中國軍用機器人或將超越美國、引領世界
提起地面軍用機器人，也許有的讀者會認為這是一種對現實影響不大的、可有可無的兵器，然而事實並非如此。自從15年前的阿富汗戰爭以來，一大批遙控及半自主地面軍用機器人將裝備美國三軍的作戰、後勤及工程部隊；而且根據美國DARPA最新公布的消息稱，2020年，全自主的地面軍用機器人也將問世。我國近些年來在地面無人平台上的進步也是一日千里、後來居上。根據官方網站公布的消息，2014年6月27日，中國兵器工業集團公司在北京成立了兵器地面無人平台研發中心。在21世紀的第二個十年，美國軍用機器人的研發重點目前放在了如何讓機器人走得穩上，在自主駕駛、地面環境探測等方面進步不大，這也為我國在這一技術領域迎頭趕上，甚至將來能夠超越美國、引領世界軍用機器人發展提供了重要的戰略機遇。咱們的兵工集團也沒有讓國人失望，就在今年10月份的「跨越險阻2016」地面無人系統挑戰賽上，兵工集團的「大狗」也跑起來了。美國人正在做的，中國人也在做。作為國內常規兵器的龍頭老大，兵工集團的這一創舉，表明中國地面裝備已經開始逐步向高自動化、智能化的方向轉變。
中國大狗出現在賽場上（圖片和消息來自中國軍網）
歷史背景
談到地面軍用機器人，就不能不提到美國的自主地面車輛(ALV)計劃，因為它是現代意義上的地面軍用機器人的鼻祖。該計劃是美國國防部高級研究計劃局(DARPA)1983年戰略計算機計劃的一部分。ALV實際上是一個試驗平台，用來對人工智慧及機器人的關鍵技術進行試驗，它集高新技術之大成，DARPA打算利用它在10年以內研製出自主地面軍用機器人。1984年，為期5年的ALV研究合同啟動了，到1989年雖然取得了不少的成果，但也碰到了許多難以解決的技術難題，加上軍費的削減，這一雄心勃勃的計劃便不得不擱淺了。顯然，原來的想法過於樂觀了。
此後，DARPA開始轉到對基礎技術的攻關上，並隨時將其研究成果轉讓給各軍兵種，供它們研製自己的機器人。
在地面軍用機器人的研究方面，DARPA與各軍種的關係始終是一種基礎研究與應用研究的分工關係。儘管基礎研究的投入很大，但是充分轉化它的研究成果卻使應用研究事半功倍。DARPA的這一轉變，對後來十幾年來美國地面軍用機器人的發展起到了極大的推動作用。
美帝國主義是紙老虎，但DARPA研製的武器是真老虎
國防部技術政策的演變
美國地面軍用機器人的發展大體上經歷了三個階段。1983～1988年為第一階段，這一階段地面機器人研究的特點是全面鋪開，各自為政。在此階段中，由於軍方對地面軍用機器人的發展前景過於樂觀，對可能出現的各種問題估計不足，因而DARPA的ALV自主車、各軍兵種的許多半自主及遙控車輛紛紛上馬，大家都想在幾年內儘快拿出各自所需的機器人裝備。其結果是，因為基礎技術不過關，上的項目雖多，但哪一個都難以實用化。
1989～1993年為第二階段，這一階段的特點是集中力量，重點突破。吸取前一階段打亂仗的經驗教訓，美國國防部於1988年11月成立了以陸軍及海軍陸戰隊為主的無人地面車輛(UGV)聯合計劃辦公室(JPO)，由它負責協調各軍兵種的無人地面車輛的研製工作。該辦公室決定集中力量，從技術上重點突破陸、海、空三軍的三個關鍵項目，即陸軍的戰術無人地面車輛(TUGV)、空軍的快速跑道修復系統(RRR)以及海軍的遙控爆炸物銷毀系統（RONS）,以期儘快地裝備部隊。
