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警務(wù)機器人，出發(fā)
2020-06-09 10:17:12 作者 : 劉鵬 安樹 來源 :????????警用裝備網(wǎng)訊：?題記：小時候，看《變形金剛》，每每聽到汽車人領(lǐng)袖擎天柱振臂高呼：“汽車人，出發(fā)！”總覺得熱血澎湃，因為他們是為保衛(wèi)地球，為了人類，不顧自我的生死而戰(zhàn)。在現(xiàn)實的世界里，在和平與發(fā)展為主題的今天，戰(zhàn)爭機器人畢竟離我們太遠(yuǎn)。跟我們接觸頻繁的，反而是各式各樣的警務(wù)機器人，不論是在街頭、派出所，還是在案發(fā)現(xiàn)場，我們都能時不時見到它們的身影。今天，我們悉心整理了相關(guān)資料，讓你走進(jìn)它們的世界。
今年年初爆發(fā)的席卷全球的新冠肺炎疫情在給各國人民帶來痛苦的同時，卻意外的讓機器人——這個讓普羅大眾熟悉而又陌生的產(chǎn)品——走上了前臺。它們輔助人類應(yīng)對疫情，發(fā)揮出了積極的作用。
如果從上世紀(jì)40年代后期，美國研制出的用于搬運放射性材料遙控式機械手算起，現(xiàn)代機器人已經(jīng)經(jīng)歷了近80年的發(fā)展歷程。如今方興未艾的智能機器人是具有感知、思維和行動功能的機器，更是集合了機構(gòu)學(xué)、測試技術(shù)、制造技術(shù)、自動控制、計算機、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，它被賦予了多種多樣的豐富功能，成為了整個人類社會不斷追求的高科技生產(chǎn)力工具。
古早機器人資料圖
近年來，大數(shù)據(jù)、人工智能被大量運用于警務(wù)領(lǐng)域，警務(wù)工作正在發(fā)生重大而又深刻的變革，在“科技強警”的道路上，融合了現(xiàn)代科技成果的機器人獲得了越來越多的運用，不僅大大提高了警務(wù)工作的效率，也有利保障了執(zhí)勤民警的人身安全。從功能上看，警務(wù)機器人主要被用于代替人直接在現(xiàn)場進(jìn)行進(jìn)行偵查巡邏、爆炸物探測處置、應(yīng)急救援等，也可以對一些持槍及暴力犯罪分子實施有效攻擊，因此一般被細(xì)分為勤務(wù)機器人、排爆機器人、救援機器人等等。
需要強調(diào)的是，警務(wù)機器人發(fā)展的最終目的，并不是要來取代人，它始終只是警務(wù)工作的一種輔助工具，是用以在高溫、高壓、有毒、放射性、深水、高空等人所不能忍受的條件和環(huán)境中進(jìn)行工作。隨著警用機器人智能化程度越來越高，功能越來越多元，它在警務(wù)領(lǐng)域的作用越來越明顯，也蘊育出一個相當(dāng)龐大的市場。
勤務(wù)機器人
疫情期間，我們見得最多的警務(wù)機器人莫過于勤務(wù)機器人。勤務(wù)機器人，顧名思義，就是協(xié)助警務(wù)工作者進(jìn)行日常的勤務(wù)工作。主要包括道路巡邏、信息咨詢、事故警戒等等。同時，為應(yīng)對疫情防控需要，各地勤務(wù)機器人還增設(shè)了體溫檢測和人員篩選的功能，極大地提高了警務(wù)人員的工作質(zhì)量和效率。
