关于军用机器人采用人形设计的弊端分析

美国“陆军技术”网站2014年1月20日发表了贝勒奈西·贝克的文章：The Terminator myth：why military robots aren’t human-shaped。文章指出，虽然军用轮式、履带式和飞行模式的机器人已经在战场上大显身手，但是军用人形机器人的部署日期至今难以确定。作者认为，这一方面是开发人形机器人技术难度高，另一方面也与研发资金不足有很大的关系，现在谷歌公司开始介入这一行业，将有望加快军用人形机器人的发展步伐。文章编译如下：

虽然军事研究人员在开发人形机器人方面确实已经取得了长足的进步，这些机器人能够像人一样用两条腿站立、行走、奔跑，但是它们仍然需要数十年的时间才能走上战场与士兵们并肩作战。对于大多数军事任务来说，轮式、履带式和飞行模式的机器人将继续盛行，与此同时，军方将继续加强外骨骼的发展。

在最早的科幻小说中，战场机器人已被描绘成两条腿站立，勇猛而且无畏，用两只发光的眼睛来瞄准那些来自未来年代的敌人。最新部署的军用机器人已经远远落后于小说中幻想的人形设计，它们通常是轮式或者履带式，配备具有工业时代标志的机械手和传感器。

这并不是因为国防创新巨头在这方面缺乏尝试。例如，谷歌最近收购的波士顿动力公司（Boston Dynamics)就是以生产人形机器人而闻名于世，它为美国军方设计制造了人形机器人“阿特拉斯”(Atlas)和人工智能生化战斗机器人“佩特曼”（Petman)，这两款机器人形象逼真，行动能力令人叹服。这些机器人在实验室的表现令人印象深刻，它们看起来似乎已经为走上战场做好了准备，那么为什么它们没有部署呢？

在专为人类设计的环境中操作

英国谢菲尔德大学人工智能与机器人技术教授诺埃尔?夏基（Noel Sharkey）说：“我认为目前在军事应用方面采用人形设计不是一个好的策略，像坦克一样的履带式机器人或者飞行机器人似乎用处更大。”

但英国索尔福德大学智能系统和机器人技术系主任萨米亚·内夫提·梅奇亚尼（Samia Nefti-Meziani）教授认为，驱动人们研发人形机器人的动力之一是这些机器人可以在为人类设计的环境中轻松操作。这将使它们更适合城市之中的巷战，并可以像操纵门把手一样方便地操纵它们。

夏基也认同这一观点，他说：“你可以将一个人形机器人送到一艘船上，让它破门而入，沿着楼梯去接管控制台、布防或撤防武器系统。一个飞行机器人无法做到这一点。”

克服挑战

虽然目前国内最先进的双足军用机器人已被证明能够行走、奔跑、穿越复杂地形，但是它们可能没有完全学会使用两条腿来保持平衡。例如，波士顿动力公司的“阿特拉斯”，当它受到回转锤的重击时，几乎没有发生摇晃，但是当它走出实验室，去应对一个几乎没有挑战性的障碍时，却损伤了“踝关节”。它的同类中只有很少的几款机器人能够在遭遇用力一推时保持站立。

稳定性问题只是一个方面，事实上，进一步的挑战还在后面，因为人体的运动远远不止于行走。

“行走只是其中一个动作，人类还可以蹲、躺、爬、迅速站起来，”夏基说。“机器人还不能真正的跳，再有虽然这些机器人拥有双臂，但它很难完成人类可以完成的动作。”

更何况，改变传统的机械模具需要付出昂贵的代价。

“人形机器人目前非常昂贵，这是因为它们仍然处于研究阶段，”内夫提·梅奇亚尼说。“制造一个典型的人形机器人所需要的零件数量要少于一辆现代化的汽车，但是研究人员认为，人形机器人售价将与一辆现代化汽车相类似。特定的军事要求将会进一步提高制造成本。”

一旦两足行走机器人被选定并到达目的地，它将利用车载技术来履行他们的使命。

“它移动头部，所有的目标确定或视觉系统将开始寻找、扫描，所有的先进技术都将普遍投入使用，”夏基说。“研究人员还正在发展机器人区分目标的能力，例如，让机器人识别什么是自来水，什么是扳手。但是这方面的研究困难重重，人工智能发展的路还很长。”