第三階段是從1993年8月到現在，特點是強調需求的牽引作用。在這個階段中，國防部不再強調原定的重點項目，而是把用戶的需求放在了第一位。國防部決定只研製那些近期及中期有用戶需求及後勤保障的系統。例如，在1998年底公布的無人地面車輛(UGV)總計劃中，戰術無人車輛不再作為支持的重點，而把部隊急需的各種遙控工程車輛、掃雷及爆炸物處理機器人、後勤部門用的保安機器人以及城市作戰用的地面機器人列為計劃的重點。
目前，美國國防部地面軍用機器人的研究工作基本上分為兩大塊，一塊是地面軍用機器人聯合計劃辦公室領導的應用研究工作，另一塊是DARPA從事的基礎研究工作。聯合計劃辦公室一般每年都制定一個無人地面車輛的總計劃，通過該計劃來協調各軍種的研究工作。上一次的總計劃是1996年10月公布的，近幾年來由於情況變化太大，最新的總計劃直到1998年底才公布。而DARPA從事的研究工作，一般都分布在不同的項目之中。
分析美國無人地面機器人十幾年來的發展歷程，可以發現美國地面軍用機器人發展的一些特點。
美國的「大狗」機器人
立足於堅實的科學基礎之上
DARPA制訂了一些地面軍用機器人的研究計劃，認為這些計劃有可能改變地面軍用機器人的未來。「戰術移動機器人」計劃是DARPA戰術技術處的項目，它的目標是使機器人小分隊可以在人無法達到的或非常危險的環境中協同作戰，特別是在「城市戰場」中的建築物內外作戰。需要開發的技術主要有感知、自主行動及定位等。所研製的車載多感測器系統，可以探測出至少80％的分米級地形障礙。它的多源地圖測繪演算法，可以90％的精度建立城市建築物的地圖。對自主行動能力的要求是，由10台機器人組成的小分隊進行戰術協同，並能通過崎嶇的地形。一個指令可使機器人車行駛100米。這種高度不到1米的機器人車可越上25厘米高的台階，越過分米級的石塊，行駛速度為1米/秒。
「移動自主機器人軟體」是信息技術處開發的項目，它可使機器人自主地在戰場上完成任務。它的綜合智能可滿足導航、避障要求，可控制通信中繼系統、各種感測器、激光指示器、機械手、炸藥及武器等各種負載。要求該軟體在自主能力方面要有革命性的進展，操作人員只須下達命令，不需要任何同步控制，自主車完成任務後可自己返回出發地。這樣，一名士兵可以控制許多個機器人。
DARPA的另一項計劃是「偵察、監視及目標搜索車輛」(RST-V)，將開發出兩台混合電驅動的輕型高機動先期技術演示車，並轉讓給各軍種。
作為三軍機器人技術庫的DARPA,還與國防部長辦公室共同資助一項為期4年的名叫DemoIII的發展計劃，即「技術提高及開發」計劃，其目標是開發半自主及自主機器人的關鍵技術，如導航及目標識別技術，打算開發出一種下一代的小型無人地面車輛，並隨時將技術成果轉讓給各軍兵種，它的總經費為2000萬美元。實際上該計劃是DARPA向三軍轉讓高技術成果的一座橋樑。
由於有雄厚的科研力量和充足的科研資金作後盾，DARPA的開創性的科研成果不斷湧現，為美國地面軍用機器人的發展提供了持續不斷的後勁，使美國地面軍用機器人的研究始終立足於堅實的科學基礎之上。
用戶需求是地面軍用機器人發展的動力
中國對外公布已經裝備部隊的掃雷機器人
過去，美國國防部偏重機器人技術的研究與開發，隨著地面軍用機器人技術的不斷提高，以及用戶需求的迫切性，現在它更加重視用戶的需求，希望儘快地把用戶急需的機器人製造出來，並以此帶動和鞏固軍用機器人的發展。1997年4月，國防部長辦公室與各軍種簽訂了一項協議，要求通過工程製造鞏固軍用機器人的發展計劃，還要求各軍種務必採購機器人產品。同時總計劃中工程製造費也增加了，國會決定將1999財年的工程製造費由1130.7萬美元提高到1530.7美元。工程製造發展計劃的立項，為各軍種的大規模採購奠定了基礎。
