地面机器人。 从跌落系统到无人驾驶车队（1的一部分）
在以海、天、陆为代表的三大要素中，对于无人车来说，陆地当然是最难的。 虽然无人驾驶飞行器 (UAV) 和水面或水下无人系统大部分在同质空间中运行，但地面 机器人 必须克服各种各样的障碍。 它们不仅使机器人的运动复杂化，而且限制了它们通信渠道的范围。
在无人机的王国中，规则是无人机越小，阵风的影响就越大。 当物理尺寸影响移动性时，地面机器人会受到这种尺寸综合症的影响，至少在涉及最经典的解决方案时，即轮子和轨道，因为步行和爬行机制仍远未实际实施。
陆地迷你机器人遭受的损失最大。 它们有限的质量也会影响通信频道的范围和工作的持续时间，因为它们通常使用电池工作。
将系统划分为不同类别总是很困难的。 然而，第一类可以安全地归因于重达5公斤的系统，即所谓的地面迷你机器人（如果它出现的话，让我们将未来的微类别放在一边）。 第一类有子类别，即最多三公斤的废弃机器人，因为较重的机器人更可能被抛出而不是被设备抛出。
下一个范围是中间类别，实际上是另一个世界，其中有效载荷以千克而不是克来衡量，并且提供了更多的功能灵活性。 机器人本身的重量从5到30 kg。
出于实际原因，本文仅从战术角度讨论战士可以在战场上使用的机器人。 例如，用于中和爆炸物的机器人被认为是专门用于执行特殊任务的系统。 本文的目的是分析普通士兵可以利用什么来增加他的安全性并在真实情况下对抗灵活性。
地面机器人和无人机之间的另一种形式的“协作”在这里由HDT Global Protector履带式车辆代表，部署系留无人机以提供运输车队的早期预警
很明显，许多多任务地面机器人可以配备机器人手臂操纵器，抓斗，水枪等，实际上将它们变成移动炸弹，尽管这只是他们许多角色中的一个。
重量超过100 kg的重型机器人在战场上可用于侦察，补给物资，疏散受害者等任务。 例如，作为许多可能的应用之一，可以带来Supacat汽车的情况，这些汽车在英国军队中用于将弹药带到前线。 这些汽车的驾驶员风险很高，因此他们可以正确地被机器人系统取代。
Nexter Nerva机器人的模块化设计演示，可以接受化学传感器，红外摄像机，催泪瓦斯手枪，音响系统，破坏爆炸物体的设备，以及安装其他设备的模块
基于地面的迷你机器人，例如iRobot FirstLook（上图），将大部分保持远程控制，因为增加其自主权可能过于昂贵，至少在此阶段。 然而，其中一个方向可能是人机界面的改进，这将允许操作员在控制地面机器人时保持其战术位置，这可以从Nexter Nerva机器人控制器的示例中清楚地看到（下文）
美国军队认为疲劳和集中损失是运输供应栏中事故的主要原因，加上定向地雷导致了这一悲惨的统计数据。 因此，美国和欧洲的许多公司正在开发允许将传统车辆转变为无人驾驶车辆的系统。 类似的方法也可以应用于工程师的设备，也就是说，例如，刮刀可以变成机器人排雷工具。
这些系统的巨大优势在于它们可以以相对较小的数量购买并安装在现场的标准卡车或汽车上，然后转移到其他机器，用于其他任务或者在安装它们的机器发生故障的情况下。 。
与无人机相比，从技术角度来看，地面机器人当然不太成熟。 在其中的一些中，集成了一种发达的自治形式，可以显着减少操作员的工作量，同时增加其使用的优势，并使其成为提高战备状态的真正因素。 许多争论都是针对他们的武器（这也适用于无人机），因为他们的可靠性被认为是不够的（一个人也可以被质疑，特别是考虑到他的部队在一些战斗区域之间的事件）。 法律顾问将在快速部署这种武装地面机器人方面获得良好的红利。 然而，很明显地面机器人的时代已经开始，它们将在未来的战场上发挥越来越重要的作用。
但是现在，另一个因素对地基机器人的发展造成了灾难性的影响 - 金融危机。 在以美国为首的许多国家，许多计划已经减少，影响了本文中提到的某些系统的开发和采购。 这与其他事件一起，引起了地面机器人社区的负面过程。 由于取消订单，一些知名公司目前正面临财务问题。
