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微警用
警务机器人，出发
2020-06-09 10:17:12 作者 : 刘鹏 安树 来源 :警用装备网讯： 题记：小时候，看《变形金刚》，每每听到汽车人领袖擎天柱振臂高呼：“汽车人，出发！”总觉得热血澎湃，因为他们是为保卫地球，为了人类，不顾自我的生死而战。在现实的世界里，在和平与发展为主题的今天，战争机器人毕竟离我们太远。跟我们接触频繁的，反而是各式各样的警务机器人，不论是在街头、派出所，还是在案发现场，我们都能时不时见到它们的身影。今天，我们悉心整理了相关资料，让你走进它们的世界。
今年年初爆发的席卷全球的新冠肺炎疫情在给各国人民带来痛苦的同时，却意外的让机器人——这个让普罗大众熟悉而又陌生的产品——走上了前台。它们辅助人类应对疫情，发挥出了积极的作用。
如果从上世纪40年代后期，美国研制出的用于搬运放射性材料遥控式机械手算起，现代机器人已经经历了近80年的发展历程。如今方兴未艾的智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，更是集合了机构学、测试技术、制造技术、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通信技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果，根据不同的应用环境，它被赋予了多种多样的丰富功能，成为了整个人类社会不断追求的高科技生产力工具。
古早机器人资料图
近年来，大数据、人工智能被大量运用于警务领域，警务工作正在发生重大而又深刻的变革，在“科技强警”的道路上，融合了现代科技成果的机器人获得了越来越多的运用，不仅大大提高了警务工作的效率，也有利保障了执勤民警的人身安全。从功能上看，警务机器人主要被用于代替人直接在现场进行进行侦查巡逻、爆炸物探测处置、应急救援等，也可以对一些持枪及暴力犯罪分子实施有效攻击，因此一般被细分为勤务机器人、排爆机器人、救援机器人等等。
需要强调的是，警务机器人发展的最终目的，并不是要来取代人，它始终只是警务工作的一种辅助工具，是用以在高温、高压、有毒、放射性、深水、高空等人所不能忍受的条件和环境中进行工作。随着警用机器人智能化程度越来越高，功能越来越多元，它在警务领域的作用越来越明显，也蕴育出一个相当庞大的市场。
勤务机器人
疫情期间，我们见得最多的警务机器人莫过于勤务机器人。勤务机器人，顾名思义，就是协助警务工作者进行日常的勤务工作。主要包括道路巡逻、信息咨询、事故警戒等等。同时，为应对疫情防控需要，各地勤务机器人还增设了体温检测和人员筛选的功能，极大地提高了警务人员的工作质量和效率。
其实勤务机器人很早就已经在国内得到了使用，2017年1月，武汉经济技术开发区（汉南区）公安分局向公众展示了勤务机器人“安安警官”的试验品，这是一台集遥控辅助巡逻、视频治安防控、高清语音播报等功能于一身的高科技警用机器人；2017年2月17日，河南郑州上线全国第一款警察机器人，在高铁站进行巡逻执勤；2017年国庆期间，天安门广场附近的国家博物馆一台协助维持秩序的勤务机器人在负责执勤巡逻；在北京西单商业区也在使用功能丰富的勤务机器人，负责维护商业区周边的社会治安。2019年7月，北京市王府井“安巡士”巡逻机器人上岗；2019年8月7日，河北邯郸市公安局迎来了全国第一批上岗的机器人交警，开启了人工智能交管的新起点。福建省福州市正式引进勤务机器人——“安安警官”。
资料图
而在2019年举办的武汉第七届世界军人运动会上，勤务机器人更是大放异彩，多台机器人肩负起巡逻、维护治安的重任。武汉市公安局东湖新技术开发区分局创新使用的警用巡视机器人“小谷”，实现了公安网自动视频监控、违法抓拍、公安数字集群对讲、身份核验、票务抽检等公安实战功能；武汉市公安局经济技术开发区（汉南区）分局将警用巡视机器人“小沌”，用于军运会主场馆体育中心及军运会国际媒体中心的警务巡逻工作，协助民警进行日间、夜间的巡视，扩大了驻防面积，做到360度无死角、全天候、全地形、全模态、无疏漏的突发情况排查。
