保障世博安全的機(jī)器人警隊(duì)

阿 碧

目前,國(guó)內(nèi)外形勢(shì)日趨復(fù)雜,一些社會(huì)矛盾比較突出,恐怖活動(dòng)在中國(guó)境內(nèi)也偶有發(fā)生,上海世博會(huì)的安全保衛(wèi)工作的重要性也日益凸現(xiàn)出來(lái)。在不少區(qū)域,光靠人力是難以充分保障世博會(huì)的安全,還得依靠一些智能化的機(jī)器。機(jī)器遇險(xiǎn)后可以修理或者再生產(chǎn),但人一旦遇險(xiǎn)后就沒(méi)辦法了。在世博會(huì)中展示和利用安保機(jī)器人,還可以讓人們逐漸接受這些特殊的警察,以便它們今后在更多的場(chǎng)所發(fā)揮更大的作用。

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷成熟,機(jī)器人已經(jīng)在一些重要的場(chǎng)館和活動(dòng)中充當(dāng)了警察的角色。在2005年的日本愛(ài)知世博會(huì)上,主辦方不但展示了這樣一些安保機(jī)器人,還利用這些機(jī)器人參與了這屆世博會(huì)的安全工作。在為期6個(gè)月的愛(ài)知世博會(huì)期間,有8個(gè)機(jī)器人組成的警隊(duì)全天候在世博場(chǎng)館中巡邏,協(xié)助數(shù)千名警察有效地保障了世博會(huì)的安全。“保安機(jī)器人的需求是否迫切十分現(xiàn)實(shí)。特別是在日本,隨著出生率的下降,找保安越來(lái)越難?！比毡疽患覚C(jī)器人公司的總裁有木隆夫說(shuō)。

在2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間,智能機(jī)器人曾經(jīng)參與排爆、安檢探摸等安保工作。而在2010年上海世博會(huì)期間,這些機(jī)器人也將發(fā)揮重要作用。由于世博會(huì)的會(huì)期比奧運(yùn)會(huì)長(zhǎng)得多,這也是對(duì)機(jī)器人安保工作的一次集中測(cè)試。11月3日-7日,在上海新國(guó)際展覽中心舉辦的中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上,2010年上海世博會(huì)的主辦方展示了智能技術(shù)在世博會(huì)安全保衛(wèi)工作中的重要性,其中最引人注目的就是幾款即將上崗的機(jī)器人警察。這些機(jī)器人警察分布于水陸空,可以全方位立體化地保障世博會(huì)的安全。潛伏于水下的是水下機(jī)器人,在場(chǎng)館中巡邏的有排爆機(jī)器人、車底檢查機(jī)器人、消防排煙機(jī)器人等,在空中游蕩的是世博會(huì)“蜘蛛俠”——微聲爬壁機(jī)器人。

①水下機(jī)器人

上海世博會(huì)將會(huì)有不少水域景觀,世博園區(qū)附近也有不少河流湖泊。為了防止違法犯罪分子或恐怖分子從水下發(fā)動(dòng)進(jìn)攻,上海世博會(huì)將在相關(guān)水域安置數(shù)臺(tái)水下機(jī)器人,配合水下“蛙人”警察,進(jìn)行安全有效的水下排查工作,在世博會(huì)運(yùn)行期間保障水域的安全中發(fā)揮重要作用。這些水下機(jī)器人是由中國(guó)科學(xué)院的研究人員研制的,已經(jīng)在黃浦江部分水域進(jìn)行了試驗(yàn),效果還不錯(cuò)。

用于上海世博會(huì)的水下機(jī)器人監(jiān)視系統(tǒng)包括水下機(jī)器人、絞盤和電纜、水面控制器、電源箱、近場(chǎng)探測(cè)聲吶、超短基線定位系統(tǒng)、攝像機(jī)、多功能機(jī)械手等部分,能對(duì)水下懸浮、沉底或附著在其他物體上的可疑物進(jìn)行監(jiān)測(cè),堪稱水下安保高手。如果發(fā)現(xiàn)這種可疑物是毒藥、炸彈等危害公共安全的物品,多功能機(jī)械手就出動(dòng),把這些可疑物進(jìn)行安全的排除。

水下機(jī)器人的樣子不像人,但是它可以代替潛水員長(zhǎng)期下潛到深水中,完成潛水員難以完成的某些工作。它們比潛水員更大的好處是不需要補(bǔ)充氧氣,可以長(zhǎng)期潛伏在水中,時(shí)時(shí)監(jiān)視水下的動(dòng)靜。

