方興未艾的仿生機(jī)器人，如何顛覆未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)格局？

方興未艾的仿生機(jī)器人，如何顛覆未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)格局？

■國(guó)防科技大學(xué) 任家琛 董振宇

編者按

靈活自由的仿生魚(yú)、翩翩起舞的仿生蝴蝶、絢麗多姿的仿生水母，這些千姿百態(tài)的“生靈”的真實(shí)面目卻是一個(gè)個(gè)仿生機(jī)器人。

作為方興未艾的新興機(jī)器人類(lèi)型，軍事領(lǐng)域自然成為其運(yùn)用方向之一。那么仿生機(jī)器人在軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域都有哪些類(lèi)型？這樣新奇的仿生機(jī)器人在戰(zhàn)場(chǎng)上有著怎樣的表現(xiàn)？未來(lái)發(fā)展道路上，仿生機(jī)器人會(huì)有什么樣的變化，在無(wú)人戰(zhàn)爭(zhēng)中會(huì)起到什么樣的作用？

種類(lèi)繁多，各顯神通

仿生機(jī)器根據(jù)執(zhí)行任務(wù)不同，可分為物資運(yùn)輸類(lèi)、情報(bào)偵察類(lèi)、掃雷排爆類(lèi)等；在適用環(huán)境上可以分為水下仿生機(jī)器人、空中仿生機(jī)器人和地面仿生機(jī)器人。其中空中仿生機(jī)器人主要承擔(dān)偵察任務(wù)，其活動(dòng)空間較廣，運(yùn)動(dòng)速度快，行動(dòng)敏捷，在空中飛行不受地形的影響以及外貌酷似生物的外貌帶來(lái)的良好的隱蔽作用等特性，使其在軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域中可以較好地完成偵察、干擾任務(wù)。

不同于空中仿生機(jī)器人較為單一的功能，水下仿生機(jī)器人則可以承擔(dān)偵察、監(jiān)測(cè)和排雷等多種任務(wù)。例如 Robosea 公司展示的仿生機(jī)器魚(yú) BIKI，逼真的外形和靈活的運(yùn)動(dòng)使其在偵察水下敵情時(shí)有著極高的便捷性和成功率。

另一款名為“Ariel”的仿生機(jī)械蟹則被用于執(zhí)行清除水雷的任務(wù)，其每條腿都具有 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，當(dāng)?shù)匦胃淖儠r(shí)，通過(guò)這些系統(tǒng)可迅速地調(diào)整機(jī)器人的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式，使機(jī)器人能穩(wěn)定、迅速地到達(dá)目標(biāo)區(qū)域。而模仿蟹爪的靈活的機(jī)械臂相對(duì)于傳統(tǒng)的掃雷裝備效率和安全性更高。

地面仿生機(jī)器人算得上仿生機(jī)器人的起源，其問(wèn)世最早，目前成果也最豐富，在戰(zhàn)場(chǎng)上可以承擔(dān)包括運(yùn)輸、偵察、監(jiān)測(cè)、輔助作戰(zhàn)等幾乎涵蓋從后勤到一線的各種任務(wù)。

美軍在地面仿生機(jī)器人方面起步早、重視程度高，近幾年相繼研發(fā)并投入使用了幾款被形象地命名為“機(jī)器狗”的四足仿生機(jī)器人，這些四足仿生機(jī)器人可以代替士兵執(zhí)行巡邏、偵察等任務(wù)，其遠(yuǎn)距離運(yùn)輸能力遠(yuǎn)非人類(lèi)可以比擬，其中 Vision 60 四足仿生機(jī)器狗還可加裝武器用于一線作戰(zhàn)。

圖為四足仿生機(jī)械狗 Vision 60（圖源網(wǎng)絡(luò)）

前途光明，道法自然

仿生機(jī)器人的未來(lái)很長(zhǎng)，有著無(wú)窮的可能性。當(dāng)前階段，受制于材料、成本等因素的限制，仿生機(jī)器人不能完全地模仿出自然界中一些生物高效的機(jī)理，但作為機(jī)器人的一個(gè)發(fā)展方向，仿生機(jī)器人所具備的隱蔽性是其他類(lèi)型的機(jī)器人難以比擬的，其發(fā)展方向主要有以下幾點(diǎn)：

一是仿生機(jī)器人小型化、微型化；小型機(jī)器人自身就具備目標(biāo)較小、部署靈活的特點(diǎn)，再輔之以仿生機(jī)器人極具迷惑性的外觀，其隱蔽性將進(jìn)一步提高，還可以進(jìn)入一些狹小的空間中執(zhí)行偵察、監(jiān)聽(tīng)等任務(wù)，戰(zhàn)術(shù)價(jià)值進(jìn)一步提高。

二是仿生機(jī)器人相似性進(jìn)一步提高；仿生機(jī)器人在執(zhí)行軍事偵察和間諜任務(wù)時(shí)，其與模仿生物的相似性將極大地決定任務(wù)的成功率。當(dāng)前階段的仿生機(jī)器人主要模仿相應(yīng)生物的運(yùn)動(dòng)或感知機(jī)理，而在外貌相似程度上還有待提高。

在第七屆中國(guó)（北京）軍事智能技術(shù)裝備博覽會(huì)上博雅工道公司就展出了一條外形與真實(shí)魚(yú)類(lèi)及其相似的“金龍魚(yú)”，其逼真的外形和運(yùn)動(dòng)動(dòng)作若用于軍事用途毫無(wú)疑問(wèn)可以帶來(lái)巨大隱蔽優(yōu)勢(shì)。

圖為博雅工道公司就展出的仿生機(jī)器魚(yú)（圖源網(wǎng)絡(luò)）

三是仿生機(jī)器人群體化；自然界中存在許多具有高度社會(huì)化組織的物種而仿生機(jī)器人在執(zhí)行飽和式攻擊、大規(guī)模偵察竊聽(tīng)任務(wù)時(shí)，如果能根據(jù)具體環(huán)境靈活安排個(gè)體之間的合作以完成某種社會(huì)性行為，通過(guò)群體行為提高系統(tǒng)整體的工作效率，則將大大提高任務(wù)的成功率，帶來(lái)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略上的優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)，無(wú)人作戰(zhàn)的理念日益流行，仿生生物機(jī)器人作為無(wú)人作戰(zhàn)的必然參與者和今后的核心力量之一，在未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)上會(huì)以更多的、替代人類(lèi)完成高風(fēng)險(xiǎn)高回報(bào)的任務(wù)的方式展現(xiàn)在世界眼前。

隨著生物學(xué)的發(fā)展，軍事仿生技術(shù)也在進(jìn)一步提升，各軍事大國(guó)都在改進(jìn)和開(kāi)發(fā)軍事仿生技術(shù)上不遺余力。仿生機(jī)器人作為新興的技術(shù)產(chǎn)物，其未來(lái)的發(fā)展道路無(wú)疑是廣闊的。在未來(lái)無(wú)人軍事的戰(zhàn)場(chǎng)上，會(huì)有更多的“機(jī)器戰(zhàn)士”加入其中，讓?xiě)?zhàn)場(chǎng)的形式多樣化。

作者| 國(guó)防科技大學(xué) 任家琛 董振宇

來(lái)源| 科普中國(guó)