中國(guó)新型水下機(jī)器人曝光：為遼寧艦探傷無(wú)需進(jìn)塢

圖片說(shuō)明：官媒首曝遼寧艦海上右滿舵小半徑急轉(zhuǎn)彎猛照

編者按：國(guó)際上有輿論認(rèn)為,，機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)最新報(bào)告顯示,，中國(guó)在2013年已成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2017年,，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的使用量將達(dá)42.8萬(wàn)臺(tái),。

經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步建立起了從機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)體系,，在工業(yè)與服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化,、特種機(jī)器人技術(shù)攻關(guān),、機(jī)器人前沿技術(shù)儲(chǔ)備等層面,，都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),，2013年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量近3.7萬(wàn)余臺(tái),，同比增長(zhǎng)41%，一舉超越日本成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng),；2014年,，我國(guó)機(jī)器人銷量再創(chuàng)新高，達(dá)5.7萬(wàn)臺(tái),。

伴隨著軍隊(duì)走入信息戰(zhàn)爭(zhēng)的時(shí)代,，機(jī)器人在軍用領(lǐng)域也得到了較多的應(yīng)用。下面我們帶您走近七款國(guó)產(chǎn)軍用機(jī)器人,。

1,、首款定型的作戰(zhàn)機(jī)器人：適應(yīng)多種環(huán)境的小型作戰(zhàn)平臺(tái)

履帶式底盤，可旋轉(zhuǎn)遙控槍塔,，兩個(gè)用于探測(cè)和感知環(huán)境的攝像頭……

作為中國(guó)首款定型的作戰(zhàn)機(jī)器人,，它從外觀上看，就像是個(gè)小坦克,，但有一個(gè)很明顯的改變：它采用了雙節(jié)雙履帶式的移動(dòng)方式,。和我們常見的坦克式單節(jié)雙履帶相比，它在履帶的前段增加了一節(jié)機(jī)械旋轉(zhuǎn)臂,，這無(wú)疑進(jìn)一步提高了它的通過(guò)能力,，能夠適應(yīng)更多的道路情況。

雙節(jié)履帶底盤之上,，是一個(gè)顯得很小巧的槍塔,，體積不大,，重心也很低，根據(jù)研制人員的介紹,，這是一個(gè)通用型的槍塔,，可以搭載的載荷以輕型沖鋒槍為主，以及其他近戰(zhàn)武器,，比如手槍,。看得出來(lái),，這是一款為城市或小范圍山地作戰(zhàn)設(shè)計(jì)的機(jī)器人,，典型的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)是伴隨步兵或其他地面力量共同前進(jìn)，在人員無(wú)法到達(dá)的狹小空間,，在有毒,、有爆炸物等的危險(xiǎn)環(huán)境中完成作戰(zhàn)任務(wù)?？梢允切》株?duì)的先鋒隊(duì)員,，也可以承擔(dān)不易到達(dá)的環(huán)境中的偵察員，為戰(zhàn)斗任務(wù)同時(shí)提供信息保障和打擊能力,。

這樣的設(shè)計(jì)安排明顯體現(xiàn)出小型化的特色,。雙節(jié)式履帶顯然是在總長(zhǎng)度有限的情況下為提高適應(yīng)能力作出的選擇，車輛的底盤長(zhǎng)度越長(zhǎng),，越能提供行駛的穩(wěn)定性能,、以及更大的載荷，但這樣體積也上去了,。機(jī)器人的全重是36千克,，這是一個(gè)單兵可以背著走的重量——這將為機(jī)器人的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用提供更多的選擇。

機(jī)器人的技術(shù)資料顯示,，平臺(tái)的最大移動(dòng)速度不低于1.8米/秒,，這大約是成年人快步行走的速度。不過(guò)從現(xiàn)場(chǎng)演示的情況看,，在平整,、沒有障礙的路面條件下，機(jī)器人的真實(shí)表現(xiàn)要超出這個(gè)水平,，人想跟上它已經(jīng)需要快步小跑了,。配合機(jī)器人的環(huán)境感知能力，這樣的速度可以讓它跟隨步兵分隊(duì)共同巡邏,，成為戰(zhàn)斗小組的一員,。

據(jù)研制人員介紹，這款機(jī)器人具備防水能力,，路面上的小水溝不會(huì)對(duì)其通過(guò)性能造成什么影響,。

一個(gè)攜行雙肩包,，背包上伸出了幾根天線，還引出了一根電纜連接了一臺(tái)大平板,，這就是作戰(zhàn)機(jī)器人的通信操控平臺(tái),。

平板的體積不算小，差不多相當(dāng)于一個(gè)13英寸的顯示屏,，而且還挺厚,。為了綜合平衡顯示效果與續(xù)航能力，使用了一塊精度看上去有點(diǎn)粗糙的低分辨率產(chǎn)品,。它采用的也是觸摸屏,，整體感覺和10寸不到的iPad有點(diǎn)類似。

