本刊編輯部
古往今來(lái),任何一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)都是血腥的。因?yàn)樵诶浔鞯膿舸颉岜鞯拇┩赶?,人類的血肉之軀顯得那么脆弱不堪,士兵們的流血犧牲是不可避免的。那么,是否可以研發(fā)出不懼怕槍炮或者化學(xué)武器的士兵替代品?
20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著人工智能、傳感器等高科技的飛速發(fā)展,軍用機(jī)器人在各主要強(qiáng)國(guó)加速研發(fā)下,功能日趨完備,智能化程度越來(lái)越高。
無(wú)論是美國(guó)的《機(jī)器人技術(shù)路線圖:從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人》,還是俄羅斯的《2025年前未來(lái)軍用機(jī)器人研制》綱要,世界各軍事強(qiáng)國(guó)用行動(dòng)證明軍用機(jī)器人是重要的發(fā)展項(xiàng)目。因?yàn)樵绞菑?qiáng)國(guó),越是能診斷未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展的脈搏,而未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的大動(dòng)脈,就是軍用機(jī)器人的應(yīng)用。
“鋼鐵戰(zhàn)士”:陸??杖娉鰮?/p>
21世紀(jì)是一個(gè)機(jī)器人大發(fā)展的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代,機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,其智能化水平也進(jìn)一步提高。機(jī)器人將成為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的主力,人類生活的親密助手與朋友,探索世界奧秘的探險(xiǎn)者和維護(hù)社會(huì)治安的“鋼鐵戰(zhàn)士”。但你可曾知道,自機(jī)器人誕生之日起,軍用機(jī)器人一直就是研究的熱點(diǎn)。
“鋼鐵戰(zhàn)士”從軍史
二戰(zhàn)期間,為了扭轉(zhuǎn)瀕臨失敗的危局,德國(guó)投入各種新式武器,除了知名的V-1導(dǎo)彈、V-2導(dǎo)彈外,德國(guó)軍隊(duì)的眾多“黑科技”中還出現(xiàn)了遙控戰(zhàn)車(chē)。1940年,B1型有線遙控爆破車(chē)問(wèn)世。1943-1945年期間,德軍以B1型為藍(lán)本生產(chǎn)了約9000輛遙控戰(zhàn)車(chē)用于掃雷和爆破,其中可攜帶500千克炸藥的B4無(wú)線遙控車(chē)有1200輛,可運(yùn)載60千克炸藥的“巨人”有線遙控車(chē)近8000輛。德軍還創(chuàng)造性地組建了若干個(gè)無(wú)線遙控戰(zhàn)車(chē)營(yíng)和連,與著名的“虎”式重型坦克并肩作戰(zhàn),在庫(kù)爾斯克會(huì)戰(zhàn)和諾曼底登陸戰(zhàn)中,這些遙控車(chē)都為第三帝國(guó)的垂死掙扎發(fā)揮過(guò)一定的作用。
不同于日本神風(fēng)特攻隊(duì)瘋狂的“同歸于盡”式的攻擊,B4C型爆破車(chē)可通過(guò)無(wú)線遙控指令或人工上車(chē)操作實(shí)現(xiàn)“靠近目標(biāo)—放置炸藥箱—戰(zhàn)車(chē)退后—無(wú)線引爆炸藥”。緊急情況下,德軍還可遙控這些滿載炸藥的戰(zhàn)車(chē)撞向敵軍昂貴的坦克,拿一個(gè)鐵殼箱換一輛“謝爾曼”(美國(guó)M4中型坦克),顯然相當(dāng)劃算。但理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)卻很骨感,宥于當(dāng)時(shí)科技水平的限制,這些遙控戰(zhàn)車(chē)非常簡(jiǎn)陋,由于沒(méi)有先進(jìn)的觀測(cè)和傳感設(shè)備,操作手難以長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行有效操控,加上戰(zhàn)車(chē)動(dòng)作遲緩,且只能采用“取放”的戰(zhàn)斗動(dòng)作,因此,諾曼底大戰(zhàn)之后,戰(zhàn)場(chǎng)遺留的德軍遙控戰(zhàn)車(chē)殘骸堆積如山。這充分表明,沒(méi)有成熟的科技實(shí)力作支撐,便無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期任務(wù),軍用機(jī)器人就很難有所作為。
二戰(zhàn)后,世界各國(guó)一直在努力尋找能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上代替人類沖鋒陷陣的武器裝備,機(jī)器人顯然是重要的選項(xiàng)。20世紀(jì)60年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)的加速發(fā)展,以及機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和人工智能技術(shù)的出現(xiàn),美國(guó)開(kāi)始率先研制真正的現(xiàn)代軍用機(jī)器人。
1966年,美國(guó)海軍使用機(jī)器人在700余米的深海成功打撈起一枚失落的氫彈,讓人們第一次看到了機(jī)器人潛在的軍事使用價(jià)值。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的演進(jìn),隨著最新科技的不斷融入,軍用機(jī)器人的功能日趨完備,智能化程度越來(lái)越高。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),面臨未來(lái)新型戰(zhàn)爭(zhēng)的威脅,各國(guó)紛紛加快研制軍用機(jī)器人的進(jìn)程,目前已研制并入役了近百種軍用機(jī)器人。這些軍用機(jī)器人不僅能替代體力勞動(dòng),還可代替人類在陸、海、空、天全領(lǐng)域執(zhí)行偵察、救援、運(yùn)輸和攻擊等系列作戰(zhàn)任務(wù)。軍用機(jī)器人具有諸多人類所不具備的特性,它們不知疲憊與恐懼,戰(zhàn)場(chǎng)生存能力不僅更強(qiáng),而且隱蔽性極好,在戰(zhàn)場(chǎng)上具有與生俱來(lái)的優(yōu)勢(shì)。
地面機(jī)器人一專多能
目前的地面機(jī)器人主要有兩類:智能或遙控的固定式機(jī)器人與移動(dòng)式機(jī)器人。按照智能化程度,又可分為半自主和自主兩種。固定式機(jī)器人,有以色列和巴勒斯坦邊境處的“鐵穹”防御系統(tǒng)和艦載“密集陣”近防系統(tǒng)等,它們能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)搜索、探測(cè)、評(píng)估、跟蹤、鎖定和攻擊威脅目標(biāo),主要用于重要地點(diǎn)和關(guān)鍵目標(biāo)的防御任務(wù)。
半自主移動(dòng)機(jī)器人主要以半自主方式駕駛地面車(chē)輛為重點(diǎn),具備完善的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),有些行動(dòng)如避讓障礙物是其自主行為,而其他任務(wù)如排爆和射擊等關(guān)鍵動(dòng)作,則必須由后方操作人員進(jìn)行遙控干預(yù)。自主式移動(dòng)機(jī)器人是地面機(jī)器人發(fā)展的最高階段,如同電影《終結(jié)者》中的“T800”機(jī)器人和“T1000”機(jī)器人,能依靠自身的智能自主導(dǎo)航避讓障礙物,自主發(fā)現(xiàn)威脅并且自行確定應(yīng)對(duì)方案,獨(dú)立自主地完成各種戰(zhàn)斗任務(wù)。
空中機(jī)器人振翅領(lǐng)航