今天在美国有三个项目似乎还活着：高级先进爆炸物处理机器人系统，共同轻型自主机器人套件的常见机器人分支，用作运输侦察传感器的工具，以及工程部门机器人。工程师小队机器人。 小队多用途设备运输部门设备多功能运输车的另一个方案很可能在削减和隔离国防预算后继续存在。
所有自动化系统（空中，海上和陆地）如果想要至少吸引美国国防部的注意，必须遵守无人系统联合架构（JAUS）和互操作性配置文件（IOP）互操作性配置文件的通用架构。 头戴式控制系统，减少工作负荷，半自动控制，同时操作多个设备的能力，似乎是机器人系统领域的主要发展趋势。
地面机器人的未来会是什么样？ 2020年将有多少人出现在战场上？ 很难说。 显而易见的是，这种技术发展，加上绝对需要减少部署在热点地区的西方国家特遣队的损失，将不可避免地需要在陆上行动的所有部队中发展落后的系统。 在本世纪初，很少有人相信无人机的有用性，现在它们每天都在无人机中出现。 新闻并且目前有许多商品用于商业用途。 地面机器人也会发生这种情况吗？ 考虑到根据机器人系统开发办公室的说法，地面机器人在执行伊拉克和阿富汗的战斗任务时挽救了800多名士兵的生命，答案可能是肯定的。
法国军队看着地面机器人
6月2014的法国国防部长证实了Scorpion Stage 1 Stage和法国陆军现在打算推出2舞台，机器人系统是其中不可或缺的一部分。 战术部队中的机器人将不得不在战斗中使用，地面微型机器人（以及他们的飞行同事）必须成为士兵的高级眼睛。 其他类似尺寸的机器人可以作出贡献，不仅对敌人的地面部队施加力，而且还通过部署无线电中继系统来提高业务组的通信质量。
更先进的微型机器人可以为更高级别的队伍执行侦察任务，参与机械化部队的战斗。 战术通用机器人可以进行接触式侦察，补充物资并作为执行元件，而较重的机器人可主要用于排雷和工程任务。 您不能忽视可以将标准车辆转换为机器人的系统的使用。
迷你类别：新步兵工具
由于预期地基纳米机器人的出现，近距离观察和收集信息的任务主要由能够在限制区域内移动并具有有限范围的数据传输通道的基于地面的轻型机器人执行。 其中许多属于我们称之为“废弃机器人”类别的类别，因为它们可以被操作员抛弃一定距离和高度，例如，在建筑物内部，这消除了自己移动的需要。
它们通常被认为是一次性的（消耗品），可放入口袋或手提包中，并配有小巧轻便的控制装置，有些甚至可以通过智能手机控制。 除了轻型投掷机器人外，还有一些较重的机器人很容易从车辆上掉落（当没有配备额外的传感器时），但很难通过一楼的窗户发射。 它们仍然是主要步兵部队的首选系统，因为它们不会大大增加士兵的负担，并通过为他提供新的，易于使用的能力来弥补这一点。
iRobot家族中最年轻的成员，在简易爆炸装置前。 前景两侧的两个梯形杠杆称为鳍状肢。
Throwbot XT是两个最畅销的ReconRobotics之一; 第二个和更大的模型 - Reconscout XL
扔
ReconRobotics： 总部位于明尼苏达州的ReconRobotics成立于2006年，是地面机器人系统领域发展最快的公司之一。 该公司的4000生产系统在世界范围内运作，在军事和执法领域之间平分。 在美国陆军决定在2014年度购买超过一千台机器人之后，美国国防预算削减在2013年度遭遇重创。 这导致2014开始时暂停生产，尽管该公司最近报道强大的国际市场和执法市场将有助于抵消美军的订单损失。 目前，该公司90％的销售额基于两种型号：Throwbot XT和Reconscout XL。
ReconRobotics系列机器人的轻型Throwbot XT系统重量仅为540克（平均手榴弹重量从400到500克），其生产始于2012中间。 与手榴弹的比较进一步增强，因为为了激活和激活机器人，操作员必须从中移除检查。 轻盈的管状设计让您可以舒适地握住它并将其扔到远处，就像他们在公司所说的那样，高达36米。 机器人具有良好的抗冲击特性，可让您从9仪表的高度抛出它而不会产生任何后果。 管内有两个无刷电动马达，可在管末端旋转轮子，而后尾则提供平衡和定向。 每个外径为114 mm的车轮都有八个弯曲的叶片，可以最大限度地提高障碍物的渗透性。 除传感器外，管状外壳还装有电池，确保在平坦表面上运行一小时。
