尼古拉耶夫

目前，主要國(guó)家的軍事部門都將軍事技術(shù)裝備自動(dòng)化（機(jī)器人化）作為武器裝備主要發(fā)展方向之一。為了在武裝沖突中取得優(yōu)勢(shì)，世界各主要大國(guó)都在著力研究作戰(zhàn)機(jī)器人。其中美國(guó)在該領(lǐng)域取得的成就最大。如果說(shuō)在伊拉克使用了32個(gè)型號(hào)的機(jī)器人共365件，那么，在美國(guó)國(guó)防部的“2009～2034年無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)綜合發(fā)展路線圖”計(jì)劃框架內(nèi)，根據(jù)“陸軍旅戰(zhàn)斗隊(duì)改進(jìn)計(jì)劃”，將研制和裝備約200個(gè)型號(hào)的地面機(jī)器人。按照該計(jì)劃，每年對(duì)地面機(jī)器人的科研工作和采購(gòu)撥款約為15億美元。該計(jì)劃要求到2020年前各種地面機(jī)器人技術(shù)系統(tǒng)的裝備數(shù)量不少于武器裝備總數(shù)的30%。另一種評(píng)估是，到2030年前無(wú)人軍事技術(shù)裝備的比重可能達(dá)到有人戰(zhàn)車的70%，而占戰(zhàn)車總數(shù)的30%。預(yù)計(jì)研發(fā)計(jì)劃完成后武裝力量的作戰(zhàn)能力將得到大幅度提高，并使軍人和其他裝備的數(shù)量減少。據(jù)美國(guó)軍方評(píng)估，新型旅的作戰(zhàn)能力將是原來(lái)的2～2.5倍。

美軍計(jì)劃在旅一級(jí)使用的地面無(wú)人車輛類型有：裝備偵察器材和殺傷武器的地面戰(zhàn)車、戰(zhàn)術(shù)分隊(duì)多用途作戰(zhàn)保障車輛、分隊(duì)居民點(diǎn)作戰(zhàn)便攜式支援車輛、各種質(zhì)量的通用和特種地面車輛。

通過(guò)實(shí)施新的作戰(zhàn)行動(dòng)指揮和遂行原則，并采用軍用地面機(jī)器人技術(shù)系統(tǒng)，來(lái)確保全面整合和提高相互協(xié)同水平，是北約和其他發(fā)達(dá)國(guó)家武裝力量改革重要的一部分。

中國(guó)也在這個(gè)方向上堅(jiān)定地推進(jìn)，中國(guó)軍事領(lǐng)導(dǎo)層密切關(guān)注新技術(shù)在軍事領(lǐng)域的推廣。

那么，俄羅斯在這方面的狀況如何？

俄羅斯地面機(jī)器人類型

俄羅斯在軍用地面機(jī)器人系統(tǒng)方面的研制自然不甘落后，從其亮相的各種無(wú)人地面系統(tǒng)看，從機(jī)動(dòng)性方面可分為便攜式、便攜-車載式、自行式、車載-自行式四類。

便攜式機(jī)器人系統(tǒng)

國(guó)外研制了大量便攜式機(jī)器人系統(tǒng)，質(zhì)量小于12kg，采用履帶式或輪式底盤，最大時(shí)速可達(dá)到10～20km/h。這類機(jī)器人系統(tǒng)被用于執(zhí)行偵察、物資運(yùn)輸、煙霧偽裝保障、繪制地圖、目標(biāo)指示保障等任務(wù)。

而在俄羅斯，為俄羅斯聯(lián)邦安全局、內(nèi)務(wù)部、緊急情況部和俄羅斯原子能公司研制的同類機(jī)器人質(zhì)量為8～15kg，最大時(shí)速范圍為2.5～10km，與國(guó)外先進(jìn)水平有一定差距。還應(yīng)指出的是，目前俄羅斯工業(yè)尚未理順具有所需性能的此類機(jī)器人的必要生產(chǎn)體系。

