关于机器人的报告

 

张军

2007年12月26日星期三

 

首先，必须确定的是：

1、          机器人是为其主人服务的，其主人是机器人的主导。

2、         企业只有赚钱才能发展。那么，机器人企业目前发展哪些机器人新产品可以赚钱呢？

一、    市场需要

中国有13多亿人口，世界有60多亿人口。中国、世界有数不清的公司。人们对机器人的要求，有共性也有特性，有大批量也有小批量甚至是一台的专用机器人。

如其：军用机器人、警用机器人、教师机器人、家用机器人、市政清洁机器人都是大批量的。

如其：公司推介机器人、展会机器人都是小批量甚至是一台的专用机器人。

二、    市场可行

（一）、军事方面

未来战争中之未来战士是什么样的呢？未来战争中之未来战士是机器人。

对此，美国、英国等发达国家已经开始用于实战，并在快速发展。

如：美国正在组建机器人部队。为什么呢？

1、从政治的角度讲：

战争中的的伤亡，将直接构成政治因素。

2、从经济的角度讲：

战争中的每名美国士兵每年的基本军费是三十万美元。我们中国战争中每名士兵每年的基本军费是十万人民币。

和平时期，士兵们的各种训练、装备损耗和后勤供给也是一笔不小的开资。美国每名士兵的基本军费是十万美元。我们中国每名士兵每年的基本军费是十万人民币。

在美国可以用于战争的机器人的价格在十万美元。我们中国每台用于战争的机器人是五万人民币。

这样一对比，机器人的经济价值就显而易见了。

3、从胜利的角度讲：

战争的目的是胜利。而战争中的本身是残酷的，人在残酷的战争中自然有各种各样的思想，其中一些怕死思想、同情思想、宗教思想等都会直接影响战斗的结果。

机器人本身是100%地服从命令。

4、从生命的角度讲：

人死不能再生，而机器人死了，经修理后仍可再生，而且其战斗力不减。

5、从后勤的角度讲：

讲的现实一点，打仗就是打后勤。任何一国其部队的很大一部分后勤开资是后勤，而机器人在吃喝排用、服装、工资、换防和营房等方面，可以大大地节省后勤的开资。

6、从善后的角度讲：

人伤了要医院，牺牲了要善后。而这两都的费用，机器人都有绝对的优势。

7、从对敌的角度讲：

一个机器人兵团可以从心里上、战术上打垮敌人。

8、从未来的角度讲：

在未来的战争中，无人飞机、无人战车、无人战士都将是战斗在第一线的英雄。而无人飞机、无人战舰、无人战车、钢铁战士都是机器人。

9、人数量的角度讲：

中国也好，美国也好，其需要可以用于战争的机器人数量不是几万、几十万而是几百万、几千万，或者说是“韩信点兵多多益善”。

美国《未来学家》预测，到2020年，战场上的机器人数量将超过士兵的数量。

随着新一代军用机器人自主化、智能化水平的提高并陆续走上战场，“机器人战争”时代已经不太遥远。也许，在未来军队的编制中，将会有“机器人部队”和“机器人兵团”。

当然，我国在军用机器人的研究和制造方面是比较早的，早在上世纪50年代中国的一些科学家已经开始研究用于军事的机器人了。可以说，有些技术比美国还要先进。如果有一天，这些军用机器人技术能用于警用机器人上，我国警用机器人的水平会有一个很大的提高。如果有一天，这些军用机器人技术能用于民用机器人上，我国民用机器人的水平会有一个更大的提高。

那么，目前军用机器人主要有哪些类型，它们主要执行什么战斗任务呢？

军用机器人是以完成预定的战术或战略任务为目标，以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化武器装备。从目前军用机器人的作战领域看，主要分为4类，即：水下军用机器人、地面军用机器人、空中军用机器人和空间军用机器人。

