無人機參與排雷鼠和緝毒鼠工作的可行性研究

許益維，趙建文，徐楊，胡庭溪，孫寧，朱啟文

（1.沈陽醫學院，遼寧 沈陽 110034；2.中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110854）

1 鼠的嗅覺應用及無人機的參與

鼠類有著優秀的嗅覺，有研究表明，鼠的嗅覺感受器基因大約比犬多50%。基于鼠的嗅覺能力，世界上已經有國家利用岡比亞袋鼠來完成排雷工作，其工作20min就能完成排雷工4天的工作量，大大提高了排雷效率，減輕人員傷亡。但鼠的嗅覺應用不僅于此，當前我國科研人員敢為人先，通過訓練松鼠、大鼠和小鼠來完成緝毒工作，目前已取得突破性進展。緝毒鼠有希望與緝毒犬形成互補，甚至取代。著眼于當前排雷鼠的排雷工作和未來緝毒鼠的緝毒任務，我們大膽創新，將無人機引用到緝毒排雷鼠的訓練中。

當前，無人機技術發展迅猛，產品功能不斷豐富，越來越多的工作都引入了無人機進行輔助工作，如無人機播撒農藥、無人機監控巡邏、通訊中繼、無人機運送快遞等。在我國抗擊新型冠狀病毒疫情時，無人機也發揮了重要的作用。無人機的應用在將來也許會形成“無人機+”的浪潮。針對當前的排雷鼠和未來緝毒鼠的工作特點，無人機可以因地制宜，根據鼠的不同需求發揮不同作用，幫助鼠圓滿完成任務。但無人機應用于鼠的工作尚無人嘗試，無人機是否會引起鼠的恐慌，影響鼠的工作亟待驗證。本實驗就無人機參與鼠的緝毒排雷工作的可行性進行研究。

2 無人機協同排雷鼠和緝毒鼠工作的意義

2.1 無人機應用于排雷工作

當前，應用岡比亞袋鼠進行排雷需要兩名工作人員和鼠進行配合，兩名工作人員之間拉有兩根繩索，一根繩索起到固定排雷鼠路線的作用，另一根繩索起到牽拉引導排雷鼠行進的作用。這種排雷方法雖然已經取得了優秀的成果，但也存在問題。一是應用場景受限，當前兩根繩索引導排雷鼠的工作方式只適用于地勢平坦簡單、沒有坑洼或障礙物的地點。一旦地勢不平或雷區存在比較大的障礙物，就很難建立起繩索。然而，現實的雷區有平坦地形更有山林地形，而平坦地形上也可能有巨石或樹木等障礙物，因此，這種兩根繩鎖牽引的工作方法無法適用于所有雷區；二是效率問題，為了清晰地觀察排雷鼠找到地雷時的示警動作，排雷鼠在較短的路程上不斷往返，這無疑降低了排雷鼠的工作效率；三是安全問題，即使排雷鼠體重較輕，觸發踩壓式地雷的可能性極低，但地雷種類多樣，仍無法保證百分百的不會有引爆地雷的風險，這無疑對兩名工作人員的人身安全造成了嚴重的威脅。

將無人機引用到排雷鼠的排雷工作中可以在一定程度解決這三個問題：第一，無人機具有優秀的飛行能力，可以自由地牽引排雷鼠按照規定軌跡工作，遇到坑洼可以跟隨排雷鼠在坑洼地探尋或攜帶排雷鼠越過坑洼地帶，遇到障礙物時可以引導排雷鼠繞過障礙物。通過無人機綁定排雷鼠可以讓排雷鼠更加適用，能夠應對不同地形的排雷工作。第二，無人機具有優秀的航拍功能，在排雷鼠工作時，可以時刻追蹤拍攝排雷鼠的動作，清晰地觀測排雷鼠發現地雷時的示警動作。這就免去了人工觀察導致的距離限制，無人機可以引導排雷鼠長距離單方向探測地雷，不必再多次折返，提高了排雷效率。第三，通過無人機牽引排雷鼠，省去了人為拉拽繩索工作，減少了人力，同時，也避免了工作人員在雷區遇到爆炸的危險。

2.2 無人機應用于緝毒工作

中國科研人員敢為人先，嘗試用鼠來協助緝毒工作。目前已經采用松鼠、大鼠和小鼠進行試驗，經過訓練三種鼠均能對毒品氣味做出反應，實驗還在不斷深入，相信在不久的將來，緝毒鼠能走向實戰，在緝毒任務中發光發熱。

