以色列微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人MTGR

楊彥龍

獨(dú)特的輪履復(fù)合式結(jié)構(gòu)，超具人性化的通用操控終端……這就是以色列機(jī)器人團(tuán)隊(duì)（Roboteam）公司新推出的微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人MTGR——

新型微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人

在2016年美國(guó)陸軍協(xié)會(huì)年會(huì)上，以色列機(jī)器人團(tuán)隊(duì)（Roboteam）公司展示了為其微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人（Micro Tactical Ground Robot，簡(jiǎn)稱MTGR）開發(fā)的新作戰(zhàn)能力。通過(guò)配備激光雷達(dá)和各種光電傳感器，該機(jī)器人能夠在環(huán)境復(fù)雜的建筑物內(nèi)或封閉環(huán)境中以“引導(dǎo)-跟隨”模式與士兵一同參與作戰(zhàn)行動(dòng)。

以色列推出的微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人MTGR是一種獨(dú)特而性能強(qiáng)大的輕型無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)，專門用于軍隊(duì)、執(zhí)法機(jī)構(gòu)在崎嶇山地、城鎮(zhèn)、涵洞和地下通道等士兵無(wú)法直接進(jìn)入的環(huán)境中執(zhí)行情報(bào)收集、偵察監(jiān)視、戰(zhàn)場(chǎng)巡邏、搜索救援以及核生化爆炸諸方面的勘測(cè)和處理任務(wù)。

該微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人系統(tǒng)組成包括機(jī)器人平臺(tái)、ROCU-7操控終端和附加載荷（諸如光電傳感器、排爆機(jī)械臂和武器）等模塊。

機(jī)器人平臺(tái)

MTGR平臺(tái)可在各種作戰(zhàn)環(huán)境中執(zhí)行爆炸物處理任務(wù)

MTGR機(jī)器人平臺(tái)的最大亮點(diǎn)是其行走機(jī)構(gòu)為獨(dú)特的輪履復(fù)合式結(jié)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)由4個(gè)輪子及加裝在前方2個(gè)輪子外側(cè)的驅(qū)動(dòng)臂組成，其中驅(qū)動(dòng)臂為履帶式。平臺(tái)通過(guò)4個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中2個(gè)電機(jī)分別控制兩個(gè)前輪，另外2個(gè)電機(jī)分別控制前輪兩側(cè)的2個(gè)驅(qū)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)，由美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)24V可拆卸電池組供電，續(xù)航時(shí)間約3h，允許工作環(huán)境溫度為-20°～+90°，防護(hù)等級(jí)為IP65。

當(dāng)平臺(tái)在平坦路面環(huán)境下，可依托輪式機(jī)構(gòu)行走，以提高其行駛速度，此時(shí)便將驅(qū)動(dòng)臂折疊至上方;而當(dāng)平臺(tái)在野外、溝壑和涵洞等復(fù)雜的地形環(huán)境下，可將驅(qū)動(dòng)臂前伸，使用輪履復(fù)合式機(jī)構(gòu)行走，以提高其越障能力。

其履帶式驅(qū)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)比較長(zhǎng)，當(dāng)遇到障礙物時(shí)可以頂起前輪，以幫助機(jī)器人完成跨越35cm的垂直障礙物、攀爬20cm高度的樓梯、45°的斜坡和涉水等行動(dòng)。

新穎的行駛機(jī)構(gòu)使得MTGR平臺(tái)在室內(nèi)和室外都具有良好的機(jī)動(dòng)性能，其平均行駛速度為3km/h，最高可達(dá)6km/h。

MTGR平臺(tái)四周搭載有5部均能實(shí)時(shí)傳輸視頻的集成攝像頭，可實(shí)現(xiàn)360°晝夜偵察監(jiān)視功能。平臺(tái)頂部預(yù)留有接口，用以連接各種光電傳感器、機(jī)械臂以及武器等載荷，最大可搭載10kg有效載荷，全系統(tǒng)可由一名士兵背負(fù)攜行，連接方式可靠且拆裝方便。