携带“Packbot”的美军士兵

由于军用机器人能代替士兵完成许多特殊和危险的军事任务，军事战略家们普遍认为，在未来战场上，无人系统将扮演日益重要的角色。特别是随着计算机技术、大规模集成电路、人工智能、机器视觉、传感技术飞速发展，军用机器人具备更多的作战功能，因此许多国家特别是发达国家不惜投入巨资进行研制开发。早在2000年，美国国会就通过一份提案，要在10年内将美军1／3的地面车辆和1／3的纵深攻击战机实现机器人化，着力打造未来的机器人军团。目前美国正在雄心勃勃投入数十亿美元研制其“未来战斗系统”，美国国防部的最终目标是在美军所有军种中实现士兵与机器人的联系，用机器人代替士兵上战场，从而实现人员的“零伤亡”。英、法、德、日、韩等国都有研制新一代机器人的计划和项目，英军研制的一批机器人士兵已加入到英国军队中，韩国一种名叫“犬马”的军用机器人预计在2011年能装备部队，韩国的目标是，到2018年成为全球三大机器人技术强国之一。

PackBot结构小巧，被称为“背包机器人”

这就引发了一个问题，这些机器人兵团目的，显然是为了对付强大的中国陆军和强大的俄罗斯陆军，当战场上的对手是一个或一群机器人时，我们怎样应对？

面对军用机器人技术迅速发展和国外大批机器人参军的现实，我们应该大力发展机器人技术，随着我国自主创新能力的增强，相信我国机器人技术必将有一个大的发展，未来我军也会有自己的军用机器人，为增强部队战斗力服务。

美国陆军“魔爪”武装机器人

目前美军在伊拉克的人员伤亡中超过70％是由路边炸弹爆炸造成的。为提高士兵安全系数，美军向马萨诸塞州“我机器人”（iRobot）公司定制了名为“菲多”的“嗅弹”机器人。

机器人在“嗅弹”时，控制器上会显示危险系数以及被测目标的数码图像。它有2米长的操作臂，可进入车辆内部以及底盘处探测炸弹。今年4月4日，美国总统布什来到美军在加利福尼亚的训练中心视察，亲自上阵试用了一台这样的炸弹探测机器人。

五角大楼预计，到2015年，机器人将成为美军中的一支重要的战斗部队，它们有的像人，有的像车辆和坦克，有的如鸟似雀，甚至像蟑螂和蟋蟀，有的将上阵作战，有的将运输军用物资，有的将侦察情报，有的负责炸毁碉堡等。

