步行軍用機械：游走在幻想與現實之間

苗若玖

解決補給難題的“邪招”

早在2000多年前，地理環境對軍事行動的影響，就已經成為中國軍事理論的一部分。中國是一個多山的國家，而且古代中國擁有大量人跡罕至的原始森林，因此，將軍和謀士們必須考慮這些因素對作戰、補給乃至行軍速度的影響。

成書于西晉時期的史書《三國志》中提到，諸葛亮發明了山地運輸工具“木牛”和“流馬”，以攜帶蜀漢大軍伐魏所需的糧草，翻越成都平原北面連綿的山區。南北朝時期，數學家祖沖之也建造了類似的機械。但南北朝和唐末至五代十國的兩度戰亂，使這些運輸工具的技術細節信息最終失傳。

?現代人根據文獻制作的“木牛”模型

盡管“木牛”和“流馬”漸漸在人們的視野中淡出，但中國民間對諸葛亮杰出智慧的崇拜與歌頌一直流傳下來。今天，人們根據宋代的百科讀物《事物紀原》以及明代初年的長篇小說《三國演義》中的描寫推斷，“木牛”和“流馬”可能是車輪與撐桿系統并用的人力車。撐桿系統對牲畜步行動作的模擬，使推車者可以在通過坡度陡峭的棧道時，運用杠桿原理省力，而且能比較容易地避免“溜車”。但由于撐桿的額外“死重”，這樣的運輸工具在平原地區反而不如傳統手推車實用。

即使在當今國人看來，曾真實存在過的“木牛”和“流馬”也是異常神秘。而在世界上的大多數地區，他們的古代軍隊并沒有這樣實用的運輸工具。因此，在畜力車難以通過的山區和密林，人力和牲畜直接馱載往往成為僅有的運輸解決方案。

科幻界也用頗為另類的方式，對這種思想表示了支持。1879～1880年間，法國作家儒勒·凡爾納完成了科幻小說《蒸汽屋》。這部作品講述了英國人莫羅上校與友人搭乘一頭以蒸汽為動力的“機械象”，在印度北部的叢林和喜馬拉雅山區四處巡游，不懼道路崎嶇，還憑借機械象的技術優勢，數次擊退敵手。

然而，受制于蒸汽動力的穩定性和19世紀的機械加工水平，這樣的設想只能停留在科幻小說里。直到21世紀初，法國藝術家才運用現代機器人技術，建成了以電機為動力驅動的機械象，并有意放到凡爾納的出生地法國南特市用于科普展示。但這頭機械象的速度大約3千米/時，而且不時發生故障，稱不上是實用的交通工具。

?法國南特市的機械象搭載觀光客漫步

未來屬于“機械腿”？

現實生活中，“機械象”可憐的性能，從一個側面說明，牲畜在工業時代也難以被完全取代。事實上，即使是軍事領域，直到20世紀前期，在一些輪式和履帶式車輛難以到達的區域，使用畜力運送補給品，仍然是除了空投之外的重要解決方案。

隨著現代戰爭的節奏逐漸加快，大規模畜力運輸變得不再合時宜了。1944年，日本在印度和緬甸發起英帕爾戰役，由于英美強大的空中優勢，日本難以通過飛機向東南亞山林中的軍隊運送補給。于是，當時的日軍指揮官牟田口廉也中將，想出了荒唐的“馱牛師”方案，也就是讓軍隊驅趕著牛、馬、象、山羊甚至是猴子等動物上路，并用其中的大牲畜馱載口糧和彈藥等補給品，使日軍無需（后勤）車輛便可穿越崎嶇之地。按照牟田口廉也的計劃，這些動物在行軍過程中，會被陸續宰殺以充作軍糧;但他顯然忘記了動物也需要飼料的事實。由于缺少飼料，兼有英美軍隊的連番轟炸，導致隨軍動物大量死亡;試圖“反擊”并占領印度的日軍，也因為缺乏糧食和藥品補給而陷入絕境。

牟田口廉也在英帕爾戰役中“反智”的舉動，使他得到了“鬼畜牟田口”的惡名。但這個黑色幽默式的戰例，也反映出一些真理：血肉之軀的牲畜是脆弱和易被傷害的目標;但它們經過漫長進化得來的四足結構，在某些情境下仍然比車輪和履帶等人類的造物更具優勢。于是，運用仿生學的思路，以現代機電一體化技術模仿牲畜的運動模式，成了研發未來全地形交通工具的一種方向。

然而，相比于積淀深厚的車輪和履帶，以及至少有物理學理論儲備的氣墊和螺桿等行進系統，研發實用又可靠的步行機械可謂困難重重。但在科幻作品中，這一類裝置卻“大展宏圖”。1980年上映的科幻電影《星球大戰5：帝國反擊戰》中，讓觀眾“提前”領略到了步行軍用機械在戰場上的表現。

