机器人:从民用到军用

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/27 14:03:50

英国机器人战车

  “工欲善其事,必先利其器”。随着时代的发展,社会分工越来越细,尤其在现代化的大生产中,有的人每天就只管拧同一个部位的一个螺母,有的人整天就是接一个 线头,人们感到自己在不断异化,各种职业病开始产生,于是强烈希望用某种机器代替自己工作,尤其是那些枯燥、单调、危险的工作。因此,机器人一经问世,便在工业领域得到快速发展和应用,世界上有数百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上,在汽车、钢铁、化工、纺织、机械制造、矿井采掘、核能发电、林业开发、深海探险等部门中,在焊接、喷漆、锻造、冶炼、装配、注塑、运输、热处理、机械加工等作业中,机器人大显神通,特别是在高温、高压、严寒、有毒等危险和肮脏的作业中,更是毫不畏惧地代替工人工作。它们还能攀登高层建筑铺砌瓷砖,爬上桥梁钢架铲除铁锈和喷涂油漆,深潜水中清除船底的有害生物,对核电站与大型储气罐装置中人们难以接近的地方进行检查,核电站搬运、处理放射性核废料,等等。另外,插件机器人可以又快又好地完成在线路板上的插件任务,其差错率等于零。

  据统计,“雇用”机器人一般可以节省生产费用25%,提高工效3倍以上。在美国,资本家使用一个机器人比雇用一个工人每小时可节省11美元,每年至少可以节省4万多美元。一个机器人的造价一般为7.5万至l2万美元,“雇用”一个机器人工作二三年就可以收回成本,而一般一个机器人的寿命可达8年。机器人所创造的高额利润是极其可观的。

  目前,世界各国的机器人中,约2/3“受雇”于汽车制造业,其中以焊接机器人和喷漆机器人最多。日本是在汽车工业中使用机器人最多的国家,日产汽车公司在生产过程中90%的焊接工作都由机器人承担,在保证质量的同时,成本比美国和欧盟低得多。除焊接和喷漆外,机器人现正向发动机、变速箱和整体装配等方面发展。

  同时,机器人也越来越多地向电冰箱、照相机、钟表、仪器等工业部门进军。在美国、日本等发达国家,机器人所创造的工业产值每年以20%~40%的速度递增。开发运用机器人,已成为现代经济和科技竞争的一张王牌。

  机器人不但以“钢领工人”的身份加入到现代产业大军的行列,而且正在走进家门、饭馆和商店,成为人类的至朋好友。这些都是高级的自律型机器人,其“大脑”安装着先进的电脑,能模拟人的动作,讲人类语言。美国迪斯尼游乐园的入口处,整天有一个衣着漂亮的人守候在那里,游人一到,便笑容可掬地主动上前同他们握手寒暄。这个人就是机器人。在西方国家一些大型娱乐晚会上,有梳妆打扮得花枝招展的机器人女郎出席作陪,招待宾客入座。在日本东京举行的一次展览会上,机器人女郎不仅给参观者当导游,介绍展览内容,回答客人提出的问题,它们中还有一位能唱歌弹琴助兴,令人赞叹不已。

  餐馆机器人服务员的服务有条不紊,随叫随到,接待顾客彬彬有礼,端菜和回收餐具十分利索,并对顾客“一视同仁”。日本有一家餐馆,为了接待不同国籍的顾客,在机器人的头脑里存贮世界16种语言程序,因而能同异国嘉宾简单会话。商店店主也“雇用”衣着时髦的机器人当售货员,以招徕顾客。

  华盛顿曾举办了一个“办公室自动化”展览会,这个自动化办公室担任秘书的就是机器人。它跟普通人几乎一模一样,在办公室里走来走去,会听电话,会说话,会看东西,还能同人打招呼。在日本东京,身穿警服的机器人已经出现于街头,不分日夜地管理和维护交通秩序。

  在家庭服务方面,机器人正崭露头角。德国一家公司早就向市场投放一种名叫“格莱图”的电脑管家机器人,它能按主人的旨意把家务安排得井井有条。在英国问世的“电脑保姆”,能为主人解除婴儿夜间啼哭所带来的烦恼。美国制造的家用机器人在家中能自由行走,自动避开障碍物。它们除了做一些清洁卫生工作外,还能待客、防盗、防火。英国不久前制成的一个机器人,会根据主人的爱好,唱出动听的歌曲,给主人带来欢乐。

  另外,还有许多活跃在医疗、农林、旅游等领域的特种机器人。比如,脑外科、口腔修复、康复等机器人护士,雕刻、汽车加油、导游机器人,林木球果采集、嫁接、伐木、采摘水果、移栽机器人,自动挤牛奶系统,喷农药机器人,机器人牧羊犬,等等。

  机器人的操作速度很快,可以做多种动作协同进行的工作。目前情况下,对于较为简单的作业,机器人能够独立进行,而一些要求具备高级认识与判断能力的工作,仍需要有人的干预才行。

  自从有了战争,人类就一直在努力寻找在战场上冲锋陷阵的替身。古时候的火牛阵、狼烟驿站,实质都是寻找替代者。德国是世界上最早使用机器人士兵的国家。早在1939年就设计并研制出名为SDKFZ300遥控扫雷车,该车利用无线电遥控,车后拖拽扫雷辊,但由于该车重量大,使用不够灵活,很快就被新型的“哥里亚特”遥控爆破车替代。二战期间,德国共制造了数千辆这种机器人装备,使士兵在安全的情况下完成那些危险的扫雷任务,只是当时还没有机器人装备这一概念。

