争的新热点。近年来，世界各国军队无人装备发展方兴未艾，并越来越多地用于实战，创造了诸多经典战例。世界范围内爆发的局部战争和武装冲突中，无人作战装备实战运用战果显著，显现出一些崭新特点，引起各国军队普遍关注。许多科技公司致力发展机器狗的技术，以提供搬运、巡视、导盲等工作。美国一家专门生产火焰喷射器的Throwflame 公司研发成功有史以来第一款装备喷火器的机器狗“Thermonator” ，“Thermonator”机器狗作为一款具备火焰喷射能力的遥控装置，具有广泛的潜在应用价值。“Thermonator”机器狗是否具备未来战场的战略应用？能够带来哪些战术优势、面临哪些挑战？

图一 “Thermonator”机器狗喷射火焰

功能拓展，智能化水平提升

“Thermonator”机器狗是一款具备火焰喷射能力的遥控装置，由美国俄亥俄州的Throwflame公司推出。该机器狗背部安装有火焰喷射器，可远程操作，具备激光瞄准功能，喷射火焰的射程最远可达30英尺。它能够避开障碍物并在空中跳跃，持续运行约一个小时。在未来战场上，“Thermonator”机器狗具有广泛的潜在应用，可提高作战效率和安全性。“Thermonator”机器狗在未来战场的潜在应用主要体现在以下方面：一、侦察清障。“Thermonator”机器狗可以快速穿越复杂地形，清除前进道路上的障碍物，如铁丝网、灌木丛等。这使得侦察部队可以更加迅速、安全地完成任务，收集关键情报。在执行侦察任务时，“Thermonator”还可以用于点燃敌军的物资、装备，制造混乱，从而削弱敌方战斗力。二、应急响应。在军事行动中，如营救任务、紧急疏散等，时间往往非常紧迫。“Thermonator”机器狗可以迅速部署到现场，清除道路障碍，确保救援队伍顺利通过。此外，在夜间或能见度较低的环境下，可以提供照明，帮助士兵更好地执行任务。三、防御工事。在需要快速建立或加强防御工事的情况下，“Thermonator”机器狗可以发挥重要作用。它可以清除植被，为士兵建立火力点或观察哨所提供便利。同时，在敌军接近时，“Thermonator”还可以用于焚烧敌方的掩体、装备，削弱敌方进攻力量。四、训练模拟。在军事训练中，“Thermonator”机器狗可以用来模拟火焰喷射器等装备的效果。这为士兵提供了更加真实的战场环境，有助于提高他们在实战中的应对能力。士兵借此熟悉“Thermonator”的操作，在实战中能够迅速、熟练地使用。五、震慑武器。“Thermonator”机器狗也可以作为一种非致命武器，喷射火焰，产生高温和火光，对目标造成心理威慑，达到震慑目的。与传统的非致命性武器催泪瓦斯、水炮等相比，“Thermonator”具有更高的灵活性和可控性。

图二 “Thermonator”复合体的第一版本基于机器人Go1

面临风险，实战可用性未知

虽然各国都在进行机器狗武器化研究，但除了执行运输、扫雷、侦察任务的机器狗外，至今没有一款机器狗投入实战。究其原因，技术限制、抗干扰能力低和易被恐怖分子利用等因素，对机器狗的军事化应用形成制约。“Thermonator”机器狗具备诸多优点，但在实际应用中也面临不少挑战。首先，机器狗的续航时间较短，约1小时，限制了其长时间作战的能力。搭载较重载荷后，能量消耗还会进一步增大，限制了这一平台的效能发挥。法国媒体曾报道，参与演习的机器狗在耗尽电量后，只能由士兵扛着完成演习。其次，频繁更换电池或补充燃料，定期维护和保养无疑增加了后勤负担。再次，机器狗的操作和控制相对复杂，远程操作需要士兵具备专业训练和操作技能。当前人工智能技术不足以支持机器狗完全自主行动，仍需操作员远程操作，否则难以有效应对瞬息万变的战场环境。若操作不当，可能导致机器狗失控，带来不可预知的后果。同时，机器狗可能存在被敌方反制或黑客攻击的风险。由于需要远程操控，机器狗的行动严重依赖与操作员的互动。这样一来，自然干扰或电子对抗都能破坏其工作，甚至接管控制权，使之调转喷口。敌方可能通过黑客技术干扰或控制机器狗，将其用作攻击己方的工具。若将机器狗视为一种优先进攻性武器，导致战略风险增加。过度依赖这种机器可能削弱军队的战术灵活性。因此，需要进一步优化机器的性能，提升续航时间，简化操作流程，加强网络安全，以适应未来战场的复杂环境、确保其在未来战场上的有效应用。

