战场机器人为何不像人

刘焕松　张浩楠

科幻作品中的机器人，最初出现在1920年的戏剧《罗萨姆的全能机器人》中，随后就曾有众多的机器人角色成为我们记忆中的经典形象。比如1960年代《摩登家庭》中的机器人罗茜，《星球大战》中的C-3P0，2004年《我，机器人》中的桑尼等等。在这些科幻作品中，我们都是生活在一个人形机器人的时代；机器人战士，不畏生死地活跃在战场上。可在现实中，绝大多数机器人跟科幻小说或者科幻电影中的机器人长得都不像。特别是战场上的机器人，长得完全不像人。它们通常是长履带的或长轮子的，耀武扬威地挥舞着机械钳、传感器。

战场机器人不采用人形设计，并不是因为全世界的防务创新巨头们在这方面缺少尝试。谷歌最近收购的波士顿动力公司，就是以为军方研制人形机器人而著名的厂商之一，其产品形象逼真，行动能力令人叹服，特别是“阿特拉斯”和“彼特曼”这两款机器人。这些先进设计在实验室的活动给人以深刻印象，使其看起来似乎已经几乎做好了走上战场的准备。可为什么至今它们还没走上战场上呢？

设计思路：便于在人类环境中工作

一部分专家认为，目前在军用方面采用人形设计并不是一个好的策略，像坦克一样的那种履带式机器人，或者像飞机一样的飞行机器人，在军事领域要有用得多。研究人员在开发能像人一样用两腿站立、行走、奔跑的人形机器人上，确实向前迈了一大步，但可能还需要几十年才能与士兵们并肩作战。

另一部分专家则认为，研制人形机器人的驱动力之一，是它们能在为人类设计的环境中轻松操作。具体到战场，这将使它们更适合城市之中挨门逐户的战斗，可以操纵像门把手一类的日常普通物体。

这确实是人形机器人的优势所在，甚至连不看好人形机器人的专家也表示认同。比如你可以把一个人形机器人丢到一艘船上，让它破门而入，走下楼梯去接管控制台，布防或撤防武器系统。这一切都能做得得心应手，而一个飞行机器人就无法做到。这样看来，机器人采用人形设计不是理所当然？

人形设计：面临各种挑战

虽然目前最先进的双足军用机器人已能够行走、奔跑和穿越复杂地形，但它们还不能完全克服双腿平衡这一挑战。例如，美国的波士顿动力公司在最近的一次演示中，公开演示的“阿特拉斯”机器人能承受住回转锤的一次重击，只是略微晃了一下；可当它走出实验室，越过一个并没有多大挑战性的障碍物时，却伤了“踝关节”。参加演示的其它同类机器人中，也几乎没有能经得起用力一推的。

尽管这种稳定性问题还很突出，但摆在前面的进一步的挑战，还在于人体的运动又何止只是行走。人类还可以蹲、躺、爬、迅速站起来，而机器人做这类动作就难了，至今还不能真正的跳。虽然它们有了双臂，但很难像人类的双臂那样做事。它们目前非常昂贵，满足特定军事需要的人形机器人就更贵了。

再者，选择双足行走后，机器人还要具备一系列其它技术才能执行任务。比如需要有转动头部、查看现场、扫视周围环境的各种目标定位系统和视觉系统。研究人员正在研究机器人认识分辨物体的能力，比如什么是水龙头，什么是扳手。这对人类来说当然不是难事，但目前对机器人来说是难上加难，人工智能方面还需下很大功夫。

人形设计不利，其它形状是否更适合军用机器人呢？

尽管发展人形机器人的驱动力之一是它们将能在为人类设计的环境中操作，但同时也还有很多其它身体形状同样适用于我们的环境，并且还拥有其它优势。比如四条腿比双足更稳定，也更适合在不平坦的地形运动，美国国防高级研究计划局资助制造的“大狗”就采用了四足设计。