無(wú)人機(jī)是軍用機(jī)器人中發(fā)展最快的家族,當(dāng)前主要有偵察無(wú)人機(jī)、武裝無(wú)人機(jī)和偵打一體無(wú)人機(jī)等類別。在用的半自主式無(wú)人機(jī)中,最著名的當(dāng)數(shù)美國(guó)空軍的RQ-4“全球鷹”無(wú)人機(jī)、MQ-1型“掠奪者”無(wú)人機(jī)和MQ-9型“死神”無(wú)人機(jī)。此外,還有微型集群無(wú)人機(jī),如2017年入役美國(guó)海軍的“珀耳狄克斯”微型無(wú)人機(jī)集群,這些半自主式無(wú)人機(jī)主要擔(dān)負(fù)對(duì)關(guān)注區(qū)域的偵察監(jiān)視、重要目標(biāo)的連續(xù)跟蹤、情報(bào)信息的實(shí)時(shí)回傳和關(guān)鍵目標(biāo)的遙控打擊等任務(wù)。自主無(wú)人機(jī)是空中機(jī)器人發(fā)展的最高目標(biāo),而格斗能力強(qiáng)的無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)更是當(dāng)前軍事強(qiáng)國(guó)的重要發(fā)展愿景。美國(guó)就曾宣布,“F-22”戰(zhàn)斗機(jī)之后的下一代戰(zhàn)斗機(jī)就是無(wú)人駕駛戰(zhàn)斗機(jī),電影《絕密飛行》中會(huì)自己思考的無(wú)人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)“EDI”,就是未來(lái)研制的方向。
水面機(jī)器人“個(gè)小”靈活
為了擴(kuò)大偵察監(jiān)視范圍,降低被小型海上目標(biāo)自殺式攻擊的可能性,一些國(guó)家正加緊研發(fā)小型水面機(jī)器人來(lái)輔助大型戰(zhàn)艦行動(dòng)。目前,各國(guó)無(wú)人水面艇多采用半自主型,美國(guó)海軍中服役的“海狐”MK1和MK2無(wú)人水面艦艇,初步具備了“蜂群”協(xié)作能力,其主要用于瀕海近岸以及內(nèi)湖江河的作戰(zhàn)警戒和海軍遠(yuǎn)征部隊(duì)的安全保障。“斯巴達(dá)偵察兵”無(wú)人水面艇也廣泛應(yīng)用于美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì),遂行偵察、欺騙以及水文調(diào)查等任務(wù),若裝上反坦克導(dǎo)彈,它還能協(xié)助陸軍遂行內(nèi)陸湖泊地域作戰(zhàn)任務(wù)。以色列海軍現(xiàn)役的“保護(hù)者”無(wú)人水面艇隱身性強(qiáng),裝備有先進(jìn)傳感器和多樣化武器系統(tǒng)。由于自主型艇對(duì)智能化程度要求極高,實(shí)現(xiàn)極為困難,當(dāng)前尚處于研究探索階段。
水下機(jī)器人深淵暗戰(zhàn)
電影《哥斯拉2:怪獸之王》中,在不明深海機(jī)動(dòng)的情況下,核潛艇發(fā)射了3具無(wú)人潛航器,在水下近距離開(kāi)路。2018年1月,也門(mén)胡塞武裝的蛙人,就在也門(mén)西部沿岸海域捕獲了一具美國(guó)海軍的“萊姆斯600”無(wú)人潛航器,該型無(wú)人潛航器大多執(zhí)行抵近偵察和區(qū)域監(jiān)視任務(wù),是美軍進(jìn)行區(qū)域持續(xù)監(jiān)視的重要無(wú)人化武器。
深海大洋暗戰(zhàn)不斷,各國(guó)水下機(jī)器人分為有人潛水器和無(wú)人潛水器兩大類,前者能處理復(fù)雜問(wèn)題,但價(jià)格昂貴而且存在生命危險(xiǎn)。而無(wú)人潛水器按照與水面支持設(shè)備(母船或平臺(tái))間聯(lián)系方式的不同,可以分為兩大類:一類是有纜水下機(jī)器人,也稱遙控潛水器(ROW),有纜機(jī)器人都是遙控式的,按其運(yùn)動(dòng)方式分為拖曳式、(海底)移動(dòng)式和浮游(自航)式三種:另一類是無(wú)纜水下機(jī)器人,也稱為自治潛水器(AUV),如“萊姆斯600”無(wú)人潛航器等,它們體積小,行動(dòng)隱蔽,能潛入對(duì)方領(lǐng)海、軍港以及瀕海要域等關(guān)鍵位置實(shí)施偵察和破壞,加上具備一定的續(xù)航能力,未來(lái)應(yīng)用前景廣闊。
空間機(jī)器人搏殺太空
如同電影《太空旅客》中的巨型星際飛行器一樣,空間軍事機(jī)器人也具備實(shí)時(shí)定位、姿態(tài)感知及控制調(diào)整能力,可在一個(gè)不斷變化的多維環(huán)境中運(yùn)動(dòng)并自主導(dǎo)航,為星際飛行預(yù)測(cè)及規(guī)劃路徑。目前,空間機(jī)器人主要用于代替人類在太空中進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)、出艙操作、空間生產(chǎn)、航天器維護(hù)修理和空間探測(cè)等活動(dòng)。
隨著太空戰(zhàn)的臨近,空間軍用機(jī)器人已經(jīng)成為籌劃未來(lái)太空戰(zhàn)的“劃時(shí)代”裝備,美軍早期計(jì)劃列裝的“太空之杖”空天武器,就是從太空武器站上發(fā)射鎢合金重棒直接精確摧毀地面目標(biāo)。未來(lái)太空戰(zhàn)中,空間軍用機(jī)器人還可代替宇航員出艙作戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)精確打擊、捕獲和干擾對(duì)方各類航天器活動(dòng),于九天之上使對(duì)方部隊(duì)“眼瞎耳聾”,精確武器“空中迷航”。
“鋼鐵戰(zhàn)士”能力強(qiáng)
從美國(guó)和俄羅斯軍隊(duì)的軍用機(jī)器人在伊拉克、阿富汗和敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)踐來(lái)看,形態(tài)各異的“鋼鐵戰(zhàn)士”在各個(gè)作戰(zhàn)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。它們能夠有效提高作戰(zhàn)效率,減少人力需求,降低戰(zhàn)場(chǎng)傷亡。在偵察監(jiān)視方面,軍用機(jī)器人既可隱蔽地進(jìn)行近距離戰(zhàn)術(shù)偵察,又可進(jìn)行戰(zhàn)役廣域偵察監(jiān)視,為指揮官提供所需的各種實(shí)時(shí)情報(bào)信息。
在戰(zhàn)場(chǎng)警戒方面,為了防突襲、防滲透,有的軍隊(duì)還裝備了地面觀察或警戒機(jī)器人,如韓國(guó)2014年公布的“SGR-1”邊境控制機(jī)器人,已配置在朝鮮和韓國(guó)邊境處便于觀察的地點(diǎn)。當(dāng)探測(cè)發(fā)現(xiàn)到特定目標(biāo)時(shí),報(bào)警器便會(huì)向監(jiān)控中心報(bào)警,并可受控用“遙控武器站”直接打擊目標(biāo)。在破障設(shè)障方面,為了在敵人火力下排除雷場(chǎng)障礙物,戰(zhàn)斗工兵們常常要付出沉重的代價(jià)。目前,很多國(guó)家都裝備了排雷機(jī)器人,它們裝有探雷和使地雷失效的裝置,用于協(xié)助攻擊分隊(duì)在各種雷場(chǎng)中開(kāi)辟通路,并進(jìn)行標(biāo)示。如美國(guó)的“Packbot”機(jī)器人、俄羅斯的“Uran-6”排雷機(jī)器人都經(jīng)歷過(guò)阿富汗和敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)。相反,智能布雷機(jī)器人可通過(guò)遙控或半自主控制方式,自主設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)布局的地雷場(chǎng),并能自動(dòng)標(biāo)示地雷場(chǎng)的界限、繪制埋雷位置圖。
在攻防戰(zhàn)斗方面,軍用機(jī)器人能以遠(yuǎn)程火力反敵接近,以近程火力抗敵沖擊,以伴隨火力支援士兵作戰(zhàn),以多種手段協(xié)助士兵堅(jiān)守陣地,以精確火力實(shí)現(xiàn)區(qū)域全自動(dòng)防空反導(dǎo)和以自行機(jī)動(dòng)實(shí)施戰(zhàn)場(chǎng)欺騙。在敘利亞戰(zhàn)爭(zhēng)期間,俄羅斯投入首款無(wú)人戰(zhàn)車(chē)“Uran-9”參加城市作戰(zhàn),以精確的車(chē)載反坦克導(dǎo)彈和30機(jī)炮,幫助俄羅斯軍隊(duì)取得了較好戰(zhàn)果。美國(guó)陸軍也把新研制的新一代“魔爪”機(jī)器人部署到伊拉克。
