军用机器人的发展及其应用
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第3
第 5 3卷期
2 007年 5 月
电子 工 程 师
LEC RONI NG IE ET CE EN R
0V .3 3 1o N .5 Ma 0 v 20
7
用军机器 人 的发 展 及 其 应
用李 穗平
苏省 省(机 关级 部干 管理学院 ,苏 省 南京 市 20 ) 江 0江1 0 8摘 要: 简要 介 绍 器人 的机发 展 历史 点, 绍介军 用 器机 在 不人 同使 环 用境 的下 类及分 操作 特 重
点
,以 军及用器机人在现代军事中的作 用。可以见预 随着,事现代军 化迅的速展 发, 未来争战 用中 在 器人 机现实人 对员全化安 、武器智化的能求必将要推整个动事武器装军备的步。进
键词关 器人:; 机 军 用机 器人; 化能 智
图中 类号 分: 4P . T 262
1现 机器代人 的内涵
现 代 机 人 器是用利先进 人 智工能技术 开发出的能 够 在无 人操 作情况 完下成 智 能 化 任务的设 备。 例 如, 无 人驾 驶战车 、 人飞 行 器 、 无无 潜人 航和 器空太 控作遥
业机器 人 。 等
a 地)面军 用机 人器 : 要 是指智主 或能 遥 的轮 控
和式履 式带 辆车 。 它 又可 为分 主 车 辆自和 半自主车 辆 。
自
主辆依车靠 身的智自能自主导 航 ,躲避障 物碍,独 立 成完 种 各战斗任务 ; 自 主车辆 可 人在 的 视监 下自 主半
行使 在遇, 到困难 操 时人 作 员 以进可 遥 行干 控预 。
b) 空中人 无 飞 行 :器 种一有 动 力的飞 行器 , 是
机它器 人出现 于 2纪6 世 0年代0 期后, 据根 功 能, 至
载有 操作不人 员, 由 气动 力空装置 提 供 提升动 ,力用 采自主 飞行或遥 控 驶驾 方 式 ,以 次性 使一 用或 重 复 使可 ,用 能携够带 各种 务 载 任 荷广。义 的 军用无 人 机 并 统系 仅不 指 仅一个 行飞平 台 , 一 是 种 杂复的 综 合 系 统它
今
已发展 到第 代4第。1 代 固定为序和可编程程机序 器 , 人主要用 于搬 运 、焊 繁 重 的重 复性等 劳动 。第 2 代点具是有感知界信外能力息的机器,人它 们已 具有 视、 觉觉触 、听觉等传功能 ,感能进行 产品装配、 弧电等焊 这类比较 杂 的复工加 作 。业第 3代机 器 , 常称人 为通“ 能 机器人 已” 具 一有 定人 的 智 能 , 们 能 按 境 环智 它 ,变的化按或人的指令进行学习、推 理、 决、 策划等规工 ; 作8 从年0代 中后 期 至前 目 , 代 器机 人已 进人 特定 该
领域 专机用器人 高的级发 展 段阶 例, 如 ,动 态在环
境 下
设 备 主要,由飞行器、 任载务荷、 数 传 通/信系统 地和 面
站等4 个部 组成 。分
c 下水 军用机器 人 : 无人潜 水 。器 它 一 个 水是 ) 下即 技 术仪 高器设 备 集 的成 体, 集 成 有水下 机 器人 载 除 体的 推 、进制 、 力 源 电、航 等 仪器 、 备 外, 控动 导 设还需 根据应 用目的 的不 同, 配 备声 、 光、电 等不 同类 型探 的测 器 。它 可适仪 长于时 间 、 围 范 侦察 的 、 修、 大 维攻 击 和排险等 军 任事 。务 d
太空器机 人:) 是一种 型遥轻 控 机器 人 ,可在 行
进
行杂作业的多复感器机传人 ,器在危 险境下作业 环 的 控 遥式机 器人 ,以核 工 为业背 景遥的 控移 动式机
器 人 于精, 密器装仪 配作业 装配的 机人器 , 特于定 壁 用 用 面
业 的多足 爬作 壁机器人 , 以 及 用于空 中 、 、面 下 地水
的大星 环气境中导 及航飞 行 它。能在 一 个不断 变 的 化三 维
境环 中运动并 主自导 航, 够 实时 确定空 间 的 位
能
侦 、 察监等军视 目的的机器人事这代。器机 , 人已成为
、美 俄 等 国机、人器 展发的 点 , 重、 日德 们 它智 的 与能 的人智 能 间之 差距 的正在 日缩益 小。 第代 4具为有人 感类、情 思能维 的 机人 器,目前正 处在发之 中。本展 所文 究研 现代机的器 人要 主是指 第代3 军用 器机 。人
置
及状 态 要,对 的垂 它直 运动 进行控制 , 需 并 为要它 的
星飞际行预 测及规 路 划 径。
3 现军代用器机的人用
1 作 延作伸战领 域 空间 ) 降低,人 员 伤 亡
