美軍新概念機器人大盤點

顏慧

“樂高”變形機器人

近期，美國陸軍與美國麻省理工學院合作研制了一種類似于樂高結構的晶格材料，這種材料可以讓機器人自行重新配置，從而實現“由機器人自造機器人”的目的。美國陸軍作戰能力研發司令部（CCDC）陸軍實驗室的專家表示：“就像螞蟻連接起來搭建臨時橋梁一樣，未來的微型機器人集群可能也會變形組合成一座橫跨河流的橋梁，在幫助士兵穿越戰場后，再重新配置組合以執行另一項任務。”某些應用程序甚至還可以實現將機器人變形為能吸收沖擊力（如爆炸引起的沖擊力）的高性能機器人。這是美國陸軍為推進陸軍機動性而進行的一項研究。

這種“樂高”變形機器人具有適應性、可重構性和靈活性強的特點，但這只是美國陸軍實驗室結構機器人技術概念的一個實施案例。研究人員還嘗試利用能吸收沖擊或爆炸的材料制造此類機器人。為了讓材料快速組裝成型，研究人員將“樂高晶格”配置與注塑制模相結合，這樣也有助于它們形成多種組合特征，例如，可根據需要在受力時變厚、變硬或變軟。研究人員表示，以這種方式使用材料，可以將更大的結構組合在一起。

美國陸軍作戰能力研發司令部的另一個項目是通過化學方法開發高級塑料，這將使單個無人機或機器人即使在飛行或行駛中也能自行變形。它們或許不會像《終結者》系列電影中的T-1000機器人一樣擁有可隨時“變身”的液態金屬，但是它們可以使用一種具有記憶功能的類似于塑料的材料實現變形。在實驗室中造出變形無人機或機器人無疑是實現夢想的第一步。

日常生活中常見的塑料在制成零件后會一直保持原有的形態。美國陸軍實驗室引入的新型化學反應技術，可以通過某種外部刺激改變塑料的形狀，從而循環利用材料。研究人員還對材料進行編程，使其“記住”之前保持的形狀或在接收激發指令后變形為操作員選擇的新形狀。未來，美國陸軍實驗室將引入人工智能系統，并根據多種作戰需要實現多種機器人的智能組合和形態變換。

反應靈敏的戰斗機器狗

在2021年美國陸軍協會年度會議上，一款造型獨特的“戰斗機器狗”剛剛面世就引發了各界關注。它是由美國幽靈機器人公司與寶劍國際公司聯合研發打造的，目前已在美國空軍服役。這款戰斗機器狗為四足無人載具，重約7.7千克，反應靈敏，能夠自主避障，配有降低重心的蹲伏模式和改變腿部靈活性的高步模式，速度最快可以達到2.3米每秒，能較好地適應崎嶇的地形。戰斗機器狗還配備多型傳感器，可為操控者提供360度態勢感知，實現晝夜連續警戒巡查，拓展了操控者的視野和控制范圍。

寶劍國際公司的研究人員將該公司研制的“特殊用途無人步槍”SPUR系統安裝在戰斗機器狗的背部。這是一款6.5毫米口徑的克里德摩爾步槍，與目前美軍特種部隊使用的7.62毫米口徑子彈相比，6.5毫米口徑子彈具有更穩定的彈道和更遠的射程。按照幽靈機器人公司的介紹，戰斗機器狗裝備這款無人步槍后，能在1200米范圍內實現精準射擊，其穩定性非常出色。一些軍事專家認為，未來這款戰斗機器狗很有可能被用于執行暗殺任務。

此外，戰斗機器狗的尺寸并不大，可以更輕松地進入狹小的空間。在偵察任務和城市巷戰中，它們不僅可以成為美軍士兵的眼睛和耳朵，還能在有效距離內提供精準打擊，進一步提高部隊的戰場生存率和作戰效率。

目前，幽靈機器人公司尚未透露這款戰斗機器狗是否會進入美軍特種部隊或情報部門服役。一些專家分析認為，隨著電池、傳感器、人工智能等技術越來越成熟，未來各國軍隊除了在巡邏、偵察等領域會大量使用仿生機器人之外，戰斗機器人也將是新的研發應用舞臺。

近年來，小型機器人因體形小、機動靈活等優點，被美軍廣泛用于執行警戒、偵察、排爆、危險品探測等任務。同時，為提高實戰性能和應對潛在威脅，美軍不斷提升其攻擊屬性，引發不少爭議。不少美國學者擔心，此類戰斗機器狗應用廣泛且易于隱蔽，一旦出現失控或被恐怖分子利用的情況，或將變成恐怖的作戰機器，后果不堪設想。

“幽靈軍”機器人戰車

為降低士兵面臨的風險，美軍從2019年開始開發具有特色用途的機器人戰車（RCV）。這也是美國陸軍“下一代戰車”計劃的一部分。該項目負責人將這種機器人戰車比作美軍在第二次世界大戰中組建的“幽靈軍”。這種機器人戰車不需要人類駕駛員，比當前類似的戰斗平臺更具殺傷力和生存能力，而且體積更小、重量更輕、燃油效率更高，部署更方便。美軍希望使用這種戰車完成戰場上的偵察和火力支援任務，以減少非傳統以及高危作戰環境下人員的傷亡，同時抗衡敵方主戰坦克部隊。機器人戰車包括三種不同底盤重量的車輛：輕型（RCV-L）、中型（RCV-M）和重型（RCV-H）。這些機器人戰車的任務主要有：偵察戰場，應對與人類或其他機器人偵察兵的小規模沖突以及與全副武裝的敵人進行全面戰斗。

