军用机器人报告_军用机器人研究报告
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燕 山 大 学 课程研究项目报告
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军用机器人系统的设计与制作
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燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
前言
近年来，随着国际安全形势的不断演变和高新技术在军事领域的广泛应用，在世界范围内掀起了在军事思想、战争形态、武器装备、卫勤装备、军队建设诸多方面的变革。现代战争中，由核生化等高技术武器的应用所导致的战场的危险性以及反恐、地震等现场救援环境的复杂性，使得卫勤保障人员往往囿于自身的生理及心理局限，不能完全满足保障任务的需求。在这种情况下，开展军用机器人等无人装备的研究就显得尤为必要。
所谓军用机器人，就是一种用于完成以往由人员承担的军事任务的自主式、半自主式或人工遥控的机械电子装置。它是以完成预定的战术或战略任务为目标，以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化装备。与一般人员相比较，军用机器人主要包括如下优势：智能化程度高；复杂环境适应能力强；依从性强，完全服从命令和指挥；维护费用低。由此可见，军用机器人可以替代一般人员完成复杂或危险条件下特殊的军事任务，使军人在战争中免遭伤害，所以，军用机器人的发展具有极其重要的意义。
I 燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
目录
前言.....................................................................I 第1章 军用机器人的分类.................................................1 1.1 地面机器人......................................................1 1.2 空中机器人......................................................1 1.3 水下机器人......................................................1 1.4 空间机器人......................................................1 第2章 军用机器人的应用.................................................1 第3章 几种典型军用机器人简介...........................................2 3.1自动行走的仿生机器人--机器龙虾(BUR-001).........................2 3.2 BigDog(大狗)机器人...............................................3 3.3 X-47A无人作战飞机...............................................4 3.4 SeaGlider(海洋滑翔机)...........................................4 3.5 INSPECTOR(检查员)机器人..........................................5 3.6机器人阿熊(the Bear).............................................5 3.7 SWORDS机器人....................................................6 3.8 火力侦察兵......................................................7 3.9中国军用“智水Ⅲ型”机器人.........................................8 结论.................................................................10 参考文献.................................................................11
II 燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
第1章 军用机器人的分类
1.1 地面机器人
主要包括自主车辆和半自主式车辆，前者一般都具有智能导航功能，能够自动躲避障碍物，独立完成任务；后者主要在人的监控下行驶，在遇到困难时可由人员进行遥控干预。
1.2 空中机器人
它是一种小型飞行器，可一次性使用或多次使用，能够自主飞行或由人员遥控驾驶，并随机携带各种任务载荷。广义的空中机器人不仅只包括飞行平台，更是一种复杂的系统，主要包括地面站、数传/通信系统、任务载荷和飞行器4部分，他们共同完成任务。
1.3 水下机器人
主要指无人潜水器，还可根据执行任务的需要，配备各种探测器，是一个水下高技术仪器设备的集成体，主要用于执行长时间、大范围的侦察、维修、攻击和排险等军事任务。
1.4 空间机器人
它是一种轻型遥控机器人，具有在不断变化的三维环境中自主运动的能力，并实时确定所处空间的位置及状态，这种机器人需要事先进行路径预测及规划。各国都非常注重军用机器人的发展，纷纷制定各自的研究计划，并将其应用到各个领域。在卫勤领域，目前主要涉及地面机器人和空中机器人2种。
第2章 军用机器人的应用
从理论上讲，机器人既然是一种仿人功能的自动机，那么，只要人能干的工作，机器人就都可以取而代之。然而，由于受科技水平的限制，迄今不论那一代机器人，其智能水平、反应能力和动作的灵活性都还远远赶不上自然人。因此，机器人在军事领城的大规模应用尚需一个过程。目前，国外考虑最多的应用领域有：
1.用于直接遂行战斗任务
代替一线作战的士兵，以降低人员伤亡和流血是目前俄、美等国研制机器人时最受燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
重视的课题。
2.用于侦察和观察
是最勇敢者的行业，其危险系数要高于其他军事行动。机器人作为从事危险工作最理想的代理人，当然是最合适的人选。
3.用于工程保障
筑工事任务，艰巨的修路、架桥，危险的排雷、布雷，常使工程兵不堪重负。而这些工作，对于机器人来说，最能发挥它们的“素质”优势。
4.用于指挥、控制
技术的发展，为研制“能参善谋”的机器人创造了条件。研制中的这类机器人有“参谋机器人”、“战场态势分析机器人”、“战斗计划执行情况分析机器人”等。这类机器人，一般都装有较发达的“大脑”——高级计算机和思想库。它们精通参谋业务，通晓司令部工作程序，有较高的分析问题的能力，能快速处理指挥中的各种情报信息，并通过显示器告诉指挥员，供其定下决心之用。
