管窥国外无人智能化排爆装备新发展.pdf

1、管窥国外无人智能化排爆装备新发展郑大壮恐怖主义泛滥的当今，恐怖分子随时都能够将小型爆炸物或隐蔽性强的危险品带入密集人群之中，一旦触发，后果将不堪设想。此外，战场上难以对付的“简易爆炸装置”也让人毛骨悚然。可以坦言，传统人为的排爆手段危险高、效率低，已经不能满足于实战需求。随着无人智能化技术的演进，新型排爆装备的应用或将成为反恐前沿的生力军。“米斯”系统装上“地面之眼”在 2016 年 6 月举行的欧洲防务展上，雷声英国公司与爱沙尼亚米尔莱姆公司共同对外展示了一款以“米斯”履带式混合模块化步兵系统（见题图）为基础，搭载雷声公司研发的“地面之眼”传感器而组成的新型智能化爆炸物探测系统，颇为引人注目

2、。此次防务展举办前，致力于为军事工程领域提供防务产品的爱沙尼亚米尔莱姆公司早在 2015 年 9 月英国伦敦举行的国际防务安全与设备展上，就展示过履带式混合模块化步兵系统的原型产品，绰号“米斯”，并于 2016 年春季成功进行了测试。我们可以称它是“机器人步兵”，也可叫它“无人战车”。总之，它能为战场上的士兵们提供任何想要的帮助并确保他们的安全，同時还能减轻他们的行军负担。从定义上讲，履带式混合模块化步兵系统是具备多种功能的无人地面车辆，用来代替人去执行复杂而危险的任务，既能降低部队面临的风险程度也是部队战斗力的倍增器。“米斯”的灵活性和延展性不仅提升了作战效率，通过简单的维护保养和补给也大大

3、减少了无人作战系统在生命周期内的消耗。“米斯”的架构是以车载式平台为中心，两侧各配有一部履带舱，每部履带舱都安装了独自的动力系统。值得一提的是，动力系统为柴油发动机和电动机组合配搭，既可以使用电力驱动也可使用柴油驱动，也能混合驱动，明显提升了续航时间和行动效能。“米斯”无人车全长 2.5 米，宽 2 米，高 60 厘米，行驶速度 50 千米/时，自身重量是 700 千克，最多能装下 700 千克的载荷，使用混合动力的续航时间是 8 小时。据悉，其亮点在于它的中央设备舱。与其他无人地面车辆不同的是，“米斯”是一套完全模块化组装的系统，通过在车载式平台的中央设备舱上整合进各式各样的设备进而成为“百

4、变金刚”。首先，在运输模块下，“米斯”在中央设备舱里可装入一定体积重量的物资遂行前线运输，特别是紧急物资。其次，在救援模式下，“米斯”的中央设备舱能装下一副担架，随时将伤员送往后方。再次，在作战模块下，中央设备舱能装入反坦克导弹、7.62 毫米通用机枪、40 毫米自动榴弹发射器（CIS 40 AGL）和 CIS 50MG 重机枪等武器。除上述模块外，中央设备舱还能搭载吊装设备、通信中继设备、灭火设备，也可充当无人机基站。说到操控方式，“米斯”有两种。一是遥控方式，由操作人员手中的指挥与控制终端接收来自“米斯”传感器上实时发送的数据，并且通过战术数据链向“米斯”发送指挥数据。二是在“米斯”上安装

5、自动化控制系统，在植入障碍物规避机制后使其自动运行。控制系统自动引导车辆抵达目的地，并沿预定路线行进。下面，笔者着重谈谈“米斯”上搭载的由雷声公司“地面之眼”传感器构成的爆炸物探测系统。大家都知道，美军多年来在伊拉克和阿富汗战场上面临的一大难题就是如何处置那些随时可能要人命的“简易爆炸装置”（IED）。“地面之眼”正是为此设计研发。较之于救援、攻击等常规任务而言，“地面之眼”的科技内涵比较高。这种新式传感器是一种模块化、轻型、具有战术机动支援能力的传感器，昼间和夜间均可用于实战，虚警率也较低，主体部分由激光阵列和高分辨率摄像头构成。目前，有关试验已经证明特定的激光束能够鉴别用于制造爆炸物的化学

6、粉末，比如硝酸铵和硝酸钠。“地面之眼”利用的是激光成像技术，其显著特点是扫描能力强，能够提供高质量图像，在不需要近距离“挖掘”的情况下对埋藏在地表的简易爆炸装置、地雷和其他危险品的尺寸、形状和位置进行准确识别和研判。开放式架构的“米斯”搭载“地面之眼”其实是最理想的选择。实战中，先用“地面之眼”定位爆炸物存放地，之后“米斯”马上换装自动化排爆设备来清除。当然，除了搭载在“米斯”上外，“地面之眼”还可由单兵携带使用，也可搭载至探地雷达（美军曾使用过探地雷达来探测简易爆炸装置，然而探地雷达需要体积较大的接地天线，部署灵活性欠佳）或是非线性节点探测仪（一种具有探测功能的电子设备，可用于搜寻窃听、起爆

