第五部分 机器人应用之四-军用机器人

机器人的应用军用机器人概述常见军用机器人未来发展趋势定义

军用机器人是一种用于完成以往由人员承担的军事任务的自主式、半自主式和人工遥控的机械电子装置。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武器装备。★

机器人三原则（阿西莫夫提出）：

●机器人不应伤害人类；●机器人应遵守人类命令，与第一条违背除外；●机器人应保护自己，与第一条相抵触者除外。

军用机器人执行军事任务，发展到一定阶段，他将在战场上用于攻击和消灭敌人，也就是用于杀人，本身违背了机器人三原则。全方位、全天候的作战能力；

较强的战场生存能力；较低的作战费用

；绝对服从命令听从指挥

军用机器人可以代替士兵完成各种极限条件下特殊危险的军事任务，战争中绝大多数军人将免遭伤害，军用机器人的研发具有极为重要的现实意义。军用机器人战场优势军用机器人结构组成军用机器人分类世界军用机器人发展状况地面军用机器人大中型地面军用机器人

轮式地面军用机器人履带式地面军用机器人微小型地面军用机器人

轮式地面军用机器人履带式地面军用机器人步行（腿足式）地面军用机器人轮履复合式地面军用机器人分类机器人名称参与单位技术特点大中型(履带式)M60豹式扫雷车Omnitech公司可在道路及开阔地上搜索750多种直径在15.22cm以上的地雷，一分钟内可投放好引爆物，扫雷的成功率在90%。角斗士战术无人车(TUGV)美国卡奈基.梅隆大学一个能够遥控的多面手机器人，它可以在任何天气与地形下，执行侦察、核生化武器探测、突破障碍、反狙击手和直接射击等任务。多用途机器人运输系统(ARTS)空军美军第二代的工程车辆；遥控全地形履带车，带有各种工具。未爆炸物搜集系统(BUGS)的机器人陆军一种子母机器人，母车可对所发现的弹药或地雷定位，并将定位数据传送给子车，子车很轻，可以搜索及引爆弹药及地雷；用来清除圈套地区的爆炸物。微小型(轮式)Andros系列机器人美国Remotec公司可用于小型随机爆炸物的处理；唯一应用于美国空军客机及客车。地面军用机器人分类机器人名称参与单位技术特点微小型(履带式)遥控爆炸物销毁系统(RONS)美国海军联合机器人总计划的一个项目；一辆履带式遥控车，装备有CCD摄像机，无线电及光纤通信设备。“玛提尔达”（Matilda）小型机器人Mesa联合公司及美国海军陆战队坚固耐用，便宜可靠，方便携带。旅鼠机器人（Lemming）FosterMiller公司履带式遥控地面无人车辆；唯一可支持两栖作战；唯一装备有机械手的小型机器人。K8城市机器人IS机器人公司可以知道自己翻倒，并能自己翻转过来；可以在城市建筑物中作战。新型无人驾驶武器系统SWORDSARDEC、Foster-Miller公司携带有威力强大的自动武器；美国军队历史上第一批参加与敌方面对面作战的机器人。分类机器人名称参与单位技术特点微小型(履带式)PackBot炸弹处理型（EOD）机器人美国iRobot公司及陆军有三种型号：侦察型、探险型和处理爆炸装置型；可装在模块式轻型携载装置套具内“魔爪”机器人Foster-Miller福斯特-米勒公司装备M240或者M249型机枪，此外还可以装备火箭发射器；无法自行活动，必须靠人通过无线或者光纤网络遥控指挥才能完成动作。Urbie机器人iRobot公司，卡内基·梅隆和南加州大学以视觉导引并能自动爬坡用于城市侦察。雷区清除设备(MACE)美国海德马公司专用于清楚雷区爆炸物微小型(复合式)分布式机器人系统明尼苏达大学用于军事侦察及监视领域；由不同类型的微型机器人构成；做得很小，隐蔽性好，便于运输，而且一次行动中可以大量使用。R-GatorBASE10RoboScout龙腾DragonRunner托盘化装载系统MDARS-E压碎机USV先锋哨兵RheinmetallZSYRANOACER豹式扫雷车清道夫Mini-Flail小猎犬角斗士土拨鼠野牛手推车RONS德国MV4TRS200Andros6ARobHaz_DT3VIPeRUrbieSWORDSLemming玛提尔达PackBotTALON魔爪龙卫士北理智能平台南理履带式小型北航模块化履带式机器人灵晰-B空中机器人大中型空中机器人微小型空中机器人小型空中机器人超小型空中机器人微型空中机器人固定翼空中机器人旋转翼空中机器人扑翼空中机器人分类名称参与单位技术特点大中型Tier3“暗星”洛克希德.