警用和反恐機器人是特種機器人的重要應用方向，無論是偵查突擊，還是防爆拆解，都離不開它們的身影。我國警用機器人經過近30年的研究取得了豐碩的成果，發揮了重要的作用。隨著近年來信息技術，控制技術的不斷革新，世界警用機器人也得到了快速的發展。

1 國內外的研究現狀

60年代初，發達國家就開展了警用機器人的研究，研制出多種型號機器人。“9·11”事件以后，各國加強了反恐和排爆機器人的研究，其中，美國、英國、法國、德國、以色列、加拿大、日本等國家處于領先地位。像跳躍機器人、排爆機器人都是非常有特色的。

我國在研制警用機器人方面起步較晚，在國家“863”等研究項目的支持下，有了長足的發展，某些技術已經達到國際先進水平。目前國內恐怖形勢嚴峻，涉爆案件增多，嚴重影響著國家經濟建設、安全穩定和人民生命財產的安全。因此，對警用機器人的需求量不斷增大。

2 特點和存在的問題

目前，國內警用機器人除低空小型飛行和水下機器人外，按照移動載體主要分為履帶式、輪式和輪履復合式三種。

按照功能主要分為偵察、排除爆炸物及危險品、消防、攻擊機器人和多功能機器人等。

偵察機器人主要用于偵察、巡邏、預警等；排爆機器人主要是代替人進入危險環境，完成排除爆炸物、危險品處理銷毀等任務；攻擊機器人實際上是一種小型地面移動作戰平臺。

2.1 偵察機器人特點和存在問題

偵查機器人應具有體積小、重量輕、快速敏捷、可靠性強、操作靈活和圖像清晰等特點，是警用機器人的研究重點。目前在結構設計、材料應用等方面還存在一定缺陷，影響了可靠性和環境適應性,工藝水平和量產數量是制約其發展的因素。

2.1.1 地面移動探測機器人

北京航空航天大學研制的便攜式地面偵察機器人，具有一定的靈活性和抗震、防水能力，在復雜地形有較好的通過能力，具有自主/半自主式工作方式，攝像機可拍攝360°全景圖像。

2.1.2 爬壁機器人

哈爾濱工業大學研制的爬壁機器人，主要用于樓宇的偵察。通過負壓吸附原理進行攀爬到達指定窗口，利用搭載的攝像傳輸設備，將室內情況傳輸給作戰人員。特點是噪音小，連續工作時間長。

2.1.3 拋投式偵察機器人

最早拋投的像一個球一樣，把它拋投出去可以自動扶正，然后進行偵查，后來北京理工大學和其他一些單位做成兩個輪行走的拋投式機器人，目前應用的比較稍多一些。

2.1.4 車底檢查機器人

該機器人安有四個輪，配有廣角鏡頭，可巡查車底下有沒有異常物，比如爆炸物等，其應用也比較多。

2.2 排爆機器人特點和存在問題

排爆機器人根據抓舉的重量可分大、中、小三種類型。主要特點是利用多自由度機械臂抓取各種危險品并進行處置、銷毀。另可配爆炸物銷毀器等。目前視覺系統效果差，影響了其靈活性、準確性和抓舉速度。

2.2.1“靈蜥”系列反恐排爆機器人

該系列反恐排爆機器人是由中國科學院沈陽自動化研究所與廣州衛富機器人有限公司共同研制開發的。主要包括“靈蜥－A”、“靈蜥－B”、“靈蜥－H”、“靈蜥－HW”等。 目前裝配量很大。

靈晰系列機器人，采用輪-腿-履帶復合型移動機構和四自由度機械手（可抓取、剪斷和鏟取）進行工作。在關節履帶移動機構、控制系統等方面具有與國外產品不同的特點，可翻越0.45m高的障礙，能通過小于43°的斜坡和樓梯，最大直線運動速度為40m/min。

2.2.2JW-903排爆機器人

該機器人由北京京金吾高科技有限公司研究制造。機械臂共分三級，伸展高度3m，另外，機械臂最低可水平伸入車輛底部抓取物品。

2.2.3 Leobot-EOD小型排爆機器人

Leobot-EOD小型排爆機器人由上海中為智能有限公司研制，重量不大于35kg，可單人攜行和操作。其速度0-2m/s，自由度12個，其中機械臂自由度6個，確保抓取任何方位的爆炸物；可在各種不同環境中工作，能上下30°的斜坡和樓梯，持續工作2小時；機械手臂可抓取不小于3kg的爆炸物。