俄羅斯有代表性的這類產(chǎn)品是“Servosilia工程師”便攜式機(jī)器人。該機(jī)器人用于對(duì)事故發(fā)生地、目標(biāo)建筑物進(jìn)行偵察，并用機(jī)械手處理危險(xiǎn)物體。其質(zhì)量小，置于背囊中，一人即可攜帶，能夠舉起8kg的重物并獨(dú)立沿階梯攀爬。這種機(jī)器人的構(gòu)造中有10個(gè)堅(jiān)固的掛點(diǎn)，可以外掛專用載荷模塊，并可將圖像實(shí)時(shí)傳輸至控制器局域網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)。這種機(jī)器人已經(jīng)在俄羅斯緊急情況部的消防部隊(duì)進(jìn)行了試用，從而積累了進(jìn)一步改進(jìn)的材料。

便攜-車載式機(jī)器人系統(tǒng)

便攜-車載式機(jī)器人系統(tǒng)質(zhì)量為12～200kg，主要在城鎮(zhèn)地區(qū)運(yùn)用。此類機(jī)器人系統(tǒng)在國(guó)外軍隊(duì)中裝備數(shù)量最多，盡管其型號(hào)少，但在熱點(diǎn)地區(qū)應(yīng)用最為廣泛。雖然便攜-車載式機(jī)器人系統(tǒng)的數(shù)量多于便攜式機(jī)器人系統(tǒng)，但二者的最大移動(dòng)速度相近。俄羅斯此類機(jī)器人的移動(dòng)速度也不及國(guó)外同類產(chǎn)品，這同樣是因?yàn)槎砹_斯的研究與生產(chǎn)落后于國(guó)外。

自行式機(jī)器人系統(tǒng)

自行式機(jī)器人系統(tǒng)質(zhì)量為200～2 500kg，主要在起伏地形使用。俄羅斯也在研制此類作戰(zhàn)系統(tǒng)。在“軍工綜合體新聞”網(wǎng)站登載了關(guān)于“機(jī)動(dòng)式生物形態(tài)機(jī)器人基本平臺(tái)”科研工作的信息。此項(xiàng)工作的目標(biāo)是研發(fā)用于在不確定情況下和在難以通行地形條件下確保機(jī)動(dòng)式生物形態(tài)機(jī)器人移動(dòng)的平臺(tái)。目前正在研制兩種平臺(tái)：質(zhì)量小于400kg的中型機(jī)動(dòng)式生物形態(tài)機(jī)器人（BPMBR-400） 和質(zhì)量小于100kg的機(jī)動(dòng)式機(jī)器人 （BPMBR-100）。通過(guò)在此平臺(tái)上安裝控制系統(tǒng)和設(shè)備及專用載荷來(lái)研制機(jī)動(dòng)式生物形態(tài)機(jī)器人。

BPMBR-400配備的控制設(shè)備包括信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、導(dǎo)航和定位、路線和移動(dòng)規(guī)劃、移動(dòng)控制設(shè)備。專用載荷可包括偵察設(shè)備、彈藥和裝具運(yùn)載平臺(tái)、地雷和爆炸物探測(cè)設(shè)備等。

BPMBR-100要能在城市基礎(chǔ)設(shè)施和起伏地形（薄冰、深達(dá)20cm的積雪、水深達(dá)30cm的地面）條件下移動(dòng)，并打算賦予其上下階梯、越過(guò)寬達(dá)40cm的壕溝、高達(dá)30cm的矮墻的能力，在平坦地形的移動(dòng)速度應(yīng)達(dá)到15km/h，在起伏地形的移動(dòng)速度則應(yīng)達(dá)到10km/h。

BPMBR-400也將具備類似能力，區(qū)別只在于它面臨的障礙地帶將更為復(fù)雜。根據(jù)合同，試驗(yàn)型將在2019年1～6月進(jìn)行國(guó)家試驗(yàn)。該項(xiàng)目的研制商為“信號(hào)”全俄科學(xué)研究所股份公司，位于科夫羅夫。

值得指出的還有杰格佳廖夫工廠與先期研究基金會(huì)研制的“涅列赫塔”履帶式平臺(tái)，它可用于偵察、射擊、校射和運(yùn)輸物資。

車載-自行式機(jī)器人系統(tǒng)

當(dāng)前，車載-自行式機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)-傳動(dòng)部分和行走部分的設(shè)計(jì)技術(shù)能夠保證其行駛速度不低于有人駕駛系統(tǒng)（最大速度：硬面公路60～70km/h，起伏地形25～35km/h）。

