軍用無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽有何亮點？

四年舉辦了三屆的“跨越險阻”陸上無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽又開始，今年比賽有何亮點？

9月12日，由陸軍裝備部主辦、陸軍研究院承辦的“跨越險阻2018”第三屆陸上無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽在京郊某訓(xùn)練場舉行。

據(jù)了解，本次挑戰(zhàn)賽從9月12日起至9月20日結(jié)束，共有61家牽頭單位組織136支車隊參賽，參賽車隊數(shù)量和比賽課目設(shè)置比往屆有了長足進步，更加突出創(chuàng)新性、實戰(zhàn)性。

據(jù)悉，該賽事自2014年起至今共舉辦了三屆，本屆比賽是迄今為止項目最全，參賽隊伍最多的一次，比賽環(huán)境也由實驗室和城市道路向野戰(zhàn)環(huán)境躍升，軍事需求主導(dǎo)更加明確。

2014年，在第一屆比賽***有10多家科研院所的21支無人車隊參賽。賽事設(shè)置了典型戰(zhàn)場環(huán)境障礙識別與避讓、越野機動兩個科目。

2016年，在第二屆比賽中，重點突出作戰(zhàn)任務(wù)背景和復(fù)雜環(huán)境綜合適應(yīng)能力。經(jīng)過初審，共有軍地院校、科研院所、國有企業(yè)、民營企業(yè)等40家牽頭單位、44家配合單位、73支車隊參賽。在科目設(shè)置上，共設(shè)置野外戰(zhàn)場執(zhí)行任務(wù)、城鎮(zhèn)戰(zhàn)場偵察與搜索和山地輸送等三類比賽項目，五個比賽組別。

今年的比賽重點圍繞野外戰(zhàn)場自主機動與偵查、空地協(xié)同搜索、雷場通道開辟等10個組別44個科目展開，突出抵近偵察、機動突擊等經(jīng)典作戰(zhàn)樣式，構(gòu)建城鎮(zhèn)街區(qū)、山地叢林等典型作戰(zhàn)環(huán)境，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)和作戰(zhàn)運用能力的同步考核。共有61家牽頭單位，136支車隊參賽。賽事門檻在不斷降低，門檻的降低是為了吸納更多中小民營企業(yè)的參與，為軍民融合搭建一個更加寬廣的競技交流平臺。

無人車除了能在路上跑還能做什么，陸軍研究院陶溢說“它們還能作為一個偵查員，一個邊防巡邏員的功能?！?/p>

從技術(shù)領(lǐng)域上看，視角和功能不斷拓展，從自主行為技術(shù)拓展到人機交互，多平臺協(xié)同、空地無人協(xié)同等領(lǐng)域推動無人技術(shù)全面發(fā)展。

從參賽產(chǎn)品質(zhì)量上看，軟件更加趨近于智能化，空地協(xié)同偵察等科目的設(shè)置更加考驗了產(chǎn)品的自主決策能力。

核心元器件更加趨近于國產(chǎn)化，從2016年部分使用北斗定位系統(tǒng)到今年的國產(chǎn)雷達、國產(chǎn)AI芯片。我們可以驕傲貼上“中國創(chuàng)造”，整體更加趨近于實戰(zhàn)化。從迷彩車身到高機動越野性能，都能看出實戰(zhàn)化的深刻考量。

與民用無人車路測不同的是，“跨越險阻2018”比賽主要考察無人車對特殊環(huán)境的機動性和適應(yīng)性，砂石路、草地、沙地、泥濘路、起伏土路，道路邊界不清晰的鄉(xiāng)間路......可以說賽場道路基本涵蓋了各類特殊地形路段，既考驗車輛接收與處理信息能力，更檢驗無人車輛的越野機動性能。工事、戰(zhàn)場廢棄物、彈坑、壕溝、水坑都不在話下，還有煙霧環(huán)境，要知道這對無人車的視覺是極大的考驗，需要參賽無人車都具備良好的圖像識別系統(tǒng)，才可以“化險為夷”。