主传感器是黑白相机，用于低光和光学，提供60°视野，帧速率为每分钟30帧; 当光线低于一定水平时，红外照明源会自动激活，确保超过7,5米的可见度。 高灵敏度的全向麦克风允许操作员听到噪音或对话。 Throwbot XT机器人的声学特征非常低，在ReconRobotics中，它们在6米的距离处声明22 dB噪声，这对应于人在20厘米处的呼吸。 对于机器人的静音部署，尾部末端有一个小钩子用于固定绳索，而ReconRobotics开发了SearchStick将其传送到一个高度。 这是一个伸缩铝杆，长度为1,83，带有一个激活的闩锁按钮（在折叠位置，整个0,52仪表杆的长度）; 它还用于在工作结束时返回机器人或用作相机扩展。 Throwbot XT的数据通道可以调整到三个不同的频率，因此一个操作员可以控制三个机器人。 该设备的速度限制在1,6 km / h，这对于主要用于建筑物或城市地区工作的系统来说已经足够了。 在城市环境中，范围是30米，在开放区域三倍。
一个生动的例子，可以使用一个废弃的机器人：扔进隔壁房间，看看那里发生了什么。
ReconScout IR是以前机器人的直接开发。 它配备了黑白红外CCD摄像机，具有60°视野和红外照明，有效距离超过7米。
ReconScout XL的速度高达2,16 km / h，高于Throwbot，但其冲击强度较低，因为它可以承受整个4,6仪表高度的下降和9,1仪表的投掷。 它的直径为140 mm的轮子有六个钉子; 这个机器人比前一个机器人更嘈杂，在6米的距离上产生32 dB噪音。 传感器和通信通道保持不变。
ReconRobotic系统由操作员控制单元II（OCUII）控制单元控制，可让您在3,5英寸显示屏上查看机器人摄像头拍摄的图像，同时将所有周围的声音输入耳机。 OCU II重量为730克，它安装了一个拇指操纵杆，可以轻松控制机器人的运动。 在OCU II运行之前必须扩展两个天线，有六个频率可用，带有天线扩展的设备的高度为510 mm。
从历史上看，ReconRobotics的主要市场是美国，已售出数千套系统，但其机器人也被出售给更多的国家。 在欧洲，其废弃系统在丹麦，法国，意大利，挪威，瑞士和英国运营，此外，该公司的机器人在澳大利亚以及埃及和约旦运营。 在2013中，PEO士兵装备部门将ReconRobotics机器人作为分离级感官装置的一部分进入士兵增强计划。 评估过程应在2015年完成。 ReconRobotics目前正致力于Throwbot XT数字版本的技术开发; 这将增加重新配置无线电信道的能力，这成为国际市场不可或缺的条件。
Nexter： 在2012，法国公司Nexter展示了其对地面迷你机器人的兴趣，推出了一款废弃的Nerva 4x4机器人原型，重量为4 kg。 经过对生产过程的进一步开发和实施，原来的Nerva机器人获得了Nerva LG的称号，这是轻型机器人系列中的第一个，其开发由新成立的Nexter机器人部门开始。 如果设备没有安装在机器人的顶部，Nerva LG是完全可逆的，换句话说，它可以在投掷后立即工作。 后置手柄使其易于携带和投掷。 它可以从三米高处掉落并向侧面抛出七米。 Nerva LG有两个速度范围：从0到4 km / h，第二个从0到15 km / h。 第一种模式是标准模式，它允许执行精确的控制和定向，当需要高速时，操作员按下操纵杆末端的按钮，将设备切换到速度模式。 标准车轮的直径为150 mm，虽然可以安装特殊的砂轮，带有更宽的胎面和横向夹具，但在困难时期也可以使用一套履带。 对于特种部队，有一套游泳用浮动元件和桨轮。
对于他们的Nerva机器人，Nexter创建了快速更换模块，允许您毫不拖延地为系统设置新任务。