不少人以為安保主要是針對(duì)地面,其實(shí)由于水下隱蔽性強(qiáng),是安保的薄弱區(qū)域,因此水下安保也很重要。水下安保以前一直都有,但主要是人工防護(hù),比如在重要活動(dòng)之前,派潛水員進(jìn)入附近水域進(jìn)行搜索。而以水下機(jī)器人為主導(dǎo)的水下安保系統(tǒng),則可以對(duì)相關(guān)水域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并處置突發(fā)情況。我國(guó)最早出動(dòng)水下機(jī)器人進(jìn)行安保是在2008年奧運(yùn)會(huì)期間,一些水下機(jī)器人投放到青島帆船賽的相關(guān)水域,保障這些重點(diǎn)水域的安全。

水下機(jī)器人是上海世博會(huì)水下安保系統(tǒng)的一部分。水下安保系統(tǒng)由“運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)”、“靜止目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)”和“目標(biāo)處置系統(tǒng)”三大部分組成,水下機(jī)器人可以參與三種系統(tǒng)的工作。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)主要是潛入水中的犯罪分子或犯罪分子使用的水下機(jī)器人,而我方的水下機(jī)器人的探測(cè)聲吶可以監(jiān)測(cè)這些目標(biāo)是否會(huì)出現(xiàn),具體探測(cè)范圍跟環(huán)境有很大關(guān)系,一般為300～600米。另外還有一種水下聲柵欄,在水下形成與激光束類似的“聲線”,當(dāng)有目標(biāo)穿越遮擋“聲線”時(shí),聲柵欄便會(huì)發(fā)出警報(bào)。

靜止目標(biāo)主要是指沉入水底的可疑物。針對(duì)靜止目標(biāo)探測(cè)的設(shè)備主要有兩種,首先是通過(guò)安裝在船上的聲吶對(duì)水底進(jìn)行大范圍的初掃。當(dāng)確認(rèn)水下有可疑物時(shí),再用能夠高分辨率成像的側(cè)掃聲吶進(jìn)行掃描確認(rèn),然后出動(dòng)水下機(jī)器人進(jìn)行近距離檢查。目前處置系統(tǒng)主要對(duì)入侵的違法犯罪分子實(shí)施逮捕,或?qū)`法犯罪分子投放的可疑物進(jìn)行排除?？梢杂梅侵旅月晫W(xué)武器進(jìn)行攻擊違法犯罪分子,用水下機(jī)器人排除可疑物。

②反恐排爆機(jī)器人

目前,排爆機(jī)器人已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在各類出現(xiàn)爆炸物的現(xiàn)場(chǎng),有效地處置了不少爆炸物,保障了排爆警察和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。即將服役于上海世博會(huì)的反恐排爆機(jī)器人是一款中型特種排爆機(jī)器人,用于處置各種突發(fā)涉爆、涉險(xiǎn)事件。該機(jī)器人體積小,重量輕,相對(duì)于大型排爆機(jī)器人有更強(qiáng)的適應(yīng)性,可以在復(fù)雜的世博場(chǎng)館中自如地穿梭。這款機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多個(gè)警察機(jī)關(guān)和特種部隊(duì)中,也保障過(guò)北京奧運(yùn)會(huì)的安全。

一些歐美國(guó)家為了維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和政治需求,對(duì)反恐防爆的技術(shù)和裝備的研發(fā)給予了極大的重視和較多的投入。尤其是“9·11”恐怖襲擊以來(lái),各國(guó)更加強(qiáng)了對(duì)反恐排爆機(jī)器人的研制工作。其中,以色列、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)家處于領(lǐng)先地位。目前,反恐排爆機(jī)器人移動(dòng)載體主要有履帶式、輪式以及兩者的組合等幾種方式。上海世博會(huì)上的反恐排爆機(jī)器人是履帶式機(jī)器人,它們配備的是錐形的前置履帶,可迅速攀爬世博會(huì)場(chǎng)館中的各種坡道和樓梯,最大爬坡能力為45度斜坡或樓梯。

排爆機(jī)器人分為兩種:一種是遠(yuǎn)程操控型機(jī)器人,在可視條件下進(jìn)行人為排爆,也就是人是司令,排爆機(jī)器人是命令執(zhí)行官;另一種是自動(dòng)型排爆機(jī)器人,先把程序編入磁盤,再將磁盤插入機(jī)器人體內(nèi),讓機(jī)器人能分辨出什么是危險(xiǎn)物品,以便排除險(xiǎn)情。由于后者成本較高,所以很少用,一般是在很危急的時(shí)候才使用。上海世博會(huì)上的反恐排爆機(jī)器人是遙控機(jī)器人,可通過(guò)警察遙控抓取爆炸物,處置疑似爆炸物品。排爆機(jī)器人不僅可以排除炸彈,利用它的偵察傳感器還可監(jiān)視犯罪分子的活動(dòng)。監(jiān)視人員可以在遠(yuǎn)處對(duì)犯罪分子晝夜進(jìn)行觀察,監(jiān)聽(tīng)他們的談話,不必暴露自己就可對(duì)情況了如指掌。

