劉煥松　張浩楠

科幻作品中的機(jī)器人，最初出現(xiàn)在1920年的戲劇《羅薩姆的全能機(jī)器人》中，隨后就曾有眾多的機(jī)器人角色成為我們記憶中的經(jīng)典形象。比如1960年代《摩登家庭》中的機(jī)器人羅茜，《星球大戰(zhàn)》中的C-3P0，2004年《我，機(jī)器人》中的桑尼等等。在這些科幻作品中，我們都是生活在一個(gè)人形機(jī)器人的時(shí)代；機(jī)器人戰(zhàn)士，不畏生死地活躍在戰(zhàn)場(chǎng)上?？稍诂F(xiàn)實(shí)中，絕大多數(shù)機(jī)器人跟科幻小說(shuō)或者科幻電影中的機(jī)器人長(zhǎng)得都不像。特別是戰(zhàn)場(chǎng)上的機(jī)器人，長(zhǎng)得完全不像人。它們通常是長(zhǎng)履帶的或長(zhǎng)輪子的，耀武揚(yáng)威地?fù)]舞著機(jī)械鉗、傳感器。

戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人不采用人形設(shè)計(jì)，并不是因?yàn)槿澜绲姆绖?wù)創(chuàng)新巨頭們?cè)谶@方面缺少?lài)L試。谷歌最近收購(gòu)的波士頓動(dòng)力公司，就是以為軍方研制人形機(jī)器人而著名的廠商之一，其產(chǎn)品形象逼真，行動(dòng)能力令人嘆服，特別是“阿特拉斯”和“彼特曼”這兩款機(jī)器人。這些先進(jìn)設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)給人以深刻印象，使其看起來(lái)似乎已經(jīng)幾乎做好了走上戰(zhàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備?？蔀槭裁粗两袼鼈冞€沒(méi)走上戰(zhàn)場(chǎng)上呢？

設(shè)計(jì)思路：便于在人類(lèi)環(huán)境中工作

一部分專(zhuān)家認(rèn)為，目前在軍用方面采用人形設(shè)計(jì)并不是一個(gè)好的策略，像坦克一樣的那種履帶式機(jī)器人，或者像飛機(jī)一樣的飛行機(jī)器人，在軍事領(lǐng)域要有用得多。研究人員在開(kāi)發(fā)能像人一樣用兩腿站立、行走、奔跑的人形機(jī)器人上，確實(shí)向前邁了一大步，但可能還需要幾十年才能與士兵們并肩作戰(zhàn)。

另一部分專(zhuān)家則認(rèn)為，研制人形機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力之一，是它們能在為人類(lèi)設(shè)計(jì)的環(huán)境中輕松操作。具體到戰(zhàn)場(chǎng)，這將使它們更適合城市之中挨門(mén)逐戶的戰(zhàn)斗，可以操縱像門(mén)把手一類(lèi)的日常普通物體。

這確實(shí)是人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)所在，甚至連不看好人形機(jī)器人的專(zhuān)家也表示認(rèn)同。比如你可以把一個(gè)人形機(jī)器人丟到一艘船上，讓它破門(mén)而入，走下樓梯去接管控制臺(tái)，布防或撤防武器系統(tǒng)。這一切都能做得得心應(yīng)手，而一個(gè)飛行機(jī)器人就無(wú)法做到。這樣看來(lái)，機(jī)器人采用人形設(shè)計(jì)不是理所當(dāng)然？

人形設(shè)計(jì)：面臨各種挑戰(zhàn)

雖然目前最先進(jìn)的雙足軍用機(jī)器人已能夠行走、奔跑和穿越復(fù)雜地形，但它們還不能完全克服雙腿平衡這一挑戰(zhàn)。例如，美國(guó)的波士頓動(dòng)力公司在最近的一次演示中，公開(kāi)演示的“阿特拉斯”機(jī)器人能承受住回轉(zhuǎn)錘的一次重?fù)?，只是略微晃了一下；可?dāng)它走出實(shí)驗(yàn)室，越過(guò)一個(gè)并沒(méi)有多大挑戰(zhàn)性的障礙物時(shí)，卻傷了“踝關(guān)節(jié)”。參加演示的其它同類(lèi)機(jī)器人中，也幾乎沒(méi)有能經(jīng)得起用力一推的。

