第五章第四节地面军用机器人
机器警察
所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统，它们不仅在和平时期可以帮助民
警排除炸弹、完成要地保安任务，在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务
，今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。
在西方国家中，恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾，饱受爆炸物的威
胁，因而早在20世纪60年代就研制成功排爆机器人。
在法国，空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。DM
公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob
公司的MV4系列机器人。我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。
美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎，白宫及国会大厦的警
察局都购买了这种机器人。在南非总统选举之前，警方购买了四台Andros VIA型机器人，它
们在选举过程中总共执行了100多次任务。 Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理，它
是美国空军客机及客车上使用的惟一的机器人。海湾战争后，美国海军也曾用这种机器人在
沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。美国空军还派出5台Andros机器
人前往科索沃，用于爆炸物及子炮弹的清理。空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备
有一台Andros VI。
排爆机器人不仅可以排除炸弹，利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人
员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察，监听他们的谈话，不必暴露自己就可对情况了如指
掌。
机器工兵
据联合国儿童基金会1996年的报告估计，在全世界64个国家中埋有700多种1.1亿颗地雷
，例如在海湾战争中，伊拉克共埋设了500～1 000万颗各种地雷，阿富汗有1 000万颗，柬
埔寨有500～800万颗，安哥拉900万颗，莫桑比克200～300万颗，波黑有300～500万颗。这
么多地雷对于平民百姓是非常危险的，更不要说许多地方还在不断埋下新的地雷。现在世界
上每月有2 000人死于地雷爆炸，每年约有2万～2.6万人因触雷而丧生，地雷已使25万人致
。而且每清除一颗30美元的地雷，需要花费300～1 000美元，这么多的地雷以现在的投资与
技术需要1 400年才能清除完毕。在阿富汗，只靠人工扫雷，清除全国的地雷需要4 300年，
而且扫雷还会造成士兵的伤亡。因此扫雷成了各国紧迫而又长期的任务。
机器人扫雷之所以受到人们的重视，不仅因为它扫雷速度快，更重要的是它可以避免人
员的伤亡。扫雷机器人大体上可分成两类，一类重点探测及扫除反坦克地雷，另一类探测及
扫除杀伤地雷。前者多用现有军用车辆的底盘改造而成，体积较大；后者多为新研制的小型
车辆。当然，有的机器人也可同时扫除两种地雷。
一般专门扫除杀伤地雷的机器人体积都比较小，美国新研制的Mini-Flail小型遥控扫雷
机器人，就是这种机器人。它是在Bobcat推土机的基础上改装的，采用一个装有链条的转筒
扫雷，链条炸坏后很容易更换。有4辆这种机器人在波黑已经无故障地工作了几百个小时，
获得军方的一致好评。1999年9月美军又派出三辆Mini-Flail前往科索沃的道路上扫雷，加
拿大住科索沃的维和部队也装备了两辆这种扫雷车。这种机器人是正式列入美国陆军编制的
第一种地面军用机器人。
2002年美军将装备一种名叫地雷猎手及杀手（Mine Hunter/Killer）的机器人，其目标
是将探雷及扫雷装置集成到同一辆标准的战术车辆上。该车可在道路及开阔地上探测750多
种地雷，可在60米的距离上探测直径在12～38厘米的地雷，而现装备的最大探测距离只有5
米。该车只需几秒钟就可确定地雷的位置，定位精度为25厘米。一旦探测到地雷，30秒内就
可销毁它，扫雷成功率在90％。扫雷宽度2.74米。机器人可在沙地、碎石地、黏土及有机
土等各种地面上作业。
机器人扫雷的主要困难在探雷，首先要找到地雷在哪里。今天已采用的或正在研制中的
探雷技术主要有：金属探测器，地面穿透雷达及红外传感器等。用这些方法探雷往往虚警率
过高，探测率很低。现在没有哪一个单个传感器可以满足探雷的要求，于是人们就把多种传
感器结合起来，以求得到更好的效果。由于探雷所需的数据来自不同的传感器，要做到准确
判断，就需要复杂的传感器融合技术，而传感器融合所需要的计算量特别大。
今天，训练有素的军犬是能够对地雷特别是非金属地雷定位而几乎没有虚警率的惟一的“技
术”。狗的鼻子可以嗅出地雷中炸药辐射出的浓度很低的蒸气，但是用狗探雷时他集中注意
力的时间短，很快就会疲劳。狗可以相当有效地嗅出机场及其他面积有限的建筑物中的炸药
，但用它探测大范围内的地雷显然仍是不足。
为了从根本上解决探雷问题，1997年美国启动了一项为期3年的基础研究计划，打算利
用仿生的方法开发出各种探雷技术，它的名字叫“电子狗鼻”计划。它利用与狗同样的闻炸
药气味的方法探测地雷中的炸药，这改变了以往探测地雷物理特征的基本原理。其中的一种
方法叫核四级矩共振技术，这是一种非常有前途的机器人探雷技术。
核四级矩共振系统的原理是：它不是直接模仿狗闻地雷中氮气的气味，而是利用无线电
频率的能量穿透地雷内部的炸药，激发炸药中的氮原子引起它的共振，产生一个能量波。测
定这个能量波并经计算机处理后，就可确定是否有炸药存在。这种探测器比现有探测器的精
度高得多，还可识别地雷中炸药的类型，而且虚警率很低。
核四级矩系统的能耗很大，但把它装在车上，它的体积、重量和动力都不成问题，价格
也比较便宜，因而特别适合用于机器人探雷。美国陆军打算把它用在自己新的探雷车上，该
车正处于工程制造阶段。
目前机器人探雷扫雷的应用才刚刚开始，由于用机器人探雷及扫雷的速度快，特别是可
以避免士兵伤亡这一最大的优点，使它具有光明的前景。