在戰(zhàn)場(chǎng)輸送方面,兵貴神速,機(jī)動(dòng)速度越快,就越能占得先機(jī)。占領(lǐng)先機(jī)需要作出兩方面的努力:一方面是運(yùn)用無(wú)人駕駛飛行器投送作戰(zhàn)力量和裝備物資,美軍研制“KMAX”變體直升機(jī),就能依靠預(yù)先編程的路線在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)自主起飛,將運(yùn)載的貨物運(yùn)送至前方作戰(zhàn)基地;另一方面是依托全地形“機(jī)器騾馬”,減輕地面分隊(duì)攜行壓力,如美軍的戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)輸機(jī)器人“大狗”能背負(fù)154千克的載荷翻山越嶺,準(zhǔn)確無(wú)誤地跟隨步兵前進(jìn)。
此外,為了強(qiáng)化綜合作戰(zhàn)能力,各國(guó)先后開(kāi)發(fā)出功能各異的“輔助決策機(jī)器人”、“醫(yī)療助手機(jī)器人”、“車(chē)輛搶救機(jī)器人”、“戰(zhàn)斗搬運(yùn)機(jī)器人”和“自動(dòng)加油機(jī)器人”等,主要在泥濘以及沾染區(qū)等惡劣條件下遂行搶救傷病員、運(yùn)輸、裝卸、加油和搶修技術(shù)裝備等后勤保障任務(wù),助力作戰(zhàn)行動(dòng)順利完成。
當(dāng)前各軍事強(qiáng)國(guó)都已將機(jī)器人作為本國(guó)軍事發(fā)展的重要目標(biāo),以期在未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)之上占有一席之地,有逐步代替戰(zhàn)士遂行各種急難險(xiǎn)危任務(wù)的趨勢(shì)?!敖K結(jié)者”正加速?gòu)目苹米兂涩F(xiàn)實(shí)。
成長(zhǎng)路上荊棘多
組建軍用機(jī)器人軍團(tuán),是壓縮軍隊(duì)規(guī)模、降低作戰(zhàn)人員風(fēng)險(xiǎn)、顛覆現(xiàn)有戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的必然選擇。軍用機(jī)器人自問(wèn)世以來(lái),一直在蓬勃發(fā)展的科技加持下不斷沖破障礙,一路向前發(fā)展。到目前為止,盡管軍用機(jī)器人家族“人丁”興旺、種類繁多,然而仍無(wú)法滿足軍隊(duì)在未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中不斷增加的需求,當(dāng)前主要面臨以下5個(gè)亟需解決的重要問(wèn)題。
延長(zhǎng)工作時(shí)間需要強(qiáng)大電源
電池性能是決定電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的最大要素,電源問(wèn)題同樣限制了軍用機(jī)器人的研發(fā)和運(yùn)用。2019年8月,一名來(lái)自伊斯蘭國(guó)的恐怖分子在操控?cái)y帶炸彈的小型無(wú)人機(jī)時(shí),由于忘記充電,導(dǎo)致無(wú)人機(jī)起飛不久就啟動(dòng)了自返航功能,飛回了恐怖分子的頭頂,竟把他自己給炸死了。
受體積、重量和機(jī)動(dòng)性能等的限制,戰(zhàn)術(shù)級(jí)軍用機(jī)器人大多采用高性能電池供電,如美軍的“魔爪機(jī)器人”,它根據(jù)任務(wù)環(huán)境,續(xù)航時(shí)間為3~4小時(shí)。想要完成更長(zhǎng)時(shí)間的工作,就要帶上備份電池,這在無(wú)形中增加了士兵攜帶的戰(zhàn)斗負(fù)載。
那能不能使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)呢?中大型高空無(wú)人機(jī)就可以使用航空發(fā)動(dòng)機(jī),如美國(guó)的“全球鷹”無(wú)人機(jī)可載7000千克燃油,續(xù)航時(shí)間為42小時(shí),航程高達(dá)2.6萬(wàn)千米,一天就能完成約13.7萬(wàn)平方千米區(qū)域的偵察,可持續(xù)跟蹤目標(biāo)24小時(shí)。但出于任務(wù)隱蔽性和噪音的考慮,如低空飛行或伴隨步兵使用的機(jī)器人,則不宜使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)。2014年,美國(guó)就曾驗(yàn)證過(guò)使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)新型“大狗”LS3型機(jī)器人,燃油足以使用24小時(shí),可載重近200千克,自主持續(xù)航程達(dá)到32千米,并能通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)自動(dòng)跟隨使用者,但由于噪音大,加上無(wú)法通過(guò)某些特殊地形,LS3項(xiàng)目次年就被取消了。因此,著力解決好高性能電源問(wèn)題,對(duì)戰(zhàn)術(shù)級(jí)的軍用機(jī)器人尤為關(guān)鍵。
即時(shí)反應(yīng)靈敏需要縮短延時(shí)
操作過(guò)民用無(wú)人機(jī)的玩家都知道無(wú)人機(jī)遲鈍帶來(lái)的困擾,總是不能在第一時(shí)間發(fā)送和接收指令。這就是無(wú)人機(jī)傳輸延時(shí)造成的結(jié)果。大型軍用機(jī)器人的地面遙控站通常都部署在離應(yīng)用目標(biāo)上千千米以外,美軍在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中就控制無(wú)人機(jī)在離站9660千米以外的地點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。大型遠(yuǎn)程軍用機(jī)器人主要采用衛(wèi)星鏈路通信,盡管對(duì)于電波信號(hào)的光速而言,這個(gè)距離影響不太大,但延時(shí)仍是客觀存在的。再如,無(wú)人機(jī)通過(guò)“2G-3G-4G-5G”網(wǎng)絡(luò),傳回實(shí)時(shí)圖像和視頻等情報(bào)信息與地面站進(jìn)行“人機(jī)”的交互控制時(shí),兩者之間的傳輸帶寬大小和通信制式各異,必然會(huì)影響接發(fā)信息的速度。
此外,操作手的思考時(shí)間、反應(yīng)速度以及無(wú)人機(jī)從接收到信號(hào)到轉(zhuǎn)碼生成指令再執(zhí)行的工作流程,也會(huì)造成延遲,所以只要“人在回路”控制范圍內(nèi),延遲問(wèn)題難以避免。在時(shí)間敏感的狀況下,幾秒鐘延遲就能導(dǎo)致任務(wù)失敗。2002年12月,伊拉克的“米格-25”戰(zhàn)斗機(jī)和美國(guó)攜帶毒刺空空導(dǎo)彈的“捕食者”無(wú)人機(jī)爆發(fā)空戰(zhàn),雙方都發(fā)射了導(dǎo)彈,但毫無(wú)懸念,“捕食者”無(wú)人機(jī)被當(dāng)場(chǎng)擊落??梢?jiàn)如何盡量縮短傳輸延時(shí),對(duì)于軍用機(jī)器人提升即時(shí)反應(yīng)能力尤為關(guān)鍵。
使用環(huán)境嚴(yán)酷需要工作穩(wěn)定
軍用機(jī)器人能否穩(wěn)定可靠地執(zhí)行任務(wù),會(huì)嚴(yán)重影響士兵對(duì)軍用機(jī)器人的信心。2006年,美國(guó)上一代“魔爪”機(jī)器人第一次投入戰(zhàn)場(chǎng)時(shí),竟然不受控制地調(diào)轉(zhuǎn)槍口狂掃操作手,無(wú)奈之下,附近的士兵只能用火箭筒將其摧毀。
無(wú)論軍用機(jī)器人智能化程度多高,也都是由成千上萬(wàn)個(gè)元器件組成。系統(tǒng)越復(fù)雜,出現(xiàn)硬件或軟件故障的可能性就越大,再加上受戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、當(dāng)下天候和能見(jiàn)度等的影響,機(jī)器人的作戰(zhàn)效果都會(huì)打折扣,嚴(yán)重時(shí)還危及己方安全。在敘利亞城市作戰(zhàn)中,俄羅斯的“天王星-9”無(wú)人戰(zhàn)車(chē)就發(fā)生過(guò)19次以上的“宕機(jī)”事故,另有17次掉線,最少1分鐘,最長(zhǎng)90分鐘。
此外,工作環(huán)境嚴(yán)酷也是影響軍用機(jī)器人發(fā)揮功能的重要因素。例如,美軍“全球鷹”無(wú)人機(jī)主計(jì)算機(jī)的最大工作溫度為40.5℃,外界溫度過(guò)高就可能無(wú)法正常工作,在西南亞地區(qū)的高溫環(huán)境下,其傳感器也不能發(fā)揮作用,迫使美國(guó)空軍白天不得不把飛機(jī)停放在有空調(diào)的機(jī)庫(kù)中。