5.用于后勤保障
是机器人较早运用的领域之一。这类机器人有：“车辆抢救机器人”、“战斗搬运依机器人”、“自动加油机器人”、“医疗助手机器人”等，主要在泥泞、沾染等恶劣条件下遂行运输、装卸、加油、抢修技术装备、抢救伤病人员等后勤保障任务。
6.用于军事科研和教学
当科研助手，进行模拟教学已有较长历史，并做出过卓越贡献。人类最早采集的月球土壤标本，太空回收的卫星都是机器人完成的。如今，用于这方面的机器人较多，典型的有“宇宙探测机器人”、“宇宙飞船机械臂”、“放射性环境工作机器人”、“模拟教学机器人”、“射击训练机器人”等。
第3章 几种典型军用机器人简介
3.1自动行走的仿生机器人--机器龙虾(BUR-001)燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
2006年3月2日，美国东北大学海洋科学中心展出能在水下自动行走的仿生机器人--机器龙虾(BUR-001)。仿生机器人相对小巧灵活，造价低廉。它们依靠电子神经系统，传感器及新颖的驱动装置。最重要的是，它们能提供像动物那样应对真实环境的能力。
3.2 BigDog(大狗)机器人
2006年6月26日在美国北卡罗来纳州New River(新河)海军陆战队空军基地里，在一架MV-22“鱼鹰”飞机的阴影下，BigDog(大狗)机器人正通过远方的指令进行遥控。(美国)防御高级研究项目计划署正计划武装。BigDog(大狗)机器人并使用它们携带海军陆战队的额外负重。燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
3.3 X-47A无人作战飞机
X-47A由诺斯罗普•格鲁曼公司和美国国防高级研究计划局(DARPA)共同研制。这种飞机的开发研究始于2001年。美国空军也同时在测试 X-45 无人作战飞机，并同时拥有一种海军型(X-46)。X-45项目开始于1999年，这种16,000磅重(最大起飞重量，拥有4,000磅的有效载荷)的飞机预期在2006年进行操作测试。X-46有着不同的翼展，1100公里的航程，能携带4,000磅的有效载荷。X-47也拥有4,000磅的有效载荷及1600公里的航程。与X-45被长时间储备不同，X-47被用于在航空母舰上的持续使用。所有这些飞机均为高度隐身并能完全自动操作(包括在软件控制下着陆和起飞)。无人驾驶飞机将被用于危险的任务，例如摧毁敌方的防空系统及侦察和搜索。
3.4 SeaGlider(海洋滑翔机)燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
SeaGlider(海洋滑翔机)主要功能是监控水域。它能用内置的卫星电话每隔几个小时(例如常为每4小时)向海军相关人员发送信息。SeaGlider也能用卫星电话接受指令，其内置GPS全球定位系统和导航设备能根据指令找到需要监控的水域。
3.5 INSPECTOR(检查员)机器人
INSPECTOR(检查员)机器人能携带多达60公斤可处理有害物质及炸弹的设备。
3.6机器人阿熊(the Bear)燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
Vecna公司最新研发出的机器人阿熊(the Bear)，能够担任很多危险救难工作，例如在硝烟滚滚的战场前线救助伤员。
阿熊原型机需要有人以无线遥控来操控动作，不过Vecna公司表示未来会有更多自主行为，目前该机器可站立、半跪或蹲下。
3.7 SWORDS机器人燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
制造商表示，一个SWORDS机器人士兵身上所装备的武器，绝对能发挥好几个人类士兵的战斗力。SWORDS能装备5.56毫米口径的M249机枪，或是7.62毫米口径的M240机枪，一口气打上数百发子弹压制敌人，除此之外，机器人还能装备M16系列突击步枪，M202-A16毫米火箭弹发射器和6管40mm榴弹发射器。除了强大的武器之外，机器人还配备了4台照相机、夜视镜和变焦设备等光学侦察和瞄准设备。控制火箭和榴弹发射的命令通过一种新开发的远程火控系统进行。这种远程火控系统可让一位士兵通过一种40比特加密系统来控制多达5部不同的火力平台。
由于SWORDS的武器安装在一个稳定平台，加上使用电动击发装置，机器人的射击精度相当惊人：如果一名神射手能准确击中300米外篮球大小目标的话，那SWORDS就能射中同等距离但只有5美分硬币大小的目标。
在人类操作员方面，SWORDS的有效控制距离最远为1000米，机器人采用交流电、电池或充电电池作为动力，控制盒重13.6公斤，有两个操纵杆，分别用来控制武器和机器人，使用电池的连续作战时间视具体强度从1小时到4小时不等。
3.8 火力侦察兵燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
美国诺斯罗普•格鲁曼公司的”火力侦察兵“已被选作美陆军”未来战斗系统“(FCS)中的Ⅳ级(旅级)无人机，也是FCS已规划的无人机中最大、最高级的一种。它将主要用于执行情报/监视/侦察(ISR)任务，为指挥官提供实时的战场状况信息。该机还可用于其他任务，例如为部队提供补给。
3.9中国军用“智水Ⅲ型”机器人燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
水下智能化武器的广泛应用是21世纪海军装备发展的大趋势。水下智能机器人技术研究的目的，就是为满足海军现代化建设对新型武器的需求，为实现在东南沿海打赢一场高技术局部战争提供一种有效的手段。“军用智能水下机器人技术”是涉及到潜水器设计、水动力、仿真技术、计算机技术、智能控制与人工智能技术、水下目标的声与非声视觉的探测识别技术、信息融合与理解技术、系统集成技术等多学科的高科技项目，同时又具有很强的工程特点。燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
结论
军用机器人作为信息化条件下军队的重要力量，已成为世界各国的发展重点，发展军用机器人不仅体现了国家高科技实力，而且能提升国家整体技术水平。目前，由于缺少统一规划、技术局限等原因，我国的大多数军用机器人还没有进入到应用阶段。但相信随着我国军用机器人研发相应工作的展开，做好顶层设计和统一规划，建立相应的技术标准体系，增强自主创新能力，我国军用机器人技术必将有一个大的发展，且将在卫勤领域大放异彩，为保障部队战斗力服务。燕 山 大 学 课 程 研 究 项 目 报 告
参考文献
[1] 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（3）：25-31.[2] 李穗平.军用机器人的发展及其应用[J].电子工程师，2007（5）：64-66.[3] 樊邦奎.国外无人机大全[M].北京：航空工业出版社，2001.[4] 王立欣，曹应龙.异军突起的军用机器人[J].国防科技，2002（7）：25-27