  人们真正认识机器人的潜在军事价值始于20世纪60年代。1965年1月15日,一架装有氢弹的美国B-52战略轰炸机在地中海上空失事。当时在美国陆军服役的机器人——“科沃”(CVRV)接受了搜索打捞这个令人生畏的战略武器的任务。1966年4月7日,“科沃”潜入750米的海底,将失落的氢弹成功地打捞上岸。此后,美国推出了诸如“军用航天机器人”、“危险环境工作机器人”等,并开始批量装备部队。越战期间,美国不仅首次使用机器人驾驶列车为运输纵队排险除障,而且还使用夜视机器人站岗。以后又发展了侦察机器人、警戒机器人、布雷与扫雷机器人等。20世纪80年代以后,在新材料、新能源、信息技术和自动化技术等高新技术群的共同推动下,世界各主要国家军队纷纷加大了在无人化武器装备方面的研发力度,诸如无人驾驶飞机、自动寻的弹头、无人水下潜艇、无人驾驶车辆等,有的已研发成功甚至开始投入实战使用。表现最突出的当数服役于陆军专门用于防化侦察和训练的美国“曼尼”机器人。它会行走、蹲伏、呼吸和排汗,能自动分析毒剂的性质。美国一位将军说:“我们在无人驾驶的地面和空中系统方面所做的,将《星球大战》之类的电影真正变成了现实。”

  英国研制了机器人“轮桶”,它在反恐怖斗争中身手不凡,多次排除了恐怖分子设置的炸弹。 其他国家军队也竞相“征召”这种不畏危险恶劣环境、可连续工作、不避枪林弹雨、不食人间烟火的“超级战士”服役。 被称为空中机器人的无人机已成为机器人队伍的佼佼者,它灵巧、风险小、成本低、无人员伤亡,却能给对方造成巨大的威胁。采用隐身技术的无人机,因雷达无法捕捉到它,执行任务就像空中幽灵一般来去自如。侦察、电子对抗、攻击,新型无人机还装有反导导弹、激光制导、电子干扰器等先进武器,可配合有人机进行空中打击。

  无人机自1917年英国首先研制成功以来,经历了多次战争,特别是在20世纪90年代的高技术局部战争中发挥了重要作用。在阿富汗战争中的2001年lO月17日,美军用“捕食者”无人机发射携带的“阿尔法”导弹,使“基地”组织的二号人物穆罕默德·阿提夫等6人在这次空袭中毙命。

  20世纪70年代中期,法国研制一种用线缆遥控的机器人,它能引爆水雷,曾卖给包括英国在内十多个国家的海军。

  无人潜艇将成为新的海上尖兵。设想中的无人潜艇是由母舰潜艇来释放和回收的。一艘母舰可释放若干无人潜艇,从而形成以母舰为中心、各个无人潜艇为节点的作战网络。数个无人潜艇通过各自艇上的水下声呐、水面光学和水面电磁波探头等传感器,来搜集巡航水域的情报,侦察水下雷场,通过对海水中化学痕迹、尾流及其他的海水扰动情况,判断威胁物的特征信号,并将所搜集的情报通过高效率的通信手段汇集到母舰上,便于指挥员做出正确的判断。若对敌舰进行攻击,无人潜艇便会自动启动舰上的敌我识别系统,发现并跟踪敌舰,用自身携带的武器如鱼雷等攻击敌舰。

  随着航天技术的发展,空间机器人技术将被广泛应用于卫星的释放与捕获、空间站的建造、多航天器的交会对接、空间燃料的运输与加注、行星表面探测、空间攻防等诸多方面。成功应用的空间机器人系统,有加拿大斯帕公司的航天飞机遥控机械臂系统(SRMS),这一系统利用空间机器人技术多次实现了卫星的释放与捕获,协助航天员完成出舱修理任务;日本宇宙开发事业集团的工程技术试验卫星(ETS-V2),采用空间机器人技术实现了交会对接实验。科学家预言,比现在航天飞机更先进的下一代航天器——空天飞机,其驾驶员非太空机器人莫属。

  美国正在研究一种航天器内使用的机器人,计划在两年之后被宇航员带入太空,做一些宇航员无法做到的事情,成为宇航员最得力的助理。这种机器人只有垒球那么大,可以对航天器中的生命维持系统进行自动监视、摄像和排除障碍等,同时,还可以代替已损坏的传感器完成监视任务。可以说,有了它,今后的航天器在太空中飞行将更加安全。

  近年来许多国家军队纷纷着手研制微型机器人。美国正在研制的用于陆战的军用机器人中,最引人注目的就是昆虫大小的微型机器人,如有一种侦察微型自动机器人车辆(MARV),其体积很小,直径大约只有5厘米,据说其体积还可以缩小到目前的l/8。美国桑迪亚国家实验室可以在几年内制造出只有几毫米大小的可发现和摧毁敌人核生化武器的灵巧机器人。这些机器人可以辨别核生化剂量是否已大量存在并构成威胁,还可以辨别某些敏感的建筑物是民房还是秘密的武器实验室。