为什么非人形机器人设计可以做得更好

鉴于人形设计的弊端，其他的形状是否更适用于军用机器人呢？

“发展人形机器人的其中一个驱动力是它们将能够在专为人类设计的环境中操作，”内夫提·梅奇亚尼说。“然而，其他形状的机器人同样适用于我们的环境，并且还拥有其他优势，例如，稳定性更好或者有更高的负荷能力。四条腿的机器人更加稳定，并且比两足动物更适合在不平坦的地形运动，例如国防高级研究计划局资助制造的‘大狗’机器人。”

夏基认为，当这些机器人成为“超人”时，我们甚至可能会受制于它们。“它们可以在一个更广泛的范围内移动，或者用机枪来武装自己，”他说。

功能部件发展迅速

这并不是说所有正在开展的人形机器人研究都会付诸东流，因为各个功能部件可用于特定的角色。

“灵巧的机械手的发展已经促进了大量的人形机器人以及距指挥和遥控机器人的研究，机器人能够进入危险的环境中，并作为操作人员的远程代表来完成操作，”内夫提?梅奇亚尼说。

“这项技术目前正在尝试应用于各个方面，例如，救灾，或者在太空中。美国国家航空航天局（NASA）设计制造了拥有一双灵巧双手的“机器宇航员”（Robonaught），这种构想源自远程操作员驱动机器人和接收来自机器人的反馈，并且机械手允许人们远程完成工作。”

类似的技术将很容易在军事方面获得应用，这种触觉反馈将给予外加控制，确保拆弹专家在一个安全距离处理爆炸装置。

外骨骼选项

士兵们渴望人型机械的协助是一种刚性需求，目前有一种更接近部署的现有解决方案，它结合人类的灵巧、视野和决策能力，并且拥有超人的力量和耐力。这种装置就是士兵穿戴式外骨骼，例如，洛克希德马丁公司人体负重外骨骼(Human Universal Load Carrier,HULC)、美国特种部队的“战术突击轻装战斗衣”（Tactical Assault Light Operator Suit，TALOS）和法国军队的“大力神”（HERCULE）外骨骼都逐渐进入战场准备阶段。

“就士兵而言，外骨骼的使用是一种巨大的进步，”夏基说。“它让你仍然可以成群结队的行军，当然，你如果想躺下就不太容易了。你可以走的很快，并且使你更加强大，但它保持机动性所需的动力现在是个很大的问题。”

更何况，外骨骼仍然需要士兵到达火线，而军用机器人的关键优势之一是，它们被设计为远程操作，或者伴有不同程度的自主能力。

恐惧因素

现在似乎已经很清楚，人形的设计未必是最好的战场机器人，军方不断追求人形机器人的背后原因可能是恐惧心理在作祟，他们很害怕看到一个武装到牙齿的两条腿的机器人出现在地平线上。

“对于军方和国防高级研究计划局来说，标志性价值和恐惧感是重要的，”夏基说。“这将是更像一支机器人突击队，虽然我不希望在战场上看到终结者（Terminators），但是当你试图吓唬你的敌人时，它会产生一种震慑能力。”

时间问题

说到《终结者》系列电影时，我们不禁想到电影中的场景，天网（Skynet）将在2016年大规模生产与某位加州前州长类似的杀手机器人，但现实生活中，人形机器人的生产日期似乎还遥遥无期。

“在现实生活中，人形机器人什么时候可以发挥效用呢？这一问题已经被问了很多次，在过去30年里，答案似乎都是“在未来十年内，”内夫提?梅奇亚尼说。

“在世界各地已经大量设计制造了各种人形机器人，其中一些已经被出售给研究机构和大学，而其他简单的人形机器人正在市场出售。然而，最近谷歌似乎对机器人充满了兴趣（2013年谷歌并购了8家机器人制造公司），“在未来十年内”也许真的会变成现实。

谷歌收购了国防高级研究计划局资助的波士顿动力公司，将有助于推动军用机器人从实验室走向战场。夏基说：“谷歌拥有大笔的资金，虽然他们不是专注于军事领域，但是任何发展最终将使军方更早受益。”