在一些反恐題材的電影或電視的畫面中,用于排除炸彈、偵察敵情、遞送工具的軍用機器人已廣為大家熟知。而在現實中,軍用機器人技術已經開始擴散到全世界,各國對人工智能技術的軍用開發競賽更是愈演愈烈。

現狀:戰斗支援性機器人成開發重點
如今,世界上各個主要國家都紛紛開展了軍用機器人研制工作。美國當然是一馬當先,憑借雄厚的國防技術開支設立了100項左右的軍用機器人開發計劃,幾乎涵蓋了陸海空三個軍種所有的專業崗位。
目前幾個比較成功的項目有,美國的“利劍”戰斗機器人(sword,特種武器觀測偵察探測系統的英語縮寫),它是一種遙控型的機器人,在原本比較成熟的“魔爪”(talon)機動機器人底盤上配備了4臺照相機、夜視鏡和變焦設備等光學偵察和瞄準設備。其戰斗功能主要采取模塊化搭載武器方案,可以根據需要調整加裝幾種不同的武器系統組合。諸如5.56毫米口徑的m249機槍,或是7.62毫米口徑的m240機槍,m16系列突擊步槍,m202-a16毫米火箭彈發射器和6管40mm榴彈發射器。操縱員依靠加密通訊信道對其進行操作。機槍型的“利劍”可以依靠雙向穩定系統精確地向300米外硬幣大小的目標每分鐘發射1000發子彈,它們是美國軍隊歷史上第一批參加與敵方面對面作戰的機器人。

美國空軍和海軍開發的x45-x47系列的無人機具有隱身功能,目前雖然仍然是演示性階段但是已經實現了自主起降,x47甚至完成了自主艦上起降。它們具備多機控制、協調飛行、無人機間的通信、途中改變任務、合作瞄準等功能,在內置彈倉攜帶精確制導彈藥對敵方目標進行攻擊。
美軍在其他戰斗支援性機器人方面也設置了大量的研發項目,諸如應用最早的掃雷排爆、警戒巡邏都有較為成熟的產品,戰場搬運傷員的機器人目前也有所進展。
作為傳統軍事強國,俄羅斯自然不可能在此方面落后太多。他開發的“天王星”系列機器人,也同樣集中于掃雷排爆等支援性應用領域,但是最為顯眼的則是試圖投入國際市場的“天王星9”機器型無人戰車。
這種機器人同樣屬于“遙控型”,裝備了激光照射警告系統和發現、識別及跟蹤目標設備,可以執行遠程偵察和火力支援任務。它的常規配置編制包括:兩個偵察和火力支持無人戰車、運輸它們的拖車和移動指揮臺。偵察與火力支援無人戰車配備武器包括30毫米口徑自動火炮2a72、7.62毫米機槍、“攻擊”(ataka)反坦克導彈,上述武器還可根據客戶要求進行調整。
另外俄羅斯還開發了一種背包式的用于警戒任務并且兼有戰斗功能的“平臺m”機器人,可以替代崗哨功能或者以遙控的方式在諸如人類不便于進入的核生化環境中作戰。其他諸如專為保護戰略火箭部隊,俄羅斯專門開發了一種警戒機器人,具有相當強的自主性。
英、法、以色列等國家也紛紛開發了各類自主型偵察無人機和地面偵察排爆等機器人。這其中以色列開發的無人巡邏車型機器人,可以自主在固定的線路上進行巡邏和警衛任務,非常適用于地形較為簡單的開闊地區,能夠節約大量的警備部隊人力。中國在上述各領域也頗有建樹,尤其是幾款無人航潛器處于領先地位。
目標:全自主能力的軍用機器人
最早期的軍用機器人受當時計算機能力的限制只能對機器人植入固定程序或者根據任務需要預先編入程序,令其從事一些相對簡單具有高度重復性的任務。這就使得當時能夠實現的應用主要還是無人偵察機。
隨著時代的發展,人類越來越傾向于在軍事領域的各個方面都使用機器取代人去完成一些較為危險和困難的任務。在這個背景下,這些替代人的機械裝置的就必須對復雜環境有更強的應變能力,只有隨著計算機技術和通訊技術的進步方才使得這個要求變得現實起來。
有了這個技術基礎,目前出現的大量機器人可以通過聲、光和壓感傳感器對外界的環境進行感知并且交由自身攜帶的計算機進行處理,依照事先設定的程序作出針對性的反應。在這個基礎之上,人類追求的最終目標是制造出具備完全自主能力的軍用機器人。
很顯然一種完全自主的機器人是最為理想的,它可以將人徹底從相關任務中解放出來,機械的非生命屬性決定了它能夠完成人類不可能完成的任務,并且因為沒有情感和體力持續性方面的諸多因素干擾,它執行任務的可靠性和連續性都要比人類操縱的武器或者裝備更為強悍。從成本的角度來說,它可以依靠大規模工業化生產批量制造,遠遠比需要長時間訓練方可獲得熟練技能的人更加廉價。對于電子機械設備的維修費用也遠遠比為了保障人的生存而設置的復雜龐大的后勤衛生體系代價低廉。很顯然使用的這種自主機器人越多的軍隊就可以減少更多的名額,由此導致了軍隊結構進一步精簡指揮體制靈活性更高。
“遙控型”機器人基本不具備自主能力,它所裝備的各類傳感器實際上是作為操縱員人體感知能力的一種延伸,感知到的一切信息都必須通過專用終端設備向操縱員傳遞。操縱員根據信息和機器人的性能來決定向機器人發出何種動作指令。這種機器人同樣可以類似于自主機器人那樣在人類不便于達到的空間完成相關任務,一定程度上也可以避免人員傷亡,并且具有較高的執行效率。