RCV-L是全重約7噸的輕型平臺，行進速度為40千米每小時，可攜帶544千克有效載荷。RCV-L可搭載一套完整的探測系統，以引導其他平臺對目標進行精確打擊。RCV-L還可搭載反坦克導彈或者輕型低后坐力武器。由于RCV-L造價較低、重量輕，被定義為戰爭中的可消耗品，通過直升機和運輸機就可快速部署到戰場上。美國陸軍計劃于2024年底采購624輛RCV-L。除此之外，美國陸軍還計劃將裝甲運輸車無人化，使其具備自動駕駛和跟隨的功能，并對M160掃雷機器人進行升級以提升工兵裝備的現代化。RCV-M是重量為10～20噸的中型平臺，配備中口徑機關炮和反坦克導彈，中口徑火炮或者大口徑低后坐力武器。RCV-M可由C-130“大力神”運輸機運輸并部署到戰場上。

據悉，美國陸軍已決定由優勝公司建造RCV-L和RCV-M兩種機器人戰車作戰平臺。目前，輕型和中型機器人戰車已經在公司范圍內展開試驗。此外，美國陸軍已從2020年開始進行排級單位的機器人作戰車輛測試以及虛擬作戰環境技術試驗，這些測試和試驗結果將有助于陸軍在2023年決定如何在戰場上使用機器人戰車。在2019年的美國陸軍協會年會上，研究團隊已經展示了Ripsaw M5機器人戰車，它在無人地面車輛的技術基礎上，增加了可伸縮裝甲和懸架，提高了機動性方面的技術，以應對未來戰斗中的挑戰。

RCV-H是三種機器人戰車中體積最大的作戰平臺，重量為20～30噸，可搭載大口徑直瞄火炮或者其他重型武器，具有射擊致命能力。預計2023年研發機構將對該型機器人戰車進行實戰測試。此外，該款戰車還可搭載各種傳感器組件，能夠與無人機協同作戰，也符合近年來美軍提出的“多域作戰”的理念。目前，美國陸軍正在使用M113裝甲運兵車模擬RCV-H，將其改裝成無人駕駛戰車。這項工作的重點是將“僚機”機器人戰車放在一個“有人”與“無人”混合的編隊中，該編隊的核心是一輛有人駕駛的戰車，它將作為操控多個機器人的操作平臺。不過，RCV-H也存在一些不利因素，如車體太重難以運輸，一架C-130“大力神”運輸機僅可空運一輛RCV-H戰車。

美國陸軍的目標是，在2026年裝備第一支機器人戰車部隊。這支部隊不僅能通過降低風險和利用新的能力提高作戰效能，還將確保指揮官們比敵人更快了解戰場，迅速做出決策。

“半機械”昆蟲機器人

美國國防部高級研究計劃局（DARPA）早在15年前就啟動了一項與生物體配對的混合微機電系統計劃，即“機器人昆蟲”項目。研究人員提出，利用電子遙控或全球定位系統，可在100米范圍外控制昆蟲，將其送達距離目標5米以內的地方。一旦到達目標，昆蟲在獲得新的指令前，將無限期停留在目標地點，同時不斷向指揮點傳回傳感器的數據。這種植入昆蟲體內的裝置是一種微電機系統，它由微型硅晶片打造，充當控制平臺，一些微系統載荷設備也被安裝在這個平臺上，以控制昆蟲運動、傳感目標地點環境，提供動力。這種昆蟲機器人是一種“半機械”飛行器—一半是昆蟲，一半是機器。

2008年，DARPA已成功研制出蟑螂機器人。研究人員在蟑螂胸部植入一個電子設備，在操作員的控制下，蟑螂可以做左轉、右轉和加速等動作。這些指令通過無線傳輸從一臺電腦傳到安裝在蟑螂身上的接收器上。

目前，研究人員正在研究如何在蜻蜓、蜜蜂、老鼠和鴿子身上安裝“遙控炸藥探測器”。有證據表明，在蝗蟲身上進行的實驗獲得了成功。順便說一句，這種昆蟲機器人的動力是由昆蟲自己產生的，所以不需要額外安裝發動機和提供燃料。這一研究的前景十分誘人，但要制作一個半機械昆蟲機器人，必須保證信號能直接傳入昆蟲的神經回路。在這種情況下，即使昆蟲試圖去做其他的事情，也可以由人工發出阻止指令。

研究者認為，遙控昆蟲機器人會像其他智能機器人一樣實用。即使應對復雜任務，也會獲得符合預期的結果。操作人員只需要對其設置一些參數，然后就可以“坐享其成”。但是，我們必須承認，在測試場景下，機器人可以解決許多問題，在變幻莫測的戰場環境中卻很難預測會發生什么情況。如果這項研究獲得成功，DARPA將打造一系列“空中飛行昆蟲機器人”。隨著軍事作戰理論的進一步發展，這些能在空中飛行的秘密小分隊也許會改變未來的戰場。