现2军代用器人的机分类
军机用器可人按照以传部 统编制队分类来 , 按如 陆
、 、、海 空 天 等分 类 ;可按照机 人设器 计 功进 行 分 也 类 ,能 分为作战 与攻击 、察 与探险 、 如侦 排雷 与排 爆、防御 与保 安、 勤后 维修与 、化与 辐防射等 。
收防稿 日 期 : 00 7- 0 02 -3 1。
・现
代用军器人机 于由融人人工智能技术, 在不少
方面具 备 了自治作战 的 能力 , 够 担承那 些 对 来说人 能无 法涉 足的 最 危险 、最艰 苦 的 战 任斗务 随 着治自无 人
驶 飞驾 机、 无人潜 艇 、空 器 机人相 继 开 与发应用 , 太
作范围已战大扩到高 、空 海深太空等领和 域,因 促此 进了界世军各事 国在大 军事域竞领相发展和 用 使 ,并 作
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・
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第
3 第期5 3卷
李 穗 : 平用 机器 人 发的 及 展 其应 用
军・算 机 与
自动 技化术 ・ 计
为
作 力战量 一的 分部编 入 队之 军中 来 , 替 人代 完 成 部用 作战 任分 。 务
4代机现器 人展发状 现1
代现机 器 人 ( 能机器 人 ) )智 进已入 战实应用 ,显
示 力威
2
显 提升 著作战效 能, )降低 作成 本 战 谓 无 人 所, 即 武器 统不系载 人 ,指挥、 制 决 和策 控 人 员将 在战场 通 过 外 ICR络网 制战控 争的进 。无 程
S如例, 北约 联 合 部队波黑在 的扫 行雷动 中 , 豹 式 雷 车在 扫2之天 内 扫除 了71 杀颗伤 雷地。该 机 器 人在
6h 内的雷扫 积面 相当 于 3有经 的工 验 同期 兵扫内 O
人个战争不仅以极可大减地人员伤亡和资少浪源, 同费
时可能 达有 到有人战争 无法 实现 的效 。这果不 但 能 远距 离实施无 人 击打 ,而 且 能 打敌要害 , 战敌 死 穴 ; 不仅 可 以打 击敌 战术 目人标 且 可 以, 超距 打击视敌 人 的而
战役、 战略纵深 内的重要 标 。 目
雷
面积 l 2的 5~ O倍。 湾 海战争 , 军处后理 炸 物爆 工 美作 所使 队 的用 18清台 作业机 理人器 对,清 除伊 留军下 的爆 装炸 置、 哑弹、 地 雷和建筑 物 与井 内油的炸 起 弹到 了 重要 用作 1。 99 9年 索科沃 战争中 国,北等约 国家 美的无人侦察 机纷 纷 大显 身 手其 。中 ,投国 入l 2美架 “ 食 者” 人机 ,战 区 空 昼 上夜 停 不 地侦 察和 监 无捕
在3
增 强作部战 队 灵活性 和的 机动 性,应 反 恐 特) 适 殊 作战
现代机 人器 类门 品种 多 ,繁战场适 应能 强力 ,而且
各种 环境 都能使用 , 类种型 战争 都 能用 ,使 各可 以硬既 杀 又可伤 软杀 以 , 既伤 可以立 独战也作可 以 协同战 ,作 既 可以单 个 防突可又 集以 群 突 防 密集、 突防 ,而 具且有 全 候天 、天 时 、 全全方位打 击的能 力 城。 巷市 的主战要 特点 是 我敌双 方 明 显 无战的线 , 着 、持 据使 战 、 胶 僵 争 的割态势 得错 变 复综 。杂无 人侦 察 、机 人作 机战器 人 无的现出和 场 应用 战拥使 有大量 无人 器装 备 武先和 侦察进装 备 的方一 ,基本 现实巷 战 作 战势 的态 向透单明 ,减 了少城 巷市 战 不 中可 回避 的 量大 员 伤人 亡 消灭 对 敌,方 有的效 抵 、抗成 巨大的 心理 撼 震 有都非 重 要 常形
作用 。 的 4 提 升 规 常武 器的综 威慑 合力 )
视
, 北为约部队供提 了大量实时情信息报。
2实效 果战 示 范作 得 到用 事军大 国 的 青 ,睐 纷 )
纷制定 期发 长规划 展
美 国国防 2部 00 2年 布 了公 ( 2~220( 0 2 7年 0 人 机无发展线路 图 》计 划 最终 标 目 开 是 能发自 承 主 作 担, 任务 的战 能智 无化 机人 2 。0 0年 34月 美国 国 防部又 颁 布 了三军 合 开 发联器机人 计 (划 J P 称) 计该 简 R M P, 划作 为是美 军来 未战 斗系统 C() S F计 中划键关的组
部成 。另分 , 外海国军 也 于2 0 美 0 年 1 41公 布 了月无 人 深海潜 艇 开 计 发划 U (,U V )该计划 同 样 以是 提美升 国
