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诞生于反恐战争中的美军机器人

2021-09-15 15:54:08  来源 : 新浪网


        警用装备网讯:   MULE多功能机器人


  MULE为Multifunction Utility/Logistics Equipment的缩写,意思就是“多功能机器人”。在新制定的美国陆军陆上机器人的计划中,有一项任务是开发自主移动式机器人。它的最大任务是直接掩护作战部队。通俗点说,这种机器人可以替代士兵,或者成为“士兵的伙伴”直接参加战斗。尽管美国陆军现在就有装有机枪的武装型“魔爪”机器人,但是,这样的机器人还不能自主配合人类士兵作战。


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  不过,雄心勃勃的美国陆军正在推进强力战斗机器人的研发。其代表性的项目是自主移动型的ARV-A(L)轻型强击型武装机器人战车。这种机器人战车有一个无人炮塔,炮塔上装有4具“标枪”反坦克导弹发射器和重机枪,具有同敌方主战坦克和步兵作战的能力。这个ARV-A(L)研发计划,并不是一项单独的计划,而是大名鼎鼎的FCS(未来作战系统)的一个子项目。2011年期间,由于FCS项目中止,自然ARV-A(L)项目也被束之高阁。


  让我们对研发多年的MULE多功能机器人的技术水平一探究竟吧!


  MULE多功能机器人为2.5吨级的通用轮式机器人,分为输送车型、强击型和反地雷型三种类型。车体为6×6的轮式车辆,动力装置为混合动力型,即发动机为直列柴油机,带动发电机旋转,为电动机提供电能,再驱动车轮前进。悬挂装置为扭杆式,将来可以直接采用全电力驱动。其最大速度达到了90千米/小时,最大行程达到了100千米。


  MULE多功能机器人的作战行动,基本上还是由士兵通过超高频(UHF)无线电遥控操纵,但是,它具有自主机动的功能。车内装有高性能的复合传感器、自主导航系统(ANS),可以自动地、实时地判断地形地物、前进道路、速度、倾斜角、方位等信息,选择正确的路径直达目的地。特别是它能自主地跟从有人车辆、人类士兵前进,更是得心应手。


  引人注目的是,更受到美国大兵的青睐的,与其说是轻强击型机器人,莫如说输送车型机器人。这种输送车型MULE陆上机器人,在作战前线可以配合两个步兵班(18人)执行72小时(三天)的作战任务,伴随运送这18名美国大兵全部的弹药、粮食、水和个人装具等。要知道,美国大兵若是全部肩背、手拿几十千克的弹药、粮食和装具,再徒步行进几十千米,那么,还没等打仗,就会累得筋疲力尽了。输送车型机器人,是美国大兵听话的、不知疲倦的“忠实仆人”,只要实现编制好程序,就一切OK啦!一辆输送车型MULE的搭载重量为1 089千克,负载能力没有问题。此外,它还可以完成伤员后送的任务。


  SMET班用多用途机器人


  据统计,一名数字化的美国大兵,头戴有红外夜视仪的头盔,再配上电子通信显示终端,再加上武器、弹药、粮食等个人装具,总重量接近50千克,已经超过了人类士兵徒步行军负荷的极限。这样的士兵,还没等打仗就已经疲惫不堪,对战斗力有重大影响。而战斗打响之后,徒步步兵所携带的7个弹夹又会很快打光。如交战持续的时间长,不仅弹药,食物和水的补充也是一个大问题。在敌火条件下,为美国士兵补充弹药、粮食和饮用水,历来是令美军头疼的大问题。而有了能自主跟进的输送车型机器人,便可以较好地解决这一难题。为此,美国陆军开始执行一项名为“分队多用途装备运输车计划”。分队多用途装备运输车,英文名为Squad Multipurpose Equipment Transport,缩写为SMET,通俗一点也可以说成是“分队(班用)多用途机器人”。


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  SMET所追求的最重要目标是,在战斗条件下,能为步兵分队(班)执行支援补给任务,能伴随前进的步兵班9名士兵运输72小时(3个战斗日)所需的弹药、粮食、水等补给品。SMET的车体重量应满足能用UH-60通用直升机吊装空运的可能。分队多用途机器人的控制方式有三种:无线电遥控、GPS路径导航和半自主行驶。所谓的“半自主行驶”,是指利用具有导航装置的密码箱和操纵装置发出指令,机器人上的接收装置接收到信号后,跟踪指令行驶的一种方式。当然,SMET上具有人工智能系统和供给能源的蓄电池等。


