实弹射击训练对抗机器人

2019-08-26 09:26:23

来源:东朗科技


一、国内外实弹机器人发展现状
       在轻武器战术实弹射击训练中,用机器人用来扮演敌方士兵进行实弹对抗训练,对提高士兵射击训练水平有着重要意义。为了使轻武器战术实弹射击训练接近实战情境,美军早在2011年就已经使用机器人作为射击目标,来进行实弹射击训练,并成为美军实战化训练科目。

       根据美国海军陆战队的测试,利用运动机器人训练24小时之后,士兵对于运动目标的射击精确度提高了2倍。美国陆军研究实验室(ARL)测试表明,与传统的训练方法相比,在同等射击准确率下,经过目标机器人训练的士兵的可杀伤射程增加了3.7倍。仅2011年 - 2013年,美军就为购买机器人投入1.1亿美元。
       当前,美军的射击训练机器人已经发展到分队级对抗的训练高度。2019年3月,某西方防务期刊再次报道了美军的训练机器人,文中提到“为了使训练更加真实,我们使用十几个机器人组成敌方步兵班。为了模拟俄军的步兵排,我们在年底之前,将部署由四十多个机器人组成的敌人加强排,其成员数量将超过美军的步兵排。”
       我军正开展“步兵特战化”训练,步兵特战化、多样化是新时期遂行军事任务的迫切需要,也是我军和外军都在研究的一个重要课题。通过开展特战化训练,能够提高部队遂行多样化军事任务的能力。“步兵特战化”是为了应对未来的新形作战样式,比如反恐处突、城市战等,这就需要部队进行相应的近距离作战(CQB)训练。
       东朗科技研发的实弹射击对抗机器人,为训练场增添了“敌我机动 + 对攻对抗”的实战要素,打造一个与以往实弹射击训练完全不同的,真正意义上的实战化训练科目。让受训射手使用真枪实弹,能从任意方位和角度射击高速机动的“敌人”,真正贴近实战的训练情境。该款机器人可应用于全军范围内高级实弹训练科目。
二、实弹射击对抗机器人介绍
       我们提供一个具有攻击能力的“敌人”。这个“敌人”在承受射手实弹打击的同时,使用自身携带的模拟武器向射手发射安全的爆炸弹药,专用弹药爆炸110分贝声响,以及2立方米的黑色硝烟。模拟武器的发射不使用火药,专用弹药的爆炸也不使用火药,弹药爆炸不产生破片,绝对安全。

       当受训射手命中“敌人”时,“敌人”通过自身的检测与反馈系统,向控制终端自动报靶,显示和记录射手的射击成绩。当受训射手命中“敌人”的头部时,“敌人”将作出肢体形变,向射手做出直观的射击成绩反馈。该“敌人”与受训射手形成对抗和对攻态势,为实战化训练加入真正的实战要素,生成实战情景,包括以实兵分队与机器人分队进行对抗。
        
1、系统构成及技术特点
       (1)全向底盘:全向四驱,高速机动,无需轨道;
       (2)三维靶体:解决了常规的二维平面靶标只能被单向180度射击和单向180度报靶,不能被360射击和报靶;机器人会在射击场上模拟敌人的全向任意机动,只有三维的围合仿真靶体才能360度被弹,以及360度报靶;而且,围合结构的仿真靶体与人体的结构和外观非常接近,便于让机器人穿着敌方军装,逼真拟人的扮演敌人;
       (3)形变机构:当射手命中三维仿真靶体的要害部位,通过肢体形变向射手传递最直观的命中要害部位的视觉反馈,使射手无需等待到一轮射击结束后,通过查看报靶系统就能得知自己的射击成绩;
       (4)武器系统:不使用火药的发射系统,可发射50mm杀爆弹和11mm动能弹;
       (5)爆炸弹药:不使用火药,杀爆弹爆裂,无破片,爆发出110分贝的声响;同时生成2立方米的黑烟;
       (6)光学火控:识别受训射手,引导武器系统向受训射手发射模拟杀爆弹;
       (7)声学火控:识别受训射手,引导武器系统向受训射手发射模拟动能弹;
       (8)控制系统:第一代机器人无线遥控,遥控距离1500米;第二代机器人将嵌入基于北斗/GPS的规划与导航控制系统。
2、主要性能指标
(1)整体防弹,高速运动,时速20公里,2.4G无线遥控1500米;

