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實彈射擊訓練對抗機器人

2019-08-26 09:26:23

來源：東朗科技


一、國內外實彈機器人發展現狀
       在輕武器戰術實彈射擊訓練中，用機器人用來扮演敵方士兵進行實彈對抗訓練，對提高士兵射擊訓練水平有著重要意義。為了使輕武器戰術實彈射擊訓練接近實戰情境，美軍早在2011年就已經使用機器人作為射擊目標，來進行實彈射擊訓練，并成為美軍實戰化訓練科目。

       根據美國海軍陸戰隊的測試，利用運動機器人訓練24小時之后，士兵對于運動目標的射擊精確度提高了2倍。美國陸軍研究實驗室（ARL）測試表明，與傳統的訓練方法相比，在同等射擊準確率下，經過目標機器人訓練的士兵的可殺傷射程增加了3.7倍。僅2011年 - 2013年，美軍就為購買機器人投入1.1億美元。
       當前，美軍的射擊訓練機器人已經發展到分隊級對抗的訓練高度。2019年3月，某西方防務期刊再次報道了美軍的訓練機器人，文中提到“為了使訓練更加真實，我們使用十幾個機器人組成敵方步兵班。為了模擬俄軍的步兵排，我們在年底之前，將部署由四十多個機器人組成的敵人加強排，其成員數量將超過美軍的步兵排。”
       我軍正開展“步兵特戰化”訓練，步兵特戰化、多樣化是新時期遂行軍事任務的迫切需要，也是我軍和外軍都在研究的一個重要課題。通過開展特戰化訓練，能夠提高部隊遂行多樣化軍事任務的能力。“步兵特戰化”是為了應對未來的新形作戰樣式，比如反恐處突、城市戰等，這就需要部隊進行相應的近距離作戰（CQB）訓練。
       東朗科技研發的實彈射擊對抗機器人，為訓練場增添了“敵我機動 + 對攻對抗”的實戰要素，打造一個與以往實彈射擊訓練完全不同的，真正意義上的實戰化訓練科目。讓受訓射手使用真槍實彈，能從任意方位和角度射擊高速機動的“敵人”，真正貼近實戰的訓練情境。該款機器人可應用于全軍范圍內高級實彈訓練科目。
二、實彈射擊對抗機器人介紹
       我們提供一個具有攻擊能力的“敵人”。這個“敵人”在承受射手實彈打擊的同時，使用自身攜帶的模擬武器向射手發射安全的爆炸彈藥，專用彈藥爆炸110分貝聲響，以及2立方米的黑色硝煙。模擬武器的發射不使用火藥，專用彈藥的爆炸也不使用火藥，彈藥爆炸不產生破片，絕對安全。

       當受訓射手命中“敵人”時，“敵人”通過自身的檢測與反饋系統，向控制終端自動報靶，顯示和記錄射手的射擊成績。當受訓射手命中“敵人”的頭部時，“敵人”將作出肢體形變，向射手做出直觀的射擊成績反饋。該“敵人”與受訓射手形成對抗和對攻態勢，為實戰化訓練加入真正的實戰要素，生成實戰情景，包括以實兵分隊與機器人分隊進行對抗。
        