俄羅斯尚沒(méi)有機(jī)會(huì)對(duì)這一級(jí)別的機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行接近實(shí)戰(zhàn)條件下的測(cè)試運(yùn)行，這類機(jī)器人現(xiàn)處于樣品研制。

地面機(jī)器人相關(guān)作戰(zhàn)系統(tǒng)

在地面機(jī)器人裝備相關(guān)系統(tǒng)方面，俄羅斯取得一定成就的項(xiàng)目還包括：

機(jī)器人系統(tǒng)編隊(duì)集中和分散指揮程序系統(tǒng)

目前正在進(jìn)行試驗(yàn)的機(jī)器人系統(tǒng)編隊(duì)集中和分散指揮程序系統(tǒng)，由聯(lián)合儀表制造公司研制。

該程序系統(tǒng)可用于控制各種無(wú)人裝置，如編隊(duì)中可包括各種無(wú)人地面車輛以及無(wú)人機(jī)、潛水器等。操縱員對(duì)整個(gè)編隊(duì)進(jìn)行總體指揮，但編隊(duì)內(nèi)部的任務(wù)由無(wú)人裝置分配并獨(dú)立執(zhí)行。研制商的代表介紹說(shuō)：“該程序系統(tǒng)采用了基于自適應(yīng)控制機(jī)制的智能控制，其中，機(jī)器人能在非標(biāo)準(zhǔn)情況中實(shí)時(shí)做出合理決定。機(jī)器人能獨(dú)立越過(guò)意外出現(xiàn)的障礙，例如，倒下的樹木，選擇最佳行進(jìn)路線，靈活地重新分配任務(wù)?！痹摮绦蛳到y(tǒng)還可執(zhí)行全自主行動(dòng)。這種方法可在執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)時(shí)在調(diào)整控制系統(tǒng)的情況下采用?？刂葡到y(tǒng)允許同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，高效地分配計(jì)算系統(tǒng)的資源，在各流程（交換數(shù)據(jù)、相互同步）之間進(jìn)行相互協(xié)同。

目前正在用“哥薩克步兵”機(jī)器

人系統(tǒng)（國(guó)立莫斯科鮑曼工程大學(xué)機(jī)器人技術(shù)中心研制）對(duì)技術(shù)進(jìn)行演練。模擬技術(shù)兵器的車輛能夠識(shí)別戰(zhàn)場(chǎng)上的目標(biāo)，根據(jù)危險(xiǎn)程度和自己的武器能力確定優(yōu)先目標(biāo)。它們能獨(dú)立分配目標(biāo)，占據(jù)有利陣地，更換失去戰(zhàn)斗力的機(jī)器人，向操縱員請(qǐng)示攻擊，甚至獨(dú)立消滅目標(biāo)——在沒(méi)有操縱員參與的自動(dòng)模式下。

研制商說(shuō)，下一步程序系統(tǒng)可安裝到實(shí)物裝備上，并調(diào)整好準(zhǔn)備執(zhí)行各種任務(wù)——不僅是軍事任務(wù)，還可執(zhí)行民用任務(wù)。例如，可“教會(huì)”機(jī)器人編隊(duì)保衛(wèi)建筑物和區(qū)域，進(jìn)行搜索和救援工作等。

MANET機(jī)動(dòng)性分散式寬帶自組織無(wú)線局域網(wǎng)

MANET （Mobile Ad Hoc Network）機(jī)動(dòng)型分散式寬帶自組織無(wú)線局域網(wǎng)（研制商為莫斯科SPILNET公司），用于指揮傳感器網(wǎng)絡(luò)和機(jī)動(dòng)目標(biāo)群（無(wú)人機(jī)、機(jī)器人）。

MANET技術(shù)能對(duì)各種通信信息（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）打包進(jìn)行傳輸，確保將信息傳送至用戶，包括多激波轉(zhuǎn)發(fā)，可允許無(wú)線電靜默，能耗低。在機(jī)器人技術(shù)裝備中采用這一技術(shù)可確保與配屬給操縱員的機(jī)器人和執(zhí)行裝置不間斷通信（或者為了偽裝而定期通信），提供來(lái)自機(jī)器人的視頻、語(yǔ)音和其他信息，向具體機(jī)器人下達(dá)執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)的指令。同時(shí)，在用戶行進(jìn)過(guò)程中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的布局可快速調(diào)整，自由進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)。自組織網(wǎng)絡(luò)的實(shí)質(zhì)是向用戶提供通過(guò)經(jīng)由相鄰用戶（而無(wú)須使用任何基站、接入點(diǎn)等）發(fā)送和接收相關(guān)通信信息來(lái)獲得各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可能性。

