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微警用
2019年国外地面无人自主系统发展综述
2020-12-31 14:29:23 作者 : 北方科技信息研究所 孙毅、宋乐等 来源 : 飞航导弹警用装备网讯： 21世纪以来，世界无人系统技术高速发展。无人系统的应用环境正由低强度冲突和威胁环境扩大到高强度交战和中高威胁环境，部分已进入主战装备，正在对战争形态的发展产生重大影响。地面无人系统具有平台损毁无人员伤亡、可长期值守等特点，目前主要用于扫雷破障、武装巡逻、核生化探测、危险品运输、火力引导、通讯中继和后勤保障等领域，是未来陆军作战的必要武器装备。2019年，世界地面无人自主系统技术继续保持高速发展，以美国、英国、俄罗斯和以色列等国为代表，在发展规划、重点型号项目、新兴自主驾驶技术等领域均取得重大进展。
1 加速推进军用地面无人自主系统发展
美英两国通过系列布局和重点突破的手段，加速推进地面无人自主系统重点项目和型号的研制、部署和升级改造工作。
01 通过系统化布局手段快速推进地面无人自主系统发展
美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心正与下一代战车跨职能团队合作，利用工业部门提供的装备，来确定陆军对轻型、中型和重型机器人战车的未来需求。
在轻型和中型机器人平台方面，5月，美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心和美国先进军事联盟共同组织了一场竞赛，重点操作演示中小型平台。此外，美国陆军还计划采购一种新的轻型机器人战车平台，并要求工业部门提供非研发样车参加即将进行的试验。2019年6月中旬，美国陆军正式要求工业部门提交白皮书。陆军希望获得一种可由CH-47支奴干运输直升机吊运或C-130大力神运输机空运的“消耗性平台”，这一平台能够在15 min内为侦察任务做好战斗准备。
美国陆军对轻型机器人战车的要求包括：配装模块化任务有效载荷，允许指挥官可以为每项特定任务定制车辆的功能；可整编到每支旅级战斗队，无论在改良地面（指的是人为因素影响的路面），还是在越野地形，都能跟上陆军主战平台的步伐；行驶速度40 km/h，有效载荷544 kg；能够静默驾驶和观察，具备360°态势感知能力，能规避障碍；使用通用遥控武器站发射标枪导弹，在静止和行进时打击敌方部队和车辆；使用政府提供的装备控制装置操控车辆，具有遥控操作、自主路点导航和引导—跟随三种控制模式。
在重型机器人方面，美国陆军已经准备使用改装的无人驾驶M113装甲人员输送车来评估大型地面机器人的能力。这项工作将以有人布雷德利步兵战车为机器人操控平台，重点关注机器人编队中的有人与无人平台的协同。2020财年，美国陆军将在排级部队进行第一次机器人战车的测试。测试期间，4个类似于M113装甲人员输送车的机器人平台将由2辆代用车控制，每辆代用车配有4名士兵，其中1名士兵驾驶车辆，2名士兵控制2辆机器人战车，1名士兵控制有效载荷。2021财年，美国陆军将在连级部队进行第二次机器人战车的测试，为连级部队采购8个工业改进型机器人，试验结束后，陆军对其表现进行评估，如果评估结果理想，2023财年将再进行一次连级试验。
4月，英国陆军机器人与自主系统负责人表示，英国机器人和自主系统的支出将高于此前宣布的数值。英国国防部6600万英镑转型基金将用于3个军用机器人项目，分别是机器人平台、自主陆地和空中后勤、纳米无人机系统。英国还将投资2 300万英镑用于机器人战车项目。4个项目的投资将超过1亿英镑，总额可能达到1.83亿英镑。英国陆军机器人与自主系统项目的重点之一是联合保障自主补给（CAAR）项目，该项目由地面后勤自主机动保障（GLAM）和联合战术自主补给和再补给（JTARR）组成，旨在为前线士兵提供物资和设备。
02 美英继续加强军用地面无人系统重点型号和项目的研制、部署与升级改造工作
