美軍無人機(jī)器人概況研究

胡容　崔宇明　賈創(chuàng)輝　蘇文鶴

【摘 要】無人機(jī)器人適用于各種危險(xiǎn)的任務(wù)，因此無人機(jī)器人的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且發(fā)展相當(dāng)迅速。其中，美國(guó)軍用無人機(jī)器人始終走在世界前列。在文中就美軍無人機(jī)器人研究概況進(jìn)行介紹，以期為我國(guó)無人機(jī)器人的發(fā)展提供有效借鑒。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)器人；美軍；研究概況

中圖分類號(hào)： E712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）31-0050-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.023

【Abstract】Unmanned robot is suitable for all kinds of dangerous tasks， so its application scope is very wide and its development is quite rapid. Among them， the U.S. military unmanned robot has always been in the forefront of the world. In this paper， the general research situation of U.S. military unmanned robots is introduced in order to provide an effective reference for the development of unmanned robots in China.

【Key words】Unmanned robot； US troops； Overview of research

美國(guó)在《21世紀(jì)戰(zhàn)略技術(shù)》一文中寫到：“20世紀(jì)地面作戰(zhàn)的核心武器是坦克，21世紀(jì)則很可能是軍用機(jī)器人?！比缃?，這一預(yù)言正在逐步實(shí)現(xiàn)[1]，無人機(jī)器人的研究在世界各國(guó)越來越受重視。在近幾十年來的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)和近年一些反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中，無人機(jī)器人應(yīng)用越來越廣泛。在眾多研究無人機(jī)器人的國(guó)家中，美國(guó)無疑是其中的佼佼者，其技術(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國(guó)家[2]。

1 美軍無人機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r

美軍每?jī)赡臧l(fā)布一次《無人系統(tǒng)綜合路線圖》，這也體現(xiàn)了美軍對(duì)發(fā)展無人系統(tǒng)持續(xù)的投入。其中寫到計(jì)劃未來在10年內(nèi)擁有的地面作戰(zhàn)機(jī)器人將超過陸軍士兵數(shù)量，到2020年約有1000艘無人潛航器參與水下作戰(zhàn)，到2025年將是90%的無人機(jī)參與作戰(zhàn)[3]。2018年8月30日，美國(guó)國(guó)防部公開了《無人系統(tǒng)綜合路線圖（2017-2042）》，其中強(qiáng)調(diào)無人系統(tǒng)會(huì)聚焦全域作戰(zhàn)，而非特定作戰(zhàn)領(lǐng)域[4]。

1.1 地面無人機(jī)器人

早在1969年的越南戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍就將無人車應(yīng)用于物資運(yùn)輸。20世紀(jì)80年代，美軍的搖控?zé)o人車發(fā)展迅速，主要應(yīng)用于偵察、監(jiān)視、排爆、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。20世紀(jì)90年代，美軍與其他機(jī)構(gòu)共同研制了如“薩格”機(jī)器人平臺(tái)等一系列成功應(yīng)用于部隊(duì)的遙控?zé)o人車。進(jìn)入21世紀(jì)，美軍搖控車輛技術(shù)越來越成熟，成功研發(fā)了“壓碎機(jī)”等一系列高性能的無人地面車輛平臺(tái)[5]。

2013年7月美國(guó)武器合約商波士頓動(dòng)力公司為美軍研制的世界最先進(jìn)人形機(jī)器人“阿特拉斯”亮相，這一機(jī)器人有一雙靈巧的手，不但能夠像人類一樣駕駛汽車，甚至還可以開門，進(jìn)入特定的建筑，爬上梯子，穿過通道，完全稱得上是“蜘蛛俠”。

美國(guó)福斯特-米勒公司研發(fā)了一款遠(yuǎn)距離遙控操作型物證機(jī)器人“劍式”機(jī)器人，能夠執(zhí)行危險(xiǎn)品探測(cè)、爆炸裝置拆除、無人偵察和戰(zhàn)術(shù)支援等任務(wù)。“劍式”機(jī)器人配備了很強(qiáng)的火力系統(tǒng)，其射擊命中率極高?！皠κ健睓C(jī)器人采用了特殊的底盤及移動(dòng)裝置，可以輕松通過樓梯過道、鐵絲障礙網(wǎng)以及巖石瓦礫的地段[6]。