2,、國(guó)產(chǎn)機(jī)器“大狗”：擁有五種行走步態(tài)

世界軍工強(qiáng)國(guó)對(duì)無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)和機(jī)器人的研究可謂明爭(zhēng)暗斗,，美國(guó)、日本,、韓國(guó)等國(guó)家都相繼爆出研制四足機(jī)器人的消息,，其中以美國(guó)波士頓公司研制的“大狗”最為有名。我國(guó)也已經(jīng)啟動(dòng)了足式機(jī)器人的研究計(jì)劃,，研究進(jìn)展似乎比想象中更快一些,，成果也很豐富,。兵器地面無(wú)人平臺(tái)研發(fā)中心(以下簡(jiǎn)稱“兵器無(wú)人中心”)的國(guó)產(chǎn)機(jī)器“大狗”讓人耳目一新,。

機(jī)器“大狗”學(xué)名是“山地四足仿生移動(dòng)平臺(tái)”，主要功能是：用于山地及丘陵地區(qū)的物資背負(fù),、馱運(yùn)和安防,，可承擔(dān)運(yùn)輸、偵察或打擊任務(wù),。另外,，在道路設(shè)施被破壞較嚴(yán)重的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)也可發(fā)揮作用。

外觀上,，兵器無(wú)人中心的兩只機(jī)器“大狗”與美國(guó),、韓國(guó)曝光的同類機(jī)器人相似。體積比普通的獵犬稍大一些,，四條金屬“腿”支撐著一個(gè)瘦長(zhǎng)的“軀干”,，“軀干”上面掛滿了各種包袱，仿佛一只馱運(yùn)物資的動(dòng)物,。

“我們已經(jīng)為他設(shè)計(jì)了五種行走的步態(tài),，這是其中的一種，叫對(duì)角小跑,，是模仿真正的狗小跑的動(dòng)作,，還有遛蹄,、跨步等其他的動(dòng)作行為”兵器無(wú)人中心的技術(shù)人員介紹說(shuō)。

目前,，這只“大狗”已經(jīng)能夠在戶外自然路面上自由行走,，包括雪地、草地,、斜坡等,。

國(guó)產(chǎn)足式機(jī)器人在技術(shù)方面也取得了突破性進(jìn)展：一是仿生結(jié)構(gòu)。國(guó)產(chǎn)“大狗”是真正依據(jù)動(dòng)物原理來(lái)制造的,，這需要“功能結(jié)構(gòu)一體化”技術(shù),。兵器無(wú)人中心調(diào)研了大量的動(dòng)物：馬、騾子,、狗,、藏羚羊等等，最終參考了國(guó)際發(fā)展的思路,，選擇了“大狗”,。

二是行走控制技術(shù)。這是足式機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù),。早期機(jī)器人,，腿只要跟隨指令，到一定時(shí)間放到一定位置就可以了,，而新一代機(jī)器人是要分析落地時(shí)腿與地面的力反饋的情況,，遇到障礙時(shí)要能保持穩(wěn)定。要能做到推它一下它會(huì)退兩步然后自動(dòng)調(diào)整,，這樣才能真正“翻山越嶺”,。

3、小型輪－步式無(wú)人平臺(tái)：越障能力出色

目前,，國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人的研究還處于起步階段,，在工程性、可靠性方面存在較多問(wèn)題,，包括液壓系統(tǒng)泄漏,、動(dòng)力系統(tǒng)不穩(wěn)定、發(fā)動(dòng)機(jī)噪音大,、工藝線路雜亂等,。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人還存在步態(tài)單一,、速度較慢,、地形適應(yīng)性差、缺乏自主導(dǎo)航等問(wèn)題,。國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人,，要真正實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌,，還有很長(zhǎng)一段路要走。

4,、彈藥銷毀機(jī)器人：草原深處的安全衛(wèi)士

在我國(guó)唯一的輕武器試驗(yàn)鑒定國(guó)家靶場(chǎng)——中國(guó)白城兵器實(shí)驗(yàn)中心里,，就有著這樣一個(gè)特殊的崗位，兵器試驗(yàn)的炮彈不經(jīng)他裝配,、發(fā)射,，更不經(jīng)他找回，卻需要經(jīng)由他之手走向一枚炮彈的終點(diǎn),，這就是“未爆彈丸銷毀”,。