7、装置）上，用于提升此类设备的辨识能力。近年来，无人车辆在军事领域的应用蓬勃发展。美军于 21 世纪初就将与“米斯”性质相类似的“魔爪”“派克波特”、MARCbot 等无人车辆部署在伊拉克战场用来应对简易爆炸装置，并取得了不错效果。米尔莱姆公司 CEO 库尔达表示，以往的无人车辆都只能执行单一特定任务，而“米斯”号称是世界上第一款模块化履带式无人车辆，能换装各种设备执行多样化任务。与此同时，“米斯”在使用某一模块时是独立的，但是将若干模块随时都能换装到一部车辆时就变成了一个作战整体，也只有在多种模块快速切换才能适应未来实战需求。当然，如何将这些模块设备方便的携带和使用也是今后需要研究的。可以坦言

8、，在 510 年时间里，无人地面车辆或将在军事装备发展历程中占有举足轻重的作用，“米斯”似乎也不会例外。“光谱”爆炸物探测无人机2016 年 11 月 14 至 17 日，在以色列特拉维夫举办的第四届国际国土安全&网络空间博览会上，以色列激光探测系统公司（LDS）对外展出了一款绰号为“光谱”（SpectroDrone）的小型无人机，颇为引人注目。据悉，“光谱”被称为是世界上首款能够在空中从数米外的安全距离探测地面爆炸物的无人机系统。激光探测系统公司的技术人员表示，“光谱”无人机系统类似于飞行的机器人，尤其对简易爆炸装置和其他爆炸材料、毒品以及化学合成物具有非常敏锐的“嗅觉”。这款无人机能够对各

9、种有毒气体、液体、粉末或是散货状危险品予以有效精准识别。无人机执行任务时的行动半径为 3 千米，也就是说，以无人机为圆心 3 千米范围内只要存在可疑爆炸物，它都可以探测到。与此同时，除探知危险材料是否存在的职责外，其还能对不同的爆炸物材料进行远程实时分析，以便为清除和下一步行动提供重要依據。直至目前，爆炸物探测技术都需要派人将传感器带至要探查材料所在位置数毫米范围之内，这样由人携带装备从事探测作业的传统方法一是具有较高的风险，二是效率低。“光谱”无人机恰巧能解决上述难题。它采用了激光探测系统公司所属专利的距离选通激光光谱技术，用若干激光波束对可疑爆炸物存放地点实施照射，所用波束主要是紫外线激光

10、。在其他任何探测方式都无法奏效的情况下，这种激光照射探测方法为及时而有效的定位和排除爆炸物提供了一定优势。此外，激光探测系统公司新近研究表明，随着技术水平的延伸，“光谱”还可在数米外的距离探测种类更多的爆炸物材料。不久的将来，“光谱”或将成为名副其实的空中“反恐精英”。“光谱”无人机系统的设计方案是在以色列产“擎天柱”多用途无人机基础上，加装激光探测系统公司研制的激光探测传感”，即“无人机+传感器”的“配搭”。官方数据显示，“擎天柱”四旋翼无人机能够携带 1 千克重的载荷飞行约 30 分钟，载荷类型也比较丰富，整套“擎天柱”无人机系统由无人机和地面基站组成。四旋翼是时下流行的无人机样式，具有机

11、身结构简单、易于机动和维护、造价和使用成本低等优点，缺点是电力供应有限、空中稳定性不佳，恶劣气象条件下无法使用。激光探测传感器由激光照射器、激光测距仪和高分辨率摄像头三种电子-光学部件组成，这些部件均集成在一部运行激光系统公司软件包和专有算法的小型光谱仪上。这种较为先进的专有算法和运算程序能够让无人机携带的传感器在被远程遥控时获得充足的敏感度，在增加探测精度同时降低误报和漏报的几率，并将探测能力提高至了实验室水准。“光谱”的工作流程如下：在飞抵需要扫描区域的上空后，无人机的传感器载荷便进入自动运转状态，然后通过地面远程遥控来瞄准和操作。当传感器发射激光束照射到有威胁存在时，无人机便会向地面控制

12、终端发出警报，并立刻将威胁区域的图像信息传回。传感器侦测到的图像信息会在几秒钟之内传回至地面控制单元或是控制中心，进而由地面人员分析是否需要迅即采取措施。“光谱”无人机的试飞过程表明，利用这种自动化系统来遥控排爆能够增强前方人员的安全系数，提升在大范围搜索爆炸物和危险品时的效率。激光探测系统公司的激光探测传感器除安装在“光谱”无人机上外，也可以安装到其他地面无人设备上，由此来升级用户的态势感知和应急响应能力。有了“光谱”之类的出色产品，可无需人员，用无人机和机器人就可以完成探测和排除。比如，一个荷兰的研究小组表示，他们正在开发一款新式无人机扫雷系统，比现有扫雷方法的效能高出 20 倍，而技术花费成本却是现有的二百分之一。这款绰号为“卡方”（Kafon）的扫雷无人机的工作程方式为三步，即绘图、探测和排除，全程都不需要人工干预。在第三步当中，无人机使用机器抓手将一个小型排爆器放置在地雷上。现如今，机器人尚不能完全取代人的地位和作用，但无人技术所创造的新成果正悄然临近，无人技术与机器人的结合在军事领域里的应用也愈发广泛。可以说，无论是“米斯”机器人还是“光谱”无人机，在军民领域中的应用不仅仅是排爆手段的进步，也代表着一种行业趋势。那就是业界正在探索用智能化无人操控平台来逐步取代传统的人力，这样能够大大节省开支。这两款无人智能化装备的问世，也代表着无人排爆领域的发展前景会十分广阔。