美國“陸軍技術(shù)”網(wǎng)站2014年3月13日發(fā)表了貝勒奈西 貝克的文章介紹了排爆機器人的發(fā)展歷史以及最新研究進展。作者在文章詳細介紹了“彎刀”機器人、“背包機器人”以及機器人“莎莉”的性能，并在文章最后簡單預測了排爆機器人的發(fā)展趨勢。

　　20世紀70年代，原先用于民防組織的遠程操作排爆機器人開始加入軍隊服役，在非對稱戰(zhàn)爭中支持軍方的行動，至今已經(jīng)拯救了無數(shù)人的生命。隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的排爆機器人速度更快,機動性能更好，其靈巧性已經(jīng)能夠與爆炸物處理技術(shù)人員的親手操作相媲美。

　　對于爆炸物處理機器人的工作描述相當簡單，也就是使爆炸物失去效用或者安全引爆裝藥，與此同時，操作人員與其保持一個安全的距離。1972年，第一臺“手推車”(Wheelbarrow)機器人問世，直到今天其后裔仍然在軍隊服役，同時，工程師和研究人員也在不斷升級排爆機器人，以應對不斷變化的挑戰(zhàn)。最新的排爆機器人展示了令人驚訝的多功能性、靈活性和多樣性，它們能夠支持排爆技術(shù)人員比以往更加安全、高效地實現(xiàn)自己的目標。

　　“彎刀”（CUTLASS）機器人

　　諾斯羅普?格魯門公司不但將“手推車”機器人帶入了21世紀，而且在2012年9月通過其英國子公司RemotecUK為英國武裝部隊設(shè)計了一款新型機器人。這款機器人被稱為“彎刀”，這是一種速度較快、易操縱的輪式機器人，能夠單獨勝任評估威脅以及處理爆炸物的任務。

　　“‘彎刀’機器人可以取代兩臺傳統(tǒng)的機器人，因為它集成了很多的能力，”諾斯羅普?格魯門公司信息系統(tǒng)歐洲事務總經(jīng)理丹尼?米利根（DannyMilligan）解釋說，“它可以深入爆炸物現(xiàn)場，“注視”著爆炸物并選擇適當?shù)墓ぞ邅硖幚砣魏伪话l(fā)現(xiàn)的爆炸物。”

　　相比之下，傳統(tǒng)的排爆處理往往需要一臺機器人使用攝像頭捕獲現(xiàn)場狀況，另一臺機器人使用工具來處理它，或者是一個機器人捕獲關(guān)于爆炸裝置的信號后，返回到操作人員處，更換工具后再返回排爆。“彎刀”機器人配備車載傳感器和攝像頭，操作人員使用這些設(shè)備來評估威脅，并在其移動過程中從大量的車載工具包中選擇合適的工具來完成任務。操作人員利用“彎刀”機器人的攝像頭所反饋的信息，通過一個指揮和控制裝置在一段距離之外來操控機器人，例如，在車輛的后面。

　　“傳統(tǒng)的機器人部署時，操作人員需要直接觀察機器人，”米利根說，“但是使用‘彎刀’機器人時，你可以在一段距離之外或者障蔽物之后操控它。”

　　然而，操縱這樣一個先進的機器人并不容易。要想使機械手臂發(fā)揮最大的靈活性，其操控系統(tǒng)一定會非常復雜。但國際版“彎刀”機器人卻已經(jīng)顯著簡化了操控系統(tǒng)。

　　“我們已經(jīng)證明操作人員使用目鏡和一個操縱柄就可以有效地控制機器人，目鏡實際上就是一個iPad。”米利根補充說。

　　“彎刀”機器人仍在不斷改進，以迎接新的挑戰(zhàn)。最近，諾斯羅普?格魯門公司已經(jīng)為“彎刀”機器人開發(fā)出一種新的附加裝置，旨在應對一種與爆炸物定位有關(guān)的特定威脅，但具體細節(jié)目前沒有透露。

　　安全與防務展的與會者可能已經(jīng)在展會上看到了諾斯羅普?格魯門公司生產(chǎn)的“龍蝦”（Lobster）機器人，這是該公司迄今為止最靈巧的機器人，它配備了雙機械手，這些機械手如此靈巧，即使一個人俯臥在地上，它們也可以從其口袋中取出物品。雖然諾斯羅普?格魯門公司大多數(shù)的研發(fā)工作都是該公司獨立完成的，但是“龍蝦”機器人卻是與其他公司協(xié)作的產(chǎn)物。

