關(guān)于軍用機(jī)器人采用人形設(shè)計(jì)的弊端分析

美國“陸軍技術(shù)”網(wǎng)站2014年1月20日發(fā)表了貝勒奈西·貝克的文章：The Terminator myth：why military robots aren’t human-shaped。文章指出，雖然軍用輪式、履帶式和飛行模式的機(jī)器人已經(jīng)在戰(zhàn)場上大顯身手，但是軍用人形機(jī)器人的部署日期至今難以確定。作者認(rèn)為，這一方面是開發(fā)人形機(jī)器人技術(shù)難度高，另一方面也與研發(fā)資金不足有很大的關(guān)系，現(xiàn)在谷歌公司開始介入這一行業(yè)，將有望加快軍用人形機(jī)器人的發(fā)展步伐。文章編譯如下：

雖然軍事研究人員在開發(fā)人形機(jī)器人方面確實(shí)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，這些機(jī)器人能夠像人一樣用兩條腿站立、行走、奔跑，但是它們?nèi)匀恍枰獢?shù)十年的時(shí)間才能走上戰(zhàn)場與士兵們并肩作戰(zhàn)。對于大多數(shù)軍事任務(wù)來說，輪式、履帶式和飛行模式的機(jī)器人將繼續(xù)盛行，與此同時(shí)，軍方將繼續(xù)加強(qiáng)外骨骼的發(fā)展。

在最早的科幻小說中，戰(zhàn)場機(jī)器人已被描繪成兩條腿站立，勇猛而且無畏，用兩只發(fā)光的眼睛來瞄準(zhǔn)那些來自未來年代的敵人。最新部署的軍用機(jī)器人已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于小說中幻想的人形設(shè)計(jì)，它們通常是輪式或者履帶式，配備具有工業(yè)時(shí)代標(biāo)志的機(jī)械手和傳感器。

這并不是因?yàn)閲绖?chuàng)新巨頭在這方面缺乏嘗試。例如，谷歌最近收購的波士頓動(dòng)力公司（Boston Dynamics)就是以生產(chǎn)人形機(jī)器人而聞名于世，它為美國軍方設(shè)計(jì)制造了人形機(jī)器人“阿特拉斯”(Atlas)和人工智能生化戰(zhàn)斗機(jī)器人“佩特曼”（Petman)，這兩款機(jī)器人形象逼真，行動(dòng)能力令人嘆服。這些機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室的表現(xiàn)令人印象深刻，它們看起來似乎已經(jīng)為走上戰(zhàn)場做好了準(zhǔn)備，那么為什么它們沒有部署呢？

在專為人類設(shè)計(jì)的環(huán)境中操作

英國謝菲爾德大學(xué)人工智能與機(jī)器人技術(shù)教授諾埃爾?夏基（Noel Sharkey）說：“我認(rèn)為目前在軍事應(yīng)用方面采用人形設(shè)計(jì)不是一個(gè)好的策略，像坦克一樣的履帶式機(jī)器人或者飛行機(jī)器人似乎用處更大?！?/p>

但英國索爾福德大學(xué)智能系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)系主任薩米亞·內(nèi)夫提·梅奇亞尼（Samia Nefti-Meziani）教授認(rèn)為，驅(qū)動(dòng)人們研發(fā)人形機(jī)器人的動(dòng)力之一是這些機(jī)器人可以在為人類設(shè)計(jì)的環(huán)境中輕松操作。這將使它們更適合城市之中的巷戰(zhàn)，并可以像操縱門把手一樣方便地操縱它們。

夏基也認(rèn)同這一觀點(diǎn)，他說：“你可以將一個(gè)人形機(jī)器人送到一艘船上，讓它破門而入，沿著樓梯去接管控制臺、布防或撤防武器系統(tǒng)。一個(gè)飛行機(jī)器人無法做到這一點(diǎn)。”

克服挑戰(zhàn)