盡管這種穩(wěn)定性問(wèn)題還很突出，但擺在前面的進(jìn)一步的挑戰(zhàn)，還在于人體的運(yùn)動(dòng)又何止只是行走。人類(lèi)還可以蹲、躺、爬、迅速站起來(lái)，而機(jī)器人做這類(lèi)動(dòng)作就難了，至今還不能真正的跳。雖然它們有了雙臂，但很難像人類(lèi)的雙臂那樣做事。它們目前非常昂貴，滿足特定軍事需要的人形機(jī)器人就更貴了。

再者，選擇雙足行走后，機(jī)器人還要具備一系列其它技術(shù)才能執(zhí)行任務(wù)。比如需要有轉(zhuǎn)動(dòng)頭部、查看現(xiàn)場(chǎng)、掃視周?chē)h(huán)境的各種目標(biāo)定位系統(tǒng)和視覺(jué)系統(tǒng)。研究人員正在研究機(jī)器人認(rèn)識(shí)分辨物體的能力，比如什么是水龍頭，什么是扳手。這對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)當(dāng)然不是難事，但目前對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)是難上加難，人工智能方面還需下很大功夫。

人形設(shè)計(jì)不利，其它形狀是否更適合軍用機(jī)器人呢？

盡管發(fā)展人形機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力之一是它們將能在為人類(lèi)設(shè)計(jì)的環(huán)境中操作，但同時(shí)也還有很多其它身體形狀同樣適用于我們的環(huán)境，并且還擁有其它優(yōu)勢(shì)。比如四條腿比雙足更穩(wěn)定，也更適合在不平坦的地形運(yùn)動(dòng)，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局資助制造的“大狗”就采用了四足設(shè)計(jì)。

衍生技術(shù)：用途廣泛的功能部件

軍用機(jī)器人不采用人形設(shè)計(jì)，并不是說(shuō)所有正在進(jìn)行的人形機(jī)器人研究都會(huì)白費(fèi)力氣，實(shí)際上其單個(gè)的功能部件可用于特定用途。比如說(shuō)，靈巧機(jī)器人手的發(fā)展，促進(jìn)了很多遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙控機(jī)器人的研究，它們能進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境，作為操作人員的遠(yuǎn)程代表來(lái)完成某些動(dòng)作。

這類(lèi)技術(shù)目前正在嘗試各種應(yīng)用，諸如救災(zāi)或在空間應(yīng)用等。美國(guó)宇航局已研制出擁有一雙靈巧雙手的“機(jī)器人宇航員”，其構(gòu)想是遠(yuǎn)程操作員能接收機(jī)器人手的反饋，從而驅(qū)動(dòng)它遠(yuǎn)程完成工作。這項(xiàng)技術(shù)將很容易移入排爆機(jī)器人，提高拆彈專(zhuān)家在安全距離外處理爆炸裝置的能力。

替代方案：士兵穿戴式外骨骼

在需要人形機(jī)械協(xié)助的地方，目前有一種更接近部署的解決方案，可以把人類(lèi)的靈巧、視野和決策能力，與超人的力量和耐力相結(jié)合。這就是穿戴式外骨骼，比如洛克希德·馬丁公司的“單兵通用攜行具”，美國(guó)特種部隊(duì)的“戰(zhàn)術(shù)打擊輕型操作服”（“銅鐵俠”盔甲），法國(guó)陸軍的“大力神”，都已接近戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用了。