其實勤務(wù)機器人很早就已經(jīng)在國內(nèi)得到了使用，2017年1月，武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)（漢南區(qū)）公安分局向公眾展示了勤務(wù)機器人“安安警官”的試驗品，這是一臺集遙控輔助巡邏、視頻治安防控、高清語音播報等功能于一身的高科技警用機器人；2017年2月17日，河南鄭州上線全國第一款警察機器人，在高鐵站進(jìn)行巡邏執(zhí)勤；2017年國慶期間，天安門廣場附近的國家博物館一臺協(xié)助維持秩序的勤務(wù)機器人在負(fù)責(zé)執(zhí)勤巡邏；在北京西單商業(yè)區(qū)也在使用功能豐富的勤務(wù)機器人，負(fù)責(zé)維護商業(yè)區(qū)周邊的社會治安。2019年7月，北京市王府井“安巡士”巡邏機器人上崗；2019年8月7日，河北邯鄲市公安局迎來了全國第一批上崗的機器人交警，開啟了人工智能交管的新起點。福建省福州市正式引進(jìn)勤務(wù)機器人——“安安警官”。
資料圖
而在2019年舉辦的武漢第七屆世界軍人運動會上，勤務(wù)機器人更是大放異彩，多臺機器人肩負(fù)起巡邏、維護治安的重任。武漢市公安局東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)分局創(chuàng)新使用的警用巡視機器人“小谷”，實現(xiàn)了公安網(wǎng)自動視頻監(jiān)控、違法抓拍、公安數(shù)字集群對講、身份核驗、票務(wù)抽檢等公安實戰(zhàn)功能；武漢市公安局經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)（漢南區(qū)）分局將警用巡視機器人“小沌”，用于軍運會主場館體育中心及軍運會國際媒體中心的警務(wù)巡邏工作，協(xié)助民警進(jìn)行日間、夜間的巡視，擴大了駐防面積，做到360度無死角、全天候、全地形、全模態(tài)、無疏漏的突發(fā)情況排查。
在國外，勤務(wù)機器人的使用也相當(dāng)?shù)钠毡?。迪拜作為對新興技術(shù)和產(chǎn)品非常熱衷的國家，在勤務(wù)機器人應(yīng)用方面也是相當(dāng)積極。2017年，迪拜警方首添勤務(wù)機器人警察，這款機器人出現(xiàn)在世界第一高樓迪拜哈利法塔的外面。他們的目標(biāo)更是在2030年之前讓機器人取代四分之一的警力。勤務(wù)機器人主要將部署于觀光區(qū)，配備攝影機能傳送影像至指揮室，也能辨識通緝犯。
迪拜機器人警察
新加坡也有用自己的勤務(wù)機器人警察，其主要的創(chuàng)新點是擁有一架可以在入侵者進(jìn)入之后發(fā)射的無人機。該機器人還可以識別入侵者以及無人看管的行李等可疑物品。它還能將警報發(fā)送到前方的指揮中心，也就是安全性能被激活的地方。2019年，在美國亨廷頓公園出現(xiàn)一款新型勤務(wù)機器人警察。機器人的主要工作是掃描和拍攝周圍環(huán)境。機器警察還記錄過往車輛的車牌，并與在線失竊車輛數(shù)據(jù)庫進(jìn)行核對。
因為外形特別、功能豐富，勤務(wù)機器人上崗之初就受到廣大人民群眾的歡迎。憑借其靈活移動和數(shù)據(jù)捕捉的能力，也為警務(wù)工作者的日常執(zhí)勤和執(zhí)法任務(wù)帶來了非常大的幫助。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，勤務(wù)機器人的智能化程度也在不斷提高，功能日趨完善的同時，應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛。
排爆機器人
排爆機器人是最早被運用于警務(wù)工作的機器人。1972年，英國研制成功第一款排爆機器人，以應(yīng)對反政府軍頻繁的炸彈襲擊。隨著地區(qū)沖突的加劇，反恐戰(zhàn)爭和警務(wù)工作的需求，各個國家都非常重視排爆機器人的發(fā)展。
