融萃特种机器人·关注 | 用机器人技术提升及发展警用装备

导语 同心智造网传媒推广– 融萃特种机器人 2018年10月19日, 鹏 城实验室研究员、苏州融萃特种机器人董事长梅涛于 BATi智能制造智能产品论坛发表了警用机器人研究现状与产业前景的演讲。

导语 同心智造网传媒推广–融萃特种机器人    2018年10月19日,城实验室研究员、苏州融萃特种机器人董事长梅涛于“BATi智能制造•智能产品论坛”发表了“警用机器人研究现状与产业前景”的演讲。以下为梅涛演讲全文。

 

         同心智造网传媒推广–融萃特种机器人    鹏城实验室是一个很新的名字,是今年3月31号刚刚成立的一个新的单位,同时也是深圳市投入100亿为建设国家实验室筹建的。我也是今年5月份才刚刚过来。其实我之前是就职在中科院合肥智能机械研究所,后来在中国安防机器人研究院工作。


         我们知道警察的工作很危险、很辛苦,那么能不能用警用机器人来代替?


         我们很多武警战士、警察在处理爆炸物、对付恐怖分子等等执勤活动中都会遇到很多的危险。从我们国家来看,我们的警力也是非常紧缺的。发达国家的警察占人口总数的千分之三,香港是千分之四,我们国家只有千分之1.2,比国际标准少很多。所以我们的警察数量缺口有250多万。另外协助警察干活的保安之类的人员也有100多万的缺口,尤其是现在很多保安都是老弱病残,它的保卫能力是非常有限的。年轻力壮的觉得做保安太辛苦,或者说挣钱也不多,年纪大的人做保安,发挥的作用又不大。


         因此怎么样用机器人来代替人做事,我们在这方面有很大的需求。


         在军用机器人方面,我们国家在2017年的机器人产业发展报告里面有这样一个统计。军用机器人能够统计到的市场规模非常少,也就40来亿人民币的销售量,警用机器人基本上就看不到,都是一些样机的采购。从已有的市场来看,它是非常少的,但是确实又有很大的需要,如果有合适的产品,肯定会带动一个新的产业的发展。


         按照警力和安保人员缺口的25%用机器人来代替进行测算,市场容量就可以达到百万台。如果一台专业的机器人需要10万元,就有上千亿人民币的市场,这个需求量在特种机器人里面还是相当大的。


         我们知道特种机器人的特点就是小批量、多品种。对于警用来讲,如果有一个大的空间,这样一个规模也还是很值得我们去关注的。


         我们国家机器人的发展最早就是从特种机器人开始,这跟日本从工业机器人开始的发展是不一样的。中国有一个863计划,就是1986年3月份启动的计划。那时候中国以廉价劳动力进行改革开放做代加工,所以一个普遍的论调是,中国不需要服务机器人,我们的人工多得是。所以我们研究机器人的人都是做特种机器人,因为在危险的环境,人到不了的环境需要机器人。生命还是可贵的。


         经过这几十年的发展,我们已经把公共安全机器人作为“十三五”规划的重大标志之一,去年科技部也启动了“主动防控型警用机器人关键技术研究与应用示范”项目,从国家推动多种机器人的发展。


         国外国内都有一些典型的警用机器人,像前段时间比较热门的K5。据说美国还给它一个警察编号,它在路上采集信息,它所采集的信息具有法律效力。它里面有很多的摄像头,可以作为一个移动安全保卫的装置,但是它没有操作能力,就是一个信息采集器。其它的还有S5、排爆、侦查,尤其是irobot。这是一个比较知名的机器人公司做的,他们的很多机器人已经用到了阿富汗的战场上,具有军事的用途。


         中国也有很多企业和研究机构在做。比方说国防科大他们仿制了K5,四轮的这个机器人是三年前做出来的,灵蜥是中国自动化所做的,还有一个QDF是排爆机器人,这是我这两年和武警特警学院合作开发的。类似的产品有很多,我就不一一介绍了。


         给大家普及一个概念。对于军用、警用、特警这些部门,能够进行侦查、巡逻、爆炸物探测、排除、处置的机器人起来一直是有需要的,但是怎么能够开发出真正进行实战,能够代替战士进行危险作业的,是我们现在正面临的难点。


         目前的机器人的存在着不足不处。


         第一,目前机器人主要还是用遥控方式来操作,智能化的感知决策、自主作业能力还不能满足实战要求。这种通过远程操作进行作业跟直接的自主能力还是不够的。


         第二,在排爆、巡逻、安保领域,机器人有小规模的试用,但是应用的深度和广度还是不够的。这也是我们目前在努力推进的一件事情,怎么样把产品做到可以应用到公安分局、派出所,让他们随时可以出动机器人去做前期的探测。


         第三,我们的国外采购比较多,关键器件还是进口,原创度还不够。警用机器人技术标准体系尚未建立,规范化程度偏低。目前产品的工程化和产品化的程度不足,按照列装的要求来研制还是一个比较大的问题。


         警用机器人目前的研究状态是怎样的?