著眼于未來緝毒鼠的緝毒工作，無人機可以代替人對緝毒鼠進行控制。一是無人機具有航拍功能，而且拍攝畫面清晰穩定，視野廣闊，可以從任意角度進行拍攝，實時掌握緝毒鼠的一舉一動，及時捕捉緝毒鼠的特異性動作，當緝毒鼠發現毒品并示警時，可以立刻發現，避免遺漏；二是無人機可以飛到人難以到達的位置，陪同緝毒鼠進行緝毒工作。面對越來越狡猾的販毒分子，越來越刁鉆的藏毒位置，無人機可以緊緊跟隨排雷鼠進行監控拍攝并對鼠進行有效控制。比如，在生產毒品的廠房中，毒品可能藏在類似棚頂的高處，人很難牽引緝毒鼠到達該處。而無人機則可以跟隨緝毒鼠進行排查工作；三是無人機牽引緝毒鼠可以減少繩索對緝毒鼠的干擾。人直接牽引緝毒鼠有時會跟不上緝毒鼠的奔跑速度，使得牽拉繩索經常對緝毒鼠牽拽，由此可能會影響緝毒鼠的工作狀態，影響緝毒鼠的工作效率。如果用無人機對鼠進行牽引，無人機的飛行更靈活，減少了對鼠的牽拉，減少了對緝毒鼠的影響，提高了緝毒鼠的工作效率。

3 可能影響無人機協同緝毒排雷鼠工作的因素

3.1 無人機噪音

無人機雖然有著優秀的航拍功能和較高的機動能力，但無人機在飛行狀態也存在噪音大的問題。如果讓未經過抗干擾訓練的緝毒排雷鼠直接在無人機管控下工作，無人機產生的噪音很可能會影響鼠的緝毒和排雷效果，影響緝毒排雷鼠工作的準確率和效率。

3.2 鼠對高空的恐懼

無人機在管控緝毒排雷鼠工作時，因為工作需要，比如牽拉鼠越過障礙物或是緝毒排雷工作完成后通過繩索牽拉鼠離地飛行將鼠回收，都會讓鼠在高空飛行一段距離。但除松鼠外，大部分鼠都生活于地表，都可能存在恐高的問題。

4 針對無人機負面影響因素的脫敏實驗設計

如果能讓鼠克服對無人機噪音和恐高心理的影響，無人機和緝毒排雷鼠就很可能如預測中協同工作，讓緝毒排雷鼠事半功倍。

4.1 實驗準備

（1）實驗動物。32只雄性小鼠，體重在20±2g，由沈陽醫學院實驗動物研究中心提供。

（2）實驗設備。電子秤、音響、噪聲測試儀、計時器、大疆無人機、自制小鼠噪音與恐高脫敏訓練篩選裝置。

4.2 自制小鼠噪音與恐高脫敏訓練篩選裝置介紹（圖1）

圖1

基于小鼠明暗箱的原理，結合本次實驗設計出小鼠噪音與恐高脫敏訓練篩選裝置。本裝置由透明塑料板構成，外形為邊長30cm的正方體，由隔板分為兩個室，上層室為暗室，下層室為明室。暗室下方隔板有兩個開口，隔板上方開口為由暗室到明室的出口，距地25cm，下方開口為明室到暗室的入口，距地10cm。入口有單向門，小鼠只能從入口由明室進入暗室，無法通過入口由暗室到明室。小鼠若想從暗室進入明室必須從距地25cm的高處跳下。箱體外放有音響播放噪音。

4.3 實驗方法

（1）前期噪音與恐高脫敏實驗。將32只小鼠放入四個小鼠噪音與恐高脫敏訓練篩選裝置的暗室中，每箱放8只。在暗室中放飲水器，在明室中放鼠糧。在距離箱體5cm處放置音響，24h循環播放錄制好的無人機噪音，音量為60±5DB。整個實驗裝置置于明亮的環境中，保證明室的亮度和暗室的黑暗。實驗為期1周。

（2）中期篩選。將32只經過前期訓練后的小鼠分別通過繩索綁定在無人機上。每只小鼠由無人機牽引飛行3min，觀察鼠的情況。再將32只小鼠分別放入小鼠噪音與恐高脫敏訓練篩選裝置的暗室，將入口堵住，計時1h，觀察停留在明室的小鼠的數量，完成中期篩選。

（3）后期實戰訓練。為期1周，每天上午8:30～10:00，下午2:00～3:30將篩選好的小鼠通過繩索分別綁在無人機上，每只每次訓練3min。觀察一周后鼠的情況。

5 結語

無人機聯合緝毒排雷鼠工作有著很好的前景，如果能克服無人機管控對緝毒排雷鼠的負面影響，無人機能讓緝毒排雷鼠應用場景更廣，工作效率更高。我國無人機發展位居世界前列，無人機功能不斷豐富，產品不斷優化，一方面，無人機的噪音在不斷減小，飛行也更加平穩，可以將對鼠的負面影響進一步降低；另一方面，豐富的功能在未來應用到緝毒排雷鼠的工作中時，可以根據不同的場景不同的使用需求特化，針對緝毒排雷鼠量身定制無人機方案。相信在我國科研人員的不斷努力下，緝毒松鼠、大鼠、小鼠能很快和我們見面，相信無人機協同鼠進行緝毒和排雷在不久的將來成為現實。