雖然目前國內(nèi)最先進(jìn)的雙足軍用機(jī)器人已被證明能夠行走、奔跑、穿越復(fù)雜地形，但是它們可能沒有完全學(xué)會使用兩條腿來保持平衡。例如，波士頓動(dòng)力公司的“阿特拉斯”，當(dāng)它受到回轉(zhuǎn)錘的重?fù)魰r(shí)，幾乎沒有發(fā)生搖晃，但是當(dāng)它走出實(shí)驗(yàn)室，去應(yīng)對一個(gè)幾乎沒有挑戰(zhàn)性的障礙時(shí)，卻損傷了“踝關(guān)節(jié)”。它的同類中只有很少的幾款機(jī)器人能夠在遭遇用力一推時(shí)保持站立。

穩(wěn)定性問題只是一個(gè)方面，事實(shí)上，進(jìn)一步的挑戰(zhàn)還在后面，因?yàn)槿梭w的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于行走。

“行走只是其中一個(gè)動(dòng)作，人類還可以蹲、躺、爬、迅速站起來，”夏基說?！皺C(jī)器人還不能真正的跳，再有雖然這些機(jī)器人擁有雙臂，但它很難完成人類可以完成的動(dòng)作?！?/p>

更何況，改變傳統(tǒng)的機(jī)械模具需要付出昂貴的代價(jià)。

“人形機(jī)器人目前非常昂貴，這是因?yàn)樗鼈內(nèi)匀惶幱谘芯侩A段，”內(nèi)夫提·梅奇亞尼說?！爸圃煲粋€(gè)典型的人形機(jī)器人所需要的零件數(shù)量要少于一輛現(xiàn)代化的汽車，但是研究人員認(rèn)為，人形機(jī)器人售價(jià)將與一輛現(xiàn)代化汽車相類似。特定的軍事要求將會進(jìn)一步提高制造成本?！?/p>

一旦兩足行走機(jī)器人被選定并到達(dá)目的地，它將利用車載技術(shù)來履行他們的使命。

“它移動(dòng)頭部，所有的目標(biāo)確定或視覺系統(tǒng)將開始尋找、掃描，所有的先進(jìn)技術(shù)都將普遍投入使用，”夏基說。“研究人員還正在發(fā)展機(jī)器人區(qū)分目標(biāo)的能力，例如，讓機(jī)器人識別什么是自來水，什么是扳手。但是這方面的研究困難重重，人工智能發(fā)展的路還很長?！?/p>

為什么非人形機(jī)器人設(shè)計(jì)可以做得更好

鑒于人形設(shè)計(jì)的弊端，其他的形狀是否更適用于軍用機(jī)器人呢？

“發(fā)展人形機(jī)器人的其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)力是它們將能夠在專為人類設(shè)計(jì)的環(huán)境中操作，”內(nèi)夫提·梅奇亞尼說?！叭欢?，其他形狀的機(jī)器人同樣適用于我們的環(huán)境，并且還擁有其他優(yōu)勢，例如，穩(wěn)定性更好或者有更高的負(fù)荷能力。四條腿的機(jī)器人更加穩(wěn)定，并且比兩足動(dòng)物更適合在不平坦的地形運(yùn)動(dòng)，例如國防高級研究計(jì)劃局資助制造的‘大狗’機(jī)器人?！?/p>

夏基認(rèn)為，當(dāng)這些機(jī)器人成為“超人”時(shí)，我們甚至可能會受制于它們?！八鼈兛梢栽谝粋€(gè)更廣泛的范圍內(nèi)移動(dòng)，或者用機(jī)槍來武裝自己，”他說。

功能部件發(fā)展迅速

這并不是說所有正在開展的人形機(jī)器人研究都會付諸東流，因?yàn)楦鱾€(gè)功能部件可用于特定的角色。

“靈巧的機(jī)械手的發(fā)展已經(jīng)促進(jìn)了大量的人形機(jī)器人以及距指揮和遙控機(jī)器人的研究，機(jī)器人能夠進(jìn)入危險(xiǎn)的環(huán)境中，并作為操作人員的遠(yuǎn)程代表來完成操作，”內(nèi)夫提?梅奇亞尼說。