美英继续推进重点型号的研制、部署与升级改造工作。2018年12月14日，奋进机器人公司披露了为美国陆军单兵通用机器人系统（CRS-I）项目开发的蝎子机器人的设计细节和图像。美国陆军普通机器人系统计划将为美国陆军提供3 000台机器人，价值超过4亿美元。蝎子机器人是一款新型多任务无人车，由轻质复合材料制成，可使用3D打印部件在现场进行维修，质量约11.34 kg，可装入士兵背包。蝎子机器人坚固轻巧、机动性和作战能力好，可穿越崎岖地形、爬楼梯，可在潮湿环境中作战；配备多个摄像头，可提供高清晰度的全天候态势感知。
2019年2月，奎奈蒂克北美公司宣布获得一份9000万美元合同，为美国陆军现役魔爪机器人系统提供包括日常维护保养和升级在内的全面保障服务。美国及其盟友在全球范围内共部署了4 000多辆魔爪机器人，迄今为止已执行8万多次排除简易爆炸装置任务。凭借其久在实战中检验的耐用性、易用性、可靠性以及先进的灵活架构，魔爪机器人依然被美军视为爆炸物处置和反简易爆炸装置任务的关键装备。
2019年3月，英国国防部在自主勇士开发大会上宣布，在新设立的改革经费中，将拨出6 600万英镑用于战场快速跟踪军用机器人项目。该项目将使英国陆军在以下三方面受益：
1）新型微型无人机为部队提供空中侦察能力，使其在战场上拥有比敌人更强的态势感知能力；
2）使陆军战车具备遥控能力，可部署到有人驾驶车辆前方，用于探测敌方防御力量；
3）新型自主后勤车辆将为战区部队运送重要物资，替代士兵执行危险补给任务，使士兵专注于战斗任务。
英军总参谋长表示，快速适应能力是在战场上取得胜利的重要因素。机器人与自主系统的感知能力更强、覆盖范围更广、杀伤力更大，可提高部队效率，它的部署将提高英国陆军的杀伤力、生存能力和竞争优势。
2 后勤支援型、武装型自主无人车成为地面无人自主系统装备发展重点
2019年，后勤支援型和武装型自主无人车越来越受到世界各国的关注。美国、英国、俄罗斯、澳大利亚和以色列等国纷纷开展了后勤支援型自主无人车演示验证工作，持续推动武装型自主无人车发展。
01 自主无人车步入快速发展阶段
2019年，美国、瑞士、以色列和白俄罗斯均披露其自主无人车系统。
美国展示新型可变形多域自主无人系统
8月，美国机器人研究公司在国际无人系统协会国防、防卫与安全展上展出飞马座可变形自主无人机/无人车混合系统。飞马座是第一种可变形的全新机器人系统，使用范围和任务能力均超过以往机器人。飞马座可变形自主无人机/无人车混合系统的特点包括：无人机和无人车模式均可自主操作；飞行续航能力为20 min，地面续航能力为4 h；有效载荷9.5 kg，可携带情报搜索侦察载荷和化生放核爆任务载荷；有/无GPS均可使用；可进行三维环境绘图。
瑞士研发自主战术全地形车
12月，瑞士桑德X汽车公司与URS实验室推出联合研制的无人驾驶T-ATV1200战术全地形车。这款战术全地形车采用URS实验室开发的智能遥控系统，配备三轴摄像头、GPS跟踪系统、语音与无线电双路通信和耳机,可在10 km视距范围内控制车辆，或在4 km非视距范围内控制车辆，互联车辆多达10辆，且能互相提供中继服务，将遥控范围扩大至100 km以上。无人驾驶型战术全地形车可根据预编程的任务和路点导航进行自主操作，具备自动返回和跟随功能。配备智能遥控系统的战术全地形车可用于边境和关键基础设施的安防系统。
以色列Gahat机器人公司披露新版阿尔戈全地形无人车
在2019年第九届以色列国际防务与军警展上，Gahat机器人公司展示其新型4×4阿尔戈全地形无人车。该车配备了装有7.62 mm机枪的遥控武器站，与目前市场上其他版本相比，这款阿尔戈全地形无人车载重更大，遥控操作时可在极端天气条件下穿越困难地形。在展会上，Gahat机器人公司还同时披露了另外两种版本的阿尔戈全地形车：8×8两栖型和可自动运送军事装备或受伤士兵的8×8平台型。
白俄罗斯BSVT公司披露半人马座无人车
10月，白俄罗斯BSVT公司披露其半人马座无人车。该无人车为自主机器人系统，可单独作战，也可协同作战，可预先在24 h内制定巡逻路线，同时自动检测和跟踪可疑物体。半人马座无人车配备4个摄像头，包括2个彩色摄像头和2个热像仪，可全天候工作；配备由图拉仪器仪表设计局研制的遥控武器站，配装一对四管7.62 mm GShG迷你枪，可打击1 km范围内以300 km/h速度移动的空中目标。