在国外，勤务机器人的使用也相当的普遍。迪拜作为对新兴技术和产品非常热衷的国家，在勤务机器人应用方面也是相当积极。2017年，迪拜警方首添勤务机器人警察，这款机器人出现在世界第一高楼迪拜哈利法塔的外面。他们的目标更是在2030年之前让机器人取代四分之一的警力。勤务机器人主要将部署于观光区，配备摄影机能传送影像至指挥室，也能辨识通缉犯。
迪拜机器人警察
新加坡也有用自己的勤务机器人警察，其主要的创新点是拥有一架可以在入侵者进入之后发射的无人机。该机器人还可以识别入侵者以及无人看管的行李等可疑物品。它还能将警报发送到前方的指挥中心，也就是安全性能被激活的地方。2019年，在美国亨廷顿公园出现一款新型勤务机器人警察。机器人的主要工作是扫描和拍摄周围环境。机器警察还记录过往车辆的车牌，并与在线失窃车辆数据库进行核对。
因为外形特别、功能丰富，勤务机器人上岗之初就受到广大人民群众的欢迎。凭借其灵活移动和数据捕捉的能力，也为警务工作者的日常执勤和执法任务带来了非常大的帮助。随着人工智能、大数据技术的飞速发展，勤务机器人的智能化程度也在不断提高，功能日趋完善的同时，应用领域愈发广泛。
排爆机器人
排爆机器人是最早被运用于警务工作的机器人。1972年，英国研制成功第一款排爆机器人，以应对反政府军频繁的炸弹袭击。随着地区冲突的加剧，反恐战争和警务工作的需求，各个国家都非常重视排爆机器人的发展。
排爆机器人，具体指排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，避免不必要的人员伤亡。它可用于多种复杂地形进行排爆。主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹；代替现场安检人员实地勘察，实时传输现场图像；可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击；可配备探测器材检查危险场所及危险物品。
资料图
尽管起步晚于西方世界，但在排爆机器人领域，我国自主研发的技术和装备却发展迅猛。在去年开展的“反恐突击-2019”智能无人系统挑战赛中，国内首款仿人化双臂排爆机器人隆重亮相。整个双臂排爆机器人中分为轻型和中型两款双臂排爆机器人，能够满足不同场景和任务需要。
而在2020年3月，中国科学院沈阳自动化研究所研发了一款新型轮—腿—履带复合式排爆机器人Scorpio（天蝎），有效提高了排爆机器人的作业效率和作业能力。Scorpio具有履带和自平衡两种运动模式，兼具环境适应性与运动灵活性的优点，在复杂环境中可以利用履带行走，有越障能力，可爬楼梯；在平坦城市道路上，可利用两轮自平衡模式行走，速度快，灵活性高，且能耗低，续航时间长。
排爆机器人的出现，大大提高了排爆人员的安全系数，能够很大限度上减少排爆人员因执行任务而造成的伤亡。而在维护社会公共安全，保障人民财产安全方面，也有着非常巨大的作用。
救援机器人
近些年来，随着全球气候的恶劣变化，自然灾害发生频率越来越高。全世界都面临着诸如地震、海啸、山体滑坡和泥石流等等灾害的侵袭，这些严重威胁着人民的生命和财产安全。灾害发生之后，对掩埋人员的搜救工作，成为抢险救灾工作的重中之重。而只凭借搜救队员的人力救援，难以满足复杂的搜救场景。此时，能够搭载各种搜救设备的救援机器人成为了救援工作的强大助力。
救援机器人主要包括面向自然灾害等的救灾机器人、危险搬运与维护检修机器人、能源维护服务机器人等。能源维护包括核电站监测、缺陷修复、拆装、救援等遥控机器人，电力巡线检测与检修机器人，电站安全监控机器人等。其特点是机器人要进入人或者搜救犬无法到达的地方去开展搜救工作，常用的运动控制方式包括履带式运动系统、仿生蛇形系统、仿生蜘蛛系统及可重构变形机器人系统等。
资料图
1993 年，一台名为但丁（Dante）的八脚机器人试图探索南极洲的爱里伯斯火山，这一具有里程碑意义的行动由研究人员在美国远程操控，开辟了机器人探索危险环境的新纪元。“9·11”事件后， 美国iRobot、Inuktun 公司和 Foster-Miller 公司研发制造的救援机器人的良好表现，开了救援机器人技术研究的序幕。美国救援机器人的研究内容涉及地形和环境适应能力、生命体征和环境特征探测能力、可重构变形能力等，这些都大大提高了机器人的救援能力。