從1999～2005財年，國防部用於無人地面車輛總計劃的經費約為1.635億美元，其中研究經費7882.6萬美元，工程製造發展經費為8467.6萬美元，首次超過了研究經費。
美軍已進入大量裝備地面軍用機器人的時期
2000年進入採購階段的機器人有陸軍的Sarge城市偵察用機器人。作為一種應急措施，它將在其它戰術無人車輛之前裝備部隊，目前已完成了部隊的用戶評價，正在提高樣機的可靠性。該車是在一輛雅馬哈全地形車上裝上5台不同的攝像機和夜視裝置構成的。它體積小，隱蔽性好，適於晝夜偵察。它發現單個人的距離為1公里，發現車輛的距離為5公里。它的控制器裝有全球定位系統。
MDARS倉庫保安機器人可分為室內及室外兩種型號，它的控制器可同時控制8台機器人。1999年將生產MDARS-1室內型機器人車的完整工程發展樣機，然後將採購25個系統100台機器人，用於全美國18個不同的軍用倉庫中。它主要的用戶是國防部後勤局及陸軍器材司令部的各個供應及維修部門。1999財年將完成任務負載及子系統的集成工作，並開發其指控系統。MDARS－I機器人的最低速度為3公里/小時，一次充電可連續工作8小時。它可在360度範圍內發現10米遠的物體。在倉庫內巡邏時，它可發現煙、火及入侵者。此外，它還可確定所存物品的狀況及位置，發現問題及時發出警報。
2002年將裝備部隊的有地雷獵手及殺手機器人，它的研究經費為350萬美元，其目標是將機器人探雷及掃雷裝置集成到制式戰術車輛上。該車可在道路及開闊地上探測出750多種直徑在15.22厘米以上的地雷，一分鐘內可投放好引爆物，掃雷成功率達90％。它的最低平均探雷速度為4公里/時，最低平均掃雷速度為0.8公里/小時，掃雷寬度2.74米。排除30顆地雷後停下來重新裝引爆物。該機器人可在沙地、碎石地、粘土及有機土等各種地面上作業。目前正在選擇探雷感測器及引爆裝置。
2003年將採購的機器人有陸軍的半自主偵察機器人TUV，它主要有3種系列產品，一種是輕步兵用的攜帶型系統，第二種是908－1362公斤重的自主偵察車，第三種是名叫追隨者的、載有間接射擊武器的機器人武器平台，它由前面的有人車輛控制。可以看出，2005年以前將是美軍大量採購及裝備遙控及半自主機器人的時期。
代表美國機器人前沿技術的人形機器人，它的意義在於，凡是人可以去的地方，它都能去。
力求通用化標準化
從技戰術角度來看，無人地面車輛的發展有一種通用化、標準化的趨勢。1998年末，美國國防部與Omnitech機器人公司簽訂合同，利用該公司研製的標準化的機器人系統(SRS)使各種推土機機器人化，2001年將生產出D7G推土機、M9 Ace裝甲作戰挖掘機及T3 Deuce推土機用的遙控系統，使這些車輛可在雷區及工程作業中掃除障礙。從1998～2003年，總計劃中工程車輛遙控能力的經費每年在1000萬美元左右。下一步將使其它工程車輛、裝甲保安車、坦克及火箭發射車遙控化 。此外，國防部及陸軍還要求研製一種更高級的半自主的通用控制器，名叫無人地面系統聯合體系結構(JAUGS),它可以控制各種類型的地面軍用機器人，如偵察、保安、掃雷及排除爆炸物等的機器人，或同時控制多台機器人，它應能與數字戰場兼容，還可與無人機戰術控制系統通信。目前正在提高其自主能力，軍方對它的成功表示樂觀。
開發特殊用途的機器人系統