马丁公司和波音飞机公司全新概念的新型隐身无人机；用于实时侦察和监视；全机长4.57米，机高l.52米，最大重量3900千克，亚音速飞机，活动半径超过1800公里，可在13700米高度巡航飞行8小时。MQ-l“捕食者”无人机通用原子航空系统公司先进概念技术演示(ACTD)项目之一；具有“海尔法”(Hellfire)反坦克导弹的多用途能力。猎食者通用原子公司作为高级概念技术验证A160蜂鸟Hummingbird圣地亚哥的边界航空公司无铰链刚性旋翼概念机；航程为超过2500海里，续航能力为30到40个小时。他的模块化有效负载设计达到了1000磅。机长10.6米，旋翼直径11米，最大飞行速度约为260千米/小时、最大飞行高度9144米。MQ-9“死神”通用原子航空系统公司中高空、长航时无人机系统；具有持久滞空能力，用作针对关键时间敏感目标的“猎手一杀手”，作为情报收集平台。空中机器人分类名称参与单位技术特点大中型Robocopter无人驾驶战斗攻击直升机自重：2500公斤，速度：320公里／小时，载荷：300公斤续航力：9.5小时RQ-4“全球鹰”诺斯罗普•格鲁门公司高空长航时无人机，每天可提供4万平方海里的广域覆盖；可昼/夜、全天候执行侦察任务；可以适应陆海空军不同的通信控制系统。既可进行宽带卫星通信，又可进行视距数据传输通信RQ-2B“先锋”先锋无人机公司已装备海军、海军陆战队和陆军部队，并部署在舰上和陆地上；用于执行侦察和监视任务(主要是装备两栖作战部队)。RQ-7“影子”200无人驾驶飞机制造商公司可以探测到距离陆军旅战术作战中心125千米以外的目标，可在8000英尺的高空全天候侦察到3.5千米倾斜距离内的地面战术车辆；可以为精确武器提供近实时目标定位数据；美国陆军固定翼战术无人机项目最重要的项目分类名称参与单位技术特点大中型火线哨兵诺斯罗普•格鲁门公司正处于“工程制造与发展”阶段的垂直起降战术无人机(VTUAV)项目。“牵牛星”无人机系统NASA和通用原子航空系统公司执行海洋和大气研究、气候研究、海洋保护区测绘和执法、海图绘制、渔场评估与执法等任务填补陆基和空基观测装备之间的空白，使对地、海和对大气的观测有了前所未有的视角；翼展：26.21米。续航时间：32小时（在约16千米的高空）。RQ-1“掠夺者”通用原子公司远程中高空监视侦察系统；机长：8.22米，高：2.1米，翼展：14.8米巡航速度：118公里，最大速度：224公里，最大航程：726公里。“金眼”无人机系统GoldenEye极光公司、、诺斯罗普•格鲁曼公司、信号系统公司和通用动力公司低声学信号特征能秘密执行侦察任务，能对敌人进行抵近侦察而不被发现；高1.7米，翼展3米，最大速度300公里/小时，最大航程800公里，起飞重量68公斤，有效载荷20公斤，续航时间4小时。分类名称参与单位技术特点大中型火线哨兵诺斯罗普•格鲁门公司正处于“工程制造与发展”阶段的垂直起降战术无人机(VTUAV)项目。CQ-10“雪雁”（SnowGoose）无人机MMIST公司采用一台螺旋桨发动机作动力并配置一副降落伞，以便它留空时间更长和携带更大的有效载荷；可从空中、陆上或海上投放，能够爬升到5500千米海平面高度，能自主操纵和导航。Exdrone无人机BAI公司作为任务过重的瞄准手无人机的补充；发射重量（不包括助推火箭）41kg，负载能力9kg，翼展2.5m，长度1.86m，作战半径50km，升限为3048m，任务高度914－1829m，最大速度161km/h，续航时间2.5h；该机可编程自主飞行。RQ/MQ-8“火力侦察兵”无人直升机诺斯罗普•格鲁曼公司第一架无人攻击直升机；在侦察中准确发现目标，还可发射激光制导炸弹续航能力为4个小时，作战半径最高可达340公里，它能在6000米高空巡飞，能在150海里的范围内执行任务。分类名称参与单位技术特点大中型“燕鸥”无人机BAI公司创造了国际航空联合会F3a级无人机续航时间世界纪录武装战斗旋翼无人机（UCAR）洛克希德•马丁公司、雷声公司、贝尔公司、L－3公司、DRS公司和哈里斯公司演示能够与有人／无人地面／空中系统自主协作的旋翼无人机系统的技术可行性、军事用途以及使用价值；传感器系统有望实现自动探测和识别QH-50型无人驾驶遥控反潜直升机“螺旋动力”直升机公司第一架无人直升机；通过舰艇指挥中心的指令对敌方潜艇出没区域进行侦察，发现目标后发射鱼雷，并在完成发射后返回母舰猎人（Hunter）短程无人机诺斯罗普•格鲁门公司陆军／海军／海军陆战队联合发展的短程无人机系统；第一个无人机采购计划；续航能力8－10个小时，实用升限16000英尺，空重1200磅，有效载荷200磅。