浅谈军用机器人的发展及其运用.docx

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浅谈军用机器人的发展及其运用

谈军用机器人的发展及其运用

军用机器人论文

题目：

浅谈军用机器人的发展与应用

班级：

机设11升2班

姓名：

指导老师：

陈西平

时间：

2012年5月12日

浅谈军用机器人的发展及其运用

摘要：

简要接受机器人的发展史，重点介绍军用机器人在不同环境下的分类及其运用特点，以及军用机器人在现代军事中的作用，可预见，随着军事现代化的发展，在未来战中用机器人实现对人员的安全化，武器智能化的要求必将推动整个军用武器装备的进步。

关键词：

机器人，军用机器人，智能化

随着人的价值及其社会影响得到了更多的关注，人员伤亡在现代化战争所占的代价比越来越高，所以现代化战争比走向一个趋势，人实体参与战争的机会越来越少，而蓬勃发展的机器人在战争中将发挥更多的作用。

很多国家都很重视现代机器人的研究，降低战争中人员伤亡的代价。

即使在现代化社会背景下发生大型战争的几率越来越小，但世界各国仍然对军事机器人不余遗力的研究。

今天我们就着重介绍军事机器人的发展及其运用。

1现代机器人的内涵

现代机器人是利用人工智能技术开发出来的能够在无人操作下完成智能化任务的设备。

例如，无人驾驶战车，无人驾驶飞行器，无人潜航器和太空遥控作业机器人等。

机器人出现在20世纪60年代后期，根据功能，至今已发展了四代了。

第一代是固定程序和可编程序机器人，主要用于搬运，点焊等繁重的重复性劳动。

第二代是具有感知外界信息能力的机器人，它们已具有视觉，触觉，听觉等传感功能，能进行产品装备，电弧焊等，这类比较复杂的加工作业。

第三代机器人通常称为“智能机器人”，已具有一定人的智能，他们能按环境的变化或按人的指令进行学习，推理，决策，规划等工作。

从八十年代后期至目前，该代机器人已进入特定领域准用机器人的高级发展阶段，例如，在动态环境下进行复杂作业的传感器机器人，在危险情况下作业的遥控式机器人，以核工业为背景的遥控移动是机器人，用于精密仪器装配作业的装配机器人，用于特定壁面作业的多足爬壁机器人，以及用于空中，地面，水下侦察，监控等军事为目的的机器人。

这代机器人，已成美，日，俄，德等国机器人发展的重点。

他们的智能与人的智能之间的差距正在日益缩小。

第四代为具有人类情感，能思维的机器人正在研究中，本文着重讨论和研究的为发展已成熟的第三代机器人。

2现代机器人的分类

军用机器人可以按照传统部队编制来分类，如按，陆，海，空天等分类；也可按照设计功能分类，如分为作战和攻击，侦察和探险，排雷和排爆，防御与安保，后勤与维修，防滑和防辐射等。

3现代机器人的作用

a地面军用机器人;主要是指只能或遥控式轮式和履带式车辆，它又分为自主车辆和半自助车辆，自主车辆依靠自身的智能自主导航，躲避障碍物，独立完成各种战斗任务；半自助车辆可在人的监控下自主行使，在遇到困难时操作人员可以进行遥控干预。

b空中无人飞行器：

是一种有动力的飞行器，他不载有操作人员，有空气动力装置提供提升动力，采用自主飞行或重复使用，并能够携带各种任务载荷。

广义的军用无人机系统不仅仅是指一个飞行平台，它是一种复杂的综合系统设备，主要有飞行器，任务载荷，数据传输，通讯系统和地站等4部分组成。

C水下军用机器人：

既无人潜水器。

他是一个水下高技术仪器设备的集成体，或集成有水下机器人载体的推进，控制，动力电源，导航等仪器，设备外，还需根据应用目的的不同，配备声，光，电等不同类型的探测器。

他可适于长时间，大范围的侦察，维修，攻击和排险等军事任务。

由于全球化战争，海洋上的战场将成为战场的焦点，无人水下机器人可以进行地形的勘测及其对海域敌军目标动态的跟踪和搜索，能最快的捕获到地方的目标，以便更好更快的做出军事应对措施。

D太空机器人：

是一种轻型遥控机器人。

可在行星的大气环境中导航及飞行。

他能在一个不断变化的三维环境中运动并自主导航，能够实时确定空间的位置及其状态，需要对它的垂直运动进行控制，并要为他的星际飞行预测及规划路径。

太空领域的争夺将成为未来战争的焦点，控制了太空就将获得了更多更快的打击能力，通过对空间卫星的破坏，能有效的摧毁敌方的侦察和定位系统，还能组织信息的传输等等。

4现代机器人发展现状

（1）现代机器人（智能机器人）已进入实战应用。

例如，北约联合部队在波黑的扫雷行动中，宝石扫雷车在2天之内的扫除了71颗杀伤雷。

该机器人在6h内的扫雷面积相当于30个有经验的工兵同期内扫雷面积的15-20倍，海湾战争后，美军处理爆炸物工作队所使用的18台清理作业机器人，对清除伊军留下的爆炸装置，哑弹，地雷和建筑物与油井内的炸弹起重要作用。