美國還正在或打算開展一些新穎的機器人項目的研究。例如，陸軍正在研究輕步兵用的子母機器人，母車是一輛自主或半自主的偵察車，它帶有若干個一次性使用的子機器人車。母車可對所發現的彈藥及地雷定位，並將定位數據傳送給子車，子車很輕，可以搜集及引爆彈藥及地雷。該車用來清除較大地區的爆炸物。目前正在研製樣機系統，它由一輛母車及5輛履帶式子車構成。
由於聯合國打算通過禁止使用地雷的條約，美國陸軍打算將裝有感測器及武器的地面機器人、地面感測器及小型無人機，通過智能控制系統的控制，構成具有一定寬度及縱深的控制區，以代替地雷建立封鎖區（如南北朝鮮之間），陸軍的一項研究報告認為，可以在3年內開發出並演示這樣的系統。所有的技術及部件都是現成的，問題只是政府是否準備開始系統集成。
美國情報部門正在考慮研製室內外用的間諜機器人，用於遠距離數據採集及監視，近期的應用有執法、禁毒及應急等。要求這些機器人的體積要小，重量要輕，準備時間要短，執行任務時間要長，負載重2.27公斤（包括電源），便於操作，可在室內外工作，還可在夜間及各種危險的環境下安靜地工作。1998年情報部門在聖安東尼奧研究所進行了一系列小型機器人的演示及評價活動。
DARPA即將生產出水陸兩用機器人，這是一種長約76.2厘米的小型兩棲機器人車，其動力是一台無刷直流電機，它既可在水面上飄浮，也可在地面上行駛。它的關鍵技術是一種熱塑性的半輪，上面有100多個象槳一樣的小葉片，可以推動車輛通過水麵。它既可在泥地、雪地、沙地及冰面上穩定行駛，又可在公路上高速行駛。
DARPA還準備在未來3年中投入1000萬美元，研製昆蟲大小的移動及固定的微型無人地面感測器(MUGS)，這種機器人只有2.54厘米大，可以攜帶音響、電磁、地震、化學、生物成像及環境探測等各種感測器，可利用炮彈、火箭、導彈、飛機、無人機將它們投擲到敵人的防線後面，也可附在敵人的車輛上，混入敵人的陣地進行偵察。它們可單獨使用，也可聯網。它們可搜索及跟蹤戰場上的機動目標，並對它們進行分類，也可對建築物進行偵察，識別其中的人和機器的活動。在這些微小的間諜系統中，有一些稱為節點，它們可從自己的位置上移動50米，它們有足夠的能量，可以工作一周多時間。節點可成組地投入戰場。
排爆機器人早已在美國陸軍當中得到廣2015年北京警用裝備展上展出的國產軍用機器人泛應用，它已經是美軍戰鬥力的一部分
師夷長技以制夷
我國有無必要研製地面軍用機器人，這個問題的答案應當是肯定的。不僅從國際上的戰例可以看出這是一種必然的發展趨勢，而且我軍也有迫切的需求。
我們應當首先做好有關信息的搜集、整理及分析工作，緊密跟蹤國際上的發展趨勢，借鑒別人的經驗，少走彎路。
我國資金有限，在地面軍用機器人的研究方面應當有所為有所不為。應制定周密的計劃，處理好基礎研究與型號研究的關係。在繼續搞好基礎研究的基礎上，充分利用我國在自主車輛方面所取得的研究成果，利用那些比較成熟的技術，重點選擇幾項部隊急需的項目，在技術上加以突破，儘快裝備部隊。機器人實際應用後，又會提出許多新的問題，反過來這又將促進基礎研究工作的發展。
應通過部隊、科研單位及生產廠家的三結合，科學組織管理，縮短產品研製的時間；對於一個機器人產品，一開始不要要求過高，應在不斷的試用中加以完善和提高，否則會延誤時機。
中國兵器對外展示的履帶式地面無人車輛，根據介紹，該車即可載人、由乘員操控，又可實現無人駕駛。（圖片和消息來自中國軍網）
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