減少人工干預(yù)需要高度智能
盡管如今半自主機(jī)器人已廣泛投入使用,美俄軍隊(duì)的高級(jí)有人—無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)已投入實(shí)戰(zhàn),如陸軍阿帕奇武裝直升機(jī)和灰鷹無(wú)人機(jī)、海軍P-8“海神”反潛機(jī)和“人魚(yú)海神”無(wú)人機(jī),以及海上蜂群水面艇與微型無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)等都已日趨完善,但由于仍需要人工干預(yù),就作戰(zhàn)效率和使用領(lǐng)域而言,仍不能完全做到自主發(fā)現(xiàn)、自主判斷、自主決定、自主遂行任務(wù)。
因此,解決智能化問(wèn)題,是推動(dòng)未來(lái)全自主機(jī)器人進(jìn)入軍事領(lǐng)域的必由之路。由于深度學(xué)習(xí)技術(shù)、算法和計(jì)算能力的不斷進(jìn)化發(fā)展,人工智能系統(tǒng)在特定的任務(wù)中會(huì)經(jīng)常勝過(guò)人類。戰(zhàn)勝人類圍棋高手的2個(gè)人工智能系統(tǒng)中,“深藍(lán)”是基于手工規(guī)劃并且以每秒2億次的速度進(jìn)行位置評(píng)估的“暴力方式”取勝的,而“阿爾法狗”則采用更智能的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)“教會(huì)自己”更為復(fù)雜的“位置—移動(dòng)”映射函數(shù),走出了“非人類”的一步棋,逼得李世石離開(kāi)賽場(chǎng)15分鐘來(lái)平復(fù)心情。由此可見(jiàn),解決軍用機(jī)器人的智能化問(wèn)題,關(guān)鍵是繼續(xù)摸索底層的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),研究類腦智能技術(shù),并且通過(guò)開(kāi)展類腦計(jì)算系統(tǒng)、類腦信息處理、多模態(tài)感知、自主學(xué)習(xí)、認(rèn)知腦模擬和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的類腦機(jī)器人等關(guān)鍵研發(fā),來(lái)提高軍用無(wú)人機(jī)器人系統(tǒng)的認(rèn)知、學(xué)習(xí)、推理、決策和計(jì)劃能力。
在2015年美國(guó)“第三次抵消戰(zhàn)略”的5個(gè)核心建設(shè)方向中,第一個(gè)就是機(jī)器的“自主深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)”。2017年“第三次抵消戰(zhàn)略”制定推進(jìn)的研究重點(diǎn)中,就包括海軍自主貨物補(bǔ)充平臺(tái)、自主型水下無(wú)人艇和人機(jī)組隊(duì)作戰(zhàn)項(xiàng)目,并計(jì)劃到2025年,使水下自主潛航器能夠獨(dú)立或者協(xié)作完成原來(lái)由有人潛艇才能執(zhí)行的任務(wù)。
消除機(jī)器暴力需要倫理決策
技術(shù)問(wèn)題遲早能解決,但真正最大的威脅是:我們會(huì)不會(huì)制造出“人類毀滅者”。人類對(duì)于全自主軍用機(jī)器人的態(tài)度是非常糾結(jié)的:既怕它不來(lái),又怕它亂來(lái)。在美國(guó)耶魯大學(xué)生物倫理學(xué)研究員瓦拉赫等人合著的《道德機(jī)器:如何教會(huì)機(jī)器人辨明是非》中,提到了軍用人工智能系統(tǒng)所構(gòu)成的倫理學(xué)問(wèn)題是最為尖銳的,因?yàn)榇祟愊到y(tǒng)的任務(wù)就是直接殺戮生命,或?yàn)闅⒙咎峁╅g接幫助。
這自然也就牽涉到特定軍事暴力行為自身的合法性問(wèn)題。一方面,如果自主機(jī)器人決策及行動(dòng)是錯(cuò)誤的,又如何將犯下錯(cuò)誤的機(jī)器人戰(zhàn)士告上軍事法庭呢?另一方面,盡管機(jī)器人戰(zhàn)士的每一個(gè)部件與每一步算法都是人類設(shè)計(jì)者的產(chǎn)物,但是人類難以預(yù)測(cè)并控制這些軍事自主系統(tǒng)。正如2016年阿爾法狗在圍棋大賽中擊敗李世石一般,未來(lái)具備復(fù)雜自適應(yīng)能力和深度學(xué)習(xí)能力的全自主機(jī)器人,它們自主作出的決策往往是設(shè)計(jì)者難以判斷并超出設(shè)計(jì)者預(yù)期的,自然也就增加了軍事自主系統(tǒng)的不可預(yù)見(jiàn)性。因此,未來(lái)我們能否按照設(shè)計(jì)初衷去要求自主機(jī)器人運(yùn)作,自主機(jī)器人會(huì)不會(huì)失控?這是一個(gè)大問(wèn)題。電影《終結(jié)者》反映的正是人類設(shè)計(jì)的機(jī)器人以人類為敵的恐怖局面。為此,盡管進(jìn)程緩慢,但科學(xué)家仍在加強(qiáng)“倫理決策的程序化”研究,從而為研發(fā)并絕對(duì)控制機(jī)器人提供穩(wěn)固的理論基礎(chǔ)。為了防止出現(xiàn)不可控制的情況,很多科學(xué)家紛紛提出限制研發(fā)具有致命性自主能力的軍用機(jī)器人。
作為大勢(shì)所趨,軍用機(jī)器人未來(lái)將廣泛投入戰(zhàn)場(chǎng),我們所應(yīng)該做的就是要想好該如何去面對(duì)它??傊?,隨著研究的不斷深入,一種高智能、多功能、反應(yīng)快、靈活性好、效率高的機(jī)器人群體,將逐步接管某些戰(zhàn)斗崗位,軍用機(jī)器人異軍突起的時(shí)代已為期不遠(yuǎn)了。
中美機(jī)器人軍團(tuán)大比拼
目前的軍用機(jī)器人種類繁多,已應(yīng)用于偵察、排雷、防化、警戒監(jiān)視、進(jìn)攻、防御以及保障等各個(gè)領(lǐng)域。雖然現(xiàn)在的軍用機(jī)器人還不能完全獨(dú)立,但已經(jīng)足以提高作戰(zhàn)效率,減少人力需求,降低戰(zhàn)場(chǎng)傷亡。
美國(guó)常用軍用機(jī)器人
美國(guó)作為世界第一軍事大國(guó),是最早研發(fā)和使用軍用機(jī)器人的國(guó)家之一,涵蓋陸、海、空、天各大兵種的美軍機(jī)器人,在技術(shù)理論和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)方面都處于遙遙領(lǐng)先的地位。
“魔爪”機(jī)器人:美軍“魔爪”系列機(jī)器人是發(fā)展較快、應(yīng)用較多的地面機(jī)器人。它是第一代小型遙控?zé)o人地面車(chē)輛,具有重量輕、堅(jiān)固、快速、承載能力強(qiáng)和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),可在全天候、晝夜、兩棲及各種地形環(huán)境下使用。
發(fā)展至今,“魔爪”機(jī)器人已經(jīng)有了不同的專業(yè)型號(hào),例如配置有害物質(zhì)檢測(cè)設(shè)備的“魔爪”CBRNE/HAZMAT型,配備有一個(gè)重型旋轉(zhuǎn)肩膀的“魔爪”W/GEN Ⅳ重物提升型,配備有導(dǎo)航、通信和載荷傳感器的C-TALON型履帶式機(jī)器人等,它們可執(zhí)行拆除簡(jiǎn)易爆炸裝置、危險(xiǎn)材料鑒定、戰(zhàn)區(qū)偵察、戰(zhàn)斗工程支援和其他輔助任務(wù)。
空中“捕食者”:美國(guó)MQ“捕食者”系列無(wú)人機(jī)是一種中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人駕駛飛機(jī)。MQ1“捕食者”巡航速度為126千米/小時(shí),續(xù)航時(shí)間達(dá)40小時(shí),可以攜帶2枚“地獄火”導(dǎo)彈,主要執(zhí)行偵察任務(wù)。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)與研發(fā),性能得到飛躍提升的MQ-9“狩獵者”無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)又問(wèn)世了。MQ-9“狩獵者”是美國(guó)空軍首款“獵殺者”無(wú)人機(jī),號(hào)稱“死神”。
