本文由海鷹資訊(ID:hiwing_news)授權轉載，作者： 張翼麟，本文刊載自2017年《無人系統技術》第3期

【提示】戰場上，模擬昆蟲形態的小型飛行器集群飛進一座建築物，執行簡易爆炸裝置（IED）的偵察工作。經過分析，模式識別軟體辨別出建築物中的恐怖分子，與此同時，其他感測器探測出簡易爆炸裝置的存在。隨後，處於視距外的一架高空無人機釋放殺傷性武器對建築物進行打擊。在成功實施精確打擊後，武裝無人車釋放小型自主移動機器人，搜索尚未爆炸的IED並對其進行處理，同時蛇形機器人在建築物殘骸中搜索倖存者。最後，數據經鏈路傳輸至後方指揮中心，對作戰效果進行最終評估。

雖然這僅是一個作戰想定的場景，甚至與特效電影場景有些類似，但隨著研究的不斷深入，軍用機器人的相關裝備和技術已經取得一定的成果，是當前研究的熱點之一。本文旨在對當前軍用機器人的使用和發展進行分析研究。

歡迎戳下方視頻，觀看“TED演講-軍事機器人和戰爭的未來”。在這場強有力的演講中，P.W.辛格展示了軍事機器人的廣泛應用正在如何改變著戰爭的現狀。

一、發展現狀概述

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當前，多種類型的軍用機器人已常規部署，其中無人機（UAV）和小型無人地面車輛（UGV）兩種最為普遍。無人機已經在戰場偵察監視和打擊任務中發揮了突出作用；而目前應用比較廣泛的UGV通常是小型、遙控、使用電池驅動的，採用輪式或履帶式移動，後期增加了全地形作戰能力，可以在泥地、沙地、雨雪天氣中使用，並已經具備了跳躍和攀爬臺階等能力。這些機器人主要對IED進行定位、檢查和處理，並可用於執行偵察任務。圖1為MARCbot IV機器人，它是一種低成本、輪式無人平臺，可以搭載照相機，在伊拉克戰場廣泛應用於可疑物體探測。圖2為Dragon Runner，一種履帶式機器人，用於偵察和炸彈處理。這些類型的無人裝備能夠在局部戰爭中避免人員傷亡。

MARCbot IV機器人探測可疑IED

Dragon Runner機器人

除了防禦型戰場機器人外，各國也研製了多種搭載武器裝備的UGV，執行攻擊任務。典型的包括俄羅斯在2013年推出的Platforma-M無人地面車。Platforma-M是一個電池驅動的遙控履帶式機器人平臺，裝有四個榴彈發射器和卡拉什尼科夫步槍。該無人地面車品質800kg，最大速度12km/h，在敘利亞戰場上投入使用。

Platforma-M無人地面車

隨著前沿技術，如人工智慧、高級計算能力、感測器系統、新型材料、制導與定位技術、電源和推進技術等領域不斷取得進展，軍用機器人技術也在不斷發展成熟。軍用機器人的類別十分廣泛，包括雙足擬人機器人、外骨骼機器人、微型及其他先進無人機、自主無人地面車、履帶式/足式載重機器人、醫療救援機器人以及其他各種水面/水下機器人等。

二、仿人機器人

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近年來，仿人機器人都是機器人領域的研究熱點，在戰場應用，特別是在搜索救援工作中有很大的應用空間。其中，最具代表性的軍用擬人機器人當屬Boston Dynamics公司研發的Atlas機器人。該機器人在早期PETMAN機器人的基礎上進行研製，四肢採用液壓驅動，使用鋁和鈦搭建而成。站立時，Atlas機器人高6ft（約1.83m），重量330lb（約299kg），裝備了鐳射測距裝置和立體攝像機，手部具有較好的運動能力。機器人四肢具有28自由度，能夠在複雜地形中導航，並具備一定的攀爬能力。在2015年DARPA機器人大賽中，Atlas能夠駕駛特定的汽車，穿過廢墟，移開擋住出口的碎石，打開門進入建築，攀爬梯子，穿過通道，使用工具擊碎混凝土板，定位漏水水管的閥門位置並關閉閥門，將消火栓連接到水管上。

