在2024年5月舉行的“金龍-2024”中柬聯(lián)合演習(xí)上，參演的中國人民解放軍陸軍部隊展示了一款利用仿生布局設(shè)計、背負(fù)可以射擊步槍的“機器狗”。據(jù)外媒報道，我軍這款“機器狗”利用國產(chǎn)民用平臺改裝，型號為UnitreeB1型。它裝有定制載荷支架，可以搭載步槍，并實現(xiàn)瞄準(zhǔn)射擊。

什么是軍用“機器狗”？它是一種什么樣的裝備？

當(dāng)前大眾口中的“機器狗”，其實是現(xiàn)代“四足機器人”平臺的俗稱。采用類似四足哺乳動物行走布局的自行機械其實在二十世紀(jì)上半葉就已經(jīng)出現(xiàn)。而現(xiàn)代“機器狗”與過去單純的四足行走機械最大的區(qū)別，就在于“機器狗”的行走系統(tǒng)依賴數(shù)字化控制系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)與真的四足動物一樣的越障抗跌、路徑識別與規(guī)劃功能。

始于一種行走裝置

在20世紀(jì)，四足行走機械通過機械齒輪組協(xié)調(diào)四支行走機構(gòu)的動作關(guān)系，其越障主要依靠四肢末端的柔性零件實現(xiàn)。在上個世紀(jì)后期，這類機械只能依靠有線或無線電方式遙控。這是因為識別環(huán)境的傳感器、寫有控制程序的集成電路當(dāng)時都還沒有實現(xiàn)小型化。操縱者要像操縱玩具遙控車一樣靠目視操作這類機械。它的可靠性也不如輪式平臺。

四足自行機械平臺是一種仿生工程設(shè)計，它的靈感來自可以攀爬山澗的山羊。最早的開展軍用四足自行機械平臺工程研究的就是美國。當(dāng)時美國的民間工程師認(rèn)為這種機械可以作為山地步兵運用的補給拖車使用。換句話說，“機器狗”曾經(jīng)是作為“機械騾子”研發(fā)的。

現(xiàn)代“機器狗”的核心技術(shù)

現(xiàn)代的“機器狗”比起“機械騾子”先進多了。首先它的四足控制不依靠齒輪機械裝置實現(xiàn)，而是依靠機器人的中控芯片獲知機身上安裝的陀螺儀指示的平衡信息反饋得出。這個過程其實也是一種仿生設(shè)計。陀螺儀相當(dāng)于人類頭上的前庭系統(tǒng)，中控芯片相當(dāng)于大腦?！皺C器狗”的中控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)陀螺儀指示“機器狗”歪了，就會根據(jù)設(shè)計者編寫的程序按照“歪的幅度”伸出或縮回相應(yīng)坐標(biāo)系內(nèi)的四肢，從而保證“機器狗”在行進或停止時的平衡。

其次，現(xiàn)代的“機器狗”搭載有類似人類視覺系統(tǒng)的傳感器與控制器。在常見的“機器狗”上，機身正面有可見光相機、機身頂部裝有激光雷達，個別型號在機身頂部還加裝有帶紅外甚至射頻性質(zhì)的載荷傳感器。這使得“機器狗”可在操縱者給出“到達某個地方”或者“跟隨人”的指令后，自己識別出跟隨的人（或車）、自動避開路上的障礙物。

“機器狗”的避障與路徑識別能力的發(fā)揮，離不開衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與人工智能技術(shù)的幫助?！皺C器狗”看到、繞過障礙物后，還能往目標(biāo)前進而“不迷路”，依靠的是衛(wèi)星導(dǎo)航所帶來的數(shù)字地圖?！皺C器狗”中控系統(tǒng)能夠依靠射頻裝置或攝像頭“認(rèn)準(zhǔn)主人”，依靠的是人工智能技術(shù)，大大縮短了設(shè)備配對與圖像識別設(shè)計的時間。

軍用“機器狗”能做什么？

就機械平臺性能而言，現(xiàn)代“機器狗”最大的優(yōu)勢是可以像真的犬科動物一樣越障行進。四足“機器狗”與履帶式機器人平臺實現(xiàn)相同的爬樓梯功能時，可以做到更輕更小。這就使得搭載相同體積電池時，四足“機器狗”有望實現(xiàn)更佳的功率重量比，從而可攜帶更多載荷、運行更久。換句話說，“馱槍”的“機器狗”比“機器坦克”更省電、更適合遠(yuǎn)距離偵察、更適合長時間巡邏警戒。

另外“機器狗”已可以像真的犬科動物一樣趴下行進，它甚至可以通過狹窄孔洞、依靠四肢的起伏在墻頭“探頭”“匍匐”。這使得它可以執(zhí)行巷戰(zhàn)條件下偵察與打擊任務(wù)。

與真實的軍犬不同，軍用“機器狗”不需要氧氣、水、飼料喂養(yǎng)。它的動力完全為電力。而且比起血肉之軀的軍犬，“機器狗”可以在高溫、毒氣等環(huán)境下工作，更不用擔(dān)心戰(zhàn)場上巨大的噪音、光線、煙霧干擾。輕度受損后，不會因為外傷失血而迅速失能。這都使得軍用的“機器狗”非常適合執(zhí)行偵察、巡護警戒、物資運輸?shù)娜蝿?wù)。

