充斥著核輻射的廢墟，若隱若現(xiàn)的火光，一個(gè)略顯奇怪的機(jī)器人在跳動(dòng)的陰影中顯露，頭部的透明容器中跳動(dòng)著生物的大腦。游戲作品中常出現(xiàn)腦控機(jī)器人以生物大腦作為控制中樞以達(dá)到在高輻射環(huán)境下作業(yè)功能，這一巧思吸睛無數(shù)。由于以人腦代替易受損害的電子元件，其在獲得抗輻射性的同時(shí)也具備了極高的智能，使其能承擔(dān)對(duì)核污染環(huán)境偵查的任務(wù)。

(資料圖)

圖為游戲作品中的腦控機(jī)器人（圖源網(wǎng)絡(luò)）

在當(dāng)前核生化武器進(jìn)步飛速，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)于被污染環(huán)境的偵查成為一項(xiàng)不得不考量的問題。但腦控機(jī)器人不僅難以實(shí)現(xiàn)還存在人倫問題，當(dāng)前的核生化偵察機(jī)器人最終還是歸于機(jī)械結(jié)構(gòu)，各國(guó)近年也在不斷進(jìn)行對(duì)于核生化偵察機(jī)器人研究。那么，為了應(yīng)對(duì)核生化環(huán)境的偵查，其具備什么特點(diǎn)？目前典型的核生化偵察機(jī)器人是什么樣的？未來的核生化偵察機(jī)器人又該走向何方呢？

走進(jìn)作戰(zhàn)環(huán)境：核生化偵察機(jī)器人的特點(diǎn)

核生化偵察機(jī)器人即能對(duì)處于核沾染、生物化學(xué)戰(zhàn)劑污染區(qū)域進(jìn)行無人化的遙控偵察機(jī)器人。由于應(yīng)用場(chǎng)景是被核生化污染的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，因此環(huán)境條件中最大的特點(diǎn)是高輻射、高腐蝕與復(fù)雜地形。

高輻射環(huán)境下會(huì)使機(jī)器人中存在的大量半導(dǎo)體元件內(nèi)部原子被輻射激發(fā)，從而導(dǎo)致機(jī)器人出現(xiàn)故障甚至損壞。因此機(jī)器人的弱電部分需要采取屏蔽措施以保證其正常工作。而類似攝像頭、生化戰(zhàn)劑偵測(cè)器等傳感器單元因其功能需要不可避免地會(huì)在一定程度暴露于輻射環(huán)境這就對(duì)該類部件提出了較高的要求。在最基礎(chǔ)的傳感器攝像機(jī)上，普通的數(shù)碼攝像機(jī)的光電傳感器會(huì)被輻射嚴(yán)重影響，不光是成像噪點(diǎn)加多、出現(xiàn)大片白光，較為強(qiáng)烈的輻射還會(huì)引起感光器直接報(bào)廢。機(jī)器人電子元件的抗輻射能力幾乎決定了其在輻射環(huán)境中的作業(yè)能力與時(shí)長(zhǎng)。

高腐蝕核生化環(huán)境與多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境向機(jī)器人的強(qiáng)電部分以及機(jī)械部分提出耐腐蝕性、堅(jiān)固性、輕便性的要求。因此其機(jī)體需要具備應(yīng)對(duì)氣體狀態(tài)腐蝕性物質(zhì)的本領(lǐng)，核生化偵察任務(wù)時(shí)難免面對(duì)崎嶇地形，或是狹小空間，所以外掛的耐腐蝕替換件不可能較大，因此機(jī)電設(shè)備的耐腐蝕性一直都是當(dāng)今研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。同時(shí)為了在狹小環(huán)境中作業(yè)，其機(jī)械臂應(yīng)具備較高的靈活度以便于進(jìn)行采樣檢測(cè)。

賦能發(fā)展方向：國(guó)外典型機(jī)器人

CUTLASS無人駕駛地面車輛。其為美國(guó)Northrop Grumman公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，曾被英國(guó)國(guó)防部爆炸物處理（EOD）部門專家視為全球最可靠以及功能最可靠的無人地面機(jī)器人。其已在英國(guó)各地投入使用，并通過其使用結(jié)果證明其在嚴(yán)苛環(huán)境的適用性。其機(jī)械臂具有九個(gè)自由度，能夠在狹小空間中保持敏捷性；機(jī)體能根據(jù)使用者要求進(jìn)行模塊化配置，從而具備完成化學(xué)、生物、輻射、核（CBRN）環(huán)境偵察任務(wù)的能力；得益于六輪式設(shè)計(jì)與車輛自動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)，其能在各種地形和天氣保持機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性。

圖為CUTLASS機(jī)器人（圖源網(wǎng)絡(luò)）

Kobra-725無人駕駛地面車輛。其由美國(guó)Teledyne FLIR 防務(wù)公司在2022 年歐洲貿(mào)易展上推出。高清攝像頭及高超的通信能力使其能夠進(jìn)行深入探測(cè)；其機(jī)械臂展開后能觸及約4米的高度的物體，并在強(qiáng)大功率的推動(dòng)下可以舉起重達(dá)330磅的重物；模塊化的組件使其具備遠(yuǎn)程CBRN探測(cè)的效用；通過兩側(cè)的履帶驅(qū)動(dòng)，其具有在崎嶇復(fù)雜地形中保持高速機(jī)動(dòng)的性能；其作為重型通用機(jī)器人系統(tǒng)（CRS-H）機(jī)器人平臺(tái)已被美國(guó)宣布部署于陸軍之中。