衍生技术：用途广泛的功能部件

军用机器人不采用人形设计，并不是说所有正在进行的人形机器人研究都会白费力气，实际上其单个的功能部件可用于特定用途。比如说，灵巧机器人手的发展，促进了很多远程监控和遥控机器人的研究，它们能进入危险环境，作为操作人员的远程代表来完成某些动作。

这类技术目前正在尝试各种应用，诸如救灾或在空间应用等。美国宇航局已研制出拥有一双灵巧双手的“机器人宇航员”，其构想是远程操作员能接收机器人手的反馈，从而驱动它远程完成工作。这项技术将很容易移入排爆机器人，提高拆弹专家在安全距离外处理爆炸装置的能力。

替代方案：士兵穿戴式外骨骼

在需要人形机械协助的地方，目前有一种更接近部署的解决方案，可以把人类的灵巧、视野和决策能力，与超人的力量和耐力相结合。这就是穿戴式外骨骼，比如洛克希德·马丁公司的“单兵通用携行具”，美国特种部队的“战术打击轻型操作服”（“铜铁侠”盔甲），法国陆军的“大力神”，都已接近战场应用了。

外骨骼原来指的是为生物提供保护和支持的坚硬的外部结构。外骨骼技术发源于上世纪60年代的美国，结合了人的智能和机械力量。在现代战场上，单兵负重越来越大，而且随着发展，很可能超出人体承受能力。采用外骨骼技术可以使士兵携带更多武器装备，从而增强行军能力和作战能力。在民用领域，外骨骼机器人可以广泛应用于需要背负沉重物资、装备而车辆又无法使用的情况，比如登山、旅游、消防、救灾等，还可以辅助残疾人、老年人及下肢肌无力患者行走。

为此，世界各国都在积极研究能够增强人体负重能力的动力外骨骼设备。除了以上几种，还有美国的“勇士织衣”、俄罗斯的“士兵-21”等等。

电影《钢铁侠》中的智能盔甲已不再是遥不可及的幻想。美国正在组装3个“战术打击轻型操作服”的设计样本，可望2018年投入使用，这将革命性地提高特殊作战人员的生存等能力。据悉它很可能采用液态金属技术，透过电流与磁场的感应作用，能在1毫秒内固化，抵挡子弹或爆炸碎片袭击。它还能实时监测使用者的情况，如果使用者受伤，将自动止血并提供热量、空气和氧气。报道称，目前有多家机构参与了这个项目的实施，包括52家公司、16个政府机构、13所大学以及10个国家实验室。

对士兵来说，这种外骨骼技术无疑是向前一大步。当然，它所需要的动力还是个大问题。另外，外骨骼仍然需要士兵本人到达火线，而军用机器人的关键优势之一，就是它们设计为远程操作，或者带有不同程度的自主能力。

恐惧效果：军方不断追求的背后原因

尽管人形设计对于战场机器人可能不是最好的，但军方不断追求人形设计的背后原因之一，可能是想要一种恐吓效果——看到一个武装到牙齿的两腿机器人出现你的眼前。《终结者》，脸上没有任何表情，让你感觉没有任何事物能够阻止它，使影片气氛从头到尾都一直笼罩在绝望之中。

说到《终结者》，这部电影里的“天网”将在2016年大规模生产一种杀手机器人。但现实中，这显然不可能，而且还似乎遥遥无期。现实中，人形机器人什么时候可以使用这一问题也常常被问到，过去30年来答案似乎都是“在未来十年内”。

世界各地已经大量设计制造了各种人形机器人，其中一些将出售给研究机构和大学，而一些较简单的人形机器人市场上就可买到。然而最近，随着像谷歌这样的公司对机器人兴趣高涨（2013年谷歌并购了8家机器人制造公司），也许这次的“在未来十年内”真的会变成现实。谷歌收购的波士顿动力公司，曾受到美国国防高级研究计划局的青睐。尽管表面看起来，谷歌并不特别专注于军事领域，但无论怎样，他们花到波士顿动力上的这一大笔钱，都会促进发展、有助于军方。

战场机器人，正在借助多种营养，长成人形。

[编辑/熊伟]endprint