排爆機器人，具體指排爆人員用于處置或銷毀爆炸可疑物的專用器材，避免不必要的人員傷亡。它可用于多種復(fù)雜地形進(jìn)行排爆。主要用于代替排爆人員搬運、轉(zhuǎn)移爆炸可疑物品及其它有害危險品；代替排爆人員使用爆炸物銷毀器銷毀炸彈；代替現(xiàn)場安檢人員實地勘察，實時傳輸現(xiàn)場圖像；可配備散彈槍對犯罪分子進(jìn)行攻擊；可配備探測器材檢查危險場所及危險物品。
資料圖
盡管起步晚于西方世界，但在排爆機器人領(lǐng)域，我國自主研發(fā)的技術(shù)和裝備卻發(fā)展迅猛。在去年開展的“反恐突擊-2019”智能無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽中，國內(nèi)首款仿人化雙臂排爆機器人隆重亮相。整個雙臂排爆機器人中分為輕型和中型兩款雙臂排爆機器人，能夠滿足不同場景和任務(wù)需要。
而在2020年3月，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研發(fā)了一款新型輪—腿—履帶復(fù)合式排爆機器人Scorpio（天蝎），有效提高了排爆機器人的作業(yè)效率和作業(yè)能力。Scorpio具有履帶和自平衡兩種運動模式，兼具環(huán)境適應(yīng)性與運動靈活性的優(yōu)點，在復(fù)雜環(huán)境中可以利用履帶行走，有越障能力，可爬樓梯；在平坦城市道路上，可利用兩輪自平衡模式行走，速度快，靈活性高，且能耗低，續(xù)航時間長。
排爆機器人的出現(xiàn)，大大提高了排爆人員的安全系數(shù)，能夠很大限度上減少排爆人員因執(zhí)行任務(wù)而造成的傷亡。而在維護社會公共安全，保障人民財產(chǎn)安全方面，也有著非常巨大的作用。
救援機器人
近些年來，隨著全球氣候的惡劣變化，自然災(zāi)害發(fā)生頻率越來越高。全世界都面臨著諸如地震、海嘯、山體滑坡和泥石流等等災(zāi)害的侵襲，這些嚴(yán)重威脅著人民的生命和財產(chǎn)安全。災(zāi)害發(fā)生之后，對掩埋人員的搜救工作，成為搶險救災(zāi)工作的重中之重。而只憑借搜救隊員的人力救援，難以滿足復(fù)雜的搜救場景。此時，能夠搭載各種搜救設(shè)備的救援機器人成為了救援工作的強大助力。
救援機器人主要包括面向自然災(zāi)害等的救災(zāi)機器人、危險搬運與維護檢修機器人、能源維護服務(wù)機器人等。能源維護包括核電站監(jiān)測、缺陷修復(fù)、拆裝、救援等遙控機器人，電力巡線檢測與檢修機器人，電站安全監(jiān)控機器人等。其特點是機器人要進(jìn)入人或者搜救犬無法到達(dá)的地方去開展搜救工作，常用的運動控制方式包括履帶式運動系統(tǒng)、仿生蛇形系統(tǒng)、仿生蜘蛛系統(tǒng)及可重構(gòu)變形機器人系統(tǒng)等。
資料圖
1993 年，一臺名為但?。―ante）的八腳機器人試圖探索南極洲的愛里伯斯火山，這一具有里程碑意義的行動由研究人員在美國遠(yuǎn)程操控，開辟了機器人探索危險環(huán)境的新紀(jì)元?！?·11”事件后， 美國iRobot、Inuktun 公司和 Foster-Miller 公司研發(fā)制造的救援機器人的良好表現(xiàn)，開了救援機器人技術(shù)研究的序幕。美國救援機器人的研究內(nèi)容涉及地形和環(huán)境適應(yīng)能力、生命體征和環(huán)境特征探測能力、可重構(gòu)變形能力等，這些都大大提高了機器人的救援能力。