不止有無人車，還有一群“可愛”的機器人。

在綜合越野比賽現(xiàn)場，第一個出場的“鐵牛一號”是模仿牦牛設(shè)計的一款四足仿生機器人，它體重350公斤,最大負重能達到150公斤。

雖然負重能力超強，但是對山林地形的適應(yīng)能力相對較弱，在通過第三個路段后，就提前退出了比賽。

現(xiàn)場還出現(xiàn)了被稱為“大狗”仿生機器人，奔跑速度能達到6公里每小時。不僅能主動適應(yīng)不同道路環(huán)境，還可以在遇到障礙時自主作出判斷，調(diào)整落腳點位置，擅長在山林地帶執(zhí)行伴隨保障，物資運輸?shù)热蝿?wù)。

還有外形酷似螃蟹的機器人，是我國自主設(shè)計的一款六足機器人，跟四條腿的機器人相比，它更具穩(wěn)定性，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的地面環(huán)境。雖然體重只有50多公斤，但負重卻能達到30公斤。它還是一個全智能的機器人，不僅可以用眼睛追蹤人的行走速度，還能對66種語言命令做出反應(yīng)。

代替人類完成高危、乏味、繁重的工作，減少傷亡、提高作戰(zhàn)效率是軍用機器人的使命。具有仿人功能的軍用機械電子裝置包括固定式、移動式和昆蟲機器人三種類型。移動式中的微型無人地面車輛是一種可用于偵查、掃雷、工程建設(shè)等的軍用機器人。一般以微型車輛做底盤，用于地面作戰(zhàn)中士兵無法進入和生存的危險性環(huán)境。美國非常重視微型無人地面車輛的研究開發(fā)，以適應(yīng)未來無人戰(zhàn)爭的需要。美國國防部已在無人***的自主式機器人上投入了數(shù)十億計的資金，并稱當前正處在自主系統(tǒng)的起始階段。經(jīng)過多年發(fā)展，微型無人地面車輛將成為21世紀地面戰(zhàn)場中的重要武器裝備。目前無人地面車輛的幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域為偵查、排爆、發(fā)射反坦克導(dǎo)彈，在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)場上已成功服役。

雖然微型無人地面車輛的各項關(guān)鍵技術(shù)正日趨成熟，但面向復(fù)雜環(huán)境的實用裝備尚存在極大的研究空間。惡劣、復(fù)雜的野外及戰(zhàn)場環(huán)境的感知是其中的一個研究重點。

從感知系統(tǒng)角度看，軍用機器人的特殊要求如下：

（1）自身特征信號小，隱蔽性強，不易被敵方探測到

美國DARPA投巨資研發(fā)的微小型昆蟲機器人就具備這種特點。從感知系統(tǒng)的傳感器選擇來講，自身不發(fā)出任何信號的被動式傳感器CCD就非常適用。而激光雷達等主動式傳感器不太適用。

（2）對復(fù)雜崎嶇地形模式有判決和自適應(yīng)能力

軍用機器人工作的環(huán)境一般是復(fù)雜崎嶇地形，地表覆蓋、地勢等地形特征都存在較大的變化率，且具有不確定性。這就要求機器人在能夠識別復(fù)雜地形的前提下，還具備可通過性判斷能力，并且機器人能隨著環(huán)境變化而自適應(yīng)的改變自身的處理算法，具有智能性。另一方面還應(yīng)注意到：這種識別和判斷并不需要特別精確，只需要建立一種能保證導(dǎo)航能順利進行的大致描述即可。模糊推理方法和基于概率統(tǒng)計思想的D-S證據(jù)理論都比較適合這種復(fù)雜地形下以自主導(dǎo)航為目的的識別與判斷。

（3）對硝煙、雨霧等環(huán)境干擾有魯棒的處理方法

在硝煙、雨霧隨機存在的情況下，機器人必須具有抑制這類環(huán)境干擾的方法，裝備的傳感器系統(tǒng)及采用的軟件算法需具有良好的干擾處理能力，以保證機器人在干擾存在情況下仍能保證正常工作。

當初美國國防部發(fā)起“DARPAGrand Challenge”無人車競賽的主要目的其實是用來評估無人車實用化的可能性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用現(xiàn)有技術(shù)完全能夠開發(fā)出十分實用的無人車。

“跨越險阻”陸上無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽可以說是中國的“DARPAGrandChallenge”，該賽事將堅持面向戰(zhàn)場和自主創(chuàng)新，以軍民融合的形式促進實現(xiàn)陸上無人系統(tǒng)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化運用，為陸軍轉(zhuǎn)型發(fā)展提供強大科技支撐，也為民用無人車上路提供更多的思路。