“死神”裝備有電子光學(xué)設(shè)備、紅外系統(tǒng)、微光電視和合成孔徑雷達(dá),具有很強(qiáng)的搜集情報(bào)、電子偵聽(tīng)、偵察和地面攻擊能力。執(zhí)行任務(wù)時(shí),一般是4架“死神”同時(shí)出動(dòng),地面站有10人進(jìn)行控制。雖然操作人員不是在空中親自駕駛,但通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī),同樣擁有開(kāi)火權(quán),能夠發(fā)射導(dǎo)彈。同時(shí),操作人員還需要觀測(cè)天氣,實(shí)施空中控制,施展作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)?!八郎瘛钡闹饕蝿?wù)是為地面部隊(duì)提供近距空中支援,還可以在山區(qū)和危險(xiǎn)地區(qū)執(zhí)行持久監(jiān)視與偵察任務(wù)。自2007年投入使用以來(lái),“死神”無(wú)人機(jī)在阿富汗、伊拉克、也門(mén)等全球各大熱點(diǎn)地區(qū)執(zhí)行過(guò)數(shù)千次的“定點(diǎn)清除”任務(wù)。
“海狐”無(wú)人水面艇:“海狐”是美國(guó)海軍研究局于2003年開(kāi)始研發(fā)的一種可遙控?zé)o人水面艇,是在剛性充氣艇的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。它可攜帶指揮、控制、通信與情報(bào)系統(tǒng)等有效載荷,包括雷達(dá)、聲吶、寬帶攝像機(jī)、目標(biāo)跟蹤與防抖軟件、數(shù)字變焦紅外照相機(jī)、數(shù)字變焦日光彩色照相機(jī)、3×70度導(dǎo)航照相機(jī)、攝像機(jī)遙控站、導(dǎo)航燈等。
“海狐”無(wú)人艇具有遙控、路徑點(diǎn)定位或跟隨行動(dòng)三種工作模式,能夠執(zhí)行多種任務(wù),如探測(cè)蛙人和戰(zhàn)區(qū)內(nèi)核生化偵察,情報(bào)、監(jiān)視與偵察,內(nèi)河作戰(zhàn)、海上封鎖、戰(zhàn)場(chǎng)感知等。
REMUS潛航器:“遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)”(REMUS)潛航器是美國(guó)海德羅伊公司研發(fā)的一種自主式潛航器,主要用于沿岸環(huán)境監(jiān)測(cè)和調(diào)查。
REMUS 100是一種便攜式潛航器,體積小巧、操作方便,工作潛深為100米,可由小型艦艇、獵雷艇、無(wú)人艇或大型潛航器等布放。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間,該型潛航器參與了烏姆蓋斯?fàn)柛奂捌湎嚓P(guān)水道的水雷清掃行動(dòng),16小時(shí)內(nèi)搜索水域面積達(dá)250萬(wàn)平方米,搜索到97具可疑物,完成了普通探雷系統(tǒng)21天才能完成的工作量。因此,REMUS 100不僅在美國(guó)海軍中得到了廣泛運(yùn)用,還受到了英國(guó)、比利時(shí)、德國(guó)、荷蘭、新西蘭和新加坡以及北約水下研究中心的青睞。
REMUS 600是一種輕型、多功能潛航器,它采用了與REMUS 100相同的軟件和電子系統(tǒng),但是其額定下潛深度為600米,不同配置下甚至可達(dá)1500米或3000米。它的傳感器系統(tǒng)具有高成像分辨率,能夠提供清晰的海床圖片,增強(qiáng)了操作員辨別水雷的能力,減少了傳統(tǒng)反水雷作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,與REMUS 100一樣,RF-MUS 600也受到了其他國(guó)家海軍的青睞。例如,海德羅伊公司為英國(guó)海軍提供的2套R(shí)EMUS 600系統(tǒng),裝備先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)、聲學(xué)和海域測(cè)深傳感器等,能在深度為30~200米的海域和河流環(huán)境中對(duì)海床、河床進(jìn)行連續(xù)20小時(shí)的掃描,執(zhí)行反水雷偵察、水道測(cè)量、環(huán)境監(jiān)視以及支援搜救等行動(dòng)。
中國(guó)常用軍用機(jī)器人
首款定型的作戰(zhàn)機(jī)器人:適應(yīng)多種環(huán)境的小型作戰(zhàn)平臺(tái)
這是一款為城市或小范圍山地作戰(zhàn)設(shè)計(jì)的機(jī)器人,典型的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)是伴隨步兵或其他地面力量共同前進(jìn),在人員無(wú)法到達(dá)的狹小空間,在有毒、有爆炸物等危險(xiǎn)環(huán)境中完成作戰(zhàn)任務(wù)。它們可以是小分隊(duì)的先鋒隊(duì)員,也可以成為不易到達(dá)的環(huán)境中的偵察員。
國(guó)產(chǎn)機(jī)器“大狗”:擁有五種行走步態(tài)
機(jī)器“大狗”學(xué)名是“山地四足仿生移動(dòng)平臺(tái)”,主要功能是:用于山地及丘陵地區(qū)的物資背負(fù)、馱運(yùn)和安防,可承擔(dān)運(yùn)輸、偵察或打擊任務(wù)。另外,在道路設(shè)施被破壞較嚴(yán)重的災(zāi)害現(xiàn)揚(yáng)也可發(fā)揮作用。
排爆機(jī)器人“靈蜥”
“靈蜥”系列機(jī)器人是廣州衛(wèi)富科技開(kāi)發(fā)有限公司在國(guó)家“863”計(jì)劃支持下,并先后研制出A型、B型、H型、HW型等靈蜥系列機(jī)器人,都具有探測(cè)及排爆多種作業(yè)功能,可廣泛應(yīng)用于公安、武警系統(tǒng)。
彈藥銷毀機(jī)器人:草原深處的安全衛(wèi)士
該機(jī)器人主要采用遙控方式實(shí)現(xiàn)載車(chē)地面移動(dòng),實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)預(yù)定功能。通過(guò)無(wú)線或有線方式遙控載車(chē)完成引爆藥的放置、未爆彈銷毀等作業(yè),通過(guò)無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)將載車(chē)的攝像頭捕獲的現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像傳送到操作臺(tái)顯示分系統(tǒng),供指揮員參考,并以此為依據(jù)對(duì)彈藥銷毀作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和修正,確保銷毀作業(yè)百分百成功??梢哉f(shuō),彈藥銷毀機(jī)器人的出現(xiàn),除了大大增加爆破作業(yè)安全系數(shù)之外,也使得未爆彈丸銷毀由人工走上了機(jī)械化的道路。
水下探傷機(jī)器人:為遼寧艦頒發(fā)“健康證”
艦船水下?tīng)顟B(tài)檢測(cè)與評(píng)估是水下?lián)屝藓蛯?shí)現(xiàn)船體水下部位視情維修的前提,其主要包括目視檢測(cè)、水下探傷、測(cè)厚、陰極保護(hù)電位測(cè)量等內(nèi)容。水下檢測(cè)同時(shí)也是水下修理質(zhì)量控制的主要手段。水下超聲波探傷,是最重要的水下無(wú)損檢測(cè)方法之一。在潛水人力安排不及時(shí),或需要執(zhí)行易致潛水員半失重、氮麻醉等特定復(fù)雜水域水下檢修等問(wèn)題面前,基層部隊(duì)又遇尷尬。直到由海軍裝備科研機(jī)構(gòu)自主研發(fā)的這套新型科研成果成功問(wèn)世,才幫助他們走出困境。圖為水下探傷機(jī)器人。
外骨骼系統(tǒng):“鋼鐵俠”正向你走來(lái)
未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)需要你跑得更快、判斷更準(zhǔn)、力量更大、下手更狠……有沒(méi)有捷徑呢?外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)便是解決方案之一。古代士兵的盔甲就是最早的外骨骼。如今,結(jié)合了機(jī)械電子、控制、生物、傳感、信息融合、材料等技術(shù)的外骨骼技術(shù)得到前所未有的快速發(fā)展。