可以说，“机器人战争”的时代已经到来。

可以说：美国在军用机器人方面有相当成绩的，其目的性和实用性值得我们学习和借鉴。

（二）、警用方面

由于国际反恐、打黑除恶的需要，由于反劫持、打击持枪犯罪的需要，由于化学消防等工作的需要，突击武警及排暴往往战斗在第一线的。而机器人的独特优点是人无法超比的。

因此，世界各国的警用装备中，机器人已经有了不可替代的地位。

当然，警用机器人必须实用于实战，必须快速发展。

为什么呢？

1、从政治的角度讲：

警事中的的伤亡，将直接构成政治影响。而警用机器人的作用就是最大可能地保护警务人员的人身生命的安全。

2、从经济的角度讲：

我们中国警务人员每名每年的平均基本费用是十万人民币。

我们中国每台用于警务的机器人是五万人民币。

这样一对比，机器人的经济价值就显而易见了。

3、从胜利的角度讲：

在对敌斗争的本身是残酷的，人在残酷的战争中自然有各种各样的思想，其中一些怕死思想、同情思想、宗教思想等都会直接影响战斗的结果。

机器人本身是100%地服从命令。

4、从生命的角度讲：

人死不能再生，而机器人死了，经修理后仍可再生，而且其战斗力不减。

5、从后勤的角度讲：

讲的现实一点，任何一国关于警务人员的最大开资就是后勤，而机器人在吃喝排用、服装、工资、换防和住房等方面，可以大大地节省后勤的开资。

6、从善后的角度讲：

人伤了要医院，牺牲了要善后。而这两都的费用，机器人都有绝对的优势。

7、从对敌的角度讲：

一个机器人可以从心里上、战术上打垮敌人。

8、从未来的角度讲：

在未来的警务工作中，警用机器人的应用会越来越广，警用机器人的品种会越来越多，警用机器人的工作会越来越专业。如：侦察机器人、排暴机器人、突击机器人、擒拿机器人等。

9、从技术的角度讲：

目前和今年三十年之内，各种机器人的智力都还不能超过我们人类，同时，我们在设计机器人时首先遵循的原则就是为人服务。可以说，不论机器人技术水平如何高，警用机器人是警务人员的助手。

10、从实用的角度讲：

如何最大可能性地发挥人与机器的各自最大优点，做到取长补短人机的有机互助，这是最理想的。

目前，影响机器人的普及和推广应用的最重要的关键有三个：

A、性能

所谓性能，是指在实战中，警用机器人确实不如人好用。所以一些地方不是用人来侦察、用人来排暴、用人来突击、用人来擒拿犯罪分子等。

B、价格

目前的警用机器人确实太贵，从几十万元人民币到几百万元人民币乃至上千万元人民币，如果其市场的最低基本价能够在5万元人民币，其普及性将是革命性的迅猛发展。

C、维护

目前的警用机器人维护维修，确实太麻烦，故障又多。如果其维护维修象维护维修普通汽车一样方便，其普及性将是革命性的迅猛发展。

（三）、家用保安机器人

这种机器人具有教学、办公、侦测火灾（瓦斯、毒气）或人体温度、警讯通报、监视、影像传输及远程操控等多项功能。

这种机器人将开创一个家庭网络的新趋势。如果遇到失火或者致命的煤气泄漏等紧急情况，机器人的传感器可以探测到任何潜在的危险，这种机器人可按照程序设计使用数码相机眼睛拍下室内的照片，并把照片附加上说明发送给指定的手机用户。当不速之客进入家中的时候，机器人能够把这些人的照片和报警信息发送出去。要得到更进一步的信息，收到信息的用户可以通过手机和互联网命令机器人对可疑的情况或者人进行调查。

三、    市场价格

日本已经在机器人市场方面走在了前面，三菱的“Wakamaru”和索尼的“Banryu”已经在市场上销售了。然而，这些机器人的价格都在10万美元以上。

这款GUNDAM模型使用了纯铂金(Pt1000)材质打造的89个零件组成，模型高12.5厘米，重1.4千克，头部镶嵌了一颗重达0.15克拉的钻石，预计售价25万美元(约合1,932,000人民币)。由于是由日本最强模型厂商与著名珠宝制造商联手制作，因此无论在整体造型还是在细节表现上都十分精湛。

可以说，日本在机器人商业化经营方面有许多地方是值得我们学习和借鉴。

四、    知已知彼

外国的一些警用机器人。

1、美国ANDROS F6A排爆机器人

    美国REMOTEC公司是传统的警用排爆机器人生产商, ANDROS F6A是其ANDROS系列中功能最强大的经典排爆机器人。

主要指标

外形尺寸 132cm×44.5cm×112cm

质量 159kg

速度 0～5.6km/小时,无级调速

爬坡能力 45°台阶/斜坡

最大攀高 46cm

最大越沟宽度 46cm

伸展距离 122cm(水平);213cm(垂直)

抓举能力 11kg(完全伸展);27kg(伸展46cm)

控制模式 无线、光缆和线缆

2、英国Defender排爆机器人

英国ALLEN公司生产的Defender排爆机器人是英美联合设计开发的大型排爆机器人，其一些功能可满足正在发展的反恐需求，例如处理核生化装置等。该机器人结实耐用、通用性好、可靠性高。

主要指标

驱动 6轮独立直接驱动

速度 0～3.2km/小时

质量 约250kg

转向能力 可原地转向

最大爬坡度 45°

伸展距离 250cm(水平)

抓举能力 30kg(完全伸展)/ 75kg(机械臂收缩)

