戰(zhàn)場機器人為何不像人

劉煥松　張浩楠

科幻作品中的機器人，最初出現(xiàn)在1920年的戲劇《羅薩姆的全能機器人》中，隨后就曾有眾多的機器人角色成為我們記憶中的經(jīng)典形象。比如1960年代《摩登家庭》中的機器人羅茜，《星球大戰(zhàn)》中的C-3P0，2004年《我，機器人》中的桑尼等等。在這些科幻作品中，我們都是生活在一個人形機器人的時代；機器人戰(zhàn)士，不畏生死地活躍在戰(zhàn)場上?？稍诂F(xiàn)實中，絕大多數(shù)機器人跟科幻小說或者科幻電影中的機器人長得都不像。特別是戰(zhàn)場上的機器人，長得完全不像人。它們通常是長履帶的或長輪子的，耀武揚威地揮舞著機械鉗、傳感器。

戰(zhàn)場機器人不采用人形設計，并不是因為全世界的防務創(chuàng)新巨頭們在這方面缺少嘗試。谷歌最近收購的波士頓動力公司，就是以為軍方研制人形機器人而著名的廠商之一，其產(chǎn)品形象逼真，行動能力令人嘆服，特別是“阿特拉斯”和“彼特曼”這兩款機器人。這些先進設計在實驗室的活動給人以深刻印象，使其看起來似乎已經(jīng)幾乎做好了走上戰(zhàn)場的準備。可為什么至今它們還沒走上戰(zhàn)場上呢？

設計思路：便于在人類環(huán)境中工作

一部分專家認為，目前在軍用方面采用人形設計并不是一個好的策略，像坦克一樣的那種履帶式機器人，或者像飛機一樣的飛行機器人，在軍事領域要有用得多。研究人員在開發(fā)能像人一樣用兩腿站立、行走、奔跑的人形機器人上，確實向前邁了一大步，但可能還需要幾十年才能與士兵們并肩作戰(zhàn)。

另一部分專家則認為，研制人形機器人的驅動力之一，是它們能在為人類設計的環(huán)境中輕松操作。具體到戰(zhàn)場，這將使它們更適合城市之中挨門逐戶的戰(zhàn)斗，可以操縱像門把手一類的日常普通物體。

這確實是人形機器人的優(yōu)勢所在，甚至連不看好人形機器人的專家也表示認同。比如你可以把一個人形機器人丟到一艘船上，讓它破門而入，走下樓梯去接管控制臺，布防或撤防武器系統(tǒng)。這一切都能做得得心應手，而一個飛行機器人就無法做到。這樣看來，機器人采用人形設計不是理所當然？

人形設計：面臨各種挑戰(zhàn)

雖然目前最先進的雙足軍用機器人已能夠行走、奔跑和穿越復雜地形，但它們還不能完全克服雙腿平衡這一挑戰(zhàn)。例如，美國的波士頓動力公司在最近的一次演示中，公開演示的“阿特拉斯”機器人能承受住回轉錘的一次重擊，只是略微晃了一下；可當它走出實驗室，越過一個并沒有多大挑戰(zhàn)性的障礙物時，卻傷了“踝關節(jié)”。參加演示的其它同類機器人中，也幾乎沒有能經(jīng)得起用力一推的。

盡管這種穩(wěn)定性問題還很突出，但擺在前面的進一步的挑戰(zhàn)，還在于人體的運動又何止只是行走。人類還可以蹲、躺、爬、迅速站起來，而機器人做這類動作就難了，至今還不能真正的跳。雖然它們有了雙臂，但很難像人類的雙臂那樣做事。它們目前非常昂貴，滿足特定軍事需要的人形機器人就更貴了。

再者，選擇雙足行走后，機器人還要具備一系列其它技術才能執(zhí)行任務。比如需要有轉動頭部、查看現(xiàn)場、掃視周圍環(huán)境的各種目標定位系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)。研究人員正在研究機器人認識分辨物體的能力，比如什么是水龍頭，什么是扳手。這對人類來說當然不是難事，但目前對機器人來說是難上加難，人工智能方面還需下很大功夫。

人形設計不利，其它形狀是否更適合軍用機器人呢？

盡管發(fā)展人形機器人的驅動力之一是它們將能在為人類設計的環(huán)境中操作，但同時也還有很多其它身體形狀同樣適用于我們的環(huán)境，并且還擁有其它優(yōu)勢。比如四條腿比雙足更穩(wěn)定，也更適合在不平坦的地形運動，美國國防高級研究計劃局資助制造的“大狗”就采用了四足設計。