美军的沙漠风暴行动：

90年代处的沙漠风暴行动是人工智能技术在军事中应用的一个成功典范。

从最简单的货物空运，到复杂的行动协调，都有面向人工智能技术的专家系统来完成。

另外先进的巡航导弹也采用了人工智能体领域的机器人机器视觉技术。

在其中两个计划：

piotAssociateProject（电子领航员）和BattleManagementSystemproject（军事专家系统），是人工智能技术成功运用的范例。

在未来的21世纪，人工智能技术在军事仓储中的进一步开发应用，将出现各种智能化仓储机械，如在自动导向车和智能用车中运用专家系统确定行走路线和运行方案：

在物料存取过程中，运用专家系统指挥机器人进行入架和出架操作；将多媒体技术和专家系统，运用于仓储及其人员培训，操作指导，远程现场监视，异地故障分析和诊断等，随着时间的推移智能化仓储设备将更多，更加趋于完善，仓储机械更安全，更可靠。

经过三十年的研究，机器人已发展到第三代智能机器人。

它装有多种传感器，能识别作业环境，能自主决策，具有人类大脑的部分功能，且动作灵活，是人工智能技术发展到高级阶段的产物，目前，全世界已有各种类型，各种用途的机器人达百万台。

随着人工智能技术的飞速发展，机器人将在军事仓储领域得到广泛应用。

例如，用于仓库作业，从事搬运弹药和各种危险作业。

美国奥德蒂斯公司研制的“章鱼”式六腿机器人，在静止时能搬起935公斤重，行走时能搬运409公斤重的弹药：

用于战场执行多种后勤保障任务·，在比较危险的环境中前送后运作战物资；机器人哨兵用于仓储警戒巡逻，可代替普通士兵巡逻，放哨。

2）显著提升作战效能，降低作战成本所谓无人，即武器系统不载人，指挥，控制和决策人员将在战场外通过c4lsr网络控制战争的进程。

无人战争不仅可以极大地减少人员伤亡和资源浪费，同时有可能达到有人战争无法实现的效果。

这不但能远距离实施无人打击，而且能大地要害，占地死穴：

不仅可以打击敌人战术目标，而且可以超视距打击敌人的战役，战略纵深内的重要目标，而且可以超视距打击敌人的战役，战略纵深内的重要目标。

3增强作战部队的灵活性和机动性，适应反恐特殊作战。

现代机器人门类品种繁多，战场适应能力强，而且各种环境都能适应。

各种类型战争都能使用，既可以硬杀伤又可以软杀伤，既可以独立作战也可以协调作战，既可以单个突防又可以集群突防，密集突防，而且具有全天候，权天使，全方位打击能力。

城市巷战的主要特点是敌我双方无明显的战线，胶着，僵持，割据使战争的台式变得错综复杂。

无人侦察机，无人作战机器人的出现和战场应用是拥有大量无人武器装备和先进侦查装备的一方，基本实现巷战作战态势的单项透明，减少了城市巷战中不可会腻的大量人员伤亡，对消灭敌方的有效抵抗，形成巨大的心理震撼都有非常重要的作用。

4提升常规武器的综合威慑力现代机器人的军事应用非常广泛。

战场侦察，通信中继，电子对抗，战损评估，作战攻击，防御安保，防爆排险等，几乎涵盖了作战需求的全部领域，随其平台控制的智能化，综合化，一体化和标准化，军用机器人集群的作战构想ibushi海市蜃楼。

特别是利用无人飞机集群进入敌方纵深，而略环境下的预计作战。

可起到出奇制胜的威慑作用。

这种作战方式适应瞬息万变的战场态势，可对敌方的大规模军事行动进行侦察，定位，攻击引导，精确打击和评估，科技大的提高远程导弹的命中率，对敌方士兵产生巨大的心理威慑力量，其效果并不亚于核威慑。

他的出现与发展必将对未来战场的作战方式和特征产生重大影响。

5推动武器装备的智能化

现代军用机器人无疑是智能武器的代表，在其开发应用的过程中可以不断产生新的技术和知识，移植到其他武器装备上，推动他们向智能化的发展，可以预期，随着军用机器人的智能化技术的不断提升，必将带动整个军用无人控制系统的智能化发展，也将推动有人控制系统武器装备的进步，是武器装备的自主控制能力达到一个新水平。

6天领域有用于月球探测

在轨道上修理或回收人造卫星的遥控机器人等。

现代军用机器人已从“概念研究”进入到’实战开发“阶段。

科研管理工程化，产品开发标准化，生产制造规模化。

现代军用机器人开发设计到众多高科技领域，是一项包含很多基础学科的大科学工程，不但需要监视的技术基础，也需要强有力的科研管理与决策，这对保证一项系统工程的成功是非常必须的。