作為多地震、多核能國家，日本在救援機器人研發(fā)方面做得較為全面。日本的研究人員率先將仿生機械應(yīng)用于救援機器人設(shè)計，研制出世界上第一臺蛇形機器人 ACM，并一直致力于仿生機器人及其救援應(yīng)用方面的研究。2017 年，為應(yīng)對福島核輻射后期檢測和維護，日本東北大學(xué)開發(fā)了一款新型蛇形機器人。這款機器人可通過噴射空氣抬高配備攝像頭的前端部分，可穿越災(zāi)區(qū)中比較高的障礙物在廢墟中開展搜索工作。
我國的救援機器人起步較晚。在“十一五”期間，已經(jīng)將“廢墟搜索與輔助救援機器人”項目列入國家863重點項目，由中科院沈陽自動化所機器人學(xué)國家重點實驗室與中國地震應(yīng)急搜救中心聯(lián)合承擔(dān)研制，并成功研制出“廢墟可變形搜救機器人、機器人化生命探測儀、旋翼無人機”三款機器人。這三款機器人曾經(jīng)被國家地震局評為“十一五”以來最具應(yīng)用實效的10項科技成果之一。2013年4月20日，四川雅安地震發(fā)生后，沈陽自動化所科研人員迅速反應(yīng)，已于20日下午組成臨時搜救隊隨同機器人急赴災(zāi)區(qū)開展救援工作。在“十三五”期間，科技部又發(fā)布了《“十三五”公共安全科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，其中就強調(diào)了將強化公共安全技術(shù)裝備的應(yīng)用，推動應(yīng)急救援機器人等一批自主研發(fā)的重大技術(shù)裝備投入使用。
此外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、山東省科學(xué)院自動化研究所等都研制了煤礦救災(zāi)機器人裝備。如國內(nèi)部分企業(yè)也開展了救援機器人的研究工作。新沂八達(dá)重工推出了“雙動力智能型雙臂手系列化救援機器人”，通過遙控操作，可以實現(xiàn)救援機器人雙臂手的協(xié)調(diào)配合，可完成坍塌物破碎、切割、抓取、剝離，探測生命和圖像傳輸?shù)裙δ堋ｋp臂手機器人在 2013 年雅安地震中完成了精細(xì)化分解、剝離殘垣斷壁的工作。哈工大機器人集團也推出了緊急救援機器人，它可代替人進(jìn)入火災(zāi)、爆炸、濃煙等危險區(qū)域，救援人員通過遠(yuǎn)程操作救援機器人可實現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場的監(jiān)測工作。另外，國內(nèi)許多研究院所在海灘救援機器人、自主救援機器人、消防機器人、森林火災(zāi)機器人、能源維護機器人、地面移動特種作業(yè)機器人等方面也做了大量工作。
偵察機器人
無論是民警還是特警，在執(zhí)行任務(wù)時總會面對各種各樣復(fù)雜的現(xiàn)場狀況。尤其是涉及有毒、有害、生化、腐蝕等危險存在的任務(wù)現(xiàn)場時，警察只身犯險并非明智之舉。此外，在細(xì)小、狹窄的目標(biāo)地進(jìn)行任務(wù)偵察，單憑人力很難做到。這時，偵察機器人的作用就會凸顯出來。
資料圖
偵察機器人是在各種復(fù)雜危險的環(huán)境下執(zhí)行偵察任務(wù)的重要輔助裝備。應(yīng)具有視頻音頻傳輸和照明設(shè)備，其主要特點：隱蔽性好、 體積小、噪音小、重量輕、操作靈 活方便、適用環(huán)境廣、功能多樣。 例如，能搜索藏于車底部或座椅下方的可疑物品，能進(jìn)入一定尺寸的管道進(jìn)行偵察和爬壁的機器人等。 發(fā)展偵察機器人應(yīng)以小型陸地偵察機器人發(fā)展為先導(dǎo)，帶動爬壁、管道、空中、水下和其它偵察機器人的全面發(fā)展，形成實用、可靠、有特色的偵察機器人系列。