　　“我們已經(jīng)與應用思維公司（AppliedMinds）合資研發(fā)‘龍蝦機器人，應用思維公司總部位于洛杉磯，該公司與諾斯羅普?格魯門公司有著長期的合作關(guān)系。他們的一些研究項目有助于我們實現(xiàn)目標。”米利根說。

　　iRobot公司生產(chǎn)的全任務排爆機器人

　　如果說“彎刀”機器人是為了專門滿足英國軍方的要求而開發(fā)，那么iRobot公司引以自豪的則是能夠為所有任務提供一系列無人排爆解決方案。

　　iRobot公司機器人產(chǎn)品總監(jiān)馬克?貝朗格（MarkBelanger）解釋說：“我們最小的機器人產(chǎn)品名為“第一眼”（FirstLook），這款機器人重約5磅，適合放在背包中攜帶，主要從事下車排爆行動；最大的機器人產(chǎn)品是“710型勇士”（710Warrior），重500磅，適合處理車載簡易爆炸裝置、隱藏在基礎(chǔ)設(shè)施中的或者更大的炸彈。”

　　但到目前為止，iRobot公司最受歡迎的機器人產(chǎn)品是60磅重的“背包機器人”（PackBot），“背包機器人”自2001年開始部署，并且基于客戶反饋不斷改進，以應對不斷發(fā)展的威脅。

　　“這是一種多用途機器人，”貝朗格說，“它配備的三自由度（三個關(guān)節(jié)）機械臂使其能夠在廣泛的范圍內(nèi)抓取物品，這些是其他機器人不可能做到的。它可以進入密閉空間，能夠集成各種化、生、放、核傳感器，還可以進入已經(jīng)壓低的飛機通道并且到達前方的機艙。”

　　它的多功能性使其廣受部署在伊拉克和阿富汗的美軍和國際聯(lián)軍的歡迎，其受歡迎程度甚至已經(jīng)引起了美國戰(zhàn)后設(shè)置執(zhí)法部門的關(guān)注。至今“背包機器人”已經(jīng)生產(chǎn)了大約6,000臺，其中美軍列裝了大約4500臺，其余1500臺列裝了美國的35個盟國或者伙伴國，其范圍遍及歐洲、中東地區(qū)和亞太地區(qū)。

　　“‘背包機器人’正在全球部署，它能夠適應各種各樣的環(huán)境，美軍主要將其部署在伊拉克和阿富汗的沙漠環(huán)境中，”貝朗格說，“它既能夠適應高熱和高濕以及太平洋地區(qū)不同的環(huán)境，又能夠適應中東地區(qū)的高溫和沙塵以及歐洲的不同氣候。”

　　iRobot公司生產(chǎn)的爆炸物處理機器人的控制方式隨著平臺的尺寸和性能的變化而變化。較大的“背包機器人”和“710型勇士”機器人使用一臺基于筆記本電腦的控制器，而“第一眼”機器人使用一種集成屏幕的、直觀的輕量級2磅重的手動控制器，并且不需要培訓。

　　“對于30磅重的310型小型無人地面車輛（SmallUnmannedGroundVehicle，SUGV），我們已經(jīng)銷售了超過1000臺，我們?yōu)檫@款機器人集成了Xbox控制器與仰視顯示器，”貝朗格解釋說，“我們想給予我們的客戶和操作人員更加直觀的感受，確保我們的產(chǎn)品易于使用，并且外觀和感受類似于他們在平民生活中熟悉的事物。”

　　在技術(shù)走向方面，貝朗格說，從伊拉克到阿富汗，機器人已經(jīng)變得更小、更輕，能夠在有限的基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)支持模塊化的排爆任務。例如，“第一眼”機器人，最初被設(shè)計成一臺偵察機器人，現(xiàn)在它已經(jīng)配備了輕巧的機械臂和熱成像相機來處理爆炸物威脅。在目前的后阿富汗時代，需要較大型的機器人來處理車載簡易爆炸裝置和其他你可以在城市場景中遇到的威脅。