外骨骼原來(lái)指的是為生物提供保護(hù)和支持的堅(jiān)硬的外部結(jié)構(gòu)。外骨骼技術(shù)發(fā)源于上世紀(jì)60年代的美國(guó)，結(jié)合了人的智能和機(jī)械力量。在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，單兵負(fù)重越來(lái)越大，而且隨著發(fā)展，很可能超出人體承受能力。采用外骨骼技術(shù)可以使士兵攜帶更多武器裝備，從而增強(qiáng)行軍能力和作戰(zhàn)能力。在民用領(lǐng)域，外骨骼機(jī)器人可以廣泛應(yīng)用于需要背負(fù)沉重物資、裝備而車(chē)輛又無(wú)法使用的情況，比如登山、旅游、消防、救災(zāi)等，還可以輔助殘疾人、老年人及下肢肌無(wú)力患者行走。

為此，世界各國(guó)都在積極研究能夠增強(qiáng)人體負(fù)重能力的動(dòng)力外骨骼設(shè)備。除了以上幾種，還有美國(guó)的“勇士織衣”、俄羅斯的“士兵-21”等等。

電影《鋼鐵俠》中的智能盔甲已不再是遙不可及的幻想。美國(guó)正在組裝3個(gè)“戰(zhàn)術(shù)打擊輕型操作服”的設(shè)計(jì)樣本，可望2018年投入使用，這將革命性地提高特殊作戰(zhàn)人員的生存等能力。據(jù)悉它很可能采用液態(tài)金屬技術(shù)，透過(guò)電流與磁場(chǎng)的感應(yīng)作用，能在1毫秒內(nèi)固化，抵擋子彈或爆炸碎片襲擊。它還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的情況，如果使用者受傷，將自動(dòng)止血并提供熱量、空氣和氧氣。報(bào)道稱(chēng)，目前有多家機(jī)構(gòu)參與了這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，包括52家公司、16個(gè)政府機(jī)構(gòu)、13所大學(xué)以及10個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。

對(duì)士兵來(lái)說(shuō)，這種外骨骼技術(shù)無(wú)疑是向前一大步。當(dāng)然，它所需要的動(dòng)力還是個(gè)大問(wèn)題。另外，外骨骼仍然需要士兵本人到達(dá)火線，而軍用機(jī)器人的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一，就是它們?cè)O(shè)計(jì)為遠(yuǎn)程操作，或者帶有不同程度的自主能力。

恐懼效果：軍方不斷追求的背后原因

盡管人形設(shè)計(jì)對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人可能不是最好的，但軍方不斷追求人形設(shè)計(jì)的背后原因之一，可能是想要一種恐嚇效果——看到一個(gè)武裝到牙齒的兩腿機(jī)器人出現(xiàn)你的眼前。《終結(jié)者》，臉上沒(méi)有任何表情，讓你感覺(jué)沒(méi)有任何事物能夠阻止它，使影片氣氛從頭到尾都一直籠罩在絕望之中。

說(shuō)到《終結(jié)者》，這部電影里的“天網(wǎng)”將在2016年大規(guī)模生產(chǎn)一種殺手機(jī)器人。但現(xiàn)實(shí)中，這顯然不可能，而且還似乎遙遙無(wú)期。現(xiàn)實(shí)中，人形機(jī)器人什么時(shí)候可以使用這一問(wèn)題也常常被問(wèn)到，過(guò)去30年來(lái)答案似乎都是“在未來(lái)十年內(nèi)”。

世界各地已經(jīng)大量設(shè)計(jì)制造了各種人形機(jī)器人，其中一些將出售給研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)，而一些較簡(jiǎn)單的人形機(jī)器人市場(chǎng)上就可買(mǎi)到。然而最近，隨著像谷歌這樣的公司對(duì)機(jī)器人興趣高漲（2013年谷歌并購(gòu)了8家機(jī)器人制造公司），也許這次的“在未來(lái)十年內(nèi)”真的會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。谷歌收購(gòu)的波士頓動(dòng)力公司，曾受到美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的青睞。盡管表面看起來(lái)，谷歌并不特別專(zhuān)注于軍事領(lǐng)域，但無(wú)論怎樣，他們花到波士頓動(dòng)力上的這一大筆錢(qián)，都會(huì)促進(jìn)發(fā)展、有助于軍方。

戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人，正在借助多種營(yíng)養(yǎng)，長(zhǎng)成人形。

[編輯/熊偉]endprint