這種彈藥銷毀作業(yè)車，更常被稱作“彈藥銷毀機(jī)器人”,，主要元件包括作業(yè)車主體,、控制臺(tái)、電動(dòng)收攬裝置和輔助裝置(各種工具,、功能作業(yè)包,、各類手爪、無(wú)線傳輸模塊,、三角支架等),。該機(jī)器人主要采用遙控方式實(shí)現(xiàn)載車地面移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)預(yù)定功能,。通過(guò)無(wú)線或有線方式遙控載車完成引爆藥的放置,、未爆彈銷毀等作業(yè)，通過(guò)無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)將載車的攝像頭捕獲的現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像傳送到操作臺(tái)顯示分系統(tǒng),，供指揮員參考,，并以此為依據(jù)對(duì)彈藥銷毀作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和修正,，確保銷毀作業(yè)百分百成功,。可以說(shuō),，彈藥銷毀機(jī)器人的出現(xiàn),，除了大大增加爆破作業(yè)安全系數(shù)之外，也使得未爆彈丸銷毀由人工走上了機(jī)械化的道路,。

彈藥銷毀機(jī)器人的越野能力較強(qiáng),。彈藥銷毀機(jī)器人最大越溝寬度達(dá)到60厘米、最大爬坡坡度也有30°,，在科爾沁草原相對(duì)平緩的地形地貌環(huán)境下,，基本滿足所有場(chǎng)地的銷毀作業(yè)。主攝像機(jī)的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)角度在正負(fù)90°之間,，水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度則是從0°到320°之間,，幾乎可以做到無(wú)視界死角,。其機(jī)械爪在展開狀態(tài)下可攜帶10千克的引爆藥，基本滿足任何單次銷毀作業(yè)的用藥量,。該機(jī)器人分為無(wú)線操作和有線操作兩種方式,，無(wú)線操作最遠(yuǎn)距離達(dá)到500米，有線操作則有200米,，相對(duì)以往的人工爆破作業(yè),，危險(xiǎn)系數(shù)大的作業(yè)任務(wù)已不在話下。

5,、排爆機(jī)器人“靈蜥”

廣州軍區(qū)某兵種訓(xùn)練基地的野外訓(xùn)練場(chǎng)內(nèi),，技術(shù)人員正在向官兵演示排爆機(jī)器人“靈蜥”作業(yè)。該部結(jié)合自身教學(xué)需求,，與駐地企業(yè)合作,，利用企業(yè)先進(jìn)的技術(shù)助教助學(xué)，開拓官兵的視野,，提高教學(xué)質(zhì)量,，增強(qiáng)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。

6,、水下探傷機(jī)器人：為遼寧艦頒發(fā)“健康證”

海軍某型現(xiàn)役驅(qū)逐艦正在進(jìn)行水下探傷檢修任務(wù)的情景與以往不同,，該支隊(duì)長(zhǎng)期擔(dān)任水下檢測(cè)手的潛水員開心“換崗”，主角變成了一個(gè)以新型超聲波探傷機(jī)器人為主的水下探傷儀,。這次,，身著干爽作訓(xùn)服的老王，與岸上操控手一起坐在甲板上,，指點(diǎn)新拍檔——水下機(jī)器人干活兒,。

長(zhǎng)期以來(lái)，艦艇水下部位船體鋼板和儀器設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),、修理,，讓海軍基層艦艇部隊(duì)檢修部門費(fèi)盡腦筋。由于缺少可用儀器而無(wú)法進(jìn)行水下現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)和檢查,，艦艇往往要等進(jìn)塢或上排后才能檢修,，既延誤了訓(xùn)練時(shí)機(jī)，又嚴(yán)重影響到艦船執(zhí)行應(yīng)急任務(wù)的能力,。2007年,，海軍艦艇水下檢測(cè)修理技術(shù)中心正式成立，擔(dān)負(fù)起了艦艇水下觀察,、檢測(cè),、修理技術(shù)研究與應(yīng)用的職能。

歷經(jīng)30年不懈努力探索，一群致力艦船水下科技闖關(guān)的科技精英,，終于讓藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí),，人民海軍由此成功開啟國(guó)內(nèi)機(jī)器人水下探傷新時(shí)代。

艦船水下狀態(tài)檢測(cè)與評(píng)估是水下?lián)屝藓蛯?shí)現(xiàn)船體水下部位視情維修的前提,，其主要包括目視檢測(cè),、水下探傷、測(cè)厚,、陰極保護(hù)電位測(cè)量等內(nèi)容,。