在日本愛(ài)知世博會(huì)上,出現(xiàn)了阿索卡和尼多兩款相互配合的排爆機(jī)器人。阿索卡機(jī)器人執(zhí)行的保安職責(zé)是巡邏,尋找火災(zāi)可疑點(diǎn)和檢查可疑物品,當(dāng)發(fā)現(xiàn)著火信號(hào)和可疑物體時(shí),保安機(jī)器人即向警方通報(bào)。獲知疑似爆炸物信息后,尼多機(jī)器人開(kāi)始出動(dòng),它可以搬動(dòng)經(jīng)確認(rèn)的可疑物體,該機(jī)器人經(jīng)過(guò)特殊的材料設(shè)計(jì),可抗擊一定程度的可疑物體爆炸。

③車底檢查機(jī)器人

近年來(lái),汽車炸彈已經(jīng)取代人肉炸彈成為危害最大的恐怖襲擊方式。一些汽車炸彈安裝在汽車的底部,隱蔽性很強(qiáng),車底檢查機(jī)器人可以有效防范隱蔽在車底的炸彈和其他可疑物品。在最近的國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上的世博展區(qū),出現(xiàn)了一款車底檢查機(jī)器人。這種機(jī)器人如同一個(gè)平板玩具車,可以鉆到各種車輛的底部。靈活的移動(dòng)方式可以使操作者自由控制機(jī)器人漫游于停車場(chǎng)以及臨時(shí)停車位。

車底檢查機(jī)器人適用于大型活動(dòng)、會(huì)議的停車場(chǎng),是進(jìn)行高效率安檢必不可缺的警用特種裝備。它的出現(xiàn)改變了以往人工使用反射鏡檢查車底的狀況,大大提高了效率,同時(shí)降低了傳統(tǒng)人工方式產(chǎn)生死角的可能性。它掃描每輛車的時(shí)間可以縮短至5秒,全部完成只需15秒。它可一次掃描并成像,基于工業(yè)級(jí)嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部電腦最高可以采集分辨率高達(dá)3000萬(wàn)像素,車底情況一覽無(wú)余。在兩會(huì)、北京奧運(yùn)會(huì)等重大活動(dòng)中,車底檢查機(jī)器人不辱使命,也期待它能在上海世博會(huì)中繼續(xù)反恐。

④安全巡邏機(jī)器人

用于世博會(huì)的安全巡邏機(jī)器人是由一款家居監(jiān)控機(jī)器人改造而成的。它帶有兩個(gè)小輪子,靠電力推動(dòng),可以在世博場(chǎng)館中漫游巡邏。它不但能像世博志愿者那樣為參觀者取物、倒水,而且能像工作人員那樣開(kāi)關(guān)門窗、遙控電器,還能監(jiān)測(cè)火災(zāi)、煙霧、人群異常情況等。它還是大管家,能指揮世博會(huì)場(chǎng)館中的其他安保機(jī)器人工作。它帶有微型電腦、攝影機(jī)和無(wú)線發(fā)射器,可以把觀察到的畫(huà)面不斷傳輸?shù)桨脖？刂浦行?以便安保人員及時(shí)做出合理反應(yīng)。

出現(xiàn)在日本愛(ài)知世博會(huì)上的安全巡邏機(jī)器人名為“利古里奧”。這款機(jī)器人造價(jià)為6000萬(wàn)日元,身高1.5米,軀干呈桶狀,兩只眼睛猶如探照燈。它每小時(shí)最快可行走7公里,可以在50米開(kāi)外的地方辨認(rèn)陌生人,即便是在夜間,也可用微波傳感器辨認(rèn)目標(biāo)。它裝備有語(yǔ)音警告系統(tǒng)和兩條可彎曲臂膀,它們可以很輕松地抓拿爆炸物或化學(xué)物質(zhì)并送至安全區(qū)域。在一次演示展覽中,“利古里奧”撿起一枚炸彈,并發(fā)出警告說(shuō):“發(fā)現(xiàn)一件可疑物體,我會(huì)把它挪開(kāi)?！迸c“利古里奧”相比,另一名安全巡邏機(jī)器人“衛(wèi)兵機(jī)器I”則更具攻擊性。它不但可以尾隨犯罪嫌疑人,而且可以向嫌疑人發(fā)射有色油漆彈,為警察實(shí)施嫌疑人逮捕提供醒目的標(biāo)志。