圖為Kobra 725機(jī)器人（圖源網(wǎng)絡(luò)）

SkyRaider無人機(jī)。Teledyne FLIR 防務(wù)公司的產(chǎn)品，其相比于無人駕駛地面車輛有著更輕便、更迅速的特點(diǎn)。其搭載的傳感器可以根據(jù)作戰(zhàn)需求進(jìn)行裝載。搭配MUVE R430輻射探測(cè)器，使操作員能夠從遠(yuǎn)處快速定位并準(zhǔn)確識(shí)別放射源；而MUVE B330載荷與MUVE C360多氣體探測(cè)器可分別承擔(dān)檢測(cè)生物戰(zhàn)劑與化學(xué)戰(zhàn)劑的任務(wù)。

圖為SkyRaider無人機(jī)（圖源網(wǎng)絡(luò)）

綜上所述，國(guó)外典型機(jī)器人具備模塊化、高機(jī)動(dòng)、強(qiáng)通信的特點(diǎn)，也具備價(jià)格高昂，不適于戰(zhàn)爭(zhēng)模式的缺陷，這為未來核生化偵察機(jī)器人發(fā)展方向提供了明確的目標(biāo)。

建模未來走向：低成本模塊智能

近日，英國(guó)可能向?yàn)蹩颂m輸送貧鈾彈的消息引發(fā)人們思考，當(dāng)前的國(guó)際局勢(shì)愈加緊張的情況下，我們可能會(huì)面臨類似俄烏沖突中經(jīng)生化戰(zhàn)劑投放與放射性污染物擴(kuò)散后的核生化污染環(huán)境。為了提升部隊(duì)的三防水平以及促進(jìn)核生化污染后的重建重生，未來的核生化將向著低成本、模塊化、智能化發(fā)展。

低成本方面。生化試劑與放射性污染物的投放通常范圍大、擴(kuò)散快、面積廣，同時(shí)在嚴(yán)峻的核生化工作條件下機(jī)器人壽命難以保證。所以為了應(yīng)對(duì)高頻率、大規(guī)模的污染，核生化偵察機(jī)器人必須成本低廉，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以規(guī)?；a(chǎn)，以此在規(guī)模上有效提高三防水平。

模塊化方面。由于世界上較為鮮有核生化事故與戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)生，目前的核生化偵察機(jī)器人處于高度定制化、非標(biāo)準(zhǔn)化的情況。不僅在部分損壞時(shí)零件難以更換還存在面對(duì)不同作業(yè)條件無法適應(yīng)的情況。而高度模塊化機(jī)器人不僅可以解決上述難題，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與接口協(xié)議也可有效降低機(jī)器人本身與各模塊的研發(fā)周期與成本。并且統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模塊更易于大規(guī)模生產(chǎn)，在機(jī)器人出現(xiàn)部分嚴(yán)重?fù)p毀時(shí)也只需更換模塊而不是整體報(bào)廢。這使得模塊化成為核生化偵察機(jī)器人的重要發(fā)展趨勢(shì)。

智能化方面如前文所述，輻射等惡劣環(huán)境向機(jī)器人的可靠性與安全性提出了很高的要求，由于核生化環(huán)境下的偵察機(jī)器人需要做一定程度的屏蔽工作，不僅會(huì)影響遠(yuǎn)程控制的穩(wěn)定性，而且屏蔽必然會(huì)使機(jī)器人的接口受到嚴(yán)重限制，其輸入信息通道必定不會(huì)寬闊。所以智能化也是核生化偵察機(jī)器人的發(fā)展方向之一**。不**僅限于自動(dòng)避障與提前規(guī)劃輸入的簡(jiǎn)單任務(wù)，機(jī)器人應(yīng)在受到惡劣環(huán)境限制的傳感器條件下作出合適的決策，并具有一定的自我修復(fù)能力以應(yīng)對(duì)核生化環(huán)境下可能發(fā)生的意外。隨著目前人工智能的發(fā)展，衍生出的低功率、自主化的人工智能很可能會(huì)促進(jìn)核生化偵察機(jī)器人的智能化發(fā)展。

郭秉鑫，國(guó)防科技大學(xué)國(guó)際問題研究中心核心成員兼學(xué)員骨干，曾在《解放軍報(bào)》《中國(guó)國(guó)防報(bào)》《軍事文摘》等重要紙媒和中國(guó)社會(huì)科學(xué)網(wǎng)、人民網(wǎng)等中央級(jí)網(wǎng)絡(luò)媒體發(fā)表五十余篇；黃子逸、蔣晨陽，理論研究小組核心成員。

出品：科普中國(guó)

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：郭秉鑫 黃子逸 蔣晨陽（國(guó)防科技大學(xué)）

審核專家：付松洋（國(guó)防科技大學(xué)）

策劃：金 赫