?電影《星球大戰5：帝國反擊戰》中的“AT-AT”

?電影《星戰前傳2：克隆人的進攻》中出現的步行裝備AT-TE

在這部電影中，銀河帝國一方的主力重武器，是一種名為“AT-AT”，外觀有些像單峰駝的載具。“AT-AT”是英文All Terrains - Armored Transport Walker（全地形裝甲步行運輸機）的縮寫，在該電影中，它是一種兼具運兵和運輸陸軍主戰武器功能的機械。它擁有可以容納36人的運兵艙，并搭載了4門重型火炮用于攻堅;當它像駱駝一樣“跪下”的時候，士兵便可出擊或者回防。但“AT-AT”的仿生結構也同樣是它的弱點。它的“頭”和“身體”連接部位的裝甲比較薄，容易被超低空飛行的戰斗機襲擊。它的4條為跨越各種地形而設計的“大長腿”則是更明顯的軟肋，因為一些絕地武士會沖到“AT-AT”下方的炮火死角處，用絆索纏繞它們的前腿，使其在邁步時跌倒并發生自爆。

在隨后的數十年里，科幻作品中的步行軍用機械更是層出不窮。在2002年上映的《星戰前傳2：克隆人的進攻》里，出現了外觀模仿昆蟲，擁有6條“短腿”的步行機械“AT-TE（All Terrain-Tactical Enforcer，全地形戰術執行者）”。2008年上映的3D長篇動畫劇集《星球大戰：克隆人戰爭》里，“AT-TE”還展示了攀上一面垂直峭壁的異能，成為絕地武士阿納金·天行者和阿索卡·塔諾成功突襲一處要塞的關鍵。

而在20世紀末出品的諸多反映未來戰爭的電子游戲里，有人駕駛或無人駕駛的人形步行軍用機械，也被認為是未來戰場上的主力重武器。日本工畫堂工作室出品的《特勤機甲隊》系列游戲，便是這類作品的代表。這款游戲中出現的戰場環境多種多樣，山地（谷地）防守、攻堅和密林突襲占據了相當大的比重。游戲中的角色也時常提到，在這些裝甲車輛和坦克難以施展的區域，步行軍用機械會有更廣闊的用武之地和施展空間。

?美國國防部高級研究計劃局研制的四足機器人“步兵班組支持系統”在野外接受測試

“戰象”夭折，“機器騾”前途未卜

雖然有不少科幻作品認為，未來戰場會大量使用步行軍用機械來克服地形的阻礙，但仿生的步行結構也有一個難以避免的弱點，那就是步行結構本身。受制于引擎功率，步行軍用機械不能為它的“機械腿”安裝過多的裝甲，這就使細長結構的機械腿，特別是精密的關節部分，很容易在敵軍火力的攻擊下損壞或失靈。而在現實生活中，一些類似的重武器研發計劃，也因為步行結構固有的弱點而宣告夭折。

早在1966年，已經介入越南戰爭的美國，就希望研制一種能夠適應越南復雜地形條件的“窄徑運輸工具”。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）的技術人員腦洞大開，從古羅馬時期迦太基將軍漢尼拔·巴卡率戰象隊翻越阿爾卑斯山的戰例中得到啟發，試圖研制一種有人駕駛的“機械戰象”來解決問題。但這個研發項目隨即被DARPA的領導叫停，因為以當時的技術水平，這樣的機械勢必效率低下而且極不可靠，只會白白浪費資金。

數十年之后，得益于計算機和機電一體化技術的發展，步行軍用機械終于可以憑借人工智能保持平衡。人們也意識到，如果步行機械或者機器人的體積足夠小，與一名士兵相當，機械腿關節易受攻擊的弱點便不再那么突出。有鑒于此，美國軍隊和一些科研機構，在21世紀初研制了能夠在山地行軍的步行載重裝置“機器軍犬”或者說“機器騾子”，以幫助特種部隊運輸軍事裝備。

根據美軍之前的研究，在山地行軍時，強壯的特種部隊士兵最多可以攜帶45千克的裝備，如此巨大的負重很容易讓士兵疲勞。而一頭“機器騾子”最多可以運輸181千克的物資，每次充能之后即可連續工作24小時以上，且不會感到疲倦，可謂軍隊在山區行進的上佳助手。更讓人稱奇的是，即使重擊“機器騾子”，只要不是將它完全推倒，它的人工智能系統就可以自動指揮四肢的動作，幫助機體迅速恢復到平衡狀態。

但這樣一種性能優秀的裝備，卻不被士兵們認可。這是因為，以目前的電動機和傳動技術水平，“機器騾子”運動和保持平衡的動作，會發出很明顯的類似蜂鳴的噪聲，很容易暴露部隊的行蹤。盡管美國科研人員已經在努力改進這一缺陷，但至今，“機器騾子”的前途仍未可知。