美國(guó)波士頓動(dòng)力學(xué)工程公司還為美軍設(shè)計(jì)并開發(fā)了一款四足機(jī)器人“大狗”，它形似機(jī)械犬。能以每小時(shí)接近7千米的速度前行，可以攀爬最多達(dá)35度傾斜的斜坡。即使是在碎石堆、雪地、泥地，甚至摩擦力極小的冰面行走，都能保持平衡之狀態(tài)。

1.2 空中無人機(jī)器人

早在1967年越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)就第一次運(yùn)用N-9無人機(jī)并進(jìn)行了大量使用[7]。

美軍在近年的反恐作戰(zhàn)中，約80%的偵察監(jiān)視任務(wù)由無人機(jī)完成。目前美軍已經(jīng)裝備的無人機(jī)近80種、7000余架，主要分為長(zhǎng)航時(shí)的無人機(jī)，主要代表有“暗星”“黑色雨燕”“全球鷹”等，近程無人機(jī)，主要代表有“指針”“先驅(qū)者”“影子”“金眼”等，微型無人機(jī)，主要代表有“微船”“美鈔”“黑寡婦”等，無人作戰(zhàn)飛機(jī)，主要代表有“捕食者”“死神”等。

2013年5月14日，美國(guó)最新研制的X-47B隱身無人攻擊機(jī)于首次從航母彈射起飛，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)歷史上第一次在航空母艦上彈射起飛；第一次在航空母艦上攔阻著艦；第一次無人機(jī)空中自主加油試驗(yàn)；以及第一次與有人機(jī)在同一艘航空母艦上共同作業(yè)[2]。

仿生機(jī)器蒼蠅也是一個(gè)研究熱點(diǎn)，美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)所聲稱，目前已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下復(fù)制出了機(jī)器蒼蠅的飛行模式。機(jī)器蒼蠅可以在狹小空間內(nèi)自由飛行，這樣在某些不適合人員進(jìn)入的有毒場(chǎng)合或者狹小的空間，就可以大大地發(fā)揮作用。例如在搶險(xiǎn)救災(zāi)中執(zhí)行搜尋任務(wù)、偵查地形，進(jìn)入有毒環(huán)境或者核污染地域進(jìn)行檢查，甚至可在山區(qū)密林中搜索恐怖分子 [6]。

1.3 海上無人機(jī)器人

美國(guó)IS機(jī)器人技術(shù)研究所提議研制“羚羊”機(jī)器人探雷器，它能夠通過探雷機(jī)器人探測(cè)拍岸浪區(qū)的水雷，因形狀酷似羚羊而得名。

美國(guó)正在研發(fā)小型“斯巴達(dá)”無人船系統(tǒng)，它既可以遙控，也可以自動(dòng)運(yùn)行?！八拱瓦_(dá)”可以完成情報(bào)收集、監(jiān)視和偵察、防御魚雷等任務(wù)。美軍還研發(fā)出一種自殺式水下無人潛水器，它能夠攜帶自備魚雷和固定戰(zhàn)斗部等武器，可以通過主體艦船或空投到預(yù)定海域，實(shí)施自殺性攻擊。

2014年12月，美國(guó)海軍新型無人潛航器——“幽靈泳者”的水中測(cè)試完成了。它將無人駕駛系統(tǒng)技術(shù)和獨(dú)特的推進(jìn)與控制技術(shù)相結(jié)合，其形狀和游動(dòng)方式類似于大型魚類，主要是為了探索在艦隊(duì)中應(yīng)用仿生技術(shù)研制測(cè)試無人潛航器。目前，美國(guó)還在研制一種像“俄羅斯套娃”一樣的無人潛艇，其中的“母艇”可以釋放外形更小的“子艇”，這些更小體型的潛艇能夠更加隱蔽，可以在有人潛艇無法活動(dòng)的水域，如淺海水域進(jìn)行情報(bào)收集、偵察，布放水雷等任務(wù)[2]。