爬壁偵查機器人是中國國內(nèi)首家面向反恐偵察、高空特種作業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品，具有完全獨立自主的知識產(chǎn)權(quán)，能在樓宇、橋梁、船舶、飛機表面等進(jìn)行高空作業(yè)。以樓宇反恐偵察為例，爬壁機器人可通過城市樓宇建筑外表面潛行至事發(fā)點，搭載的攝像頭將室內(nèi)人員情況的圖像視頻無線發(fā)送至指揮中心，為安全部門進(jìn)行現(xiàn)場形勢判斷、行動任務(wù)決策提供現(xiàn)場依據(jù)，可以有效保障反恐人員的安全，提高行動的成功率。
在發(fā)達(dá)國家，偵察機器人更是被廣泛應(yīng)用。日本防衛(wèi)省技術(shù)研究本部尖端技術(shù)推進(jìn)中心研制出了“手投式偵察機器人”。這種小型偵察機器人可從窗戶投入敵人或恐怖分子所在的建筑物內(nèi)，對室內(nèi)狀況進(jìn)行拍攝。這種手投式偵察機器人具有可投擲、可移動和搜集情報3個基本功能。球形構(gòu)造目的是確保在投入時不致?lián)p壞。
2006年，美國國防部先進(jìn)研究項目局（DARPA）委托制造一種叫做"超微蜂鳥"的偵察機器人，超微蜂鳥是一架撲翼機，可以對目標(biāo)位置執(zhí)行觀察拍攝任務(wù)，并將視頻流回傳給操作員，后者藉此指揮、導(dǎo)航；作盤旋飛行則有助于測量觀測。
美國還研發(fā)出能變身直升機的滾動偵察機器人，由尼古拉斯教授帶領(lǐng)的美國明尼蘇達(dá)大學(xué)分布式機器人中心的設(shè)計人員就將這兩種功能糅合到同一臺機器人身上，它能在地面滾動執(zhí)行遙感任務(wù)，需要時則能像直升機嗡嗡地起飛。這個機器人有滾動和飛行兩個獨立的模式。滾動模式中機翼折攏，藏身在身體里（上圖）；需要切換到飛行模式時，機翼從固定位置伸出并打開，帶動機器人像直升機那樣啟動、飛翔。
還有外形類似杠鈴的偵察機器人，只有人的手掌大小，它可用于崎嶇不平的道路，而且掩人耳目，靈活機動而且安全可靠，可連續(xù)使用。通過將其扔進(jìn)窗戶、扔過墻或扔下樓梯等，它都能安全著陸，甚至能從無人飛機上將其扔下。一旦展開，就可通過控制端控制其移動，該機器人可以幫助你偵察敵意或危險的環(huán)境，通過實時的視頻傳輸幫助你采取快速、安全和果斷的決定。
警務(wù)無人機
作為近幾年，蓬勃發(fā)展的新技術(shù)，無人機也在警務(wù)工作中得到了廣泛的使用。無人機體積小巧、靈活性強，不僅適合于外出辦案攜帶，而且靈活性更強，具有機動速度快、監(jiān)視范圍廣等諸多優(yōu)點。同時，由于使用簡單，執(zhí)勤民警根據(jù)實戰(zhàn)需要，可在無人機上安裝高清攝像機或機械抓手，單人1分鐘內(nèi)即可完成，適合單警執(zhí)行任務(wù)。由于無人機不需要特別部署，啟動即可工作，能迅速到達(dá)指定地點執(zhí)行任務(wù)，將航拍圖像實時清晰地傳輸?shù)街笓]中心平臺和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的手機移動終端，為扁平化、跨層級的指揮處置提供直接、可靠、快速的視頻圖像信息支撐。
此外，警務(wù)無人機憑借極強的靈活性，在應(yīng)急處突方面，可以大展身手。警務(wù)無人機采用空中監(jiān)控的方式，在對大范圍場地進(jìn)行布控調(diào)節(jié)，疏導(dǎo)人群，抓拍違法行為等，效果非常顯著。警務(wù)無人機在輔助交通管理方面，也頗有建樹。在發(fā)生交通意外后，無人機可以為交警提供及時的事故現(xiàn)場畫面以及具體的事故發(fā)生位置。為還原事故場景，劃定責(zé)任人提供強有力的技術(shù)支持。
資料圖