作为多地震、多核能国家，日本在救援机器人研发方面做得较为全面。日本的研究人员率先将仿生机械应用于救援机器人设计，研制出世界上第一台蛇形机器人 ACM，并一直致力于仿生机器人及其救援应用方面的研究。2017 年，为应对福岛核辐射后期检测和维护，日本东北大学开发了一款新型蛇形机器人。这款机器人可通过喷射空气抬高配备摄像头的前端部分，可穿越灾区中比较高的障碍物在废墟中开展搜索工作。
我国的救援机器人起步较晚。在“十一五”期间，已经将“废墟搜索与辅助救援机器人”项目列入国家863重点项目，由中科院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室与中国地震应急搜救中心联合承担研制，并成功研制出“废墟可变形搜救机器人、机器人化生命探测仪、旋翼无人机”三款机器人。这三款机器人曾经被国家地震局评为“十一五”以来最具应用实效的10项科技成果之一。2013年4月20日，四川雅安地震发生后，沈阳自动化所科研人员迅速反应，已于20日下午组成临时搜救队随同机器人急赴灾区开展救援工作。在“十三五”期间，科技部又发布了《“十三五”公共安全科技创新专项规划》，其中就强调了将强化公共安全技术装备的应用，推动应急救援机器人等一批自主研发的重大技术装备投入使用。
此外，哈尔滨工业大学、中国科技大学、太原理工大学、山东省科学院自动化研究所等都研制了煤矿救灾机器人装备。如国内部分企业也开展了救援机器人的研究工作。新沂八达重工推出了“双动力智能型双臂手系列化救援机器人”，通过遥控操作，可以实现救援机器人双臂手的协调配合，可完成坍塌物破碎、切割、抓取、剥离，探测生命和图像传输等功能。双臂手机器人在 2013 年雅安地震中完成了精细化分解、剥离残垣断壁的工作。哈工大机器人集团也推出了紧急救援机器人，它可代替人进入火灾、爆炸、浓烟等危险区域，救援人员通过远程操作救援机器人可实现灾害现场的监测工作。另外，国内许多研究院所在海滩救援机器人、自主救援机器人、消防机器人、森林火灾机器人、能源维护机器人、地面移动特种作业机器人等方面也做了大量工作。
侦察机器人
无论是民警还是特警，在执行任务时总会面对各种各样复杂的现场状况。尤其是涉及有毒、有害、生化、腐蚀等危险存在的任务现场时，警察只身犯险并非明智之举。此外，在细小、狭窄的目标地进行任务侦察，单凭人力很难做到。这时，侦察机器人的作用就会凸显出来。
资料图
侦察机器人是在各种复杂危险的环境下执行侦察任务的重要辅助装备。应具有视频音频传输和照明设备，其主要特点：隐蔽性好、 体积小、噪音小、重量轻、操作灵 活方便、适用环境广、功能多样。 例如，能搜索藏于车底部或座椅下方的可疑物品，能进入一定尺寸的管道进行侦察和爬壁的机器人等。 发展侦察机器人应以小型陆地侦察机器人发展为先导，带动爬壁、管道、空中、水下和其它侦察机器人的全面发展，形成实用、可靠、有特色的侦察机器人系列。
爬壁侦查机器人是中国国内首家面向反恐侦察、高空特种作业开发的产品，具有完全独立自主的知识产权，能在楼宇、桥梁、船舶、飞机表面等进行高空作业。以楼宇反恐侦察为例，爬壁机器人可通过城市楼宇建筑外表面潜行至事发点，搭载的摄像头将室内人员情况的图像视频无线发送至指挥中心，为安全部门进行现场形势判断、行动任务决策提供现场依据，可以有效保障反恐人员的安全，提高行动的成功率。
在发达国家，侦察机器人更是被广泛应用。日本防卫省技术研究本部尖端技术推进中心研制出了“手投式侦察机器人”。这种小型侦察机器人可从窗户投入敌人或恐怖分子所在的建筑物内，对室内状况进行拍摄。这种手投式侦察机器人具有可投掷、可移动和搜集情报3个基本功能。球形构造目的是确保在投入时不致损坏。
2006年，美国国防部先进研究项目局（DARPA）委托制造一种叫做"超微蜂鸟"的侦察机器人，超微蜂鸟是一架扑翼机，可以对目标位置执行观察拍摄任务，并将视频流回传给操作员，后者藉此指挥、导航；作盘旋飞行则有助于测量观测。