基于“一键式”概念的全模块化机器人，可让您快速更换车轮和电池。 Nerva LG配备标准传感器，以四个摄像头为代价提供圆形视图（前置摄像头具有高分辨率，具有背光系统），操作员通过全向麦克风听到所有声音。 皮卡汀尼导轨或可配置的皮带提供与设备的机械接口。 系统中的电池以24安培的电流强度提供1伏特的电压; 数据通过以太网发送。
但是，Nexter开发了Nerva接口，以便将单击的概念扩展到车载设备。 因此，该机器人可以使用侦察套件，例如热成像摄像机或定向麦克风，以及用于推动或拖曳可疑物体的化学探测器或机械装置（正在开发一种工具来中和爆炸物）。 通信信道频率2,4 GHz可确保开放区域内的一公里范围和城市内的300仪表。 Nerva LG的持续时间为两小时，机器人可以通过不同的系统进行控制，从硬化计算机到平板电脑和智能手机，在后一种情况下，标准通道可以更换为Wi-Fi通道100 mW，动作半径小得多。 Nerva LG机器人通常用作遥控系统，也可以获得半自动功能，例如沿指定的GPS坐标行驶，自动返回家中，或“跟我来”。 许多客户订购了几个系统，以便在实际条件下进行测试。 Nexter预计在满足当前买家提出的新车载设备要求后会有更大的订单。
所有Nexter Nerva机器人的创建都是为了快速更换车轮，以使机器人适应它将工作的表面。
Nerva S是Nexter机器人系列的轻量级成员; 后部可伸缩手柄不仅用于扔机器人，还用于打开机器人
连续型号Nerva LG与其小兄弟Nerva S一起在Milipol 2013展览会上展出。这款两轮机器人仅重2公斤，可在室内和露天区域使用; 21,6伏特上的锂离子电池容量为2700 mAh，可使设备连续工作4小时。 由于后尾的延伸而发生夹杂，后尾沿着主体折叠以便节省运输配置中的空间。 尾部不仅用于在操作期间稳定机器人，而且还用于远距离投掷，即使是在移动的汽车中也是如此。 由于Nerva S最初是作为废弃系统创建的，它的质量和强度允许它通过窗户抛出。 至于LG型号，车轮的更换是在一个动作中进行的。 为了增加机动性，可以在每一侧添加轮挡以安装履带，在这种情况下前轮用作驱动链轮。 这个版本的机器人被指定为Nerva DS。 Nerva S具有与LG相同的速度范围并使用相同的通信通道。 它配备了高分辨率摄像头和麦克风，以及背光二极管和前置红外LED。 Nerva S型号还可以使用机械连接到Picatinny指南的其他设备进行部署。 机器人Nerva S连续生产。
Novatiq： 这家瑞士公司生产单一型号PocketBot。 机器人由三个电动机驱动，所有电动机都安装在壳体中，其中一个通过皮带传动使第三个后轮旋转。 PocketBot的质量仅为850克，可以承受8仪表高度的下降和30米的投射。 据该公司称，与四轮配置相比，三轮配置可以显着降低其冲击动能。 在着陆并开始移动后，PocketBot立即恢复其正常位置，因为它不是一个完全对称的系统。 两个主轮配备T形突起，确保在平坦表面上平稳移动，以及对沙子，石头和植被的最佳粘附。 第三个后轮是平滑的，因为测试表明T形突起产生过大的抓地力，在转弯时显着减慢了机器人的速度。
据该公司称，PocketBot机器人14 mm的离地间隙允许您应对垂直障碍物30 mm和斜坡40°。 在机箱前面，有一个高分辨率彩色摄像机，旋转±90°。 在低光照条件下，数码变焦相机x8会自动切换为单色以获得低光照。 红外灯也可用，但操作员可将其切换到手动模式以使用白光。 安装了一个防水麦克风，以及一个小型防水扬声器，可让您接触PocketBot附近的人，例如人质。 在PocketBot的顶部，有用于安装附加设备的附着点，例如热成像相机或化学检测器。 该设备可以在工厂安装，但在这种情况下，有必要牺牲废弃的PocketBot。 设备由上部开关激活，但不能由外部人员关闭，因为这只能通过控制面板完成。
Novatiq公司的三轮机器人PocketBot专为军队和警察部队设计
PocketBot的两个主轮专门设计用于在不同表面上提供最大的抓地力。
由于它的轨道，StoneMarten可以应对困难的地形; 可以在Picatinny导轨上安装各种系统