　　“在伊拉克和阿富汗，軍方進行了大量的就地引爆來清除簡易爆炸裝置的威脅，”貝朗格解釋說，“在市區(qū)的平民中間，要做到這一點并不容易，你需要一個機器人來承擔威脅，并確保不會傷及無辜。”

　　“背包機器人”也被升級應用于爆炸物處理之外的領(lǐng)域，iRobot公司最近曾為背包機器人集成了化學、生物、放射性和核傳感器。

　　“我們的研究領(lǐng)域之一就是讓我們的機器人具備更多的功能，因此，當它們不是隨同排爆小組進行部署時，它們也可以使用核、生、化以及其他傳感器完成排爆以外的任務，”貝朗格總結(jié)道。

　　機器人“莎莉”（RoboSally）

　　雖然諾斯羅普?格魯門公司和iRobot公司的大多數(shù)研發(fā)工作都是在公司內(nèi)部獨立完成，但是它們也偶爾與學術(shù)和研究機構(gòu)進行協(xié)作。與學術(shù)機構(gòu)協(xié)作開發(fā)先進技術(shù)更重要的原因是吸引軍方的眼球。位于馬里蘭州勞雷爾市的約翰斯?霍普金斯大學應用物理實驗室（AppliedPhysicsLaboratory，APL)的研究人員為被截肢人員研發(fā)的高度靈巧的義肢現(xiàn)在已經(jīng)應用于排爆機器人，人們親切稱呼這臺機器人為“莎莉”。

　　“我們通過國防高級研究計劃局資助的‘完美義肢’(RevolutionizingProsthetics，RP）項目參與了高度靈巧的機器人肢體研發(fā)工作，這些機器人肢體可以模仿一切人的肢體動作。”應用物理實驗室探測研究與發(fā)展部門首席工程師邁克爾?麥克洛克林（MichaelMcLoughlin）說，“‘完美義肢’項目中的義肢研發(fā)工作完成后，我們開始思考還有什么領(lǐng)域有可能利用這些技術(shù)。排爆機器人顯然是一個可以應用這一技術(shù)的項目，因為我們曾經(jīng)參與了很多義肢解決方案的制定，這些士兵都是被簡易爆炸裝置所炸傷的。”所以應用物理實驗室的研究人員參與了美國海軍的“先進排爆機器人系統(tǒng)”（AdvancedEODRoboticSystem，AEODRS）計劃并設(shè)計制造了機器人“莎莉”，這是一個模仿人形的軀干配備了“完美義肢”項目生產(chǎn)的義肢，旨在驗證高度靈巧義肢的排爆機器人。

　　“完美義肢”項目設(shè)計的義肢旨在由截肢人員或者脊髓損傷人員單靠思想來操控。對于爆炸物處理人員來說，應用物理實驗室制定了一種遙控操作方案，通過配備了傳感器的手套確保機器人“莎莉”的手臂能夠模仿操作人員的抓取動作。

　　“我們還利用了稱之為半自動控制的計算機視覺系統(tǒng)，以幫助減輕操作人員的負擔，”麥克洛克林解釋說，“如果機器人想要抓取一個物體，它可以首先識別這個物體，然后機械臂調(diào)動其自身的內(nèi)部能力和嵌入式傳感器，最后緊緊抓住目標物，同時保持合適的壓力不使其滑落。”

　　傳統(tǒng)的爆炸物處理機器人只有一個自由度（一個關(guān)節(jié)），并且僅配備了一個可以打開、關(guān)閉和旋轉(zhuǎn)的簡單鉗形裝置，而機器人“莎莉”有五個手指，并且可以獨立地進行控制。其腕部具有三個自由度（三個關(guān)節(jié)），所以它不但能夠轉(zhuǎn)動，而且還可以彎曲以及延伸手腕的偏移，使其看起來更像人類的手腕，其能力遠遠超過目前已經(jīng)部署的所有排爆機器人平臺。

　　應用物理實驗室將繼續(xù)致力于“先進排爆機器人系統(tǒng)”項目，基于“完美義肢”項目設(shè)計的義肢，集成更先進的機械手到一個更小的非人形平臺。

　　“對于排爆系統(tǒng)，通常你希望其更堅固，能抓取更重的重量，但是機械臂的靈敏度同樣重要，”麥克洛克林說，“我想今后你會看到與機器人“莎莉”具有相同的功能，但外形不同的機器人，因為它更適應軍事環(huán)境。”