来源:中国军号
法国人形机器人上战场想象图。据外媒报道,法国政府积极推进机器人部署计划,提出“最早在2028年将机器人战士部署到前线”。目前,法国陆军正在进行包括人形机器人在内的军用机器人试验,执行监视、侦察、远程维修和扫雷等任务。另有报道称,印度国防研究与发展组织正在打造具有双足运动能力、关节式肢体,并具备自主任务能力的人形机器人,计划未来装备部队。以上消息凸显出人形机器人在军队中的发展潜力,以及向战场迈进的趋势。人形机器人的技术发展现状如何,能否在未来战场上与人类士兵并肩作战?请看本文解读。
人形机器人的发展
目前为止,人形机器人的发展大致经历4个阶段。
20世纪60年代末至90年代的初步探索阶段。这一阶段的研究重点是机械结构与步态控制,人形机器人实现“站得住、能迈步”,其中以日本早稻田大学推出的多个人形机器人为代表。1969年该校推出的WAP-1双足机器人,依靠两条机械腿能够完成原地踏步,为人形机器人进行机械运动奠定基础;1971年推出WL-5双足机器人,装有30千克配重,用以在双腿交替迈出过程中平衡重心,可实现小步幅低速行走;1973年推出WABOT-1人形机器人,在WL-5双足机器人基础上加装机械臂,使上肢能抓握,下肢能缓慢行走,被认为是世界上首台全尺寸人形机器人;1996年推出WABIAN人形机器人,采用与人类相似的关节分布和运动方式,行走步态接近人类。
21世纪初,人形机器人技术迈入集成化发展阶段。得益于感知与智能控制技术的发展,人形机器人不再是重复简单动作,而是具备初步感知能力,可依托感知数据调整步态和行走路径。日本本田技术研究所推出的ASIMO人形机器人可以根据感知数据预测下一步动作并调整重心,在转弯、上下台阶时动作流畅,其发展代表了人形机器人具备现实环境中的行走能力。
美国“阿特拉斯”人形机器人。
2010年至2022年为高动态发展阶段。在先进控制技术与新型驱动技术的支持下,人形机器人能够跑跳、涉险越障,并开始尝试高难度动作,拥有更强的运动表现。美国波士顿动力公司的“阿特拉斯”人形机器人,拥有28 组高功率密度液压致动器,结合预测控制算法,可实现 360度后空翻、接力障碍跑等。其关节处的致动器峰值功率达3千瓦,落地冲击吸收时间可低至十几毫秒。
2022年以来的智能发展阶段。在人工智能深度赋能下,人形机器人拥有更强的感知、交互能力,“类人思维”与“精细化肢体”特征明显。美国特斯拉公司的“擎天柱”人形机器人借助“端到端”神经网络与全自动驾驶芯片,可在复杂场景下识别物体、手势与人脸,并依托全身压力传感完成更自然的四肢动作,显示出“会思考、会交互”的技术雏形。
通过以上发展可以看出,人形机器人已经从早期的“走路实验”进化成“具备实用价值的多功能移动平台”。
人机协作优势明显
将人形机器人引入战场,与人类士兵协同作战,目的是提升作战效能,降低人类士兵的伤亡风险。其优势有三。
类人外形可以让人形机器人与人类士兵共享武器装备与基础设施,不必对武器装备等进行特殊改造。俄罗斯一款人形机器人在靶场上持枪射击时,从开保险、射击,到换弹、关保险,整套动作一气呵成,验证了人形机器人对人类士兵的武器装备能够“即拿即用”。同时,人形机器人在战场噪声环境中能准确识别语音指令,在低光照条件下借助摄像头可迅速捕捉人类手势,快速做出配合人类士兵的转向、压制或撤退等行动。这意味着人类士兵可以像带领一名“战友”一样,在战场上与人形机器人实现快速协作。
战场地形多变,人形机器人不仅可以灵活完成攀爬、越障等动作,还能从事污染区取样等危险工作。排爆时,它能双手同步拆除爆炸物;发生伤员倒地、炮火覆盖时,它能迅速完成“抱起—转身—后撤”等救援动作。在这些任务中,人类士兵远程掌握态势,人形机器人充当一线“消耗品”,从而降低人员伤亡概率。
相比人类士兵,人形机器人可以通过“代码植入”方式迅速获得新技能。美国一家机器人设计公司研发的一款人形机器人通过更新运动指令代码,在短短数小时后便能完成后空翻、侧空翻与高台跳跃等动作,这些动作对于人类士兵来说,可能需要大量训练才能做到。韩国科学技术高级研究所研发的一款人形机器人,经过大模型反复训练后可以像人类飞行员一样熟练操作飞行模拟器。此外,人形机器人借助夜视仪、热成像仪、毫米波雷达等,可以完成“人眼+人耳”无法获取的信息收集,为实施精准打击奠定基础。
现实发展面临难题
虽然人形机器人展现出良好的军事应用前景,但在真正与人类士兵并肩作战之前,还需要克服一系列技术难题。
人形机器人高度依赖电能,在战场环境下的充电问题尤为重要。人形机器人的关节执行器、GPU运算单元等大功率电子元器件在同时工作时,需要耗费大量电能,目前的电池组只能提供2至4小时电能,极限供电时长也不超过10小时。在传统后勤补给体系难以为人形机器人提供电能补给时,一旦电能耗尽,人形机器人将无法正常使用。因此,需要研制专用微型高能电池或无线感应充能技术为人形机器人供电。否则,“断电即瘫痪”将成为人形机器人走向战场的主要挑战。
随着人工智能技术的发展,人形机器人能否拥有自主决策权成为争议焦点。当前大多数人形机器人采用“人在回路”指挥模式,指挥链过长会拖慢响应速度。未来战场态势瞬息万变,人形机器人必须在毫秒内做出决策。然而,一旦放宽人类监督控制,赋予人形机器人自主决策权,将面临决策风险和伦理争议。此外,人形机器人还面临网络入侵、感知欺骗和信号干扰等威胁。一旦被黑客植入恶意指令,人形机器人可能自毁或转而攻击己方。因此,构建安全可靠、可快速修复的AI体系,是人形机器人上阵前必须解决的核心难题。
目前,人形机器人正从概念走向实战,其类人特性与智能化潜力或将对未来战争产生重要影响。若能在维持人形机器人作战能力的前提下,妥善解决能源供给与安全性等问题,或许人形机器人与人类士兵在战场上协同作战的场景,将在不远的将来出现。
责任编辑:孙飞