排爆机器人是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材,避免不必要的人员伤亡。它可用于多种复杂地形进行排爆。主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品;代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹;代替现场安检人员实地勘察,实时传输现场图像;可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击;可配备探测器材检查危险场所及危险物品。由于科技含量较高,排爆机器人往往“身价”不菲。
按照操作方法,排爆机器人分为两种:一种是远程操控型机器人,在可视条件下进行人为排爆,也就是人是司令,排爆机器人是命令执行官;另一种是自动型排爆机器人,先把程序编入磁盘,再将磁盘插入机器人身体里,让机器人能分辨出什么是危险物品,以便排除险情。由于成本较高,所以很少用,一般是在很危急的时候才肯使用。
一、排爆机器人主要用途
除了恐怖分子安放的炸弹外,在世界上许多战乱国家中,到处都散布着未爆炸的各种弹药。例如,海湾战争后的科威特,就像一座随时可能爆炸的弹药库。在伊科边境一万多平方公里的地区内,有16个国家制造的25万颗地雷,85万发炮弹,以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹,其中至少有20%没有爆炸。而且直到现在,在许多国家中甚至还残留有一战和二战中未爆炸的炸弹和地雷。因此,爆炸物处理机器人的需求量是很大的。
(一)排除爆炸
代替现场安检人员实地勘察,实时传输现场图像;搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品;代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹,避免不必要的人员伤亡。
(二)监视犯罪
排爆机器人不仅可以排除炸弹,利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察,监听他们的谈话,不必暴露自己就可对情况了如指掌。
(三)其它功能
还可以配备散弹枪对犯罪分子进行攻击;可配备探测器材检查危险场所及危险物品。
二、排爆机器人的发展历程
排爆机器人的研制始于20世纪60年代,随着国际上反恐形势的日趋严峻和反恐斗争的深入,特别是“911”恐怖袭击事件以来,国际上的一些大公司、大学及研究院所,如美国的Remotec.Robot,英国的P.W.Allen.ABP.德国的Teleroh加拿大的Pedscq,都先后从事相关系统和技术的研究并取得了进展。
在国外,排爆机器人的研究起步较早,发展迅速,技术日益成熟,并已进入实用阶段,英、美、德、法、加拿大等西方国家已广泛在军警部门装备使用。
相对国外,我国在排爆机器人的研究方面起步较晚,目前,国内在该领域进行研究的主要有中科院沈阳自动化研究所,北京航空航天大学、上海交通大学、华南理工大学等。
三、排爆机器人的发展趋势
由于排爆机器人一般工作在非结构化的未知环境,因此,研究具有局部自主能力的,可以通过人机交互方式进行遥操作的半自主排爆机器人将是今后发展的重要方向。半自主排爆机器人就是具有局部自主环境建模、自主检障和避障、局部自主导航移动等能力的机器人,它能够自主地完成操作员规划好的任务,而复杂环境分析、任务规划、全局路径等选择等工作则由操作员完成,通过操作员与机器人的协同来完成所指定的任务。
(一)标准化、模块化
目前,各种机器人研制还处于各自为政的状态,各个研究机构所采用的部件规格不一,要促进机器人的发展,必须像20世纪70年代的PC产业的发展一样,采用标准化部件,而采用模块化的结构,可以提高系统的可靠性和增强系统的扩展性能。由于各模块功能单一,复杂性低,实现容易,通过增减模块可以改变系统的功能,容易形成系统化产品,重视机器人的随着国际上反贩技术通用化,结构模块化、强调研发的技术继承性,降低研究风险,节约研制经费,提高机器人的作用可靠性,搞好机器产品的系列化。
机器人作为一个机电产品,要想真正实现产业化,必须实施软硬件分离,并且将其软、硬件模块化、标准化,每一块都可以作为一个产品,就像汽车的零部件。标准化包括硬件的标准化和软件的标准化、硬件的标准化包括接口的标准化和功能模块的标准化,软件的标准化首先是一个通用管理平台,其次是通讯协议的标准化和各种驱动软件模块的标准化。
(二)控制系统智能化
排爆机器人作为一种地面移动机器人,经过多年的研究和发展,已取得了很多成果,早期研制的排爆机器人大多是遥控式,移动平台和机械手都是由操作员来进行操作和控制,如“手推车”排爆机器人。20世纪80年代后期,由于新的控制方法、控制结构和控制思想的出现,研究人员开始研究具有一定自主能力的移动机器人,它可在操作人员的监视下自主行使,在遇到困难时操作人员可以进行遥控干预,依靠自身的智能自主导航、躲避障碍物、独立完成各种排爆任务。
(三)通讯系统网络化
通讯系统是排爆机器人控制系统的关键模块之一,国外在移动机器人网络控制的研究取得了一定进展,出现了网上远程控制的实例,用户可以通过互联网用浏览器控制一台移动机器人在迷宫中运行,可使操作人员远离具有危险性的排爆机器人作业环境,避免造成人身伤害。
排爆机器人的研究内容广泛,包括移动机构、精确定位技术、智能控制技术、多传感器信息融合技术、导航和定位技术等方面,它既借鉴移动机器人的理论和方法,又拓宽新的研究领域,具有相当的研究和应用前景。在当今社会,研究有自己特色的排爆机器人,无疑具有巨大的社会效益和经济效益。
目前,世界上许多国家都在开展排爆机器人的研究工作,并已取得了重要成果。但排爆机器人的研究应先易后难,边研制边推广,循序渐进,不断提高,在排爆机器人的研制中不应过份追求技术的先进性,而应把针对有限目标的实际应用放在**。其次,排爆机器人系统的优势决定了机器人能广泛地应用到一切可能对人员生命、健康构成威胁的场所,如军事应用、宇宙探索、处理化学危险品泄露等。
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