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【科普中国军事科技】日新月异的类人机器人会梦见上战场吗?

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游戏作品中类人机器人克洛伊缓缓道出“人类有仿生人没有的东西,那就是灵魂”;影视作品中叙述有关类人机器人的科幻故事;现实生活中美国“索菲娅”类人机器人被授予公民身份……

近年来,类人机器人技术突飞猛进,在多个领域走进人类视野,得益于人工智能技术的快速发展,取决于巧妙绝伦的仿生结构设计和日新月异的驱动控制技术。

那么,当类人机器人与军事作战发生碰撞,它能否引领未来战场?其军事化运用又能否如愿以偿?今天就让我们一起探索类人机器人的军事运用。

图为美国“索菲娅”类人机器人(图源网络)

类人机器人发展概况:五脏俱全

所谓类人机器人,也称人形机器人,是指能够模仿人类双腿步行的仿生机器人,它具有一定智能水平,比一般机器人具有更加复杂的结构、传感、驱动和控制系统。合理的仿生设计是类人机器人发挥功能作用的基础,当前类人机器人发展可从外观特点、感知能力、分析能力、行动能力四个方面进行概括。

从外观特点来看,类人机器人基本具备人类的基本形态,四肢、头部等结构完备。但是,类人机器人目前不具备仿生皮肤,与真人在外观上仍然相去甚远。

从感知能力看,类人机器人已经配置有RGB-D摄像头及立体声收音器,可以全面感知并建构周围环境的3D模型。在动作感知上,类人机器人配备了位置及力矩传感器,可以精确地获取肢体位置及动作受力信息。目前,类人机器人的感知手段还在进一步发展,激光雷达、红外成像等技术已经陆续在类人机器人上实现,类人机器人的感知能力进一步增强。

从分析能力看,较为成熟的技术可以实现基于现有知识的混合感知,最终使机器人具备符合层次的分析能力,可以自动化完成一些复杂任务。随着人工智能等技术的发展,基于人工智能的新一代分析判断技术将应用到类人机器人上,使其具备独立完成更复杂任务的能力。

从行动能力看,可以从类人机器人在灵活,载荷及续航三个方面的能力进行概括。目前,类人机器人的关节都达到了六个自由度以上,部分型号还采用了球形关节结构,灵活性进一步提高。在载荷及续航方面,以德国宇航局的Rollin'Justin机器人为例,其能够负重20千克,以最高2米每秒的速度工作1小时。同时这一型号还具有最高12个自由度的关节。当前,类人机器人在行动能力上已经基本达到人类水平,并且由于其没有体力上的限制,只要电力供应允许可以实现持续工作,在一些以耐力为主的场景下具有远超人类的水平。

图为Rollin'Justin机器人正接受测试(图源网络)

当前类人机器人的军事应用:有待开发

早在2013年,美军曾对外宣布成功研制“阿特拉斯”类人机器人。据当时公布的资料来看,“阿特拉斯”是由模拟人体结构和外形大小的两条胳膊、两条腿、躯干和头部等组成,其身高1.88米,重达150千克。“阿特拉斯”可及时躲开传送带上突然出现的木板,或者从高处跳下稳稳落地,还可以两腿分开从陷阱两边走过,然后跑上楼梯;它在遭到一个重9公斤的撞球击中后,仍能以一只脚保持平衡单腿站立。美军希望在2015年前在三分之一的地面战斗中使用机器人士兵,然而这一目标至今未能实现,“阿特拉斯”仍然作为一个具有实验性质的计划存在。

图为“阿特拉斯”正接受动作能力测试(图源网络)

俄军对类人机器人也高度关注。2015年,俄罗斯“未来研究基金会”负责人表示,一款能够执行战斗任务的类人机器人将于同年年底前学会奔跑和跨越障碍并完成其他动作。2017年,俄罗斯安卓技术公司官网开发出一款名为“菲多尔”的类人机器人。“菲多尔”能在特定场景中拿起仪器并操作,精准射击能力使其在军事作战方面表现出巨大的潜力。

整体来说,当前世界各国军用类人机器人尚处于概念或实验阶段,并无大规模列装使用,类人机器人的战场潜力有待发掘。

类人机器人的战场潜力:光明与挑战并存

一方面看,类人机器人在未来战场具有诸多可能的应用。首先,战场环境越来越凸显人类活动的痕迹,诸如城镇、工业区、农场等。这些环境本身就是为人类所设计的,具备人类形态的类人机器人在这些环境中具有显著优势,可以模拟真人利用环境中的各个系统。从另一方面看,类人机器人的广泛使用将快速推进军队无人化建设。传统的有人装备可以适应类人机器人进行操作,通过无人的类人机器人操作传统有人装备,实际上对装备进行了无人化。这样,拥有庞大传统有人武器的军事力量可以快速摆脱使用有人装备的惯性。同时,由于不需要单独研发无人装备,军队无人化的成本可以极大降低,无人作战规模可以迅速扩大。

图为影视作品中对类人机器人上战场的构想(图源网络)

综上所述,类人机器人的相关技术指标已经发展到了较高水平,但不容忽视的是,类人机器人投入战场使用仍需克服动力和能源、控制和信号、材料和耐用、作战重量等一系列问题。因此,类人机器人尚无广泛的军事应用。在日趋复杂的未来战场环境中,类人机器人或将获得更广泛的发挥空间。届时,类人机器人部队走上一线战场,将不再是科幻大片的场景。

郭秉鑫,国防科技大学国际问题研究中心核心成员兼学员骨干,曾在《解放军报》《中国国防报》《军事文摘》等重要纸媒和中国社会科学网、人民网等中央级网络媒体总发表五十余篇;钟宇航、雷泓宇,理论研究小组成员。

出品:科普中国

监制:光明网科普事业部

作者:郭秉鑫 钟宇航 雷泓宇(国防科技大学)

审核专家:付松洋(国防科技大学)

编辑:金 赫

内容资源由项目单位提供

评论
无限探索者
大学士级
随着人工智能技术研究的持续深入,各种高智能、多功能、反应快的类人机器人将不断“横空出世”。类人机器人上一线战场的日子,将不会太遥远。
2023-03-28
坦 荡 荡
少傅级
近年来,类人机器人技术突飞猛进,在多个领域走进人类视野,得益于人工智能技术的快速发展,取决于巧妙绝伦的仿生结构设计和日新月异的驱动控制技术。
2023-03-28
CZH科普
大学士级
在日趋复杂的未来战场环境中,类人机器人或将获得更广泛的发挥空间。届时,类人机器人部队走上一线战场,将不再是科幻大片的场景。
2023-03-28