但是因為它完全依靠操縱員這個人來指揮,因此對于軍人的替代作用仍然有限。它應該被看做現有軍隊裝備水平的一種補充和強化,但是達不到自主型軍用機器人能夠帶來的革命性意義。
現有技術尚難以實現完全自主
就目前的科技水平來看,完全自主型機器人仍然面對著許多困難。首先就是人工智能水平仍然有限,一個機器人如果想實現完全自主就必須具備根據預定任務和實時感知的外部環境信息完成與人類思維過程中的學習、推理、判斷和計劃完全一樣的四個步驟,實現一種“擬人思考”的過程。就目前的技術水平來看,電腦在這方面達到堪用的程度還不現實。
其次環境復雜性也是一個重大挑戰,前面說過天空的環境相對單純,因此無人機型機器人面對的感知和學習任務就會相對簡單,緊隨其后的海洋環境較之于地面環境也相對單純,因此無人航潛器面對的挑戰也較小。即便是戰斗機器人中,無人戰斗機和無人航潛器對于目標的識別相對容易,可以通過程序設定為地方固定目標或者飛機艦艇等,以應答敵我識別碼的方式確定敵我屬性。而地面環境高度復雜,對于機器人來說感知的環境形成的很可能是一個海量數據,但是地面的無人戰斗車輛和壓制火炮型機器人面對的有生力量,尤其是單兵目標如何判斷敵我,這就給隨后的“擬人思考”帶來了超過現有技術水平的負擔,并且針對其作出反應動作的要求也更加復雜。
再次軍用機器人存在著一定的安全性問題。人會犯錯誤,機器也會出故障,對于一般的執行支援性任務的軍用機器人出現故障尚且問題不大,但是自主型戰斗機器人如果出現故障就具有相當的風險性了,很可能出現誤傷誤擊。
2007年10月,美陸軍第10防空團一臺mk5自動防空系統因軟件故障失控,火炮隨即自行瘋狂掃射,導致美軍死亡9人,重傷14人。除了敵方的電磁脈沖或者干擾很可能讓軍用機器人陷入癱瘓,另外還有一種可能的情況是,敵方突破通訊加密后劫持機器人向己方發動火力打擊。據傳伊朗俘獲美國的rq170無人偵察機就是通過類似手段實現的,在未來對戰斗機器人實現電子劫持是一種非常現實的風險。
最后一點非常重要的是軍用機器人面對著人道倫理挑戰,一旦摧毀后毀傷效果評估相對簡單,容易判斷是否應當停止火力打擊。對于失去抵抗能力或者停止抵抗的生命體如何評估殺傷效果和停火時機就成為重大問題。
當然,制約軍用機器人應用還有許多其他因素,比如能源問題就是一個不小的障礙。
對于無人機、航潛器和部分無人車輛來說,可以使用較為成熟熱機(內燃機或者燃氣輪機)作為動力來源,但是目前應用最為廣泛的小型機器人面對的最大困難就是電池的蓄能力問題,任何功能的增加都會造成耗電量上升續航力下降或者是系統體積過于沉重龐大。當然熱機最后造成的麻煩導致項目失敗的例子也不是沒有,美軍寄予厚望的運輸型四足機器人“大狗”就是因為必須使用內燃機方能滿足技術性能需求,盡管自主性和地形適應能力非常好載荷量也大,但是機械噪音無法忍受,最終被放棄。
“混合型”將成發展方向
現在的機器人發展形勢中也充分體現了這一點,上面羅列的各國著力發展的軍用機器人項目中多數屬于“遙控型”,用操縱員的人腦機能來彌補技術的不足。但是“遙控型”機器人的種種不足又實在令人困擾,所以為了盡可能避免這個困擾,目前的許多軍用機器人,尤其是具備一定戰斗功能的機器人開始出現了“混合型”,即在偵察、搜索、警戒或者巡航階段中機器人使用自主模式,一旦進入目標打擊階段則切換至遙控模式,由操縱員接管操作。
美國的x45-x47系列的無人機已經最接近實用,但是從美國國防部先進研究項目局現階段公布的戰斗型無人機構想來看,最后執行打擊指令仍然是操縱員發出。
各國現在處于應用階段的具備一定戰斗功能的地面軍用機器人中也基本類似,執行簡單輔助任務情況下機器人可以自主活動向目標區前進,或者執行警戒。但是在開始進行排爆掃雷任務后,或者是使用搭載的槍支和爆炸物進行攻擊的時候,都是由操縱員通過機器人的傳感器鎖定目標后遙控進行戰斗。
在未來很長一段時間內,只要電腦技術沒有新的突破,這種“混合型”機器人很可能就成為軍用機器人的主流。
鏈接:軍用機器人
目前比較公認的軍用機器人定義是:一種具有人工智能自主性運轉或者依靠遙控運轉,能夠替代軍人完成相關軍事任務的機械與電子系統復合體。
這個定義之下如果細化對其進行分類,還是有許多角度的,諸如:從任務空間不同可以分為地面機器人,智能化無人機和智能化航潛器;從在軍隊中的地位屬性來說可以分為戰斗機器人,支援勤務機器人等。
不過最有意思的是,上述定義中告訴了我們非常關鍵的一點:目前軍用機器人技術的一個重要分野——依靠內置的人工智能自主完成任務還是仍然需要依靠人類遙控完成任務。這就好像動畫片中“變形金剛”和“高達”的區別一樣。前者自己具有相當的“人格”,能夠對環境和自身任務做出完全獨立的判斷,后者仍然需要有最少一個人在駕駛或者遙控,它很少或者基本不具備單獨完成任務的能力。