2.3 攻擊機器人特點和存在問題

攻擊機器人常以輪、履、腿足或其他組合形式實現地面移動，通過遙控或半自主方式進行觀瞄和射擊。實現其穩定性、可靠性、準確性、環境適應性是攻擊機器人不斷研究和探索的重點。

履帶式輕型攻擊機器人由機械運載、導航定位、控制、無線通訊、傳感與偵察、武器及伺服控制、電源供電、遙操作控制終端等分系統組成。可搭載各種輕武器，伺服電機控制武器的水平、俯仰轉動，攝像機與武器同軸安裝，通過帶十字分劃的復合視頻瞄準目標。

2.4其他機器人

主要包括飛行偵察機器人、水下機器人、排險機器人、消防機器人等用于特定條件下的機器人。飛行偵察機器人和水下機器人由沈陽自動化所研制，河北工業大學研究的化學堵漏、救援機器人、核電站檢修機器人；上海消防所研究的消防機器人；山東大學研制的井下機器人等。

3 要把握的幾個問題

3.1 建好平臺

研究各種警用機器人，首先要解決好行走問題，使之能適應各種復雜環境。我們曾利用模擬的沙地、水地、坡度、臺階、拐彎、樓道、機艙等一整套場景，對各類警用機器人進行測試，匯總得出一個通過性能評估指標，這一評估辦法可望發展成為一個量化標準。

3.2 實現智能

機器人應該具備立體視覺；自動尋的與判讀地形、識別和分析目標；能半自主抓取物品，支臂能完成空間的直線擬合運動；有多種偵察手段和通信設備；可高速行駛（行走）、越障能力強；可更換工具、支臂靈巧、爪手可感知夾力；有自檢與故障報警功能；動力持久、連續工作時間長。

3.3 不斷完善

排爆機器人沒有廣泛應用之前，排除爆炸物大都是靠人去完成，人處在極其危險的環境中，有不少公安人員因此受傷甚至獻出寶貴的生命。只有通過實際應用，機器人才能不斷完善和發展。

3.4 拓展應用

機器人除了偵察、排爆以外還有其它急需的領域，如用于水下作業的水下機器人，用于空中作業的空中機器人，用于地面作業的救援機器人等，這些機器人從國外引進，一是價格昂貴、二是不便于維修，目前我國已逐步開展了相關研究。

3.5 注重產權

我國警用機器人在性能、功能、可靠性等方面有一定差距，不能完全滿足任務需要， 但是也有一些別人沒有做到的，我們做到的，所以保護好我們的產權。

4 未來發展方向

4.1研究現狀

目前機器人的重點研究方向包括：

1）排爆機器人機械臂需增加自由度，以適應藏匿于狹窄空間的爆炸物的排除；

2）提高在室內機器人自身準確位置及與爆炸物之間的準確距離；

3）提高偵查機器人圖像傳輸系統的清晰度、傳輸距離和抗干擾能力；

4）提高機器人的智能化和可靠性。

4.2 未來發展趨勢

1） 虛擬現實與網絡技術。

遙現技術是人的感覺器官在遠端的延伸。人的感覺能通過虛擬現實的I/O設備得到增強，操作員在遠距離操縱真實的設備時能產生一種“臨場感”。另一方面，人們利用網絡技術可以對機器人進行遠距離操控。

2）結構、功能模塊化技術。

機器人的重組技術，是指一個機械系統由一種或幾種結構、功能不同的模塊構成，不同數量模塊的不同組合可以改變結構的形狀、大小及功能，以適應不同工作的需求，完成不同的任務。

3）多機器人相互協同技術。

相互協調的多個機器人系統的能力遠大于各個單機器人系統的功能之和。它還可以通過共享資源彌補單個機器人能力的不足，完成單機器人系統無法完成的復雜任務。

制造多個簡單機器人比單個復雜機器人更容易、成本更低，多機器人系統體系結構與協作機制、信息交互以及沖突消除等方面將是多機器人系統的另一研究方向。

4）仿生技術。

傳統的設計原則已經不能滿足機器人在非結構化、未知環境下作業的要求, 要解決的主要問題之一是運動方式的實現。 需要用新的理念, 尋找靈活穩定、適應性強的運動模式。仿生學的發展，研究動物的運動方式和機理可以大大提高機器人的高適應性和運動穩定性。

5 結語

堅持以科技創新為動力，以任務定手段，以手段定裝備，以國情定發展，走自主創新的道路。隨著信息技術的發展，遠程操控和局部自主移動又有了新的突破；隨著新設計理念和新技術、新材料、新工藝的高度融合，可靠性適應性也提高到了一個新的階段，國家的不斷支持和民間資本的大量投入，必將促進我國警用機器人的快速發展。