ROCU-7操控終端

Roboteam公司的操控終端ROCU-7被設(shè)計(jì)為該公司所有無(wú)人系統(tǒng)的通用控制器，其獨(dú)特的通信技術(shù)允許操控員使用一臺(tái)操控終端即可在地面、海上或空中的多個(gè)無(wú)人平臺(tái)間無(wú)縫切換。

該操控終端外形酷似游戲手柄，人機(jī)工效性非常好。其外殼尺寸為30.5×17.5×7.3cm，由獨(dú)特的復(fù)合材料制成，安裝電池后總質(zhì)量只有2.3kg。該電池組由符合美軍方標(biāo)準(zhǔn)要求的24V電池組供電，充滿電可使用3～6h。電池組具有良好的抗摔、抗震性能。

該操控終端的操作系統(tǒng)適用Windows7 32位或64位系統(tǒng)，其終端顯示屏為7寸觸摸屏，分辨率為1024×600，操控人員可通過(guò)高分辨率的手持觸摸屏來(lái)操作，具有高度直觀的指導(dǎo)系統(tǒng)和操控界面，簡(jiǎn)單易學(xué)，不需要進(jìn)行特殊的培訓(xùn)即可迅速上手。

附加載荷：排爆機(jī)械臂

目前，MTGR平臺(tái)所搭載的擁有4個(gè)自由度的機(jī)械臂主要用以排爆，該機(jī)械臂質(zhì)量為4kg，其手爪的最大張開度為11cm，可伸展的最大高度為49cm，可抓取物體的最大質(zhì)量為5kg。

此外，該機(jī)械臂搭載有2個(gè)可自動(dòng)對(duì)焦并可放大10倍的攝像頭及紅外和白光指示燈，主要用于幫助操縱人員通過(guò)觀察機(jī)械臂手爪的動(dòng)作情況完成對(duì)爆炸物的抓取。該機(jī)械臂的動(dòng)力由獨(dú)立的一組24V電池組供電，其工作環(huán)境溫度為-20～60℃，防護(hù)等級(jí)為IP65，符合美軍方使用要求。

應(yīng)用情況

MTGR平臺(tái)在室內(nèi)和室外都具有良好的機(jī)動(dòng)性能。其履帶式驅(qū)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)比較長(zhǎng)，可以在遇到障礙物時(shí)頂起前輪，以幫助機(jī)器人完成跨越垂直障礙物、攀爬斜坡等行動(dòng)

自Roboteam公司推出微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人MTGR以來(lái)，該機(jī)器人的作戰(zhàn)功能不斷擴(kuò)展。2015年9月，微型戰(zhàn)術(shù)地面機(jī)器人MTGR以其良好的機(jī)動(dòng)性和出色的綜合性能，在同諸如美國(guó)iRobot公司的SUGV機(jī)器人等已經(jīng)被美軍廣泛使用的無(wú)人平臺(tái)系統(tǒng)的競(jìng)標(biāo)中脫穎而出，獲得了美國(guó)空軍以2500萬(wàn)美元的合同價(jià)格訂購(gòu)250架機(jī)器人系統(tǒng)。Roboteam公司位于美國(guó)馬里蘭州的美國(guó)子公司將為美國(guó)客戶生產(chǎn)MTGR機(jī)器人系統(tǒng)。

此外，波蘭軍隊(duì)也選擇了將MTGR裝備地面部隊(duì)，作為其“狼蛛”項(xiàng)目的一部分。最初，波蘭計(jì)劃在2018年之前裝備50架機(jī)器偵察兵系統(tǒng)，但由于鄰國(guó)烏克蘭的緊張局勢(shì)日益加劇，導(dǎo)致波蘭人加快了這一計(jì)劃，因此迫切需要這種系統(tǒng)。Roboteam公司在2016年年底為其提供了50架該無(wú)人地面機(jī)器人系統(tǒng)。

目前，Roboteam公司正在與美國(guó)DRS技術(shù)公司合作，聯(lián)合競(jìng)標(biāo)美國(guó)2017年陸軍單兵通用機(jī)器人系統(tǒng)項(xiàng)目。