未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上,士兵的攜行裝具越來(lái)越多、越來(lái)越重,可人體的體能和負(fù)重能力卻是有限的。研發(fā)這套輔助單兵負(fù)重的外骨骼系統(tǒng),能使人體骨骼的承重減少50%以上,讓普通士兵成為大力士。
雖然目前軍用機(jī)器人還不能夠?qū)崿F(xiàn)自主識(shí)別敵友、也不能辨別平民與士兵,但是它極強(qiáng)的戰(zhàn)場(chǎng)生存與全天候的作戰(zhàn)能力是我們?nèi)祟悜?zhàn)士所不能比擬的。想象一下,在戰(zhàn)場(chǎng)上,一支行軍時(shí)速20千米,能夠在夜間精確定位,負(fù)載100千克以上各種信息化裝備的機(jī)器人部隊(duì)投入戰(zhàn)斗,而對(duì)手是傳統(tǒng)意義上的步兵,這將會(huì)獲得怎樣的戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
毋庸置疑,發(fā)展軍用機(jī)器人已經(jīng)成為各國(guó)軍事安全的重點(diǎn)戰(zhàn)略。在科技的高速發(fā)展下,軍用機(jī)器人將活躍并霸占陸、海、空、天、網(wǎng)、電等全域戰(zhàn)場(chǎng),參與到戰(zhàn)爭(zhēng)的全過(guò)程,成為軍事行動(dòng)的絕對(duì)主力。
未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng),將是軍用機(jī)器人對(duì)抗的舞臺(tái)!
機(jī)器人軍團(tuán)走向未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)
從好萊塢大片《鋼鐵俠》到印度式幻想《寶萊塢機(jī)器人之戀》,機(jī)器人集群大戰(zhàn)的場(chǎng)景令人記憶猶新。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng),我們所面對(duì)的敵人很有可能不再是有血有肉的士兵,而是成群結(jié)隊(duì)擁有高度人工智能的“群化”機(jī)器人軍團(tuán)。敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)上就曾出現(xiàn)過(guò)由6個(gè)平臺(tái)-M履帶式機(jī)器人、4個(gè)暗語(yǔ)輪式機(jī)器人、1個(gè)洋槐自動(dòng)化火炮群以及數(shù)架無(wú)人機(jī)組成的機(jī)器人軍團(tuán),通過(guò)俄軍的仙女座-D指揮系統(tǒng)對(duì)敵人開(kāi)展了空地一體的人機(jī)協(xié)同聯(lián)合作戰(zhàn),取得了令人震驚的作戰(zhàn)效果。未來(lái),隨著人工智能及相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,編排成陣列的無(wú)人坦克和無(wú)人艦艇、具有人群識(shí)別功能的察打一體無(wú)人機(jī)、能像人一樣學(xué)習(xí)進(jìn)步的“腦控”智能武器等或?qū)⒆呦蜃鲬?zhàn)前線,開(kāi)啟人類歷史上的“第三次戰(zhàn)爭(zhēng)革命”。
自從人工智能?chē)宄绦颉鞍柗ü贰边\(yùn)用感性與理性結(jié)合的蒙特卡洛人工智能算法頻頻戰(zhàn)勝人類選手,代表了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算和大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域最新成就的人工智能技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用就得到人們的廣泛關(guān)注。事實(shí)上,人工智能早已悄然滲入競(jìng)爭(zhēng)與博弈更為激烈的軍事斗爭(zhēng)領(lǐng)域,目前裝載有人工智能核心“大腦”的各類軍用機(jī)器人正在加緊研發(fā)中,或?qū)?duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)產(chǎn)生顛覆性影響。
機(jī)器人戰(zhàn)爭(zhēng)從科幻變成現(xiàn)實(shí)
“硅造筋骨,電路血脈,刀槍不入,金剛之軀”,這是印度電影《寶萊塢機(jī)器人之戀》中機(jī)器人戰(zhàn)士“七弟”的大概形象。電影講述了印度天才科學(xué)家瓦西為增強(qiáng)國(guó)防力量,耗費(fèi)十年之功設(shè)計(jì)研發(fā)了一款軍用機(jī)器人,本想讓他凝聚百人的才智與能力,通過(guò)訓(xùn)練認(rèn)證后投入軍事用途,卻不想“七弟”陰差陽(yáng)錯(cuò)經(jīng)歷了人間冷暖親情,并由此引發(fā)機(jī)器人軍事運(yùn)用和情感倫理等一系列問(wèn)題。
科幻電影中的機(jī)器人“七弟”有著似人的外表和超人的運(yùn)動(dòng)能力?!捌叩堋辈幌衤膸綑C(jī)器人行動(dòng)起來(lái)步履蹣跚,他可以伴著音樂(lè)熱舞,更在火車(chē)上與人類開(kāi)展了激烈打斗。軍用機(jī)器人不單單是像人、會(huì)動(dòng),更是多學(xué)科、多領(lǐng)域、各種技術(shù)有機(jī)融合的現(xiàn)代化智能武器系統(tǒng)。
與影片情節(jié)相呼應(yīng)的是,如今擁有高度人工智能的機(jī)器人軍團(tuán)走向戰(zhàn)場(chǎng)已是大勢(shì)所趨。近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與傳感技術(shù)的快速發(fā)展,人工智能及其軍事應(yīng)用開(kāi)始呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。目前,美國(guó)、俄羅斯等傳統(tǒng)軍事強(qiáng)國(guó)都把軍用人工智能作為“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)加以研究,美國(guó)國(guó)防部明確把人工智能作為第三次“抵消戰(zhàn)略”的重要技術(shù)支柱,旨在進(jìn)一步打造先進(jìn)智能化作戰(zhàn)體系,積極搶占未來(lái)軍事斗爭(zhēng)制高點(diǎn)。俄羅斯也把發(fā)展人工智能作為裝備現(xiàn)代化的優(yōu)先領(lǐng)域,目前已經(jīng)開(kāi)始大量列裝戰(zhàn)斗機(jī)器人。根據(jù)《2025年先進(jìn)軍用機(jī)器人技術(shù)裝備研發(fā)專項(xiàng)綜合計(jì)劃》,到2025年,俄軍中的無(wú)人系統(tǒng)將在其裝備結(jié)構(gòu)中占比超過(guò)30%。此外,日本防衛(wèi)省也早已公布《關(guān)于實(shí)施研究開(kāi)發(fā)的方針》,將人工智能機(jī)器人技術(shù)作為重點(diǎn)研發(fā)的新軍事技術(shù),在其后發(fā)布的《中長(zhǎng)期技術(shù)評(píng)估》報(bào)告中更提出要在未來(lái)20年實(shí)現(xiàn)智能化、無(wú)人技術(shù)等方向的重大突破。
早在2013年,俄羅斯國(guó)防部就專門(mén)成立了機(jī)器人技術(shù)科研實(shí)驗(yàn)中心,美軍在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)期間就有至少10款智能作戰(zhàn)機(jī)器人在戰(zhàn)場(chǎng)開(kāi)展相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)。
除美、俄之外,英、法、德、日、韓等國(guó)都在加緊研制新一代軍用機(jī)器人,目前全球已經(jīng)有超過(guò)60個(gè)國(guó)家的軍隊(duì)裝備了軍用機(jī)器人,預(yù)計(jì)到2040年,戰(zhàn)場(chǎng)上的美軍會(huì)有一半以上的成員是機(jī)器人,未來(lái)軍用機(jī)器人在戰(zhàn)場(chǎng)上成建制規(guī)?;鲬?zhàn)也將逐步從科幻電影變成現(xiàn)實(shí)。
智能軍團(tuán)或?qū)㈩嵏参磥?lái)戰(zhàn)場(chǎng)