海 军作
战 能为力 要 主目 标, 以撑支美 国 防国 转型为 展战略发, 保持 世界 最 强大 海上 军 事 力量。美 国 航天
( 局A )A 19 S N从9 7开年始 执就 行 个一l 的空 间 器机 O 年人 发开 计 划, 已取得 多项成 果。 此外, 现其他 发 国家达
现
代机 器 的人 事 军 用 应广 泛, 场 侦 察 信 、中 战 通继、 电 对子 抗、 评 估、战 击 攻、 安 御 、保战 损 作 防防爆 排 险等 , 几 涵盖乎了 作战 需 的全 部 领 域求 。随 其着平 台 控 制的智 能 化、 合化 、 体 化 标和准 化 , 用机 器人 综 一 集 群军的 战构想 已作不 海是 蜃市 楼。特别是利 用无 飞 人集机 进群入敌 纵方 深、 恶 环劣 下境的突击 战 作,起到 可 奇出 制胜 威慑的 用 作。种这作 战方 适式 应息万 变 瞬的 战 场 势 态,对 敌 方的大 模规军 事 行 动 行进 察 、侦可 定 位 、 击引 导、 确打 和评击 估 , 攻 可极精 大 地 高提 程远 弹 的命 中导 率,对 方士 敌兵产生巨大 心 的威慑 力量 理 ,其 效
果 并不亚 核于 威慑 它。 出的 现与展发 必 将对来未
战根也据本 的特国长 制 开 定发 计划 与,美 联 合 国 开 发 部或 军分用 机器人 。例 , 拿大 如 国 、、 、国t加 法德 E本均 参 加 了 美军 合机 器联开人 计发划 。
3从 “ 念研究 入到 ”“ ) 概进 实 战 发 开”
2 纪世0
.
8 代
前, 用机 器 的研人 究 大多 仍 局年 O军
在限“ 念武 器 ”畴, 概范 着 计随 机算智 技能术 和传 感 器技 术 发展 ,的年代后 O 期始开 开发用 于 空 中 、面、 8 地水
下
察 、侦监视 军等事目的 机的人器这类机。人器已成
为美 、t 俄、 等国机 器人发 展 重的点, 、E 德它们 的能 智 与人的智 之能 间差 的 正 距 E在缩益 。小 例如 :陆 有上 t 在 用于弹药搬 运、 装卸、 岗 、 哨 戒 、、 逻 站 、放 警巡 侦 用察机
器 人 ;
于在恶 地劣 形与 危情险 况 抢救下 、用 防化 、 、 雷 布雷排 处 和爆理 物 的机炸器 人; 在于 核、 用生 物 学、战 化
场
的 作方战式和特 征产生重 大影 响。 5动推 武装 备器 智的能化 )现 军 用代机器人 疑无 是智能 器武 代 表 的, 其开 在发 应用 的过
程中可 不 断以 产 新生 的技 术和 知 ,识植
移其到 武器他 装 上备, 动 它 向们 能智化 展发 。 可以预 推,期随着 军用 机器 人的智 能化 技 术的不 断新 ,创必 带将 整个 军动无 用人控 系制统 的 智能化 发 展 , 也 将推动 有 人 制系控 武器装统备 的进 步, 武 器装 备 的自主控 制 使
能 达到一力 新 水平个。
环等 下维修 车境 辆 、 坦 驶 和克其他 战 斗 车辆 行进 战 驾斗 的机 器 ;人 上海有 用于 深水 打 、捞 在水 下 探 、 测 上海 救 、援上 巡逻、 海布设 水 雷 和 排 除 水 雷 机 器 的人; 空 在 有中用 情 于 报侦察 、 、相照 电 战 、子 对 地攻 击和 行执试 等 验务任的机 器 人( 称 般为无 驾人驶 飞行 )器 在航 一
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计
算与 自机化技动术 ・
电 字 工 师蠢
2
00 7 年月 5
天
域有领 于 用球月探 测 ,轨道 上修 理 或回 收人造卫 在
统
发 、 产配开套方 面 生 还,是 在技术转 化 和实 战应用 经
星的遥 控机
器 人等现代 军用。器 人 机已 “ 概从念研 究 ”
入“到 战开发” 进 实 阶 段。
上验都于世处界超领前先地。位其特征表现以几个下
方 面: 开发 念超前 理,应 新军 事变革 发 展 国军用; 适 美器 机人发开与 应用 盖陆涵、 、 等各 、种 , 海兵空 天 世 是 唯界具一 有综 开合 、发验 和实 战应 能用力的 国 家 。 试
4科 研管 工理 程 化、品 开 发 标 准 化 、 产 制造 )产 生规模
化
现代军 机器人开用发涉众及多高 技领域 ,科 一是项 包含 很多 础基 科学的 大科 学工 程 ,但 不 需 要 实坚的
技术 基 础 , 需也 要强 力 有的科研管理 与策决, 对 保证 这
一
5 未发来展 势趋 从