衍生技術：用途廣泛的功能部件

軍用機器人不采用人形設計，并不是說所有正在進行的人形機器人研究都會白費力氣，實際上其單個的功能部件可用于特定用途。比如說，靈巧機器人手的發(fā)展，促進了很多遠程監(jiān)控和遙控機器人的研究，它們能進入危險環(huán)境，作為操作人員的遠程代表來完成某些動作。

這類技術目前正在嘗試各種應用，諸如救災或在空間應用等。美國宇航局已研制出擁有一雙靈巧雙手的“機器人宇航員”，其構想是遠程操作員能接收機器人手的反饋，從而驅動它遠程完成工作。這項技術將很容易移入排爆機器人，提高拆彈專家在安全距離外處理爆炸裝置的能力。

替代方案：士兵穿戴式外骨骼

在需要人形機械協(xié)助的地方，目前有一種更接近部署的解決方案，可以把人類的靈巧、視野和決策能力，與超人的力量和耐力相結合。這就是穿戴式外骨骼，比如洛克希德·馬丁公司的“單兵通用攜行具”，美國特種部隊的“戰(zhàn)術打擊輕型操作服”（“銅鐵俠”盔甲），法國陸軍的“大力神”，都已接近戰(zhàn)場應用了。

外骨骼原來指的是為生物提供保護和支持的堅硬的外部結構。外骨骼技術發(fā)源于上世紀60年代的美國，結合了人的智能和機械力量。在現(xiàn)代戰(zhàn)場上，單兵負重越來越大，而且隨著發(fā)展，很可能超出人體承受能力。采用外骨骼技術可以使士兵攜帶更多武器裝備，從而增強行軍能力和作戰(zhàn)能力。在民用領域，外骨骼機器人可以廣泛應用于需要背負沉重物資、裝備而車輛又無法使用的情況，比如登山、旅游、消防、救災等，還可以輔助殘疾人、老年人及下肢肌無力患者行走。

為此，世界各國都在積極研究能夠增強人體負重能力的動力外骨骼設備。除了以上幾種，還有美國的“勇士織衣”、俄羅斯的“士兵-21”等等。

電影《鋼鐵俠》中的智能盔甲已不再是遙不可及的幻想。美國正在組裝3個“戰(zhàn)術打擊輕型操作服”的設計樣本，可望2018年投入使用，這將革命性地提高特殊作戰(zhàn)人員的生存等能力。據(jù)悉它很可能采用液態(tài)金屬技術，透過電流與磁場的感應作用，能在1毫秒內固化，抵擋子彈或爆炸碎片襲擊。它還能實時監(jiān)測使用者的情況，如果使用者受傷，將自動止血并提供熱量、空氣和氧氣。報道稱，目前有多家機構參與了這個項目的實施，包括52家公司、16個政府機構、13所大學以及10個國家實驗室。

對士兵來說，這種外骨骼技術無疑是向前一大步。當然，它所需要的動力還是個大問題。另外，外骨骼仍然需要士兵本人到達火線，而軍用機器人的關鍵優(yōu)勢之一，就是它們設計為遠程操作，或者帶有不同程度的自主能力。

恐懼效果：軍方不斷追求的背后原因

盡管人形設計對于戰(zhàn)場機器人可能不是最好的，但軍方不斷追求人形設計的背后原因之一，可能是想要一種恐嚇效果——看到一個武裝到牙齒的兩腿機器人出現(xiàn)你的眼前?！督K結者》，臉上沒有任何表情，讓你感覺沒有任何事物能夠阻止它，使影片氣氛從頭到尾都一直籠罩在絕望之中。

說到《終結者》，這部電影里的“天網(wǎng)”將在2016年大規(guī)模生產(chǎn)一種殺手機器人。但現(xiàn)實中，這顯然不可能，而且還似乎遙遙無期。現(xiàn)實中，人形機器人什么時候可以使用這一問題也常常被問到，過去30年來答案似乎都是“在未來十年內”。

世界各地已經(jīng)大量設計制造了各種人形機器人，其中一些將出售給研究機構和大學，而一些較簡單的人形機器人市場上就可買到。然而最近，隨著像谷歌這樣的公司對機器人興趣高漲（2013年谷歌并購了8家機器人制造公司），也許這次的“在未來十年內”真的會變成現(xiàn)實。谷歌收購的波士頓動力公司，曾受到美國國防高級研究計劃局的青睞。盡管表面看起來，谷歌并不特別專注于軍事領域，但無論怎樣，他們花到波士頓動力上的這一大筆錢，都會促進發(fā)展、有助于軍方。

戰(zhàn)場機器人，正在借助多種營養(yǎng)，長成人形。

[編輯/熊偉]endprint