    该机器人的创新包括:防生化,分布式电子结构(也就是说,机器人和它的所有电子装置被逐个配置,如一个计算机网络一样),扩展的光谱射频遥感测量装置,轮桥和车体以活动关节连接,主要部件使用强度高、质量轻的钛。其可通过线缆操控,也可通过无线SSRF遥控,采用全向天线,控制半径达到 2km;车体采用模块化结构;维修简单,增加外型结构柔性性能;大范围的配置和采用标准配件。

3、加拿大RMI-9WT排爆机器人

加拿大PEDSCO公司生产的RMI-9WT排爆机器人是其生产的系列化排爆机器人中最大的一种型号,广泛应用于搜查、排爆、监控及放射性物质的排除等危险环境。

 主要特点:6轮驱动配履带,攀爬能力强,移动灵活; 4个彩色摄像机,图像最大可放大128倍,另加配高灵敏度低照度红外摄像机;3种抓取器:标准型/可旋转型/超大型;双水炮枪带闪烁激光瞄准器可连续打击目标,水炮枪控制器带自动延时功能,有效保证操作人员安全;可配带激光瞄准器的雷明顿霰弹枪;可选配便携式X光机,固定于机器人前侧或抓取臂上,通过手控或智能遥控现场拍摄可疑物图像; 可选配各种延伸杆;大容量可充电电池保证仪器长时间工作。

4、加拿大Versatrax系列危险作业机器人

加拿大INUKTUN公司是模块式微小型危险任务机器人的杰出生产商，生产的机器人产品包括Versatrax 300 VLR、Versatrax 150、Versatrax 100、Micro VGTV、Nanomag等，网上有其参数公布。

5、德国TEODOR排爆侦察机器人

    德国TELEROB公司2002年最新研制的TEODOR(telerob ex plo sive ord nance disposal and ob ser va tion robot)是排爆机器人的标准型产品。

主要指标

外形尺寸 130cm×68cm×110cm

质量 360kg

速度 0～50m/分

抓举能力 20～100kg

夹持力 600N

我国的水平与外国的水平基本相当。

五、    我们目前的工作

（一）研究内容

1.              “多功能多用途教育、秘书、警卫机器人”的核心系统平台，具有国际先进水平的提供用户的管理、认证、计算、计费和视频的转发、存储等功能。