典型型號

奠定現(xiàn)代“機器狗”技術(shù)架構(gòu)的，是美國的波士頓動力公司。該公司的“大狗”四足機器人最早采用了數(shù)字化平衡反饋四足控制程序，搭載了可以朝多個方向伸縮運動的四肢?！按蠊贰毖兄朴?005年，最早正是美國國防規(guī)劃局資助的一個山地步兵輜重拖車科研項目產(chǎn)物。這款產(chǎn)品使用汽油機，最終由于自持力與噪音原因未能入役美軍。

“大狗”項目后，波士頓動力公司又在美國國防部的資助下開展了更類似于騾馬的LS3四足機器人的研發(fā)。其自重達到了360千克，載荷可以達到100千克以上。2014年的環(huán)太軍演期間美國海軍陸戰(zhàn)隊試用了這種“機器騾子”。

LS3項目之后，波士頓動力公司董事會對于“機器狗”的軍用前景出現(xiàn)了決策分歧。后來該公司一度停止了與美軍就開發(fā)搭載殺傷性武器的作戰(zhàn)機器人的合作。之后2016年，波士頓動力公司推出了主要用于民事領(lǐng)域的“斑點”四足機器人。從而徹底確立了常見“機器狗”的工程布局。

波士頓動力公司退出美軍作戰(zhàn)機器人的研發(fā)競爭后，繼續(xù)與美軍展開大規(guī)模合作的是美國賓夕法尼亞州的“幽靈機器人技術(shù)”公司。該公司在“斑點”推出后不久便推出了布局幾乎完全相同的“視野60”系列機器人。這種機器人當(dāng)前已經(jīng)廣泛裝備了美軍特種作戰(zhàn)司令部的特種部隊、美國空軍多個基地警衛(wèi)營。這種機器人已經(jīng)多次出現(xiàn)在美國空軍的例行演習(xí)中，作為警衛(wèi)軍犬的“替代品”部署。

德國、英國陸軍、日本陸上自衛(wèi)隊也都采購了“視野60”以及波士頓動力公司的“斑點”開展載荷科研工作?！耙曇?0”與“斑點”的區(qū)別主要在于開放的機身架構(gòu)，方便在頂部加裝武器或傳感器。

當(dāng)前，美國陸軍、海軍都已經(jīng)為“視野60”“機器狗”開發(fā)了殺傷性武器載荷。

“機器狗”的缺點

首先，雖然現(xiàn)代“機器狗”很難被踹翻，但它們大多還不具備側(cè)跌后爬起的功能。由于“機器狗”在運行時的中心偏高，一旦因為地形或外力側(cè)翻，平臺就失能了。

其次，四足平臺的工程布局導(dǎo)致其不易于安裝整體式裝甲，這導(dǎo)致了“機器狗”雖然不怕累不怕熱，但它無法像“無人坦克”那樣加裝裝甲。2024年初，美國芝加哥警察部門的“機器狗”已經(jīng)多次因單發(fā)子彈命中機身，而徹底報廢。

再次，“機器狗”無法像輪式或履帶式平臺那樣實現(xiàn)高速機動?，F(xiàn)有的“機器狗”最大的行進速度都與人的步行步伐無異。

最后，由于“機器狗”的布局特征，導(dǎo)致了這類平臺主要為以電動機為動力的中小型機械。與讀者日常生活中使用的手機、電動汽車一樣，電動的“機器狗”同樣“怕冷”。在寒冷條件下，其續(xù)航能力會大打折扣。

而且“機器狗”的泛水機動能力有限。這并非由于“機器狗”機身不防水，而是由于“機器狗”的平臺比重較大無法浮起，四足行走裝置也無法“劃水前進”。要想讓“機器狗”學(xué)會游泳，當(dāng)前軟硬件都還有很多困難。這就導(dǎo)致了“機械軍犬”只能在地上執(zhí)行任務(wù)。

“機器狗”變身機械殺手？

與所有的現(xiàn)代智能軍用機器人一樣，“機器狗”也可以搭載殺傷性武器變身為“機械殺手”。實現(xiàn)這一功能，核心在于機器人平臺要“看得見、瞄得上、扛得動”。常見“機器狗”的載荷均達到了50公斤級別。這一指標(biāo)可以扛得動一支步槍或輕機槍與50發(fā)彈藥、外加一部單路瞄準(zhǔn)具。如巧妙利用平臺自帶導(dǎo)航傳感器（如在攝像頭前加裝機械瞄具），常見的“機器狗”都可以實現(xiàn)不太精確的步槍射擊。但如攜帶反坦克火箭或配合高精度、全天候射擊瞄具，則需要設(shè)計人員為“機器狗”制作定制的載荷硬件與控制軟件。

而常見的反坦克導(dǎo)彈、肩扛式地空導(dǎo)彈，則由于重量因素，一時難以被裝上“機器狗”的后背。總之，由于負(fù)重能力有限，多帶彈，就要少帶瞄具。這是當(dāng)前“機器狗”“殺傷力”不足的掣肘因素。

（責(zé)任編輯：王慶杰）