⑤微聲爬壁機(jī)器人

近年來(lái),隨著微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和微小型移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,出現(xiàn)了一種需求,用微型爬壁機(jī)器人代替人工進(jìn)行各種極限作業(yè),如公安消防中使用微型爬壁機(jī)器人進(jìn)行縱橫交織檢查;上下連通的大樓通風(fēng)管道進(jìn)行災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)考察;敵情偵察;或進(jìn)入空間狹窄的核工業(yè)管道群之間進(jìn)行外管壁的檢測(cè)和維修等。

微聲爬壁機(jī)器人就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的,它即將成為世博會(huì)刑偵隊(duì)伍中的“好小伙”,能像美國(guó)大片中的蜘蛛俠那樣在世博各個(gè)場(chǎng)館的墻壁和屋頂上活動(dòng),監(jiān)視可能來(lái)自空中的非法襲擊,它甚至能爬到直升機(jī)的表面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。它還可以檢查世博場(chǎng)館建筑的安全性,及時(shí)消除一些建筑隱患。以往進(jìn)口的爬壁機(jī)器人存在價(jià)格昂貴、噪聲大、吸附不可靠等缺點(diǎn),而用于偵查的爬壁機(jī)器人要求隱蔽性強(qiáng)一些。這種爬壁機(jī)器人采用負(fù)壓吸附、單吸盤、四輪移動(dòng)結(jié)構(gòu)方式,具有移動(dòng)快、吸附可靠、適應(yīng)多種墻壁表面、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、控制方便靈活等特點(diǎn)。

我們以反人質(zhì)劫持為例來(lái)認(rèn)識(shí)一下微聲爬壁機(jī)器人。犯罪分子隱藏在世博會(huì)展館或辦公樓內(nèi)房間里,劫持了一些人質(zhì),外面的反恐人員很難了解到房間內(nèi)部的情況。這時(shí),反恐人員可以為反恐爬壁機(jī)器人配備偵查設(shè)備,利用遙控裝置控制其悄無(wú)聲息地沿壁面爬到建筑物上便于偵查的位置。爬壁機(jī)器人把用攝像機(jī)拍攝到的房間內(nèi)部的圖像,通過(guò)無(wú)線傳輸裝置不斷傳輸?shù)綆装倜淄獾姆纯挚刂浦笓]中心,為反恐人員判斷形勢(shì)、做出決斷提供現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)。反恐微聲爬壁機(jī)器人的應(yīng)用,可以大大降低反恐行動(dòng)的危險(xiǎn)性,有效保障反恐人員的安全。必要時(shí),爬壁機(jī)器人還可同時(shí)攜帶武器模塊,在危急時(shí)進(jìn)行攻擊。

⑥消防排煙機(jī)器人

世博會(huì)場(chǎng)館多,管線多,人流量大,用電量大,無(wú)論是人為因素還是技術(shù)原因,世博會(huì)發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)還是不容忽視的。如果真的出現(xiàn)這樣的事故,或是有恐怖分子人為縱火,消防排煙機(jī)器人就會(huì)出動(dòng)了。這種機(jī)器人主要用途不是滅火,而是排出致命的煙霧,充分保障事故點(diǎn)參觀者和工作人員的生命安全。排煙機(jī)器人安裝有履帶和微型電腦,可以自行行駛到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),而不需要消防隊(duì)員冒著生命危險(xiǎn)把它抬到現(xiàn)場(chǎng)。

這種機(jī)器人每小時(shí)排煙量高達(dá)9萬(wàn)立方米,每臺(tái)價(jià)值近200萬(wàn)元。不到10分鐘,近4000平方米的樓層內(nèi)的所有濃煙就可被它排放干凈。履帶式的設(shè)計(jì)也充分保障了其優(yōu)越的機(jī)動(dòng)性,可以原地360度向不同方向施轉(zhuǎn),可攀爬坡度不大于30度的斜坡,最大遙控距離可達(dá)300米。這些優(yōu)越的性能不但能夠保證消防員的安全,而且也能保證它在惡劣的火場(chǎng)環(huán)境下發(fā)揮其應(yīng)有的作用。消防排煙機(jī)器人還可以越過(guò)一些障礙物和溝渠,進(jìn)入世博會(huì)場(chǎng)附近的一些地鐵站或配套建筑中,讓整個(gè)世博區(qū)域處于一種安全狀態(tài)。

編輯:孫薇薇jcfysww@126.com