Atlas機器人

三、外骨骼機器人

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外骨骼機器人也一直是多年來的研究重點。最早的外骨骼機器人是20世紀60年代由美國軍方和通用電氣公司研製的Hardiman外骨骼機器人，能夠協助穿戴者拎起1500lb（約680kg）的重物。經過多年的發展，現在，商用外骨骼機器人已能夠協助受傷或體弱的人完成動作。而在軍用領域，外骨骼機器人主要用於加強戰鬥人員的體力和持續戰鬥能力。特別是在當前戰場環境中，作戰士兵的載重越來越大的情況下，這種裝備變得尤為重要。美國軍方聯合多個公司開展了外骨骼機器人的演示驗證工作，包括洛克希德馬丁公司的Human Universal Load Carrier（HULC），Sarcos公司的Berkeley Lower Extremity Exoskeleton（BLEEX）和XOS機器人等，但這些裝備尚未在戰場上取得應用。外骨骼機器人通常由電機或液壓驅動，目前面臨的主要問題在於如何產生並保持足夠的功率，並同時使重量和體積最小化。

在DARPA合同資助下，美國陸軍研究實驗室聯合哈佛大學的研究機構，正在評估一種“軟式”外骨骼機器人。與大多數早先的外骨骼機器人不同，這是一種輕型裝備，名為Soft Exosuit，能夠克服傳統重型外骨骼機器人的一些缺點，如需要大功率電池組、剛性組件影響關節的自然活動，等等。該機器人重9kg，功率40W，由織物、柔性線纜和多個小型電機組成，能夠在每個動作時為裝置提供能量，並使機器人能夠自由活動。理論上，相比重型外骨骼機器人，在嚴酷地形條件下使用時，軟式外骨骼機器人能夠減輕由大載重帶來的疲勞，並降低受傷的風險。

四、載重機器人

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21世紀初，在DARPA的資助下，Boston Dynamics公司開始研製一種四足載重機器人，名為“大狗”。“大狗”機器人由兩衝程發動機驅動液壓泵，液壓泵驅動腿部作動器完成動作。每條腿上裝有4個作動器，其中髖關節裝有2個作動器，膝蓋和腳踝各裝1個。每個作動器包括液壓缸、伺服閥、力/位置感測器等。“大狗”機器人體長0.91m，高0.76m，重110kg，能夠搭載150kg的載荷在複雜地形上以6.4km/h的速度奔跑，並能夠攀爬35°的斜坡。

“大狗”機器人

2008年，新一代“大狗”機器人——名為AlphaDog——的視頻發佈，在受到衝擊的情況下，它可以自動調整步態，恢復到平衡狀態。隨後，2012年，在DARPA的進一步資助下，Boston Dynamics公司開展了軍用的Legged Squad Support System（LS3）專案，並在佛吉尼亞州的森林中進行了測試。實驗中測試了機器人對語音指令的識別和回應能力。

2015年12月，“大狗”專案終止。儘管在戰場載重方面的需求較為強烈，但其汽油驅動的發動機雜訊過大，容易暴露目標，且野外修理維護難度太大，導致專案最終取消。Boston Dynamics公司還研製過類似功能的全電動機器人，名為Spot，雜訊小，但載重能力僅為18kg，專案最終也未能延續。

另外，麻省理工學院（MIT）的研究人員在DARPA的部分資助下，研製了電池驅動的四足機器人，叫做Cheetah，能夠以5mph（約8km/h）的速度奔跑。其改進型Cheetah2，裝備了LIDAR系統，可以自主躍過18英寸（約45.7cm）高的障礙物。這得益於由三個模組組成的演算法：（1）第一部分實現機器人對障礙物的探測，並對障礙物的大小和距離進行估計；（2）第二部分首先使機器人調整前進路線，並根據與障礙物的距離計算出跳躍的最佳位置，再預留出機器人所需的步數，然後調整機器人的速度（加速或減速），最終達到最佳起跳點；（3）第三部分主要用於確定跳躍軌跡，根據障礙物的高度和機器人的速度，計算出跳躍需要的力。

Cheetah機器人

五、小型無人機/機械昆蟲

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小型無人機和微型無人機由於不易探測，在隱蔽監視任務中能夠發揮重要作用。多家研究機構對此類裝備進行過研究，類型涵蓋旋翼無人機、撲翼無人機等等。DARPA甚至在其Hybrid Insect Mirco-Electro-Mechanical Systems（HI-MEMS）專案中研發了針對昆蟲集群的遙控技術。雖然這個專案並未能夠順利開展下去，但類似的想法在其他研究專案中得以延續。美國北卡羅來納州立大學的研究機構近期通過採用向處於蛹期的飛蛾的肌肉中植入微型機械裝置的方法，“研發”了一種可以遙控的半機械飛蛾。使用這種方法，使肌肉纖維包裹著機械裝置生長，飛蛾成熟後即可通過電激勵對其進行控制。