1.4 太空無人機(jī)器人

2012年3月，美國(guó)生產(chǎn)了一種與麻雀差不多大小，能與超級(jí)計(jì)算機(jī)中心相鏈接組建成“太空”因特網(wǎng)，能給地面部隊(duì)提供遠(yuǎn)距離通信等功能，發(fā)展前景也不可小覷[7]。

美國(guó)最新研制出來的X-37B軌道新型飛行器，不但可以在大氣層內(nèi)作高超音速飛行，還能進(jìn)入太空軌道運(yùn)行。它在太空中的最高速度能達(dá)到音速的25倍，這樣的速度可以躲避任何攔截系統(tǒng)的攻擊，而且只需要半個(gè)多小時(shí)就能夠到達(dá)地球的另一端[2]。

2 無人機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 大型化和微型化

無人機(jī)器人未來的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)呈現(xiàn)大型化和微型化兩級(jí)分化的情形。一方面，大型化的無人機(jī)器人某些性能更為優(yōu)越，功能更為復(fù)雜，自身防衛(wèi)性能更強(qiáng)大，存活率更高，能夠擔(dān)負(fù)的任務(wù)也更多樣化。另一方面，微型化的優(yōu)勢(shì)也日益明顯，例如攜帶更方便，隱蔽性更好，因此微型化發(fā)展也是一個(gè)趨勢(shì)[8]。

2.2 集群化作戰(zhàn)

隨著人工智能及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，集群化作戰(zhàn)將成為無人機(jī)器人的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。最初的無人系統(tǒng)往往是“單槍匹馬”，或只是靠數(shù)量占優(yōu)，并沒有形成集群化戰(zhàn)斗力。目前正在發(fā)展的集群化群作戰(zhàn)不是單純從數(shù)量上的增加，而是形成如同狼群、蜂群等集群效應(yīng)一樣的，分工不同，相互配合，相互協(xié)同的一種戰(zhàn)法和技術(shù)的創(chuàng)新[9]。

2015年9月，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局主導(dǎo)的“小精靈”項(xiàng)目就是集群化作戰(zhàn)的典型應(yīng)用，它是一種利用集群效應(yīng)對(duì)敵進(jìn)行偵察和電子對(duì)抗的無人機(jī)集群化武器系統(tǒng)。其中某架或幾架無人機(jī)被擊中后，其余無人機(jī)能夠可以不受影響，繼續(xù)任務(wù)[10]。

2.3 “無人”與“有人”有機(jī)結(jié)合

未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，無人機(jī)器人的應(yīng)用無疑會(huì)越來越廣，無人武器裝備所占的比例也會(huì)越來越高。但總的來說，無人機(jī)器人也需要人來進(jìn)行操作，它并不是讓機(jī)器取代人，而是讓人機(jī)融合，達(dá)到一種最佳的狀態(tài)[2]。另外，無人機(jī)器人和傳統(tǒng)的有人操作作戰(zhàn)系統(tǒng)間也需要進(jìn)行高度融合，如何分配好無人機(jī)器人的使用時(shí)機(jī)、如何配合有人系統(tǒng)進(jìn)行作戰(zhàn)，有效提升聯(lián)合作戰(zhàn)體系能力，都是未來戰(zhàn)爭(zhēng)需要實(shí)踐的課題。

3 結(jié)束語

無人機(jī)器人具有環(huán)境適應(yīng)性能力強(qiáng)，智能化程度高等優(yōu)勢(shì)，目前正處于高速發(fā)展階段，廣受世界各國(guó)尤其是美國(guó)的重視。隨著相關(guān)技術(shù)的日益成熟，無人作戰(zhàn)必將成為未來戰(zhàn)場(chǎng)中的重要作戰(zhàn)樣式，對(duì)未來戰(zhàn)場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。

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