02 多款后勤支援无人车即将正式列装部队
2019年，美国、英国、俄罗斯和澳大利亚等国家多款后勤支援无人车将正式列装部队。
美国陆军签订小型机器人轮式运输平台采购合同
10月，美国陆军与通用动力地面系统公司签订了一份价值1.624亿美元合同，用于在小型多用途设备运输（SMET）项目下采购624辆小型机器人轮式运输平台，预计将于2020财年第四季度至2021财年第一季度交付美国陆军步兵旅战斗队，计划在2024年10月交付完成。该运输平台的基本作战能力包括无人驾驶和可选载人系统，可在野外作战环境中携带武器和补给，为士兵减轻负担。当作为无控制器的小型机器人时，可减轻整个作战行动的载荷；而作为远程控制或遥控操作装备时，可抵御威胁并增加战斗力。
英国和美国举行无人运输车的联合测试
9月，英国国防科学与技术实验室（DSTL）和美国陆军作战能力发展司令部在美国密歇根州的联合机动训练中心举行无人运输车联合测试。测试车辆包括自动驾驶和半自动驾驶车辆，旨在测试车辆的后勤和补给能力。在最终测试前，英国的无人运输车还接受了一系列补给的测试，包括弹药、食品和医疗用品。此次联合测试对英美两国将各自的专业知识和资源进行整合，为未来陆军后勤行动创造新的思想和方法至关重要。
俄罗斯展示其火星A-800无人车
6月，在俄罗斯库宾卡举行的军队-2019防务展上，俄罗斯空降兵部队展示了奥罗拉设计局研制的火星A-800无人车。火星A-800是一款履带式无人车，质量950 kg，有效载荷500 kg，用于为空降班组提供战场支持，最多能运载6名全副武装的士兵，有跟随、路径追踪、循环行驶和电视控制四种工作模式。
澳大利亚试验并验证其任务适应性平台系统后勤无人车
7月，在澳大利亚举行的护身军刀-2019联合军演期间，对任务适应性平台系统后勤无人车进行了试验并验证了新的作战概念。该无人车的基型车是澳大利亚主席团全球公司开发的一款半自主多任务无人车，可用于运送食品、饮用水及装备，在弹药和野战用品（如电线和沙包）等消耗品补给方面的应用还在探索中。该无人车可通过加装液压起重臂等附件来执行特种任务，还可加装监视模块或用于转送伤员的战斗担架。
03 武装型地面无人自主系统发展受到高度追捧
2019年，美国、俄罗斯、以色列、德国等国家高度重视武装型地面无人自主系统发展。
美国披露为陆军机器人战车计划设计的概念车模型
10月，通用动力地面系统公司在2019年美国陆军协会年会上披露了为美国陆军机器人战车计划设计的概念车模型。通用动力地面系统公司的TL1战车基于履带式平台，该平台使用了四个悬挂在垂直悬挂系统上的双轮胎负重轮转向架。美国陆军计划在2020年完成轻型机器人战车和中型机器人战车的样车制造和全面测试，并于2028年完成列装。
俄罗斯发布了其新研制的标记武装无人车
2月，俄罗斯发布了其新研制的标记武装无人车视频。该无人车由俄罗斯先期研究基金会与俄罗斯安卓技术公司联合研制，是一个试验性平台，将与特种部队进行交互，用于测试新兴技术和作战概念并推动其发展成熟。该无人车特点是前部装甲板稍微倾斜，并配备遥控武器站。武器站上安装1挺卡拉什尼科夫公司的机枪，传感器和光学装置安装在武器站前部和顶部，在机枪的另一侧安装2枚反坦克导弹。
以色列展示其新型杜高Mk II战术机器人
以色列通用机器人公司在2019年英国国际防务展上展示了新型杜高Mk II战术机器人。该机器人适用于特种作战和近战战斗，采用速度更快的点-射界面，只需点击屏幕即可操作机器人精准移动、瞄准并使用致命或非致命武器。当为突击部队开路时，该机器人可装备非致命胡椒喷剂或眩目模块，有效作用距离为5~10 km；保留一体化手枪架，可使用致命火力；内置一个扬声器和麦克风，用于突击队员与嫌犯或人质进行沟通；配备激光指示器和近红外照明器，可在黑暗或地下环境使用。杜高Mk II无人车已交付北约成员国特种部队，也有其他客户订购。
德国展示其改进型武装型任务大师无人车
德国莱茵金属公司在2019年9月波兰国际国防工业展上展出武装型任务大师无人车的改进型。该无人车配有六联装管式发射器，可发射战友巡飞弹，用于执行多种侦察和打击任务。这款无人车和巡飞弹都可由机动型地面控制站操控，具备一定的自主作战能力，可显着降低士兵的操作负担。