例如，美军成立了联合机器人项目协调员的组织，负责监督国防部的联合机器人的项目实施，并对跨军种的实施机器人研究开发工作进行监督，投资以及项目指导。

5目前的机器人应用有哪些关键技术？

影响机器人军事应用的关键技术包括哪些？

说到机器人应用的关键技术，还是离不开刚才谈到的几个要素，就是材料，结构，驱动，控制，感知，规划，人机交互。

真正实用话的关键技术大概分为3类，是检测，二是平台，三是作业。

过去往往把注意力集中在平台上，忽视了检测感知和具体应用。

所以我们目前比较关注的机器人关键技术是感知，移动载体和作业。

当然，机器人还有一个“群”的概念，现在是单独工作，将来会有多个机器人配合工作。

目前，应用于军事的机器人已将大量涌现，很多技术发达国家已经研制出只能程度高，动作灵活，应用广泛的军用机器人。

地面军用机器人包括排雷（弹）机器人，侦查机器人，保安机器人，还有地面微型军用机器人等等。

恐吓总军用机器人包括侦察无人机，电子对抗无人机，攻击型无人机及多用途无人机。

新型无人机还配备了空射导弹，激光制导，电子干扰器等先进武器装备，可配合有人机进行空中打击。

水下机器人可以长时间的在水下侦察敌方潜艇，舰船的活动情况，也可以在水下对船只进行检修。

美国，俄罗斯，英国等国家已经研制出可以载弹进行水下攻击的“攻击性水下机器人”，他们能够悄无声息的渐进敌方的舰艇。

对敌人进行出其不意的打击。

另外还有空间机器人和生物机器人等等。

当前影响机器人军事应用的瓶颈主要在两个方面，一个是智能控制，还有一个是动力。

智能控制方面，我们认为现在的机器人是无法替代人的，他们在结构一环境，突发事件处理等反面都无法相认一样随机应变，在对事物的感知，识别和判断邓芳年，都还有认为的因素在内。

学术界有“结构化环境”和“非结构会环境”两个术语，前者是指约定好的，不会变化的环境，后者是指可变的，不可预知的环境。

机器人只适合在“结构化环境”下根据原先的程序规划完成既定的任务从技术的本质来说，现在的机器人几人上还是预先编制的，人工智能的实现具有极强的挑战性。

第二，在动力方面。

要让机器人特别是军用机器人持续工作，动力室很大的问题，只好让机器人携带很多有聊或电池，但是这会影响他的行动。

生物本身可以通过摄取食物来再生能源，而机器人就不行。

因此说，智能控制核动力是目前制约机器人军事应用的直接因素。

7未来军事机器人发展的方向

1）无人机的应用：

主要无人机的工作环境相对单纯，使用的传感器和人工智能设备也相对简单。

要锁伏在成都，地面无人车辆应该是最高的。

目前有自主功能的地面机器人比较少，还是由于人工智能和传感器的问题。

现在唯一能做到全自主的系统比如火车，他的对手是自然环境而不是人。

如果要与人做对手，就要求机器人的人工只能达到非常高的水平。

2）仿生学研究对机器人（包括军用机器人）用。

武器装备要想实现可持续发展，原动力应该来自于科学机构，而机器人发展的科学园东里就是仿生。

仿生技术对机器人的材料，机构，驱动各个方面都有带动作用，可以说，生物技术是未来机器人发展的重要推动力之一。

8机器人警察

所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统，它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务，在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务，今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。

英国的“手推车”机器人

在西方国家中，恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。

英国由于民族矛盾，饱受爆炸物的威胁，因而早在60年代就研制成功排爆机器人。

英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人，已向50多个5公斤，在桅杆上装有两台摄像机。

野牛重210公斤，可携带100公斤负载。

两者均采用无线电控制系统，遥控距离约1公里。

“土拨鼠”（右）和“野牛”（左）排爆机器人

除了恐怖分子安放的炸弹外，在世界上许多战乱国家中，到处都散布着未爆炸的各种弹药。

例如，海湾战争后的科威特，就像一座随时可能爆炸的弹药库。

在伊科边境一万多平方公里的地区内，有16个国家制造的25万颗地雷，85万发炮弹，以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹，其中至少有20％没有爆炸。

而且直到现在，在许多国家中甚至还残留有一次大战和二次大战中未爆炸的炸弹和地雷。

因此，爆炸物处理机器人的需求量是很大的。

排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的，它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。

机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走；车上还装有猎枪，利用激光指示器瞄准后，它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；有的机器人还装有高压水枪，可以切割爆炸物。

9德国的排爆机器人

在法国，空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。

DM公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。

德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob公司的MV4系列机器人。

我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。

美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎，白宫及国会大厦的警察局都购买了这种机器人。

在南非总统选举之前，警方购买了四台AndrosVIA型机器人，它们在选举过程中总共执行了100多次任务。

Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理，它是美国空军客机及客车上使用的唯一的机器人。

海湾战争后，美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。

美国空军还派出5台Andros机器人前往科索沃，用于爆炸物及子炮弹的清理。

空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备有一台AndrosVI。

结论

随着社会的进步，经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人需要家庭医疗保健服务。

文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面，且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔，具有极大的市场潜力

参考文献

熊有伦机器人技术基础

吴瑞祥机器人及技术与应用

蔡子星机器人学

蔡子星机器人原理与应用

蒋新检机器人学导论

王天然机器人

张伯鹏机电智能控制工程