人工智能是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法及相關(guān)技術(shù)的學(xué)科,是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要分支。具體而言,廣義的人工智能主要研究如何讓計(jì)算機(jī)完成以往需要人類腦力才能完成的工作,狹義的人工智能領(lǐng)域主要研究機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)。世界上第一臺(tái)可編程的巨人計(jì)算機(jī)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間,其設(shè)計(jì)初衷就是幫助英軍的密碼破譯員快速破解德軍的軍用密碼。從那時(shí)起,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的人工智能,就為軍事領(lǐng)域帶來(lái)了許多日新月異的革命性變化。
其實(shí),早在計(jì)算機(jī)正式出現(xiàn)之前,人們就已經(jīng)開(kāi)始設(shè)想制造出可模擬人類思維的機(jī)器。1936年,年僅24歲的英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈在《理想計(jì)算機(jī)》論文中提出了著名的圖靈機(jī)模型,隨后又于1950年提出了機(jī)器能夠思維的論述,成為此后人們研究“會(huì)思維”機(jī)器和計(jì)算機(jī)的“燈塔”。1956年,伴隨著探討用機(jī)器人模擬人類智能問(wèn)題的開(kāi)始,人工智能這一名詞首次出現(xiàn),并進(jìn)入快速發(fā)展階段。尤其是20世紀(jì)90年代以后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊推理等技術(shù)發(fā)展成熟,人工智能領(lǐng)域研究出現(xiàn)重大突破。1997年5月,IBM公司研制的深藍(lán)計(jì)算機(jī)首次在正式比賽中戰(zhàn)勝了人類國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫,進(jìn)而開(kāi)啟了人工智能機(jī)器在棋類博弈領(lǐng)域橫掃人類的新紀(jì)元。
“阿爾法狗”雖然代表了人工智能在基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)等領(lǐng)域的最新成就,但它依舊屬于弱人工智能。在競(jìng)爭(zhēng)與博弈更為激烈的軍事領(lǐng)域,人工智能如今已經(jīng)越來(lái)越多地走向戰(zhàn)場(chǎng),推動(dòng)著智能化戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代的來(lái)臨。
21世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)是信息化主導(dǎo)的戰(zhàn)爭(zhēng),作為信息化戰(zhàn)場(chǎng)的“千里眼”“順風(fēng)耳”,軍用機(jī)器人可以精確查找、識(shí)別和摧毀任務(wù)目標(biāo),執(zhí)行特殊作戰(zhàn)任務(wù),具有不可估量的作戰(zhàn)效能。未來(lái)軍用機(jī)器人依托數(shù)據(jù)鏈和信息網(wǎng)支撐的軍事物聯(lián)網(wǎng),可在人類指揮下開(kāi)展一體化對(duì)抗,整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)將發(fā)生深刻變革。軍用機(jī)器人在戰(zhàn)場(chǎng)上成建制、規(guī)模化作戰(zhàn)也未必不可能,無(wú)人化、智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的時(shí)代或?qū)?lái)臨。
如今的鐵甲戰(zhàn)士們各有所長(zhǎng)
2017年初,俄戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)司令謝爾蓋·卡拉卡耶夫就曾表示,該部正在研發(fā)的戰(zhàn)斗機(jī)器人將很快用于核武器和彈道導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的保衛(wèi)工作,未來(lái)俄戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)的機(jī)器人“保鏢”有望首先應(yīng)用于白楊-M和亞爾斯系統(tǒng)。目前,俄戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)正在研制的狼-2移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng),堪稱無(wú)人作戰(zhàn)領(lǐng)域的“萬(wàn)能戰(zhàn)士”。狼-2機(jī)器人自重1噸,使用履帶式裝置行進(jìn)。該系統(tǒng)能夠在時(shí)速35千米的行進(jìn)情況下瞄準(zhǔn)目標(biāo)并開(kāi)火,由熱像儀、激光測(cè)距儀和陀螺穩(wěn)定器保證系統(tǒng)的射擊精度。除了火力支援,狼-2機(jī)器人還可以完成重點(diǎn)區(qū)域巡邏和偵察任務(wù)、警衛(wèi)重要設(shè)施等工作,是核武器和彈道導(dǎo)彈陣地的“金牌”保鏢。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,其在智能化信息感知與處理、指揮控制輔助決策、無(wú)人化軍用平臺(tái)和機(jī)器人等軍事領(lǐng)域?qū)缪葜絹?lái)越重要的角色,推動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)從信息化戰(zhàn)爭(zhēng)向智能化戰(zhàn)爭(zhēng)加速演進(jìn)。目前,美軍、俄軍、法軍、德軍等均裝備了具有智能化信息感知與處理能力的數(shù)字化士兵系統(tǒng),如美軍的奈特勇士、俄軍的戰(zhàn)士等。在無(wú)人化軍用平臺(tái)領(lǐng)域,無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、無(wú)人潛航器、作戰(zhàn)機(jī)器人等基于人工智能的無(wú)人機(jī)器可獨(dú)立完成目標(biāo)跟蹤、地形識(shí)別、偵察補(bǔ)給及進(jìn)攻作戰(zhàn)等多樣化任務(wù),已經(jīng)得到廣泛研究。其中,美軍已經(jīng)擁有8000多個(gè)空中無(wú)人系統(tǒng),地面無(wú)人系統(tǒng)更是超過(guò)1.2萬(wàn)個(gè),俄軍的無(wú)人作戰(zhàn)機(jī)器人更是發(fā)展迅猛,已經(jīng)研制出快速機(jī)動(dòng)、遠(yuǎn)程偵察、情報(bào)處理、排雷破障和火力打擊等多種支援與作戰(zhàn)能力機(jī)器人。
其實(shí),除人們較為熟知的無(wú)人機(jī)外,各種擁有獨(dú)特專長(zhǎng)的軍用機(jī)器人也“行走”在戰(zhàn)場(chǎng)的每一個(gè)角落。仿人機(jī)器人是鐵甲軍團(tuán)中與人體運(yùn)動(dòng)能力高度相似的“物種”,在戰(zhàn)場(chǎng)搜救等工作中具有很大的應(yīng)用空間。在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局組織的機(jī)器人大賽中大放異彩的Atlas機(jī)器人,采用液壓驅(qū)動(dòng)和鋁、鈦模塊搭建而成,裝備有激光測(cè)距裝置和立體攝像機(jī),手部具有較好的運(yùn)動(dòng)能力,不僅能夠駕駛汽車(chē),甚至還可打開(kāi)門(mén)進(jìn)入建筑,攀爬梯子,穿過(guò)通道,堪稱人工智能機(jī)器人家族的“蜘蛛俠”。
近年來(lái),采用人工智能算法駕駛的無(wú)人地面車(chē)輛在軍事領(lǐng)域也顯示出巨大應(yīng)用前景。目前已經(jīng)研制出具備碰撞緩解制動(dòng)、車(chē)道保持輔助、自適應(yīng)巡航控制等諸多功能的無(wú)人駕駛軍用車(chē)輛,并先后進(jìn)行了多次戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)試。