水下檢測(cè)同時(shí)也是水下修理質(zhì)量控制的主要手段。水下超聲波探傷,，是最重要的水下無(wú)損檢測(cè)方法之一,。

在潛水人力安排不及時(shí)，或需要執(zhí)行易致潛水員半失重,、氮麻醉等特定復(fù)雜水域水下檢修等問(wèn)題面前,，基層部隊(duì)又遇尷尬。直到由海軍裝備科研機(jī)構(gòu)自主研發(fā)的這套新型科研成果成功問(wèn)世,，才幫助他們走出困境,。

一同走出困境的，還有中國(guó)首艘航母遼寧艦,。

當(dāng)時(shí),，交付海軍滿一年的母艦艦體及其輔助艦船裝備保障狀態(tài)備受關(guān)注。那年冬天,，張工和中心其他4名戰(zhàn)友,，奉命組成航母水下檢修科研工作超強(qiáng)戰(zhàn)隊(duì)，攜帶包含水下機(jī)器人在內(nèi)的系列設(shè)備,，奔赴青島某軍港執(zhí)行遼寧艦首次水下勘驗(yàn)任務(wù),。其間，他們采用水下機(jī)器人配合潛水員的聯(lián)合作業(yè)方式,，成功實(shí)施了水下船體地毯式勘察,、重點(diǎn)部位技術(shù)測(cè)量、海底門封堵和通海閥現(xiàn)場(chǎng)更換等任務(wù),。

據(jù)軍港一位負(fù)責(zé)人介紹,，此次任務(wù)為科學(xué)評(píng)判水下部位整體狀態(tài)、提高航母編隊(duì)裝備保障能力打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),，也為保證航母編隊(duì)順利執(zhí)行首次跨海區(qū)長(zhǎng)時(shí)間航行訓(xùn)練提供了科學(xué)依據(jù)。

后來(lái),，當(dāng)遼寧艦首次開赴南海執(zhí)行系列海上聯(lián)合試驗(yàn)演練時(shí),，中心人笑了，是欣慰，是激動(dòng),，也是忐忑不安之后的放松,。正是他們頒發(fā)了“航母健康出行證”，中國(guó)海軍那偉岸的超級(jí)鐵甲才可雄姿勃發(fā)地直劍南疆,。

記者還從中心負(fù)責(zé)人酈智斌主任那里得知,，該型可在復(fù)雜水文條件下使用的水下探傷儀，還能被推廣應(yīng)用到石油鉆井平臺(tái)檢查,、船體檢測(cè),、鋼質(zhì)碼頭檢修等領(lǐng)域，將產(chǎn)生更大的軍民融合式社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,。

而中心像這樣的水下?lián)屝蘩?，還有很多很多——

歷時(shí)3年研制成功的新型水下激光切割裝置，可有效解決艦船執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中的水下切割破障難題,，改變了此前我國(guó)尚無(wú)水下激光切割軍事應(yīng)用的現(xiàn)狀,。

7、外骨骼系統(tǒng)：“鋼鐵俠”正向你走來(lái)

未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)需要你跑得更快,、判斷更準(zhǔn),、力量更大、下手更狠……有沒有捷徑呢,？外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)便是解決方案之一,。古代士兵的盔甲就是最早的外骨骼，如今,，結(jié)合了機(jī)械電子,、控制、生物,、傳感,、信息融合、材料等技術(shù)的外骨骼技術(shù)得到前所未有的快速發(fā)展,。

走進(jìn)南京軍區(qū)南京總醫(yī)院博士后工作站,，他們研制的外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)——“機(jī)器戰(zhàn)甲”——威力巨大。

裝備體驗(yàn)：現(xiàn)實(shí)版“鋼鐵戰(zhàn)士”

兩條銀色的金屬下肢托舉著一套環(huán)形護(hù)腰,，緊接著在下肢的膝關(guān)節(jié)和腳掌處安裝著兩副護(hù)膝和踏板……在實(shí)驗(yàn)室里,，記者好奇地穿戴上這套奇特裝具，鏡子里的自己儼然科幻電影里的鋼鐵戰(zhàn)士,。

“我們這套單兵負(fù)重輔助系統(tǒng)是根據(jù)昆蟲外骨骼的仿生學(xué)原理研制而成的,。”工作人員告訴記者,，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上,，士兵的攜行裝具越來(lái)越多、越來(lái)越重，可人體的體能和負(fù)重能力卻是有限的,。研發(fā)這套輔助單兵負(fù)重的外骨骼系統(tǒng),，能使人體骨骼的承重減少50%以上，讓普通士兵成為大力士,。