分类名称参与单位技术特点小型RQ-11大乌鸦（raven）空间环境公司陆军的探路者先进概念技术示范计划；翼展：4英尺3英寸，机长3英尺7英寸，重量4.0磅，飞行速度28－60英里/小时，航程6.2英里，续航时间60－80分钟。“暗影”战术无人驾驶飞行器（TUAV）美国陆军可以携带足够的给养和备件执行72小时任务；翼展为12.8英尺，长为11.2英尺，最大航程125公里。“沙漠鹰”（Deserthawk）洛-马公司用于部队保护的空中监视系统；可提供自主情报/监视/侦察(ISR)能力，具有地形规避能力并可在飞行中重新进行任务规划；沙漠鹰翼展1.2米，体小身轻，仅重3.2公斤，续航时间约为60分钟，升限500英尺，巡航速度40－60英里每小时。“搜索鹰”波音公司可以长时间在无地面引导的情况下自主导航，全天候独立完成飞行侦察任务并自动安全降落；总重不超过60磅，翼展10英尺。分类名称参与单位技术特点小型猎鸟无人机（BirdofPrey）美国波音公司能以最短的时间和最低的成本起飞；彻底采用一种全新的隐形技术，主要用于低空隐形接近目标；设计噪声将达到空前低的水平。其70分贝的声音大大低于一只蚊子的声音。龙眼无人机美国海军与海军陆战队具有自主飞行能力，可在近于垂直情况下发射，并在严重失速下由自动驾驶仪指挥回收；负载模块可以更换，由市售部件制成。龙勇士海军研究实验室和海军陆战队可用悍马运输的垂直起降的无人机；装备了全自动战斗系统和差分GPS导航，龙勇士可以用于侦察、监视、目标获取（RSTA）以及通信中继；神龙勇士无人机Sikorsky公司用于战场情报搜集、监视、侦察及目标跟踪；适合在城市及分散的战场上作战，可以在有限的空间飞行，如沿着街道飞行，降落在楼顶上，置放各种负载。也可以观察楼房窗内的情况及利用磁力计探测地下设施及隧道。分类名称参与单位技术特点微型FQM-151A瞄准手无人机AeroVironment公司手抛式电驱动型战术无人机；海军陆战队在海湾战争中广泛使用，现已随美军部署到了全世界；噪音小，不引人注意；安装迅速，用手发射，自动降落及回收；操作人员培训简单；维护及后勤支援少；全复合材料制成，重量轻，坚固耐用，可重复使用；价格低廉，需要时可一次性使用。它还可探测生化污染及地雷等。“龙眼”微型无人侦察机海军陆战队小型、全自动、可返回、手持式发射；能够提供“视线外”战术侦察和监视能力；重约5磅，翼展为约6英寸，升限90～150米。黑蜘蛛（BlackWidow）固定翼微型无人机AeroVironment公司适合作为班用的固定翼侦察无人机；使用了迄今遥控无人机上使用过的最小的电视摄像机，重量只有2g，带透镜的长度不到2.54cm。黑蜘蛛的翼展15cm，重56.7g，航程1km，飞行速度69km/h，室外续航时间20min，公司希望最终能达到1h。分类名称参与单位技术特点微型微星桑德斯公司（Sanders）尺寸为15cm，重85g，负载15g，耗电15W，续航20－60min，航程5km，巡航速度55.6km/h黄蜂AeroVironment公司五角大楼制造的最小的无人机之一，其全重只有200克，长度不过33厘米；能够长时间地搜集战场信息并将它们实时地传送给地面或舰艇上的操作人员；用于对海上目标进行观测，也被派往那些不适于直升机前往的船舶遇险地区搜集信息。X45A无人作战飞机美国海军、空军能从航空母舰上进行操纵微型蝙蝠AeroVironment公司与加州理工学院是一种电池驱动的扑翼式微型无人机带有轻型动力传动系统；微型蝙蝠的翼展为15cm，重10g，具有像蜻蜓一样的MEMS驱动的翅膀，频率为20Hz。机器苍蝇伯克利加利福尼亚大学、海军研究所器苍蝇的体积小，隐蔽性好，可在城市环境中进行秘密监视及侦察；机器苍蝇重100mg，翼展2cm，直径5－10mm暗星猎食者大乌鸦蜂鸟火蜂火力侦察兵金眼猎鸟猎人龙眼龙勇士掠夺者牵牛星沙漠鹰搜索鹰暗影不死鸟全球鹰捕食者死神先锋影子火线哨兵X45A海王星TMD3云雀海鸥黄蜂微型FanCopter微型蝙蝠机器苍蝇长虹1系列长空1系列WZ-2000美国空军