2.  客户端/监控中心有两种方式实现：

1) 硬解码方式：专业的视频解码器等硬件设备还原监控点音视频信息显示。

2) 软解码方式：客户方便、灵活地通过在计算机上使用端软件或直接通过WEB方式，还原监控点音视频信息。

3.  支持中国电信宽带网络的各种接入方式，如ADSL、光纤、LAN、VPN等传输网络。

4.  四、二、一密码传输。就是将声音信号、光学信号、电信号、伪信号按约定先四路信号合为二路信号，再将二路信号合为一路信号再进行有线或无线电通信。

5.  多种电源供给兼容，如：电网供电、太阳能电池、风力发电机、人力发电机、海流发电机、海浪发电机、小水流发电机、不间断电源等。

（二）            关键技术

1、    网络化监控：利用中国电信平台与无处不在的宽带网络，满足客户随时随地的远程监控需求。

2、    图像功能：图像参数设置、画面显示的调整等。

3、    信息功能：根据客户不同需求可以采用灵活的信息策略，如：定时、手动、事件触发等录像方式，按照不同的要求进行录像检索与回放。

4、    存储方式：根据客户不同需求可提供前端、本地、平台、客户端四种方式。

5、    实时语音：现场声音实时监听，点对点远程对讲，中心对多点语音播放。

6、    图像广播：可实现大量用户在同一时间对同一热点图像的访问与浏览。

7、    客户自助管理：可由客户管理员自主进行相应的管理，如：配置管理、权限管理、操作员管理、告警管理、日志管理等。

8、    可运营：与BSS整合，业务流程通畅；符合中国电信规范V2.0，满足电信运营级要求。

9、    可扩展：集群式架构设计，可不中断运行进行系统平滑扩容。

10、         高质量：采用自适应、高效的编码技术，在不同网络条件下保证图像清晰、流畅、无“马赛克”。

11、         高安全：认证体系安全可靠，平台采用冗余互备架构。

12、         易管理：功能完善的网管系统，可对业务流程实时监控；可以进行平台和前端设备的远程实时监控，维护方便。

（三）              主要创新

1、    “多功能多用途教育、秘书、警卫机器人”的核心系统平台，具有国际先进水平的提供用户的管理、认证、计算、计费和视频的转发、存储等功能。

2、    由视频编/解码器等设备组成的前端点阵设备。

3、    户端/监控中心有两种方式实现：

1) 硬解码方式：专业的视频解码器等硬件设备还原监控点音视频信息显示。

2) 软解码方式：客户方便、灵活地通过在计算机上使用端软件或直接通过WEB方式，还原监控点音视频信息。

4、    持中国电信宽带网络的各种接入方式，如ADSL、光纤、LAN、VPN等传输网络。

5、    种电源供给设备，如：太阳能电池、风力发电机、人力发电机、海流发电机、海浪发电机、小水流发电机、不间断电源等。

6、    传感器及信号放大系统。

（四）            技术指标

1、          达到的技术指标：

操作系统	Windows 2000，XP，2003等
视频输入	音视频信号，帧率： 25fps、30fps
主输出	1路VGA显示器,1024×768分辨率（双屏输出可选）,VGA接头
显示刷新率	每画面以25帧/秒的帧率刷新显示
输出码率	视频：32kbps-1000kbps,音频：16kbps
抓拍存储	图像抓拍可用1.44MB软盘存储BMP位图文件
录像格式	MP4
媒介	ADSL
协议	TCP/IP
硬盘空间占用	平均1.8MB/分（352*288 25fps）
CPU占用率	低于10%
局域网延时	小于1秒
捕获率	25帧/秒/路 (PAL)，30帧/秒/路(NTSC)
压缩方式	H.264硬压缩
压缩码流	视频：32kbps-1000kbps,音频：16kbps
音频采样率	16kHz
录像备份	可选IDE接口的活动硬盘、DVD-RAM、USB存储设备和网络存储媒介

2、          课件专业化

由系统中的专家级人员组成的教研组，集体创作出专业的图像信息课件，再经专家评审后，再进行刻录制作、市场供给。

3、          辅导课件专业化

辅导系统提供网上、固定电话、手机短信、E-mail等多种辅导方式，保证辅导的及时送达；并可根据用户需要设定辅导级别，对应各级别发送辅导信息；系统还可通过智能语音组合对分布在不同区域和设备进行精确定位式辅导，方便使用者准确学习。

4、          日志管理

系统自动对故障点、故障内容、故障处理、时间等信息进行完整地记录，并可对这些记录进行多条件查询，为管理者提供完备的系统操作维护资料。

5、          安全管理

系统可对管理和使用者分配不同的操作使用权限，并对所有管理和使用者根据职能进行分组管理，防止系统信息泄露和被非授权人员所干扰。

6、          辅助分析

系统可根据需要对各设备、系统的运行状态提供实时曲线和历史曲线，方便管理者借助图形手段，直观分析系统运行状况。

7、          报表输出

系统内嵌强大报表系统，不仅能满足基本、常用的日报表、周报表、月报表还支持用户自由订制图形化（如饼图、直方图、折线图等）、个性化报表，还可与通用报表软件实现报表的导入导出。