Novatiq开发了Crab-3控制单元。 该单元重量为0,7 kg，尺寸为200x110x450 mm，彩色触摸屏的对角线为3,5英寸，由快速更换电池供电。 机器人本身的电池成本相同，为了减少物流负荷，连续运行时间为4-5小时。 数字视频录制系统还将图像保存在SD卡上以供进一步分析。 PocketBot套件包括一个机器人和一个控制单元，两个充电器，四个电池，一个耳机，几个备件，如轮子，天线，插头等。 目前，PocketBot平台的配置最终获得批准。 它由客户提供标准数据通道，在开放区域提供250操作半径，在间接可见性提供70仪表。 Novatiq准备根据客户的意愿替换通信信道，例如，使用COFDM（编码正交频分复用）系统，编码信号的正交频分。 Novatiq已经在欧洲获得了许多订单，并准备为其特种部队提供来自中东的无名客户。
Novatiq产品组合中的第二个地面机器人被跟踪并且相当沉重。 他获得了StoneMarten的称号，旨在将传感器部署在各种类型地形的高风险区域，因为轨道可以最大限度地减小尺寸和重量，同时最大限度地提高性能。 该机器人已经出售给来自欧洲和非洲的未命名买家。 它的重量为4,5 kg，这使您可以将其定义为具有较大伸展的废弃机器人类别; 允许的下落高度为3米，下降5米。 有两个电动马达，它可以达到7公里/小时的最高速度，特殊的鳍状肢设备允许机器人爬楼梯。 该模型以高分辨率前弯曲彩色摄像机为特色，通过缓慢移动机器人进行平移。 背面和侧面安装了三个固定彩色摄像机; 每侧的所有摄像头都配有白色和红外LED灯，麦克风和扬声器，完成标准包装。 Picatinny导轨允许您安装附加设备，四个插头连接器可用于供电，视频信号和数据传输。 机器人具有一定程度的自主性，例如，能够以良好的通信质量返回到最后一点或返回给操作员。 与PocketBot一样，StoneMarten机器人目前拥有经过批准的配置，但该公司保持一定的功能灵活性以满足客户需求。
Novatiq目前正在开发一系列新型无人驾驶车辆，全部名称为Nova，后跟后缀。 所有这些产品仍处于原型阶段，因此所有技术规格都是初步的。 新线路中最小的是机器人NovaCTR（近距离目标侦察 - 近距离目标的情报），绝对属于被遗弃的类别。 它的重量为600克（甚至小于PocketBot），具有轨道配置，因此可以被视为三轮PocketBot的补充。 该装置具有与机器人Throwbot相同的冲击强度。 机器人在其主板上携带一个固定的前置彩色摄像头，具有普通和红外照明，以及麦克风和扬声器。 声称的工作范围是视线内的100米和其他情况下的30米。 NovaCTR拥有经过批准的配置，最近被添加到Novatiq产品组合中; 该公司目前正在与潜在买家进行谈判。
NovaSSR是瑞士Novatiq公司的最新产品，但另外两款新机器人正处于最终设计阶段
公司目录中还有更多的机器人，它们有点重，但它们仍然适合被遗弃的类别。 NovaMRR（中程侦察 - 中程侦察）和Nova SRR（短程侦察 - 短程侦察），分别是4xXNNXX轮式底盘和带鳍状肢的履带式底盘。 然而，这两个底盘可以分别在履带式和轮式上进行改造。 与履带式对应物相比，NovaMRR的最大速度更快 - 4 km / h与10 km / h相比 - 而后者能够克服这些步骤。 至于投掷特性，轮式底盘可承受4米的跌落和6米的投掷，而对于履带式对应物，这些数字分别为3米和5米。 MRR配备了高分辨率前置彩色摄像头，带有虚拟全景变焦和三个固定彩色摄像头，安装在侧面和后面，提供圆形4,7°覆盖。 SRR型号还有一个前置摄像头，但电动倾斜。 虽然两个机器人都配备了麦克风和扬声器，可与操作员进行双向通信，但跟踪版本的四个侧面还配有白色和红外LED。 两个机器人都可以携带安装在皮卡汀尼导轨上的总重量为360 kg的设备;也可提供带板的可选机械紧固件; 电源和数据传输通过Fischer连接器的连接器进行。
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