2承受射手的实弹射击,耐受5.8mm和9mm实弹射击;
3机器人360度被弹、360度自动反馈、记录射手成绩;
4区分子弹命中部位,反馈子弹命中了机器人的头部还是躯干;
5当子弹击中机器人的头部,机器人做出肢体变形的直观反馈;
6热成像生命体征37°C,支撑夜间使用红外热像仪进行射击训练;
7模拟弹药“爆炸”出110分贝声响,和2立方米的烟雾;
8模拟弹药不产生弹片 - 不会伤害到受训射手;
9模拟弹药有效射程>50米;
10机器人的视觉和听觉分辨距离>50米。
3、同类产品的缺陷
       对于国内的类似产品,有几个厂家都是将一个二维的靶板搭载于移动底盘。
       缺陷1:二维靶板不能360度被弹,射手不能从360度的任意方位和角度射击靶标,只能从面对机器人的单一正向进行射击,这严重地背离了实战;
       缺陷2:二维靶板不能对360度的命中做出检测,不能报靶,中弹无法形变,不应该作为战术靶标;
       缺陷3:国内的类似产品都不具备模拟武器和模拟弹药,没有实物攻击能力,不能与射手做对抗和对攻,全都无法成为一个“敌人”;
       缺陷4:国内的类似产品都没有视觉和听觉,更无法成为模拟武器的火控系统。
       东朗科技掌握了机器人的控制技术、拟人和低成本的火控技术,训练机器人携带模拟武器,发射爆炸弹药的攻击能力。我们将为第二代机器人嵌入基于北斗/GPS的战术规划与导航控制系统。第二代机器人将迅速生成自主反击和主动接敌的战斗能力,并能在关键任务中快速和低成本地实现一个拥有智慧与战斗力的现实“敌人”。
三、研发历程及技术状态
       2017年,我们的第一代机器人进行了与实弹射击的对抗与对攻测试,机器人承受住了实弹打击、发射弹药、弹药爆炸,攻击射手。成功测试验证了全部设计功能,第一代机器人的技术成熟度处于6级水平。于2017年参加了第三届军民融合发展高技术装备成果展览暨论坛,并做了专题汇报。
       在整个研发过程中,我们始终必须面对一个永远绕不开的矛盾,以及永远要绝对遵循的一个设计伦理。
       这个首要矛盾是“功能与防护问题”。我们的机器人不同于其他服务机器人,它必须能够在承受实弹打击的险恶情况下,保证自身的全部结构和功能不被毁伤,还能控制自身武器发射弹药,向受训射手发动攻击。所以,我们不可能用防弹钢板将整个机器人严密包裹。如果那样,机器人不能走行、观瞄、射击、报靶、做出肢体形变反馈等。这必须通过一系列巧妙、独特、简单、经济的结构和方法,统筹交织地综合运用智慧方可达成。
       “设计伦理问题”,我们绝对不能去制造一个超现实的钢铁侠或机器战警。该产品的用途不是用于直接对敌作战,而是用来扮演敌人,训练士兵。所以,这个机器人除了不被毁伤,它不可以拥有其他超越人类的本领。
       因此,机器人的所有功能要基于人类,基于敌人的能力和特征。
       这个“敌人”不应该三头六臂,不可以后脑勺长眼睛,也不能够有千里眼或顺风耳的感知能力。如果那样,就背离了研发该产品的初衷,它也就失去了扮演敌人用于训练的存在意义。例如,机器人所扮演的敌人被子弹命中后,应该出现肢体形变,停止行进,停止使用武器发射弹药、甚至身体倾倒歪斜。
       在这个领域,我们已经深耕了近五年,在技术上东朗科技具有明显的后发优势,拥有机器人完全自主知识产权。截至目前,我们又升级了武器系统、光学火控、三维靶体、360度报靶、肢体形变等功能,并已经全部获得专利授权。目前,已经获得:3项发明专利授权;1项发明专利实审;1项PCT国际专利受理;7项实用新型专利授权。
       2019年8月某西方防务媒体报道了东朗科技的产品。可见实弹射击对抗机器人是各国军事训练的关注热点。
结语:
       习主席反复强调的实战化训练,就是要开展与以往不同的训练。
       只有在射击训练中使用机器“敌人”,才有可能真正地实现“敌我机动 + 对攻对抗”这一最贴近实战的训练情境。我们只有在与具有攻击能力的“敌人”展开的双向对攻中,才能得以有针对性地演练出卧倒、规避、迂回、掩护、佯动、协同等高级技战术。战士才能真正理解为什么必须要保存自己,才可能消灭敌人。
       只有这样,才能做到习主席要求的“仗怎么打兵就怎么练”!
       我们需要一个与美军相同的训练科目!我们更需要一个超越美军的训练装备!