图三 “Thermonator”机器狗火焰喷射工艺

群雄逐鹿，军事大国相竞争

全球范围内军事强国在机器狗领域的竞争激烈而创新，推动了机器狗技术的不断进步，为未来战争提供了更多可能性。各国都在加快机器狗的研发进度，不断推出新技术和新产品。美国是机器狗研发和应用的主要国家之一。“Thermonator”机器狗由美国俄亥俄州的Throwflame公司推出，具备火焰喷射能力，可用于侦察、应急响应、防御、训练模拟和震慑武器等多种军事用途。波士顿动力公司的Spot、iRobot公司的“RHex”等，如iRobot公司的“PackBot”机器狗携带传感器和排爆工具，能够在危险环境中对爆炸物进行检测和排除。具备自主导航、避障等功能，能在复杂环境中收集情报，减少人员伤亡风险。以色列是机器狗在军事领域应用较为广泛的国家之一。以色列国防军使用各种类型的机器狗执行侦察、监视、爆炸物探测和救援等任务。例如，以色列机器人公司Roboteam的“Guardium UGV”机器狗已广泛用于以色列军队。俄罗斯也在积极研发机器狗技术。俄罗斯机器人公司Promobot开发的“Promobot Robotic Dog”已具备自主导航、语音交互等功能，可应用于军事领域。机器狗技术正在不断取得突破。从最初的侦察、排爆等简单任务，到现在的自主导航、人机交互、人工智能等高级应用，机器狗的技术边界正在不断拓展。各军事强国都在努力推动机器狗技术的创新，以适应未来战争的需要。不容忽视的是，机器狗技术的发展需要大量的研发投入，军事强国为了在竞争中占据优势，都在加大对机器狗技术的资金投入。这进一步推动了机器狗技术的快速发展，例如美陆军研究实验室正研发的“机械步兵”项目。这些新型机器狗具备更高的自主性和智能化水平，为未来战场提供更多可能性。总的来说，全球范围内军事强国在机器狗领域的竞争激烈而创新，推动了机器狗技术的不断进步，为未来战争提供了更多可能性。

”图四 黑暗中“Thermonator”机器狗的“激光笔”

相较于传统战争，现代战争更加注重技术装备的现代化，对部队的作战理念和作战方式提出了更高的要求，无人作战系统在战场上发挥着越来越重要的作用。在全球军事科技不断发展的今天，机器狗已经成为各国军队竞相研发的重要装备。机器狗领域的竞争反映了军事技术革新的浪潮，随着技术的进步，机器狗的智能化和自主性不断提高，它们在战场上的作用也越来越大。从侦察、排爆到运输，机器狗的应用领域正在不断拓展，它们的出现无疑将改变未来战场的面貌。随着技术的不断发展，机器狗在军事领域的应用将越来越广泛。展望未来，机器狗的发展将不仅仅是军事技术的突破，更是对战争伦理和法律的考验。确保机器狗的应用符合国际规范，尊重人权，避免不必要的伤害。只有在这样的前提下，机器狗才能真正成为维护和平安全战略的得力助手，为人类的共同福祉做出贡献。

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