军用机器人车辆是用来完成各种军事任务的无人车辆。按其行动机构可划分为轮式、履带式和步行式3种类型,按其控制方式可划分为遥控式、半自主式和自主式等类型。
发展情况
军用机器人车辆经历了一个从遥控车辆到自主车辆的发展过程。随着用途的日益扩展,世界上各军事大国都在加紧军用机器人车辆的研制和应用。
1.遥控车辆
首先发展的军用机器人车辆是遥控无人车辆,遥控操作手远离车辆,通过选定的控制方式进行遥控。早期的遥控车辆功能简单,如首辆投入使用的德国歌利亚(goliath)爆炸物运送车仅是一种把爆炸物送到目的地而整车引爆的一次性使用遥控车辆,用电缆通信控制,主要用于摧毁防御工事或扫雷。该车在1942~1945年共生产了7000多辆,用于法国和苏联等国战场。后来德国又研制了一种更先进的biv型机器人车辆,能在目的地把装药投射出去,采用无线电控制,克服了电缆控制距离短的缺点。为解决无人车辆在操作手视线以外的控制问题,近年来在车辆上配备了立体电视摄像机,操作手可在遥控台监视器上进行观察控制,宛如身临其境的感觉。目前广为使用的是光纤控制,光纤是缆重量轻(每1000m约2kg),信号衰减少,且能传输更多的信息,保密性好。采用光纤控制的机器人车辆遥控距离远,如美国的突击队员机器人车(robotic ranger vehicle),遥控距离可达10km。
为使光纤控制和无线电控制相互取长补短,一些遥控车辆的控制采用了两者相结合的方法。如美国陆军的robat扫雷车,以无线电控制为主,光纤控制为辅,而美国海军陆战队的遥控车辆则以光纤控制为主,无线电控制为辅。
遥控机器人车辆是较低级的机器人系统,必须由人进行远距离控制,在目前的技术水平条件下,这种车辆的研制易获成功,周期短,费用低。
2.自主式机器人车辆
自主式车辆与遥控车辆区别是它不需要操作手,而是依靠自身的人工智能来完成预定的动作和任务,主要特征是采用了许多先进而可靠的传感器和高速计算机系统,需要复杂的人工智能/专家系统程序。在地面行驶时能选择最佳路线和地形到达目的地。自主式车辆的地面导向需要快速计算机处理系统,而其观察系统需要有高水平的图像识别能力。
虽然自主式车辆是机器人车辆的发展方向,但目前各种自主式车辆研制都未达到实用阶段,大都是半自主式,而且完成的车型也不多,自主式工作能力有限,如美国陆军的prowler 60系列车仅具有沿边界自主巡逻的能力。
3.研制情况
目前,美国、以色列、英国、西班牙、法国、联邦德国、日本和苏联等都在积极研制各种军用机器人车辆,已有许多车型装备使用。
美国是研制军用机器人车辆最积极和进展最快的国家,已拥有多种生产型车和试制样车。该车研制工作开始于80年代初,国防部预研规划局、陆军坦克机动车辆局和海军陆战队等都很重视,不仅所属研究机构开展了研制工作,而且还与许多大学及厂商进行广泛协作。1983年专门成立的机器人防务系统公司就专门从事军用机器人车辆的研制工作。目前美国比较成功的军用机器人车辆主要有robat扫雷车、prowler机器人车和突击队员机器人车等。
为提高军用机器人车辆的水平,美国国防部预研规划局业已开始了自主式地面车辆计划的研究工作。该计划实际上是研制一辆机器人技术表演平台,以论证自主技术研究的最新成果。主要技术有视沉系统、新的计算机结构、规划系统、语言及微电子设备等。
以色列的二十一世纪九月有限公司(israel's 21st century sivan ltd)目前已研制出了tsr700型和tsr50 型两种遥控式警戒车,前者已装备使用。正在研制tsr150型半自主式机器人车辆。
英国的机器人车辆研究工作开始于1972年,成功的车型是称为手推车(wheelbarrow)的遥控车辆,主要用于清理爆炸物,其最新型号为mk8型。该车目前已生产500辆以上,装备40多个国家。