  这项SMET计划要求到2022年达到能开始装备部队的水平。这种分队多用途运输机器人的车体尺寸指标还没有最后确定。大体上分为大、中、小三个系列。大型的(L)搭载重量为1 000磅(约为454千克),最大行程为250千米;中型的(M)搭载重量为600磅,最大行程为100千米;小型的(S)搭载重量为300磅,最大行程为50千米。美国陆军实施的SMET计划中,各家公司提供了多种试验样车,供美国陆军进行试验比较。初步试验的结果表明,小型的(S)虽然价格便宜,但跟随分队前进的能力不足。在这里,仅就几种中型和大型的分队多用途机器人来加以比较。L型的代表性产品为洛克希德·马丁公司研制的SMSS;M型的代表性产品为HDT古洛巴尔公司研制的“防护者”(Protector)陆上机器人。


  SMSS的全称为Squad Mission Support System,意思是“分队任务支援系统”。通俗点,可以称之为“班用任务保障系统”。这是一种多任务、半自主式陆地无人车,可以说是研发MULE多功能机器人的洛克希德·马丁公司的又一个杰作。它最大的特点有两个。一个是具有非常先进的控制方式;另一个是具有足够大的搭载量以及具有可扩展性,发展潜力巨大。


  就其控制方式而言,一共有6种控制方式。第一种是利用半自主行驶方式的跟进型(Follow Me)。在这种方式下,SMSS可以一直跟随前进的步兵向前,也可以自主地到达指定地点(Go-to-Point),还可以自主地按原路返回。第二种方式是,操纵者声音控制方式(Voice Command),即声控机器人。第三种方式是,有线或无线遥控方式。第四种方式是,视界外的无线遥控方式。第五种方式是,视界外的有监督的自主行驶方式。显然,在第四种和第五种方式的情况下,都要利用通信卫星的数据链才行。在野外试验中,操纵者曾经成功地实现了在322千米之外对SMSS进行操纵控制的试验。第六种是操纵者用手动方式对SMSS进行操纵控制。


  SMSS的第二个特点是,具有足够大的搭载量。它采用6×6的越野车体底盘,全重为1 955千克,全长为3.6米,全宽为1.8米,比起一辆家用小轿车的尺寸还要大不少,甚至比起日本陆上自卫队的轻装甲车的个头还要稍大些。不过,SMSS跑得不快,最大速度只有40千米/小时,跟随步兵前进时,只要4千米/小时的速度就足够了。SMSS的最大行程可达200千米的样子,可以连续行驶8个小时。


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  SMSS的车体有一个宽大的平台,可以搭载9名士兵的全部个人装具和武器弹药,装卸方便。让我们看一看一辆SMSS到底能装多少东西吧!一个步兵分队(步兵班)9名士兵的行装包括:行军背囊9个、机件背包10个、弹药箱(步枪子弹和机枪弹)8个、容量20升的饮用水容器、9个野战实用食品箱、“标枪”便携式反坦克导弹2枚。要让美国大兵背上这些东西行军几十千米,还真是挺够劲的。从SMSS野外试验看,SMSS装上这“全部家当”后,还有空闲地方,足见SMSS的装载量十分可观。此外,这种输送车型的SMSS,还可以很容易地改装成无人侦察车、武装陆地机器人、自主型扫雷机器人等,变型能力相当强。


  实际上,这种SMSS班用任务保障系统早在2012年便制成了4台样车,全部拿到阿富汗战场上进行了5个月的实战运用试验。一台SMSS的装载量为超过设计指标的907千克,在阿富汗崎岖的山路上行驶了2千米,取得了满意的结果。


  2014年8月,美国陆军在国内的试验场进行了一次史无前例的试验,即新的无人系统联合演练的试验。任务想定是:无人机和无人车组合,为深入敌占区150千米的友军紧急运送补给品。无疑,如果用有人飞机和有人车辆来完成这项任务,危险性还是相当高的。参试的设备是K-MAX无人直升机,吊装SMSS无人车,构成了空降机器人组。显然,这项试验是通过通信卫星、利用遥控操纵方式来完成的。由SMSS车体伸出的高高的桅杆,可以从高处监视敌方的战场态势。


  这种运用方式是全新的,开创了空陆机器人联合运用的新天地。不过,关于SMSS的不足之处尚不完全明朗。估计主要是一个采购价格问题。SMSS如果采用涡轮增压柴油机为动力装置,在最大功率和续航能力上是能满足要求的,但是,柴油机的噪音太大,对作战的隐蔽性和前进的步兵是有影响的。如采用混合电传动装置或利用蓄电池供电,则可以实现“安静地行驶”,但是,这样一来,采购价格便要高出许多。



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