海军联合无人空战系统RQ-2“先锋”垂直起落无人机RQ-8“火线哨兵”广域海上监视无人机RQ－5“猎手”增程/多用途无人机RQ-7“影子”RQ-10“雪雁”RQ-8“火线哨兵”未来战斗系统RQ-1“捕食者”RQ-1“捕食者”BRQ-4“全球鹰”

联合

海军陆战队

海军

陆军

空军计划参与单位启动时间计划内容垂直起降无人飞行器海军从水面舰艇垂直起落、用来搜集从海上支援前线和采取军事行动所需情报的无人驾驶直升机；可以在具有飞机起落设备的各种水面舰或沿海不平地面起落。空军的无人战斗机(U—CAV)计划美国国防高级研究计划局与空军先进构想技术验证(ACTD)研究；具有先发攻击和反击的防空压制能力，长时间全天候攻击以及利用计算机的任务分配能力。小型远程侦察机(1—SURSS)海军陆战队用来侦察附近山丘背后情况的超小型无人飞行器；用于大队级侦察、运输队道路侦察和飞行空域安全侦察的同时，还可为火炮等武器捕捉攻击目标。计划参与单位启动时间计划内容多用途悬空型无人飞行器(MRE)海军可从水面舰艇短距离起飞和垂直降落。可用于纵深地面攻击、火力支援，电子战攻击、海上侦察和超视距通信中继。战术无人飞行器(TUAV)陆军装备电光/红外探测器，作为地面指挥官进行近距离侦察的战术支援手段；利用弹射器发射,用控制装置回收；要求性能为昼夜使用，不仅可以进行侦察，也可用于通信中继等。战术控制站(TCS)陆、海、空三军及海军陆战队对所用无人飞行器进行综合指挥控制；可以指挥控制高空悬空型(HAE)无人飞行器、无人战斗机和小型无人飞行器；对无人飞行器进行发射、回收、飞行控制以及探测仪器的操作控制。序号名称深度(m)重量(kg)速度(kn)用途所属单位1AUSS600012266评估深海海底搜索美国海军指挥控制和海洋监视中心2ABE60005442海底调查美国沃兹霍尔海洋研究所3Albac330453海洋学测量东京大学产业科学研究所4ARCS40018405冰层下操作加拿大ISER公司5ARUS6000222水下远程调查意大利Tecnomare公司6Aurora30004303.5海洋科学调查加拿大ISER公司7DDUS4576810--水下技术评估美国CSDL实验室8DOLPHIN4.57327516.5稳定传感器平台加拿大ISER公司9DROV600010002.3工程方案验证圣彼得堡国家海洋技术大学10EPAULARD600029502观察与检查法国ECA公司11Fetch305771189海洋科学研究美国SPI公司12FSII610386--搜索技术评估美海军指挥和海洋监视中心水下机器人序号名称深度(m)重量(kg)速度(kn)用途所属单位13Marius60014002.5水下环境调查丹麦MAUVA公司14Martin10006353.2观察调查搜索丹麦MAUVA公司15MUST6108853--客户项目研究美国PerryTechnologies公司16Voyager1150816--海岸区域使命美国HBOI公司17Ptero底摄影东京大学产业科学研究所18R-OneRobot40043003.6水下环境调查东京大学产业科学研究所19Research30013903多用途研究英国GMRDS公司20SeaLion600010002调查搜索俄罗斯IMTP研究所21Theseus>100086004海缆置放加拿大ISER公司22Tunnel3002501.25海底遂道检查俄罗斯IMTP研究所23Typhlonus20009002m/s水文物理测量俄罗斯IMTP研究所24XP-21610828--水下项目试验美国应用遥控技术