挪威Prox Dynamics公司研發了一種商業化的高度小型化的電動旋翼無人機——PD100 black hornet。PD-100尺寸約為10×2.5cm，品質18g，最大飛行速度18km/h。它可以持續飛行25分鐘，搭載長波紅外感測器或可見光成像感測器，通過資料鏈將視頻或靜止圖像傳送1.6km外的陣地。英國陸軍在阿富汗戰場上使用了PD100 Black Hornet無人機，美國陸軍也在2015年3月對其進行了測試。

PD-100 Black Hornet機器人

六、無人地面車輛

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無人地面車輛在軍用和民用方面都有較大的應用潛力，現在已有無人車在公路上完成過測試。使用無人地面車輛，埋伏在路旁的IED不會造成有生力量的傷亡，因此在軍用領域可發揮一定作用。例如，部隊可以使用無人地面車輛帶領車隊經過危險地區，確保跟隨車輛及人員的安全。如洛克希德馬丁公司研製的Autonomous Mobility Applique System，計畫使用線控安全系統對車輛進行駕駛、加速和刹車，採用GPS、LIDAR和自主RADAR的方式進行車輛導航。該系統還具備碰撞緩解制動、車道保持輔助、翻車警告系統、電子穩定控制、自適應巡航控制等功能，並適用於幾乎所有軍用車輛。目前，AMAS已完成了多次戰場測試。在其中一次測試中，車輛在遵守交通規則的情況下成功穿越複雜交通路段，可對行人和其他障礙物進行識別和規避，並利用智能決策系統使車輛在錯綜複雜的測試區域中回到預定線路上。

試驗中的搭載AMAS系統的重型車輛

軍事機器人能夠減少人員傷亡、執行情報偵察監視任務，在戰場上的重要作用不言而喻。以美國陸軍未來戰鬥系統（FCS）旅級戰鬥隊現代化專案為例，該專案已經驗證了戰場機器人能夠提升載人地面車輛的生存能力，並在敵方部隊定位等作戰使用中發揮著重要作用。未來，隨著平臺機動性的增強和相關技術（如武器化、自主化、人機交互和人工智慧等）的成熟，機器人系統必將在未來戰場上發揮更加重要的作用。

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機器人正在崛起：

未來美國軍隊將由誰來指揮？

來源：網易科技，編譯：小小

（原標題：The Rise Of The Robots: What The Future Holds For The World’s Armies）

網易科技訊 6月15日消息，據Fastcopany報導，單純從科幻小說的角度來看，軍事機器人似乎是個糟糕的主意。從《終結者》（The Terminator）到《駭客帝國》（The Matrix），流行文化充滿了強大機器肆虐橫行的故事，它們總是努力擺脫製造者的控制，擊敗任何試圖阻止它們的力量。早在20世紀20年代，捷克作家卡雷爾·查佩克(Karel Capek)就在舞臺劇《羅森的萬能機器人》(Rossum's Universal Robots)中首次提出了機器人（robot）這個詞，並預言人類命運將終結在人工生命之手。

儘管有這些電影發出警告，但是陸地、空中以及海上機器人依然不斷從科幻小說中湧現，成為現代武器庫的標準部分，現在甚至有人正認真討論開發殺手機器人和無人機，它們不僅可獨立思考，甚至還能相互交流。

自從2011年9/11恐怖襲擊發生以來，美國軍方已經部署了數以萬計的遙控機器人。在中東，無人機已成為一種常見的作戰武器。無人駕駛陸地戰車已經幫助美國軍隊在伊拉克和阿富汗安全地摧毀了大量路邊炸彈。水下無人機被用來收集科學和偵察數據，並幫助排除水雷。

其他國家軍隊和各種武裝組織也正在開發自己的戰鬥機器人，通過開發進攻性和防禦性的機器人技術，很可能引發類似冷戰式的軍備競賽。支持者認為，軍事機器人會拯救更多生命，而不是危及生命，比如那些已經應用到實踐中的炸彈排爆機器人。

各國軍隊正開始著手進行整合，包括考慮何時以及如何將越來越多的自主機器人應用到各種軍事行動中。然而與民用自動化卡車、拖拉機或鏟車相似，他們也面臨安全性和有效性等相同的問題。世界各國領導人也在積極考慮，如果沒有人類發出的明確命令，機器人是否應被允許開火或啟用其他武器。所以，以完成任務為使命、類似終結者的殺人機器可能不再那樣遙遠。

安德瓦機器人公司推出的機器人

無人機戰爭

美國軍方的機器人計畫同樣令人擔憂。2001年10月7日，也就是9/11恐怖襲擊發生1個月後，機器人首次證明了它是一種致命武器的價值。到阿富汗戰爭爆發時，名為MQ-1的捕食者無人機首次發動了致命空襲。這架無人駕駛飛機現在已成為華盛頓國家航空航太博物館的重要象徵。