“這項(xiàng)技術(shù)目前正在嘗試應(yīng)用于各個(gè)方面，例如，救災(zāi)，或者在太空中。美國國家航空航天局（NASA）設(shè)計(jì)制造了擁有一雙靈巧雙手的“機(jī)器宇航員”（Robonaught），這種構(gòu)想源自遠(yuǎn)程操作員驅(qū)動(dòng)機(jī)器人和接收來自機(jī)器人的反饋，并且機(jī)械手允許人們遠(yuǎn)程完成工作?！?/p>

類似的技術(shù)將很容易在軍事方面獲得應(yīng)用，這種觸覺反饋將給予外加控制，確保拆彈專家在一個(gè)安全距離處理爆炸裝置。

外骨骼選項(xiàng)

士兵們渴望人型機(jī)械的協(xié)助是一種剛性需求，目前有一種更接近部署的現(xiàn)有解決方案，它結(jié)合人類的靈巧、視野和決策能力，并且擁有超人的力量和耐力。這種裝置就是士兵穿戴式外骨骼，例如，洛克希德馬丁公司人體負(fù)重外骨骼(Human Universal Load Carrier,HULC)、美國特種部隊(duì)的“戰(zhàn)術(shù)突擊輕裝戰(zhàn)斗衣”（Tactical Assault Light Operator Suit，TALOS）和法國軍隊(duì)的“大力神”（HERCULE）外骨骼都逐漸進(jìn)入戰(zhàn)場準(zhǔn)備階段。

“就士兵而言，外骨骼的使用是一種巨大的進(jìn)步，”夏基說?！八屇闳匀豢梢猿扇航Y(jié)隊(duì)的行軍，當(dāng)然，你如果想躺下就不太容易了。你可以走的很快，并且使你更加強(qiáng)大，但它保持機(jī)動(dòng)性所需的動(dòng)力現(xiàn)在是個(gè)很大的問題?！?/p>

更何況，外骨骼仍然需要士兵到達(dá)火線，而軍用機(jī)器人的關(guān)鍵優(yōu)勢之一是，它們被設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)程操作，或者伴有不同程度的自主能力。

恐懼因素

現(xiàn)在似乎已經(jīng)很清楚，人形的設(shè)計(jì)未必是最好的戰(zhàn)場機(jī)器人，軍方不斷追求人形機(jī)器人的背后原因可能是恐懼心理在作祟，他們很害怕看到一個(gè)武裝到牙齒的兩條腿的機(jī)器人出現(xiàn)在地平線上。

“對于軍方和國防高級研究計(jì)劃局來說，標(biāo)志性價(jià)值和恐懼感是重要的，”夏基說?！斑@將是更像一支機(jī)器人突擊隊(duì)，雖然我不希望在戰(zhàn)場上看到終結(jié)者（Terminators），但是當(dāng)你試圖嚇唬你的敵人時(shí)，它會產(chǎn)生一種震懾能力?！?/p>

時(shí)間問題

說到《終結(jié)者》系列電影時(shí)，我們不禁想到電影中的場景，天網(wǎng)（Skynet）將在2016年大規(guī)模生產(chǎn)與某位加州前州長類似的殺手機(jī)器人，但現(xiàn)實(shí)生活中，人形機(jī)器人的生產(chǎn)日期似乎還遙遙無期。

“在現(xiàn)實(shí)生活中，人形機(jī)器人什么時(shí)候可以發(fā)揮效用呢？這一問題已經(jīng)被問了很多次，在過去30年里，答案似乎都是“在未來十年內(nèi)，”內(nèi)夫提?梅奇亞尼說。

“在世界各地已經(jīng)大量設(shè)計(jì)制造了各種人形機(jī)器人，其中一些已經(jīng)被出售給研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)，而其他簡單的人形機(jī)器人正在市場出售。然而，最近谷歌似乎對機(jī)器人充滿了興趣（2013年谷歌并購了8家機(jī)器人制造公司），“在未來十年內(nèi)”也許真的會變成現(xiàn)實(shí)。

谷歌收購了國防高級研究計(jì)劃局資助的波士頓動(dòng)力公司，將有助于推動(dòng)軍用機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向戰(zhàn)場。夏基說：“谷歌擁有大筆的資金，雖然他們不是專注于軍事領(lǐng)域，但是任何發(fā)展最終將使軍方更早受益?！?/p>