以色列MTGR與美國(guó)SUGV對(duì)比

美國(guó)iRobot實(shí)驗(yàn)室是處于世界領(lǐng)先地位的微小型無(wú)人地面機(jī)器人研究開發(fā)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，其研制的單兵便攜式遙控地面武器機(jī)動(dòng)平臺(tái)Packbot被美國(guó)軍方視為輕型無(wú)人偵察戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)平臺(tái)的模板。Packbot機(jī)器人是世界上經(jīng)過(guò)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境測(cè)試的、最成功的機(jī)器人之一，在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上已大顯身手。繼Packbot機(jī)器人之后，iRobot公司又研制出微型無(wú)人地面機(jī)器人SUGV，這是一款堅(jiān)固耐用的便攜式地面機(jī)器人系統(tǒng)，主要是為了適應(yīng)阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)多涵洞、多地道的復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境而開發(fā)，其平臺(tái)底盤質(zhì)量為13.62kg，外形尺寸為610×420×170mm，能夠放入一個(gè)美軍標(biāo)準(zhǔn)背包內(nèi)攜帶。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可以搭載機(jī)械臂、光電傳感器以及化學(xué)、輻射、核探測(cè)器等不同任務(wù)載荷，主要用以執(zhí)行偵察、監(jiān)視和排爆等任務(wù)。該機(jī)器人系統(tǒng)包含兩個(gè)鰭狀小臂，可以幫助機(jī)器人完成跨越垂直障礙物、攀爬樓梯以及在地下坑道、隧洞等的探測(cè)任務(wù)。系統(tǒng)由美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)24V電池組供電，續(xù)航時(shí)間最高可達(dá)6h，通信距離可達(dá)1000m。

通過(guò)對(duì)比分析可知，MTGR的外形尺寸和質(zhì)量都比SUGV稍微小一些，因此能更容易進(jìn)入較小的隧道或涵洞去執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，也更容易裝在背包里由單兵攜行使用。但MTGR的通信距離只有500m，所以MTGR在500m長(zhǎng)度以內(nèi)的隧道或涵洞內(nèi)執(zhí)行任務(wù)的優(yōu)勢(shì)比較明顯，一旦超過(guò)此長(zhǎng)度，SUGV將更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠渫ㄐ啪嚯x是MTGR通信距離的兩倍。此外，由于SUGV配備了升級(jí)的電池包，其續(xù)航能力和行駛速度也基本是MTGR的兩倍。

雖然SUGV和MTGR相比各有不同優(yōu)勢(shì)，但在價(jià)格方面，MTGR有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)Roboteam公司簽訂的合同條款可以看出，新升級(jí)的MTGR以大約每臺(tái)11.6萬(wàn)美元的價(jià)格出售。相比之下，SUGV的標(biāo)價(jià)幾乎是它的兩倍，大約每臺(tái)20.7萬(wàn)美元。MTGR之所以售價(jià)如此便宜，是因?yàn)镽oboteam公司從成立之初就始終追求降低機(jī)器人的成本，并能根據(jù)客戶的需要量身打造、迅速設(shè)計(jì)改進(jìn)。

正是由于這些優(yōu)勢(shì)，使得美國(guó)、波蘭和英國(guó)都對(duì)MTGR信賴有加，并采購(gòu)其作為軍隊(duì)編配的地面無(wú)人系統(tǒng)。

未來(lái)發(fā)展

MTGR平臺(tái)已被幾個(gè)國(guó)家采用，圖為其使用場(chǎng)景

雖然以色列新型無(wú)人平臺(tái)MTGR擁有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但公司仍不斷提升與改進(jìn)其性能。今后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在新型動(dòng)力與能源技術(shù)、探測(cè)與識(shí)別技術(shù)、激光通信與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及自主控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)不斷取得突破，新型無(wú)人平臺(tái)的持續(xù)執(zhí)行任務(wù)能力、態(tài)勢(shì)感知能力、信息實(shí)時(shí)傳輸能力及智能化水平必將得到大幅提升，進(jìn)而使無(wú)人平臺(tái)成為有人平臺(tái)的重要輔助力量，形成無(wú)人平臺(tái)與有人平臺(tái)相結(jié)合的新型作戰(zhàn)編組、作戰(zhàn)方法和作戰(zhàn)模式，對(duì)未來(lái)作戰(zhàn)以及裝備體系帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。

編輯/劉蘭芳