1、系統構成及技術特點
       （1）全向底盤：全向四驅，高速機動，無需軌道；
       （2）三維靶體：解決了常規的二維平面靶標只能被單向180度射擊和單向180度報靶，不能被360射擊和報靶；機器人會在射擊場上模擬敵人的全向任意機動，只有三維的圍合仿真靶體才能360度被彈，以及360度報靶；而且，圍合結構的仿真靶體與人體的結構和外觀非常接近，便于讓機器人穿著敵方軍裝，逼真擬人的扮演敵人；
       （3）形變機構：當射手命中三維仿真靶體的要害部位，通過肢體形變向射手傳遞最直觀的命中要害部位的視覺反饋，使射手無需等待到一輪射擊結束后，通過查看報靶系統就能得知自己的射擊成績；
       （4）武器系統：不使用火藥的發射系統，可發射50mm殺爆彈和11mm動能彈；
       （5）爆炸彈藥：不使用火藥，殺爆彈爆裂，無破片，爆發出110分貝的聲響；同時生成2立方米的黑煙；
       （6）光學火控：識別受訓射手，引導武器系統向受訓射手發射模擬殺爆彈；
       （7）聲學火控：識別受訓射手，引導武器系統向受訓射手發射模擬動能彈；
       （8）控制系統：第一代機器人無線遙控，遙控距離1500米；第二代機器人將嵌入基于北斗/GPS的規劃與導航控制系統。
2、主要性能指標
（1）整體防彈，高速運動，時速20公里，2.4G無線遙控1500米；
（2）承受射手的實彈射擊，耐受5.8mm和9mm實彈射擊；
（3）機器人360度被彈、360度自動反饋、記錄射手成績；
（4）區分子彈命中部位，反饋子彈命中了機器人的頭部還是軀干；
（5）當子彈擊中機器人的頭部，機器人做出肢體變形的直觀反饋；
（6）熱成像生命體征37°C，支撐夜間使用紅外熱像儀進行射擊訓練；
（7）模擬彈藥“爆炸”出110分貝聲響，和2立方米的煙霧；
（8）模擬彈藥不產生彈片 - 不會傷害到受訓射手；
（9）模擬彈藥有效射程>50米；
（10）機器人的視覺和聽覺分辨距離>50米。
3、同類產品的缺陷
       對于國內的類似產品，有幾個廠家都是將一個二維的靶板搭載于移動底盤。
       缺陷1：二維靶板不能360度被彈，射手不能從360度的任意方位和角度射擊靶標，只能從面對機器人的單一正向進行射擊，這嚴重地背離了實戰；
       缺陷2：二維靶板不能對360度的命中做出檢測，不能報靶，中彈無法形變，不應該作為戰術靶標；
       缺陷3：國內的類似產品都不具備模擬武器和模擬彈藥，沒有實物攻擊能力，不能與射手做對抗和對攻，全都無法成為一個“敵人”；
       缺陷4：國內的類似產品都沒有視覺和聽覺，更無法成為模擬武器的火控系統。
       東朗科技掌握了機器人的控制技術、擬人和低成本的火控技術，訓練機器人攜帶模擬武器，發射爆炸彈藥的攻擊能力。我們將為第二代機器人嵌入基于北斗/GPS的戰術規劃與導航控制系統。第二代機器人將迅速生成自主反擊和主動接敵的戰斗能力，并能在關鍵任務中快速和低成本地實現一個擁有智慧與戰斗力的現實“敵人”。
三、研發歷程及技術狀態
       2017年，我們的第一代機器人進行了與實彈射擊的對抗與對攻測試，機器人承受住了實彈打擊、發射彈藥、彈藥爆炸，攻擊射手。成功測試驗證了全部設計功能，第一代機器人的技術成熟度處于6級水平。于2017年參加了第三屆軍民融合發展高技術裝備成果展覽暨論壇，并做了專題匯報。
       在整個研發過程中，我們始終必須面對一個永遠繞不開的矛盾，以及永遠要絕對遵循的一個設計倫理。
       這個首要矛盾是“功能與防護問題”。我們的機器人不同于其他服務機器人，它必須能夠在承受實彈打擊的險惡情況下，保證自身的全部結構和功能不被毀傷，還能控制自身武器發射彈藥，向受訓射手發動攻擊。所以，我們不可能用防彈鋼板將整個機器人嚴密包裹。如果那樣，機器人不能走行、觀瞄、射擊、報靶、做出肢體形變反饋等。這必須通過一系列巧妙、獨特、簡單、經濟的結構和方法，統籌交織地綜合運用智慧方可達成。
       “設計倫理問題”，我們絕對不能去制造一個超現實的鋼鐵俠或機器戰警。該產品的用途不是用于直接對敵作戰，而是用來扮演敵人，訓練士兵。所以，這個機器人除了不被毀傷，它不可以擁有其他超越人類的本領。
       因此，機器人的所有功能要基于人類，基于敵人的能力和特征。
       這個“敵人”不應該三頭六臂，不可以后腦勺長眼睛，也不能夠有千里眼或順風耳的感知能力。如果那樣，就背離了研發該產品的初衷，它也就失去了扮演敵人用于訓練的存在意義。例如，機器人所扮演的敵人被子彈命中后，應該出現肢體形變，停止行進，停止使用武器發射彈藥、甚至身體傾倒歪斜。
       在這個領域，我們已經深耕了近五年，在技術上東朗科技具有明顯的后發優勢，擁有機器人完全自主知識產權。截至目前，我們又升級了武器系統、光學火控、三維靶體、360度報靶、肢體形變等功能，并已經全部獲得專利授權。目前，已經獲得：3項發明專利授權；1項發明專利實審；1項PCT國際專利受理；7項實用新型專利授權。
       2019年8月某西方防務媒體報道了東朗科技的產品。可見實彈射擊對抗機器人是各國軍事訓練的關注熱點。
結語：
       習主席反復強調的實戰化訓練，就是要開展與以往不同的訓練。
       只有在射擊訓練中使用機器“敵人”，才有可能真正地實現“敵我機動 + 對攻對抗”這一最貼近實戰的訓練情境。我們只有在與具有攻擊能力的“敵人”展開的雙向對攻中，才能得以有針對性地演練出臥倒、規避、迂回、掩護、佯動、協同等高級技戰術。戰士才能真正理解為什么必須要保存自己，才可能消滅敵人。
       只有這樣，才能做到習主席要求的“仗怎么打兵就怎么練”！
       我們需要一個與美軍相同的訓練科目！我們更需要一個超越美軍的訓練裝備！ 
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