為了讓記者體驗(yàn)從“不堪重負(fù)”到“舉重若輕”的神奇轉(zhuǎn)變,，工作人員連搬帶推地將一個(gè)幾十千克的軍需物資箱放到記者面前。他對(duì)記者下達(dá)任務(wù)：運(yùn)用單兵負(fù)重輔助系統(tǒng)背上軍需物資箱,，跨越“彈坑”,，并將其運(yùn)送到前方20米的戰(zhàn)壕。

看見他徒手搬運(yùn)箱子累得臉紅脖子粗的情景,，記者心里咯噔了一下：“這系統(tǒng)能管用嗎,？”沒想到，當(dāng)工作人員將箱子安放到系統(tǒng)的托架上時(shí),，記者覺得挺輕松,，好像只是背了個(gè)普通的雙肩包。

面對(duì)“彈坑”,，記者再度忐忑起來(lái)：堅(jiān)硬的金屬下肢會(huì)柔順聽話嗎,？記者慢慢抬腿，金屬外骨骼被快速牽動(dòng),，傳出輕微的“咔咔”聲,。轉(zhuǎn)身一瞧，只見身后的一個(gè)傳導(dǎo)盒中,，拖曳著連接金屬下肢的密密匝匝的導(dǎo)線,。

原來(lái)秘密在這里，這些導(dǎo)線連接著腰部,、膝蓋和小腿等部位的傳感器,，能探測(cè)人體肌肉活動(dòng)，這些密布的傳感器無(wú)時(shí)無(wú)刻不在探測(cè)人體肌肉活動(dòng),。人在走路,、跑步、站立,、轉(zhuǎn)彎等不同動(dòng)作時(shí),，相應(yīng)的人體肌肉會(huì)做出不同的反應(yīng)，連接在導(dǎo)線后的電腦就會(huì)通過(guò)傳感器傳來(lái)的不同信號(hào),，分析人體肌肉微小的變化,，來(lái)‘揣摩’穿戴者的動(dòng)作，而后及時(shí)地做出相應(yīng)的動(dòng)作,，并借助電機(jī)提供的能量,，使機(jī)械和人融為一體,，從而實(shí)現(xiàn)非凡的彈跳力,。

一步邁出去,，效果果真如此，依靠它記者順利翻越了“彈坑”,。工作人員告訴記者,，未來(lái)這套系統(tǒng)如果經(jīng)過(guò)進(jìn)一步技術(shù)升級(jí)，士兵即使運(yùn)輸大型機(jī)具,、超標(biāo)重武器彈藥等也能像平時(shí)行走一樣靈活自如,。如果再將其與數(shù)字化單兵系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，完全可以使普通士兵變身為高機(jī)動(dòng),、超靈活,、全信息、強(qiáng)火力的“鋼鐵俠”,。

戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用：未來(lái)能扛很多活

想象一下,，在地震救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)人就能舉起 100千克甚至 180 千克的石塊,、混凝土板塊,，而且 24 小時(shí)連續(xù)工作也不會(huì)感到疲勞，這樣的救災(zāi)隊(duì)伍可以高出正常人好幾倍的效率在狹小的空間內(nèi)清除廢墟或者清除道路上的障礙物,，這將是怎樣的工作效率,！在戰(zhàn)場(chǎng)上，一支行軍時(shí)速 20 千米,，能夠在夜間精確定位,，負(fù)載100 千克以上各種信息化裝備的外骨骼機(jī)器人部隊(duì)投入戰(zhàn)斗，而對(duì)手是傳統(tǒng)意義上的步兵,，這將會(huì)獲得怎樣的戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì),。這些設(shè)想曾一度在美國(guó)的科幻大片中上演，也一步步地由科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí),。

其實(shí),，外骨骼機(jī)器人技術(shù)在許多領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景 ：在民用領(lǐng)域 ，外骨骼機(jī)器人可以廣泛應(yīng)用于登山,、旅游 ,、消防、救災(zāi)等需要背負(fù)沉重的物資,、裝備而車輛又無(wú)法使用的情況,；在醫(yī)療領(lǐng)域 ，外骨骼機(jī)器人可以用于輔助殘疾人,、老年人及下肢肌無(wú)力患者行走 ,，也可以幫助他們進(jìn)行強(qiáng)迫性康復(fù)運(yùn)動(dòng)等,，具有很好的發(fā)展前景。但其中最受大家關(guān)注的還是它在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,。