公司25YANTAK600062503水文调查俄罗斯GRI研究所水下机器人AUSSFreeSwimmerII-SFIIFlyingPlugODYSSEYAUVABEAUVNPSAUV水下机器人REMUSAutosub海豚（Dolphin）DeePCKaikoRovShinkai6500水下机器人远期鱼雷侦察系统BPAUV剑鱼射水鱼水下机器人海狐CR01双鹰中国自制的6000米无缆自治水下机器人水下机器人序号研制单位研发情况1美国海军空间和海战（SPAWAR）系统中心主要从事AUV的指挥和控制系统、光纤和水声通信系统、非金属材料和运载器总体的研制。该中心拥有三个UUV试验运载器：先进的无人搜索系统（AUSS）、自游者II（FreeSwimmerII-SFII）和飞行插塞（FlyingPlug）。2麻省理工学院研发的ODYSSEYAUV主要用于科学考察和海洋自动取样网络研究，该AUV长度为2200mm，直径570mm，水平运动速度大于4kn，爬升速度大于3kn，续航力6小时（3kn时），如果采用最大电池结构，续航力可达24小时。该AUV主要采用1.1kWh的银锌电池（采用最大电池结构时>5kWh），推进系统在四个控制面之后有一个电动推进器。3WoodsHole海洋研究所研发的ABEAUV主要用于深海海底观察，其特点是机动性好，能完全在水中悬停，或以极低的速度进行定位、地形勘测和自动回坞。该AUV长2200mm，速度2kn，续航力根据电池类型在12.87~193.08km之间。其动力采用铅酸电池、碱性电池或锂电池。水下机器人序号研制单位研发情况4通用动力公司和雷声公司1988年，通用动力公司开始研制XP-21AUV，该AUV的研制工作目前已由雷声公司承担。XP-21是一型直径为533mm的自主式AUV，采用模块化设计，长度可在2.44~7.32之间任意选择，其标准型的重量为635kg，速度为0~5kn，工作深度为9.14~3653.63m。该AUV主要用于水雷战。其侧视声纳为双频、单波束、数字式声纳，频率为100kHz和500kHz。高频用于探测大型水雷，低频用于探测沉底雷并对其进行分类。前视声纳采用多波束数字式声纳，可填补侧视声纳的探测盲区，以探测和分类沉底雷和锚雷，同时也可用于避障。5美国国防高级研究计划局（DARPA）和CSDLDARPA和CSDL已经建成了两个可用作试验平台的AUV，该AUV长10.97m，直径1.112m，重6804kg，第一个AUV的最大工作深度为304.48m，第二个为457.2m。该航行体采用12马力的无刷电机，最大航速为10kn，续航力为24小时。这两个AUV已经成功完成了海试。水下机器人序号研制单位研发情况6佩里技术公司佩里技术公司研制的MUST（机动系统试验）AUV是一种供试验和演示用的AUV，长9.144m，重8834.8kg，工作深度60.96m。该AUV采用10马力主推进电机，电源为铅酸悬挂式电解电池组，航速为0~8kn。推进系统采用于个推进器，使航行体可作悬停、垂直或横向运动。7美国海军研究生院（NPS）于1987年开始研制AUV，其第一代AUV为NPSAUVI，全长只有76.2cm，宽17.78cm，高1016cm。第二代NPSAUVII全长2.1336m，可用作控制技术、人工智能和系统综合等基础研究的平台，采用场台高频定向换能器、2台正反转10cm螺旋桨、铅酸电池、Gespac计算机和平面的控制面。其推进器可使航行体的姿态得到控制，并在水中保持稳定。8海德罗伊有限公司(hydroid)是一家自主水下航行器（AUV）的制造商，目前已经进入了REMUS