群化作戰(zhàn)是智能機(jī)器人的未來(lái)
出現(xiàn)在游戲《星際爭(zhēng)霸》中能夠“淹沒(méi)”戰(zhàn)場(chǎng)的無(wú)人機(jī)蜂群式攻擊,一度讓無(wú)數(shù)游戲玩家熱血沸騰。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局此前完成的空中發(fā)射/回收無(wú)人機(jī)“蜂群”項(xiàng)目,意味著這些仿生群化武器即將發(fā)展成熟走上戰(zhàn)場(chǎng)。未來(lái),隨著人工智能及軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟,群化作戰(zhàn)或?qū)⒊蔀橹悄軝C(jī)器人的首選作戰(zhàn)方式。
與以往智能無(wú)人作戰(zhàn)“單槍匹馬”或只是靠數(shù)量占優(yōu)而“互不言語(yǔ)”不同的是,群化武器是以智能化無(wú)人控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)為支撐的集群式作戰(zhàn)武器。真的打起仗來(lái),群化武器看似“群龍無(wú)首”,卻可步調(diào)一致、整齊劃一,形成如同蜂群、蟻群、狼群等動(dòng)物集群效應(yīng)一般的作戰(zhàn)攻勢(shì)。之所以要研究群化武器,正是由于群化武器已經(jīng)不是無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)在數(shù)量上的單純?cè)黾?,而是從作?zhàn)核心到配套戰(zhàn)法“由里及外”的一次技術(shù)創(chuàng)新。憑借著高度智能化的精準(zhǔn)控制,群化武器才能在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)悄然改寫(xiě)戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則,引領(lǐng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)入“無(wú)人群化”時(shí)代。
正是看到了集群技術(shù)與無(wú)人技術(shù)在可能的軍事應(yīng)用上所碰撞出來(lái)的“火花”,美國(guó)在群化武器研究上投入了大量財(cái)力物力。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局主導(dǎo)的“小精靈”項(xiàng)目于2015年9月公布,旨在研制一種可利用集群效應(yīng)對(duì)敵方進(jìn)行偵察和電子戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)群化武器系統(tǒng)。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)的“編群戰(zhàn)術(shù)空間”計(jì)劃,重點(diǎn)研究無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了12架無(wú)人飛機(jī)的自主協(xié)同飛行和模擬打擊。在“協(xié)同空域作戰(zhàn)”概念中,美軍甚至還提出了集群無(wú)人機(jī)作為有人機(jī)“僚機(jī)”的協(xié)同作戰(zhàn)概念,將可執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)評(píng)估、制空、跨平臺(tái)聯(lián)合制導(dǎo)等更復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)。美國(guó)海軍研究蜂群無(wú)人機(jī)的初衷,就是為了依托蜂群的巨大數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)突破現(xiàn)有的對(duì)空預(yù)警偵察和攔截系統(tǒng)。模擬試驗(yàn)表明,一艘安裝宙斯盾系統(tǒng)的驅(qū)逐艦在同時(shí)遭受5~10架來(lái)自不同方向的無(wú)人機(jī)攻擊時(shí),總有能突防成功的無(wú)人機(jī),在美軍海上綜合防御能力最強(qiáng)的系統(tǒng)面前成為“漏網(wǎng)之魚(yú)”。像蜂群無(wú)人機(jī)這類戰(zhàn)場(chǎng)“馬蜂窩”,只是美軍在群化武器技術(shù)研究上邁出的第一步。隨著地面無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展日臻成熟,美軍正希望改造現(xiàn)有的地面車(chē)輛打造一支“地面機(jī)器人敢死隊(duì)”。這些無(wú)人戰(zhàn)車(chē)無(wú)需耗費(fèi)巨資加裝重型裝甲,既可以充當(dāng)先頭部隊(duì)的“尖刀”主動(dòng)接敵,也可以包抄敵人或在戰(zhàn)術(shù)上發(fā)起佯攻,甚至還可空投至敵后執(zhí)行自殺性任務(wù)。目前,美國(guó)陸軍已經(jīng)試圖將一定數(shù)量的貨車(chē)改裝為可集群作戰(zhàn)的“無(wú)人戰(zhàn)車(chē)群”,對(duì)無(wú)人地面戰(zhàn)斗車(chē)輛的研制也是躍躍欲試。同時(shí),美國(guó)海軍正在加速海上群化武器的研制工作,目前已經(jīng)推出的群體無(wú)人突擊艇系統(tǒng),同樣可自主感知海上戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)并對(duì)敵方艦船發(fā)動(dòng)群體性攻擊。
群化武器相比于其他常規(guī)武器的一大優(yōu)勢(shì),就是價(jià)格低廉、可實(shí)現(xiàn)龐大規(guī)模的批量化生產(chǎn)。集群化作戰(zhàn)的核心思想就是將傳統(tǒng)昂貴的大型有人作戰(zhàn)平臺(tái),分解為數(shù)量更多、尺寸更小、成本更低的分布式無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái),進(jìn)而以數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)彌補(bǔ)單一平臺(tái)戰(zhàn)力不足的新型作戰(zhàn)理念。一個(gè)完整的群化武器作戰(zhàn)集群,甚至可“包攬”從排雷排爆、偵察監(jiān)視、警戒搜索到物資運(yùn)輸、協(xié)同攻防、自主作戰(zhàn)等多個(gè)領(lǐng)域,必將發(fā)揮出巨大的作戰(zhàn)潛能。尤其是隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,批量生產(chǎn)1只蜜蜂大小的微型機(jī)器人單價(jià)只需要1美元,美軍還有可能借此部署數(shù)以億計(jì)的昆蟲(chóng)作戰(zhàn)機(jī)器人。群化武器對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)的另一個(gè)意義在于,其龐大的目標(biāo)數(shù)量急劇擴(kuò)大了敵人需要打擊的目標(biāo),使得對(duì)手不得不付出高昂的代價(jià)。群化武器的分散性使得敵方難以有效鎖定目標(biāo),即使其中一些成員被摧毀,剩下的無(wú)人作戰(zhàn)裝備仍能繼續(xù)完成作戰(zhàn)任務(wù),這就大大增加了群化武器對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的適應(yīng)能力和抗風(fēng)險(xiǎn)性。畢竟,兵力的數(shù)量和質(zhì)量同等重要,群化武器就是企圖以數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)達(dá)成對(duì)敵有效打擊,實(shí)現(xiàn)低成本下對(duì)敵高價(jià)值目標(biāo)的飽和攻擊,甚至還將主導(dǎo)戰(zhàn)場(chǎng)上的“作戰(zhàn)節(jié)奏”??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著群化武器日益發(fā)展成熟,未來(lái)以小取勝、以量取勝、以高效協(xié)同取勝的群化武器勢(shì)必開(kāi)啟智能作戰(zhàn)的新紀(jì)元。