新加坡披露一款新型无人战车
新加坡科学技术工程公司地面系统分部披露一款以其29 t重下一代装甲战车平台为基础的无人战车。与有人型下一代装甲战车相比，该无人型战车进行了多处改进，包括：将排气装置从车体前部改到后部；在炮塔后方安装GPS/GNSS天线以及定位与方位传感器；倾斜装甲两侧各安装一部激光雷达。该无人车平台采用M30蝰蛇遥控武器站，在车体周围配备摄像机用于提供机器视觉。
塞尔维亚对米洛斯无人车进行测试
塞尔维亚军事技术学院在塞尔维亚技术试验中心对米洛斯无人车进行测试，并在尼肯齐军事试验靶场向本国和海外代表进行展示。该无人车由塞尔维亚军事技术学院与纳门斯卡特种产品厂联合开发，旨在满足塞尔维亚军队的作战需求，尤其是在室内和城市环境中的反恐作战。米洛斯无人车采用综合火控系统，武器载荷包括1挺M86式7.62 mm机枪，有500发备弹，装有弹药计数器；1具RBG 40 mm榴弹发射器，有6枚待发弹，初速78 m/s，有效射程375 m。
3 技术进步推动地面无人自主系统快速发展
在地面无人自主系统技术方面，无人车用锂离子电池技术、组网技术、新兴自主驾驶技术均取得突破，加速推进地面无人自主系统发展。
01 以色列完成车用锂离子电池全地形外场试验
9月，移动能源产品制造商爱普斯勒公司宣布，其车用ELI-52526锂离子6T电池在以色列国防军装甲车平台上完成超过3 000 km的全地形外场试验。该电池的容量为4.2 kW?h，能力密度超过任何其他电池，能进行1 000次深度充/放电，-19 ℃的冷启动安培数高达1 100 A，具有自愈和大电流充电管理能力，能与大功率交流电机一起使用而不会因为高浪涌电流断开。这一能力还使该电池适用于那些没有任务计算机、缺乏外部电池管理能力的老式车辆。
02 美国将组网技术用于陆军机器人
6月，美国永久系统公司宣布获得一份合同，向奎奈蒂克北美公司提供波继电器移动自组网技术，用于美国陆军单兵通用机器人系统（CRS-I）项目。首批单兵通用机器人系统将很快部署，波继电器将于2020年进入大批量生产阶段，总产量为3 000~3 200部。
单兵通用机器人系统是一种轻型无人系统，采用背包式设计，可由单人携带。该机器人质量不到11 kg，下车士兵可将其与传感器套件一同携带，用于观察、探测威胁，增强士兵在野外的态势感知能力；采用开放式架构，可支持不同有效载荷以及威胁探测、识别与对抗任务；采用开放式麦克风系统，操作人员在通信时可解放双手，不再需要按键通话，意味着操作人员可以边交谈、边控制机器人。
03 新兴自主驾驶技术取得突破
1月，亚加斯网络安全公司在国际消费电子展上利用英伟达公司驾驶星座平台演示了其为自主驾驶车辆研制的网络安全解决方案。随着自主驾驶车辆迅速成为现实以及联网车辆技术与服务的数量和多样性日益增加，车辆面临的网络威胁也与日俱增。亚加斯网络安全公司研制的连通性保护技术以及其寿命保护技术，可以提供至关重要的网络安全保护。
3月，英伟达公司推出了新型驾驶星座自主车辆模拟平台。驾驶星座是由模拟器和车辆两个并行服务器组成的数据中心解决方案。驾驶星座-车辆的驾驶决策可反馈至驾驶星座-模拟器，从而实现时间精度、位置精度和硬件在环测试。驾驶星座是一个开放式平台，生态系统的合作伙伴可在其中集成环境模型、车辆模型、传感器模型和交通场景。通过合并来自更广泛的模拟生态系统的数据集，该平台可生成全面、多样和复杂的测试环境。
在军事需求和技术进步的推动下，地面无人自主系统装备及技术在2019年依旧保持活跃发展态势。地面无人自主系统现已成为外军装备体系不可或缺的一部分，除侦察、扫雷排爆、巡逻等任务外，将逐渐向武装打击、后勤保障等任务领域扩展。美国、英国、俄罗斯、以色列等技术领先国家，在快速发展地面无人自主系统装备及技术的同时，也十分注重其规范化、系统化发展。美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心正与下一代战车跨职能团队合作，利用工业部门提供的装备，来确定陆军对轻型、中型和重型机器人战车的未来需求。
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