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AUV系统附加生产合同的第二阶段，该合同是2006年与新西兰皇家海军（RNZN）签订的。新西兰皇家海军对首批两套已部署的AUV系统进行了为期6个月的海试后，再订购一套海德罗伊的REMUS

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AUV系统。新西兰皇家海军是东南亚地区最现代化的海军之一。水下机器人序号研制单位研发情况9美国海军水下作战中心（NUWC）正在研制两个供试验用的UUV：大直径水下无人航行体（LDUUV）和直径21英寸的UUV（21UUV），这两种UUV是为评价UUV的各种负载及先进技术而研制的，其中的许多先进技术将直接应用于远期水雷侦察方案（LMRS）中。10美国海军研究局（ONR）的工程部、材料部、物理科学和技术部主要涉及UUV的续航力、能源与推进、传感器信号处理、通信、使命管理控制、导航和运载器设计等，这些技术的发展还将涉及到海军的其他单位和地方科研院所。11美国海军海洋系统中心（NAVOCEANO）购进了一型先进的AUV用于获取海洋数据，并在此基础上开展一项研究，以使各种UUV都能适应对水下军事海洋学观察的需要。水下机器人序号研制单位研发情况12洛克希德导弹和宇航公司的航海部于1990年获得了研制MSS（水雷搜索系统）/SOMSS