军新事 变 革对未 战来场 军对 用机器 人的应用 要
项系统工 的 成程功是 非 常必须 的 例。 ,如 军成立 美
求来
看, 军机用 器 人来未发展趋 势是 :其 一, 、 、 、 陆 海空 天 同作 协 战,即要 求 在 各军 种 层 次分 立 化体发 展 ; 其 二, 非对 作 战 称,灵 活 变 战多术 , 一即 方面要 求 其 微型 化 便适以合 于单 使 兵 ,用 一另 方面
则 要求 大 化 以型 便
了
联合机器 人 项协 调员 目组的织 , 责 监督 国 防 部 的
负
合机联人项 器实施目, 并对跨 军的种实施器机研人 究发开工 作进 监行督 、资 以 及 项指目导 。投 美
为加快 军发进 程 的开项重 大一施措就 是实 施
准标设 计 。化
能带携够多足任务载荷适应的种战术需多 ;要其 三,获 “取 信息制 ”权 对即机器 人 在 能 功要 上 从 求传感 一器 ,直 到武器
放 投个整战 争链 环 节 无所 包 不,能 形 网成 并 络 组 机器 成人作战 群 。总 , 之 要是 求 它们 斥在充 战 就 的场个各角 ,落 独能 执 行 任立 务, 能 协 同 进行作 既又 战 ,同 时还 保证要有 够足的 自能主 力、 够 的可靠性和 足足够 的毁抗 。性综合 来起 说,就 是军用 无 人 台 平智 的 能化 型化 、 型化、 、器化 一 和化体 展 发。微 大 武
穗平(李 7 9 ) , 1女 一5 高级 ,程 工师 , 从计事算 机络工作网。
前 ,目军 用机器 人是在美军 新军事 变革 大背 下景 , 以提高 作战能 力宗为旨的 指思 想推导动下 展大 开模规
研制和
产准备生。如例 , 波公音司 在按照 “正 战能作 力 的”要进行重求 ,组以适应能 规够模化造各种制陆 地和 空 平 台中( 包括无人 台 平) 求。 需
5美国军 用 机 人器技 独术领 骚风 他, 达发 家国 )
其 显其各
目前 能 国,用军 机器人技术 无论 是在 础技基 术 、美 系苦
; 之 矗 监美冀!譬 : 美 是 筌 亳 芸 矗 啦盘 当0; 堂盘 : 蕴 0
(
接上第 4 1页 )
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l yn f p te i c i i ent h ra .iW ee bt his f r ei b lpye i t nome a e n B y sn h s wsi t s la ot r l iet rd c id l s do e ia swa a i o ba n t k,o i h hste s rn p it fn s e e  ̄ pko l de a dl il x r s ig tr e v n eflco . e wr h w ca h g to n i t g xe wne g n m pd y e p sne e aec t ro o hui h a T
h d e 1ome .h cw o sd r n hol t edr c rr toe n i c reftn r o a, la o rt ih c n i e st e uc mpe e ro oinca d t em o oc i egr s w e ls f swa e rl b ly f oc i r v s, hr d i c ncu a a ydv l dt W vel ae t u i g ei i ta t r p ome etp e i t a c r c n a i a i ioy. i at i dsn ATML AdB ae n bsd o NT.BMAT LA Bs dic l t ieeG UI iO hee wd evg u h ym e it o n s n n i fu t ora z if l S ,n t n i oet tes sed sg u i f VgC ad M TA— AB mLeip o r mim gxd —r g a .nK woe r:s f rs e i lb yMa;k v c n i o y o dte r l i iawa tr o odt n;sf r e i b tl e ai i mno e b;y as e— ot e ri a liipr dc t d l ae i n n t a yw owo k; NTB sf wae p c a re o r t ak g
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