同時，警務(wù)無人機在消防救援中也有重要作用。無人機在消防運用可以解決以下四方面的問題：災(zāi)情偵查、監(jiān)控追蹤、輔助救援、輔助監(jiān)督。而面對自然災(zāi)害造成的救援需求，無人機也能滿足。在地震掩埋人員的搜救中，無人機可以攜帶生命探測儀進(jìn)行搜救工作，同時采集到的影像資料還可以加快災(zāi)區(qū)測繪工作的順利進(jìn)行。
2014年，公安部將無人機納入警用航空管理范疇，更在2015年初印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強公安機關(guān)視頻圖像信息應(yīng)用工作的意見》，明確將無人機航拍設(shè)備納入移動無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，《意見》的出臺為無人機在警務(wù)實戰(zhàn)中的應(yīng)用提供更加強有力的支撐。
國內(nèi)部分主流警務(wù)機器人研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)
注：1.本表主要以有研發(fā)生產(chǎn)實力的企業(yè)為主，由于精力、能力有限，如有遺漏盡請諒解
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.進(jìn)口及代理企業(yè)未列入表中。
在全球技術(shù)發(fā)展背景下，警用機器人已經(jīng)進(jìn)入了一個高速發(fā)展期，其進(jìn)化將在虛擬現(xiàn)實、計算機視覺、模塊化技術(shù)、多機種協(xié)同以及仿生技術(shù)等方面迎來新契機。據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，2020年特種機器人的市場規(guī)模將達(dá)到近8億美元，而隨著全球?qū)χ腔劬瘎?wù)產(chǎn)品的需求增大，未來警用機器人的市場預(yù)計將達(dá)到百億美元的規(guī)模。在這個創(chuàng)新潛力巨大的階段，不管是研發(fā)，還是實戰(zhàn)運用，我國正在迎頭趕上世界發(fā)達(dá)國家的水平。
如今，警務(wù)機器人在向著微型化和大型化方向發(fā)展，在新材料的加持下，也增強了對高溫、高壓、高輻射、高空等特殊環(huán)境條件的耐受性，以適應(yīng)不同的環(huán)境和場景的需求。同時，警務(wù)機器人為適應(yīng)復(fù)雜多變的工作環(huán)境，也迫切需求高性能的感知系統(tǒng)和智能系統(tǒng)的支持。
此外，有意思的是，與科幻作品描述的類人型機器人不同，目前，世界上運用的警務(wù)機器人還難以具備人類的特征。雖然仿生肢體的發(fā)展在近些年突飛猛進(jìn)，很多機器人裝上了仿生肢體，連接到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以通過人腦直接控制。可惜的是，盡管有很多企業(yè)進(jìn)行了有益的嘗試，但限于技術(shù)瓶頸和材料的限制，仿生肢體還難以在警務(wù)工作領(lǐng)域發(fā)揮出真正的作用。
總之，在這個加速推進(jìn)“智慧警務(wù)”、“智慧公安”的大時代，科技興警、向高科技要警力指導(dǎo)方針不斷得到落實和發(fā)展。而作為高科技的代表，“智能警用機器人”必定是各公安機關(guān)大力發(fā)展的警務(wù)力量，在政策、技術(shù)和社會需求的推動下，警用機器人必將迎來發(fā)展新篇章！
（由于水平有限，文中難免有錯漏，我們也墾請各位批評指正）
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