8、          智能联动

系统能够对相关设备或子系统实现全自动化联动控制（譬如消防系统报警后，自动切断电源，控制门禁开启，邻近摄像机录制现场画面），提高设备、子系统运行效率。

9、          超强兼容

系统具备兼容各种品牌、型号设备和子系统的能力。

10、     操作简易

图形化的全中文操作界面，使得用户的学习和使用极为简易。

11、     外观漂亮

美观大方、新颖别致、色彩专业、造型艺术

（五）、研究方案及技术途径

（一）              总体方案设计。

在此项目中，计算机是最重要的核心设备之一，它对整个项目的成败起着至关重要的作用。

为了提高多功能多用途教育、秘书、警卫机器人的安全性，减少工作及维护费用，实现对整个多功能多用途教育、秘书、警卫机器人的现代化、智能化运营管理，我们做了如工作：

采用模块化、紧凑的矩阵结构。

输入/输出接口：1Vp-p 75Ω

连接器类型：BNC

输入电压：220VAC 50Hz

工作温度：-10℃～+50℃

视频输入/输出：根据系统需求配置。

配备一个控制键盘。

可将任意一路视频输入切换到任一个监视器上显示。

控制器含有视频分配单元，具有迂回功能。

具有编程功能，可将遥控摄像机及监视器分组切换、轮巡显示。

具有联网、多级用户管理功能。

可通过控制键盘对云台的摇摄和俯仰摄进行控制。

具有汉字迭加功能，包括汉字、字符、数字、日期、时间。

具有RS232接口，可外接视频控制计算机，通过计算机可完成控制键盘实现的功能，包括切换、编程、控制、录像等。

具有报警接口，在收到报警信号后，控制台上的监视器自动切换出报警地点的画面，并控制录像机自动录像。

视频、数据、控制信号、报警信号接口备有可扩充方案。

中文界面及拼音输入等常见中文输入法。视频控制矩阵必须满足我们使用母语这一最基本的要求，具有亲切的中文界面和丰富的汉字输入法，并配有全面、详细的中文使用手册。使用内部支持标准的球型摄像机的系统。标准的球型摄像机的使用已非常普及，所以我们的多功能多用途教育、秘书、警卫机器人，不需要转换接口。

确认系统数据是否安全。用户在使用过程中难免会出错，所以我们给多功能多用途教育、秘书、警卫机器人设计的系统容错性特别重要。（有些产品由于软件的设计问题，在输入错误的数据或强电冲击后根本无法工作，必须彻底清除以前所设置的所有数据并重新设置，这对用户来说是非常痛苦的，也是灾难性的。）　　

我们的多功能多用途教育、秘书、警卫机器人，可以适应未来快速发展的建设，提高系统的可扩展性和升级换代能力，避免过早淘汰。

除此之外，我们还使用了一些最新的技术，如当今计算机界特别流行的PnP（即插即用）技术；使用大规模现场可编程器件，从根本上解决系统硬件的升级问题等。

电子计算机是多功能多用途教育、秘书、警卫机器人的重要设备，它的产品的性能、质量以及可扩展性，和产品的可维护性、性价比以及售前售后的服务，同时还要结合多功能多用途教育、秘书、警卫机器人的具体实际情况。

其基本价格定在5万元人民币，毛利润为2万元人民币。

投产后：

每天可以生产100台多功能多用途教育、秘书、警卫机器人。

每月可以生产3000台多功能多用途教育、秘书、警卫机器人。

每年可以生产36500台多功能多用途教育、秘书、警卫机器人。

 

另外，我们也设计出了先进的军用机器人和警用机器人。

 

六、    发展才是硬条理

机器人是一个很大的市场。但是，还和要在新颖性、实用性和创造性方面做出相当大的努力。

要有革命思想，只有革命才有进步的动力。

要严谨、勤奋、求实、创新。

一个产品也好，一个事业也好，其关键的关键是思想。

我们要重视机器人研制的技术通用化、结构模块化，强调研发的技术继承性，降低研究风险，节约研制经费，提高机器人的作用可靠性；搞好机器人产品的系列化、多元化开发，加大投入，提高生产工艺水平及制造水平，提升产品档次，提高竞争力。

这是一项伟大的产业，需要一个具有严谨、勤奋、求实、创新的团队，我们诚邀您的加盟。

以下是我们的广告，有些书生气确是真诚的。

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