美国还研发出能变身直升机的滚动侦察机器人，由尼古拉斯教授带领的美国明尼苏达大学分布式机器人中心的设计人员就将这两种功能糅合到同一台机器人身上，它能在地面滚动执行遥感任务，需要时则能像直升机嗡嗡地起飞。这个机器人有滚动和飞行两个独立的模式。滚动模式中机翼折拢，藏身在身体里（上图）；需要切换到飞行模式时，机翼从固定位置伸出并打开，带动机器人像直升机那样启动、飞翔。
还有外形类似杠铃的侦察机器人，只有人的手掌大小，它可用于崎岖不平的道路，而且掩人耳目，灵活机动而且安全可靠，可连续使用。通过将其扔进窗户、扔过墙或扔下楼梯等，它都能安全着陆，甚至能从无人飞机上将其扔下。一旦展开，就可通过控制端控制其移动，该机器人可以帮助你侦察敌意或危险的环境，通过实时的视频传输帮助你采取快速、安全和果断的决定。
警务无人机
作为近几年，蓬勃发展的新技术，无人机也在警务工作中得到了广泛的使用。无人机体积小巧、灵活性强，不仅适合于外出办案携带，而且灵活性更强，具有机动速度快、监视范围广等诸多优点。同时，由于使用简单，执勤民警根据实战需要，可在无人机上安装高清摄像机或机械抓手，单人1分钟内即可完成，适合单警执行任务。由于无人机不需要特别部署，启动即可工作，能迅速到达指定地点执行任务，将航拍图像实时清晰地传输到指挥中心平台和有关领导的手机移动终端，为扁平化、跨层级的指挥处置提供直接、可靠、快速的视频图像信息支撑。
此外，警务无人机凭借极强的灵活性，在应急处突方面，可以大展身手。警务无人机采用空中监控的方式，在对大范围场地进行布控调节，疏导人群，抓拍违法行为等，效果非常显着。警务无人机在辅助交通管理方面，也颇有建树。在发生交通意外后，无人机可以为交警提供及时的事故现场画面以及具体的事故发生位置。为还原事故场景，划定责任人提供强有力的技术支持。
资料图
同时，警务无人机在消防救援中也有重要作用。无人机在消防运用可以解决以下四方面的问题：灾情侦查、监控追踪、辅助救援、辅助监督。而面对自然灾害造成的救援需求，无人机也能满足。在地震掩埋人员的搜救中，无人机可以携带生命探测仪进行搜救工作，同时采集到的影像资料还可以加快灾区测绘工作的顺利进行。
2014年，公安部将无人机纳入警用航空管理范畴，更在2015年初印发《关于进一步加强公安机关视频图像信息应用工作的意见》，明确将无人机航拍设备纳入移动无线视频监控系统，《意见》的出台为无人机在警务实战中的应用提供更加强有力的支撑。
国内部分主流警务机器人研发生产企业
注：1.本表主要以有研发生产实力的企业为主，由于精力、能力有限，如有遗漏尽请谅解
2.进口及代理企业未列入表中。
在全球技术发展背景下，警用机器人已经进入了一个高速发展期，其进化将在虚拟现实、计算机视觉、模块化技术、多机种协同以及仿生技术等方面迎来新契机。据相关机构预测，2020年特种机器人的市场规模将达到近8亿美元，而随着全球对智慧警务产品的需求增大，未来警用机器人的市场预计将达到百亿美元的规模。在这个创新潜力巨大的阶段，不管是研发，还是实战运用，我国正在迎头赶上世界发达国家的水平。
如今，警务机器人在向着微型化和大型化方向发展，在新材料的加持下，也增强了对高温、高压、高辐射、高空等特殊环境条件的耐受性，以适应不同的环境和场景的需求。同时，警务机器人为适应复杂多变的工作环境，也迫切需求高性能的感知系统和智能系统的支持。
此外，有意思的是，与科幻作品描述的类人型机器人不同，目前，世界上运用的警务机器人还难以具备人类的特征。虽然仿生肢体的发展在近些年突飞猛进，很多机器人装上了仿生肢体，连接到神经网络，可以通过人脑直接控制。可惜的是，尽管有很多企业进行了有益的尝试，但限于技术瓶颈和材料的限制，仿生肢体还难以在警务工作领域发挥出真正的作用。
总之，在这个加速推进“智慧警务”、“智慧公安”的大时代，科技兴警、向高科技要警力指导方针不断得到落实和发展。而作为高科技的代表，“智能警用机器人”必定是各公安机关大力发展的警务力量，在政策、技术和社会需求的推动下，警用机器人必将迎来发展新篇章！
（由于水平有限，文中难免有错漏，我们也垦请各位批评指正）
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