戰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典形象。比如1960年代《摩登家庭》中的機器人羅茜，《星球大戰》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；機器人戰士，不畏生死地活躍在戰場上。可在現實中，絕大多數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。

戰場機器人不采用人形設計，并不是因為全世界的防務創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幾乎做好了走上戰場的準備。可為什么至今它們還沒走上戰場上呢？

設計思路：便于在人類環境中工作

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。

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境中輕松操作。具體到戰場，這將使它們更適合城市之中挨門逐戶的戰斗，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。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

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。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性的障礙物時，卻傷了“踝關節”。參加演示的其它同類機器人中，也幾乎沒有能經得起用力一推的。

盡管這種穩定性問題還很突出，但擺在前面的進一步的挑戰，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行任務。比如需要有轉動頭部、查看現場、掃視周圍環境的各種目標定位系統和視覺系統。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境，并且還擁有其它優勢。比如四條腿比雙足更穩定，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，靈巧機器人手的發展，促進了很多遠程監控和遙控機器人的研究，它們能進入危險環境，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。在現代戰場上，單兵負重越來越大，而且隨著發展，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人員的生存等能力。據悉它很可能采用液態金屬技術，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你的眼前。《終結者》，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”將在2016年大規模生產一種殺手機器人。但現實中，這顯然不可能，而且還似乎遙遙無期。現實中，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，都會促進發展、有助于軍方。

戰場機器人，正在借助多種營養，長成人形。

[編輯/熊偉]endprint