【科普中国军事科技】核生化环境下侦察机器人能否逆转战势？

来源：互联网 2024-11-10 22:20:17 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

充斥着核辐射的废墟，若隐若现的火光，一个略显奇怪的机器人在跳动的阴影中显露，头部的透明容器中跳动着生物的大脑。游戏作品中常出现脑控机器人以生物大脑作为控制中枢以达到在高辐射环境下作业功能，这一巧思吸睛无数。由于以人脑代替易受损害的电子元件，其在获得抗辐射性的同时也具备了极高的智能，使其能承担对核污染环境侦查的任务。

图为游戏作品中的脑控机器人（图源网络）

在当前核生化武器进步飞速，怎样实现对于被污染环境的侦查成为一项不得不考量的问题。但脑控机器人不仅难以实现还存在人伦问题，当前的核生化侦察机器人最终还是归于机械结构，各国近年也在不断进行对于核生化侦察机器人研究。那么，为了应对核生化环境的侦查，其具备什么特点？目前典型的核生化侦察机器人是什么样的？未来的核生化侦察机器人又该走向何方呢？

走进作战环境：核生化侦察机器人的特点

核生化侦察机器人即能对处于核沾染、生物化学战剂污染区域进行无人化的遥控侦察机器人。由于应用场景是被核生化污染的战场环境，因此环境条件中最大的特点是高辐射、高腐蚀与复杂地形。

高辐射环境下会使机器人中存在的大量半导体元件内部原子被辐射激发，从而导致机器人出现故障甚至损坏。因此机器人的弱电部分需要采取屏蔽措施以保证其正常工作。而类似摄像头、生化战剂侦测器等传感器单元因其功能需要不可避免地会在一定程度暴露于辐射环境这就对该类部件提出了较高的要求。在最基础的传感器摄像机上，普通的数码摄像机的光电传感器会被辐射严重影响，不光是成像噪点加多、出现大片白光，较为强烈的辐射还会引起感光器直接报废。机器人电子元件的抗辐射能力几乎决定了其在辐射环境中的作业能力与时长。

高腐蚀核生化环境与多变的战场环境向机器人的强电部分以及机械部分提出耐腐蚀性、坚固性、轻便性的要求。因此其机体需要具备应对气体状态腐蚀性物质的本领，核生化侦察任务时难免面对崎岖地形，或是狭小空间，所以外挂的耐腐蚀替换件不可能较大，因此机电设备的耐腐蚀性一直都是当今研究热点与难点。同时为了在狭小环境中作业，其机械臂应具备较高的灵活度以便于进行采样检测。

赋能发展方向：国外典型机器人

CUTLASS无人驾驶地面车辆。其为美国Northrop Grumman公司生产的产品，曾被英国国防部爆炸物处理（EOD）部门专家视为全球最可靠以及功能最可靠的无人地面机器人。其已在英国各地投入使用，并通过其使用结果证明其在严苛环境的适用性。其机械臂具有九个自由度，能够在狭小空间中保持敏捷性；机体能根据使用者要求进行模块化配置，从而具备完成化学、生物、辐射、核（CBRN）环境侦察任务的能力；得益于六轮式设计与车辆自动稳定系统，其能在各种地形和天气保持机动性、稳定性。

图为CUTLASS机器人（图源网络）

Kobra-725无人驾驶地面车辆。其由美国Teledyne FLIR 防务公司在2022 年欧洲贸易展上推出。高清摄像头及高超的通信能力使其能够进行深入探测；其机械臂展开后能触及约4米的高度的物体，并在强大功率的推动下可以举起重达330磅的重物；模块化的组件使其具备远程CBRN探测的效用；通过两侧的履带驱动，其具有在崎岖复杂地形中保持高速机动的性能；其作为重型通用机器人系统（CRS-H）机器人平台已被美国宣布部署于陆军之中。

图为Kobra 725机器人（图源网络）

SkyRaider无人机。Teledyne FLIR 防务公司的产品，其相比于无人驾驶地面车辆有着更轻便、更迅速的特点。其搭载的传感器可以根据作战需求进行装载。搭配MUVE R430辐射探测器，使操作员能够从远处快速定位并准确识别放射源；而MUVE B330载荷与MUVE C360多气体探测器可分别承担检测生物战剂与化学战剂的任务。

图为SkyRaider无人机（图源网络）

综上所述，国外典型机器人具备模块化、高机动、强通信的特点，也具备价格高昂，不适于战争模式的缺陷，这为未来核生化侦察机器人发展方向提供了明确的目标。

建模未来走向：低成本模块智能

近日，英国可能向乌克兰输送贫铀弹的消息引发人们思考，当前的国际局势愈加紧张的情况下，我们可能会面临类似俄乌冲突中经生化战剂投放与放射性污染物扩散后的核生化污染环境。为了提升部队的三防水平以及促进核生化污染后的重建重生，未来的核生化将向着低成本、模块化、智能化发展。

低成本方面。生化试剂与放射性污染物的投放通常范围大、扩散快、面积广，同时在严峻的核生化工作条件下机器人寿命难以保证。所以为了应对高频率、大规模的污染，核生化侦察机器人必须成本低廉，结构较为简单，可以规模化生产，以此在规模上有效提高三防水平。

模块化方面。由于世界上较为鲜有核生化事故与战争发生，目前的核生化侦察机器人处于高度定制化、非标准化的情况。不仅在部分损坏时零件难以更换还存在面对不同作业条件无法适应的情况。而高度模块化机器人不仅可以解决上述难题，统一的标准与接口协议也可有效降低机器人本身与各模块的研发周期与成本。并且统一标准的模块更易于大规模生产，在机器人出现部分严重损毁时也只需更换模块而不是整体报废。这使得模块化成为核生化侦察机器人的重要发展趋势。

智能化方面如前文所述，辐射等恶劣环境向机器人的可靠性与安全性提出了很高的要求，由于核生化环境下的侦察机器人需要做一定程度的屏蔽工作，不仅会影响远程控制的稳定性，而且屏蔽必然会使机器人的接口受到严重限制，其输入信息通道必定不会宽阔。所以智能化也是核生化侦察机器人的发展方向之一**。不**仅限于自动避障与提前规划输入的简单任务，机器人应在受到恶劣环境限制的传感器条件下作出合适的决策，并具有一定的自我修复能力以应对核生化环境下可能发生的意外。随着目前人工智能的发展，衍生出的低功率、自主化的人工智能很可能会促进核生化侦察机器人的智能化发展。

郭秉鑫，国防科技大学国际问题研究中心核心成员兼学员骨干，曾在《解放军报》《中国国防报》《军事文摘》等重要纸媒和中国社会科学网、人民网等中央级网络媒体发表五十余篇；黄子逸、蒋晨阳，理论研究小组核心成员。

出品：科普中国

监制：光明网科普事业部

作者：郭秉鑫黄子逸蒋晨阳（国防科技大学）

审核专家：付松洋（国防科技大学）

策划：金赫