         我们做了一个科技情报的文献分析。一个是通过论文的检索、关键词的分析,从1985年到2017年这32年的时间,我们对国内外的论文进行了检索分析,用的词是“机器人”,包括这上面列的词中的任何一个,检索警用机器人的相关论文,搜索出来发现有1300多篇中文论文。其中,有5800多篇外文论文,这里面包括期刊论文、会议论文、学位论文。


         从1996年开始,国际上的论文有大量的增加,中文论文从2001年开始有比较明显的增长。随着时间往后推移,越往后面大家的关注度越来越大。

 

         从论文的产出地按国家和地区来分,美国总数最多,占37%,中国排在第二,占23%。这两个是超级大国,其它的就只占百分之几。我们可以看到中国的科技界对于危险作业、警用这一类的机器人的研究还是非常关注的。这个数据出来跟我们作为机器人行业研究的人员的理解是一致的。我们一开始就说了,863项目专家组首先支持的就是特种机器人。


         从研究的单位来看,美国国防部支持的研究最多,然后是能源部、NASA、美国陆军、美国国防部太平洋中心,排在第五的是中国科学院,然后是法国的国家空军、美国陆军、美国德州大学等等。这就是各个大学研究的情况。


         从研究热点来看,通过关键词分析,我们看到红色的是中文文献和英文文献都有的,这是排在前15位的关键词,说明中外研究的热点是一致的。


         在不同方面,外文文献里面更多的是在智能方面,像传感、无人系统、导航定位、人机交互、避障这些智能的行为、高水平的行为上比较多。在中文的文献里面,更多的是在底层,机械臂、嵌入式系统、通信和动力学分析等等。所以我们看到在研究方面还是有一定的差距。

 

         在专利方面,我们也做了分析。我们检索到目前一共有7200多个专利跟警用机器人相关。其中,美国排在第一,中国排第二,美国有2000多个相关专利,中国是1800多个相关专利,其它的国家就比较少了。

我们来看一个很有意思的图,这个图中发明专利占到专利总数的86.8%,实用新型只占11%,外观专利只有百分之一点几。这说明原创性的研究成果是占主导的,这同时代表着一个新的技术在快速产生。

 

         我们可以想像,像洗衣机这样的传统产品,现在很难有发明专利,实用新型也很少,都是外观方面的。所以我们通过专利的变化能够看到一个产业是不是处于前期状态。目前这个行业有很多的发明专利,意味着产业在酝酿期,到了实用新型专利比较多的时候,就意味着这个产品比较成熟了,如果到了外观专利的阶段,这个产业就没有什么新的路子了,就已经被几个大的企业垄断了,这是我们做产业分析的时候,通过专利的变化来进行预测。


         这是近8年国内申请专利的变化情况,我们看到在2000年之前过国内申请的专利很少,在2001—2014年开始增长,到了近5年发展得非常快,这跟世界的反恐形势是联系在一起的。

 

         可以看出近几年国内的专利申请呈指数级的上涨。


         结论就是国际上的警用机器人发展很快,中国在2015年论文的发表、专利的申请已经超过了美国,我们在这方面的起步不算太早,但是后发优势还是有一些的。


         下面简单介绍一下我们的警用巡逻机器人项目。


         它是科技部警用机器人项目其中的一部分,主要是构建一个可以在动态的场景下进行巡逻的机器人,能跟后台及时通讯,并实时地进行警务的处理。


         这个场景是在华为的坂田基地做实验。这是我们研究的相关内容,时间关系我就不讲得太细了。这里面涉及无人车的技术、无线通讯技术以及导航定位的技术,尤其是后台要跟警务知识和一些特殊情况的预警结合起来。


         这是另外一个我们正在做成果转化的项目。在武警特警学院在做排爆训练和教学的过程中,我们发现排爆的作业需要士兵非常近的靠近目标,在1米之内进行操作,这样非常危险,士兵们需要穿着厚厚的防护衣。


         我想很多人都看过一部电影叫《拆弹部队》。这个工作非常危险,我们希望通过机器人完成拆弹任务。人对机器人进行远程控制,用激光指示目标,指引机器人扛着探测器过去,找到目标之后自动采取措施进行处理。目前这方面已经进入到试用阶段。


         最后我想说的是,用机器人技术提升警力,发展我们的警用装备是值得我们去做的事情。

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