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半岛体彩 晶品特装董事长陈波:特种机器人发展展望

发布时间:2024-09-19 10:35:34点击:1来源:半岛体彩最新网址 作者:半岛体彩官方下载

  2023年12月,立德机器人平台(机器讲堂)主办的「2023中国机器人行业年会」在浙江·湖州举行。现场数百位院士专家、知名学者、卓越企业家及业内人士汇聚一堂,展示前沿技术成果,通过主旨报告、专题报告、圆桌论坛,分享课题成果,探讨技术难题,共话产业发展,共商机器人产业高质量发展的可持续之路。

  在上午的知名企业家论坛中,晶品特装董事长、南京理工大学特聘教授陈波为大家带来了主题为《特种机器人发展展望》的主旨报告分享。

  军用机器人广义而言,涵盖了地面、空中、水面、水下各种应用场景,是一种以全维感知、智能决策、高效执行技术为核心,可以自主、半自主完成预定作战任务的智能化武器装备。

  由于个人专业方向和时间原因,这里主要围绕的地面军用机器人进行详细展开,和大家介绍一下自己从业20余年来的一些心得,不再对特种机器人行业作深度说明。

  根据重量的大小,地面军用机器人可分为微型、小型、轻型、中型、重型;根据功能分类,地面军用机器人可以分为侦察、排爆/排雷、打击、运输保障、核化检测;按行走方式,地面军用机器人可分为轮式、履带式、轮履复合式、足式、轮足式。

  当然,按照美国和北约军用机器人的分类要求,地面军用机器人也可以分为履带式、轮式、多用途和复合式。

  按逻辑结构划分,机器人可分为感知、处理、执行和人机交互,按物理构成划分,机器人可分为底盘、任务载荷、数据链路和操控终端。

  地面军用机器人平台和载荷包括各种类型,目前大家普遍比较关注的典型研究平台主要包括轮式、履带式、足式和轮足式,典型载荷包括侦察载荷、处置载荷、打击载荷,主要用于代替或陪伴士兵完成侦察、处置和打击任务。

  关于军用机器人的相关研究早在20世纪60年代便已开始,截至目前已经历了起步、深入、深化研究、全面发展4个发展阶段的演进。

  在起步阶段(1960年始),军用机器人主要在室内环境中进行机动,使用视频摄像机和激光测距仪,每次仅能运动数米。

  到了深入阶段(1980年始),军用机器人开始具备室外机动能力,采用彩色摄像机和激光扫描仪,速度提升到了20千米每小时。

  在深化研究阶段(1990年始),军用机器人实现了在越野环境中的自主驾驶,并采用了立体视觉系统。这些机器人能在公路上以65千米/小时的速度行驶,在越野环境中则可以达到35千米/小时。它们还能够探测和避让障碍物。

  到了全面发展阶段(2000年至今),军用机器人技术取得了显著进展。出现了多种类型的军用机器人,如蜘蛛无人地面战车、野外感知无人车、“”无人车、“守护者”MK3自主无人车、“乌兰”-6多功能无人扫雷车、“CRS-I”蝎子机器人等。这些机器人具备更高级的探测和避障功能,半自主行驶速度可达120千米/小时。

  而同样也是在2000年左右,鉴于科索沃战争中无人机应用取得的非凡成绩,以美国为首的军事大国相继开展了关于军用机器人的规模化应用和猎装工作。

  20世纪90年代末,美国首先开始了军用机器人技术装备的研制,并置顶了“未来部队”计划,在该计划框架内,拨出了225亿美元研究经费用于军用机器人技术装备的研制。

  2004年,美国国防部又颁布了美军未来战斗系统(FCS)计划中关键的组成部分——三军联合开发机器人计划(简称JRPMP)。

  2007~2013年间,美国国防部连续发布了4版《无人系统(一体化)路线图》,提出了空中、海上、地面无人系统未来25年一体化发展战略规划。

  2017年,美陆军发布了《美国陆军机器人与自主系略》,阐述了自主系统近期、中期、远期阶段性发展目标,并颁布《2017-2042财年无人系统综合路线图》以实现国防部对无人系统在联合部队结构中的扩展应用进行统筹。

  此外,其他发达国家也根据本国的特长制定开发计划,或与美国联合开发部分军用机器人。例如,加拿大、法国、德国、日本均参加了美军联合机器人开发计划。

  相较国外,我国对军用机器人的规模化装备开展时间稍晚,要滞后15年左右,其规模化应用主要在十三五末期开始,目前正处于装备的初期阶段。

  据解放军报资料,美军共装备了超过1.2万台地面无人装备(以小型地面军用机器人为主),主要用于侦察、排爆等作战任务,计划2030年60%的地面作战平台实现智能化、无人化。

  目前,国外军队装备的军用机器人主要有抛投型机器人、便携式多用途机器人、扫雷排爆机器人、作战机器人、保障型机器人几种类型。

  其中,抛投型机器人全重一般不超过5千克,可通过人工抛投、弹射等方式,快速、隐蔽地进入目标区域实施侦察监视,至少可抗3米垂直坠落冲击。典型产品有美国FirstLook 110、美国Dragon Runner、法国NERVA-LG、以色列Roboteam-Iris等。

  便携式多用途机器人全重一般不超过20千克,通信距离约1000米,具备高度机动性和隐蔽性,能够加载不同任务载荷,提供侦察、监视、危险品转移等多种功能。典型产品有美国iRobot-SUGV、俄罗斯 RS1A3 Min Rex、以色列MTGR和Elbit Viper等。

  扫雷排爆机器人主要用于危险品转移、现场排除等任务,级别涵盖轻型、中型及重型。 典型产品有美国Talon、CRS-H、、HDT Protector,英国Defender等。

  作战机器人加装武器站,可携带枪械、火箭弹、导弹等多种火力,执行直接打击任务。典型产品有以色列DOGO、美国Sword及Black Knight、俄罗斯Uran等。

  保障型机器人主要承担物资运输、伴随保障等任务。例如,美国S-MET班组支援保障机器人采用多轮独立驱动,具有全地形的适应能力,主要实现伴随运输功能,可承载整个班组的物资装备,伴随步兵执行任务,同时还可以为其他装备提供充电补给。

  趋势一:提高单体自主能力。这一点的实现需要(1)增强机器人环境智能感知,结构分割及识别,建模的能力;(2)实现机器人复杂环境自主导航定位;(3)提升机器人侦察情报自主处理;(4)实现机器人运行路径、任务自主规划;(5)完善机器人自主决策功能。

  趋势二:强机协同能力。这需要(1)实现机器人自主伴随功能;(2)增强机器人对人类意图的感知和理解能力;(3)优化机器人智能协同规划能力;(4)探索机器人沉浸操控技术。

  趋势三:发展集群技术,融入作战体系。这需要(1)建立机器人地面异构集群;(2)实现机器人空地集群协同;(3)提升机器人高速组网通讯;(4)实现机器人分布式态势情报自主处理;(5)优化机器人任务自主规划及分配;(6)完善机器人自主毁伤效能评估 。

  晶品特装作为我工领域特种装备研发和制造的国家级高新技术企业自成立以来深耕军工信息化、智能化、无人化技术领。

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