最簡(jiǎn)單的自組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是某區(qū)域（這個(gè)區(qū)域可以被稱為網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域）內(nèi)的大量用戶和一個(gè)或多個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。每個(gè)用戶的設(shè)備都有自己的作用半徑（取決于其功率）。如果外圍用戶向處于網(wǎng)絡(luò)中心的用戶或接入點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，將發(fā)生所謂的數(shù)據(jù)包通過(guò)已有路徑上的節(jié)點(diǎn)的多跳傳輸過(guò)程。這樣，可以說(shuō)，每個(gè)新用戶都能通過(guò)自己的資源擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)作用半徑。因此，每個(gè)獨(dú)立設(shè)備的功率可以是最低限度的，而這將使每個(gè)用戶設(shè)備成本較低，安全性和電磁兼容性更好。

SPILNET技術(shù)具有可伸縮性，可在很大范圍內(nèi)增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量。將網(wǎng)絡(luò)增加到成百上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，可將網(wǎng)絡(luò)分組，并進(jìn)行組間轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)覆蓋空間取決于節(jié)點(diǎn)數(shù)量、發(fā)射機(jī)功率和所用頻率。為了增加數(shù)據(jù)直傳距離，可采用具有不同工作頻率（例如433兆赫和868兆赫）的網(wǎng)絡(luò)模塊。一個(gè)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)模塊可通過(guò)UART、SPI、I2C接口同時(shí)接入5個(gè)傳感器。通過(guò)短時(shí)間（不越過(guò)400毫秒）的路徑選擇，該技術(shù)可確保發(fā)送數(shù)字格式的語(yǔ)音、服務(wù)數(shù)據(jù)和地理定位數(shù)據(jù)。

使用2.4千兆赫的寬帶收發(fā)機(jī)可組織數(shù)據(jù)高速交換。與采用ZigBe標(biāo)準(zhǔn)的、分層的Mesh固定網(wǎng)絡(luò)不同，MANET無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊不需要經(jīng)常保持網(wǎng)絡(luò)連接，并定期分發(fā)存在包或“暗號(hào)”， 這大大提高了網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。SPILNET系統(tǒng)中對(duì)訪問(wèn)進(jìn)行集中控制，不采用信道定址，因?yàn)榇罅可暇W(wǎng)將導(dǎo)致在沒(méi)有RTS-CTS管理幀交換的情況下被監(jiān)聽(tīng)。其可在直接交換大信息量數(shù)據(jù)之前保持無(wú)線電靜默。

據(jù)公司的研制者證實(shí)，該技術(shù)幾乎能瞬時(shí)上網(wǎng)，具有自組織能力和更高的可靠性，能快速展開(kāi)，資源消耗量和可伸縮性小，非常有前景，特別是對(duì)于以為完成共同任務(wù)而聯(lián)入自組織網(wǎng)絡(luò)為目的的無(wú)人裝置的控制、通信和相互定位。同時(shí)，無(wú)人裝置在一定程度上能獨(dú)立做出作戰(zhàn)決策。此外，該技術(shù)甚至在定期失去聯(lián)系或信號(hào)傳輸延遲的情況下也能確保無(wú)人裝置與控制中心之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，這對(duì)于在城市建筑密集條件下或快速移動(dòng)的無(wú)人裝置來(lái)說(shuō)十分具有現(xiàn)實(shí)意義。

最低限度的配置和快速展開(kāi)使得可以在緊急情況下，在進(jìn)行作戰(zhàn)行動(dòng)和沒(méi)有預(yù)先展開(kāi)的通信基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)使用自組織網(wǎng)絡(luò)。（待續(xù)）

【下期預(yù)告】

本文下篇將對(duì)俄羅斯軍用地面機(jī)器人系統(tǒng)研制現(xiàn)狀落后的原因進(jìn)行分析，并對(duì)其發(fā)展方向作出預(yù)測(cè)——