机器人大战|美国机器人格斗大赛

　　最近，英国诺爱尔・夏基教授声称，世界正在进入机器人作战时代，未来10年内将开打一场机器人大战。诺爱尔・夏基教授是英国谢菲尔德大学的知名学者，长期从事计算机、人工智能的研究，他设计的多种机器人得到广泛应用，被誉为“英国机器人之父”。他的预言引起世界各国的广泛注意，各大媒体竞相报道。他的断言决不是空穴来风，而是对世界形势和国防高科技发展趋势的科学预测。
　　
　　神话中的机器人大战
　　
　　提起机器人大战，人们立刻想起《变形金刚》、《星球大战》、《铁臂阿童木》等科幻影片。特别是美国的《星球大战》，描绘善良的机器人与黑星巨兽、癞蛤蟆等邪恶势力的搏斗，情节惊险紧张，令人大饱眼福。影片在纽约影院初映时十分轰动，售票窗外甚至有几百人为了等待次日凌晨的早场演出而在睡袋里露天过夜。接着，各种机器人大战的影片风靡全球。其实机器人从科学幻想到走向战场，经历了2 000多年的艰苦历程，人类在长期繁重劳动和对敌斗争中，盼望能有力大无穷的“超人”帮助他们战胜困难。一则名为《阿鲁哥历险船》的神话中提到一种“青铜巨人”，身上插满连有燃料的管子，在巡逻中发现有人盗窃珍宝，立刻从管中喷出高温射流将他烧死。如有海盗船驶近宝库，还能掷出巨石将其击沉。我国明代学者茅元仪所著的《武备志》中记载有180多种神奇兵器，其中的“神火飞鸦”和“飞空砂筒”，可在飞到敌人阵地后点起熊熊大火，或者撒出大量细砂迷蒙敌人。这些早期的飞行机器人并未能造成致命的打击，但会在敌人心理上产生巨大威慑，《三国演义》中诸葛亮发明的木牛流马，则是最早的后勤运输机器人。
　　
　　从19世纪末到20世纪初，随着现代工业技术的发展和各种战争的频繁发生，机枪、火炮、坦克、飞机等武器迅速发展。尤其是坦克、装甲车辆的问世引起各国的关注。但是早期的坦克简陋笨重，操作困难。最初制成的59辆坦克中有10辆在战场行驶中发生故障，9辆耽误出发，5辆陷入泥泞中动弹不得。只是由于还没有出现有效的反坦克武器，才有几辆返回了阵地。为了提高装甲兵器的作战效率，克姆歇工程师设计了一种小型履带式装甲车，上面装有爆破装置和遥控装置。车体后部线盘上有控制电缆。使用时操作手隐蔽在远处安全地点，通过电缆将控制信号传送到装甲车上，使它驶近目标后引爆炸药将其摧毁。这种遥控装甲车叫“陆地鱼雷”，当它试制成功时战争已接近尾声，未能在战场上一显身手。
　　以后工程师金斯贝克提出一项“自动化士兵”设计方案。他设想用钨钢制造一种作战机器人。它的结构坚固，外形低矮，能防御机枪、步枪子弹的袭击。体内装有电动机和无线电接收机，可在行走中随时接收操作手发送的控制信号。必要时可配备1挺冲锋枪，向目标实施近距离攻击。战场使用时先由侦察机对敌阵地实施空中侦察。发现目标后向机器人发出信号，指挥机器人向敌人发起冲锋，通过大量使用自动化机器人，可以突破当时的堑壕战防线。这也许是最早的机器人部队空地一体战的设想。
　　这一时期，美国海军研究所还利用德国无人驾驶鱼雷艇的设计原理，试验了一种遥控式地面战车。它的载体由一辆儿童脚踏三轮车改装而成，上面装有控制组件、传动装置和小型发动机。控制杆类似20世纪20年代老式飞机上的垂直操纵手柄，通过4条连接线操纵无人战车向左、右、前、后行动。这种遥控“电动小狗”的试验成功，标志着早期军用机器人的研究迈出了重要的一步。不过这项研究似乎没有在美国继续进行下去，而德国人却对它颇感兴趣，又在此基础上发展了它，制成了可供实战使用的遥控式小型装甲战车。
　　
　　战火中的机器人活动
　　
　　第二次世界大战中，纳粹德国为实现征服全世界的狂妄野心，制定了大规模的秘密武器研究计划，研究试验了冰冻炸弹、“父子”轰炸机、V2导弹、鱼雷飞机、遥控坦克等各种奇特的武器。其中的1100多枚V2导弹袭击英国伦敦等地，造成近万人伤亡。大量使用的无人驾驶小型坦克、装甲战车，主要用于爆破或扫雷，为德军大规模坦克部队行动扫清道路。“歌利亚”遥控式爆破车采用履带结构，可携带60千克炸药进入目标区。后期的“歌利亚”投送炸药量增至100千克，改进了严寒气候条件下的机动性能，两种爆破车共生产了7 000辆，在大西洋沿岸的战斗中广泛使用。
　　英国为解决坦克装甲车辆在崎岖复杂地形行动困难的问题，设想研究步行式机动战车。英国艾伦公司在1940年前后提出一种军用机器人步行机的设计方案，它的主体部分仍是普通坦克形状，但在车体下方增加了4条“腿”。他的行动仍由车上操作手控制，用脚踏板操纵2条后腿，由手柄操纵2条前“腿”。设想通过这样的结构可使坦克在任何复杂的崎岖地形或泥泞沼泽地带行驶。但是由于该装置技术复杂，制造困难，加之英国战时财力严重不足，这一项目不久被迫中断。
　　如果说陆战用无人武器举步维艰，空军使用的无人装置却获得青睐。英国曾将水上侦察机改造成无线电遥控飞机，以后又产生420架“蜂王”式双翼靶机，速度可达175千米/小时。美军在二战期间共使用过4500多架遥控靶机，陆军航空兵还在太平洋战场上使用了载有炸弹的遥控式飞行器。这种飞行器在操作手操纵下飞到敌方上空，投下炸弹后返回阵地。美军甚至将即将报废的B-17式“飞行堡垒”轰炸机和13-24式“解放者”轰炸机，改装成无人驾驶的遥控式飞机，携带炸弹对德军目标实施“自杀”式轰炸。
　　战后世界进入冷战时代，美、苏两个超级大国竞相研制新式主战坦克、装甲战车、洲际导弹、热核武器。面对苏联和华约集团10万辆以上的坦克、步兵战车，美国提出“以质量优势抗衡数量优势”的口号，大力发展电子计算机、人工智能、机器人等高新技术，并装备了各种精确制导反坦克武器、防空武器。美国陆军坦克机动车辆局组织通用电气公司研究设计了“魁乐普”四足步行式机器人。它的行动部分不是履带或车轮，而是4条可以灵活转动的机械腿。车体上部有驾驶舱，仍需驾驶员在车上操作，用手柄操纵2条前腿左右转动，用脚踏装置控制后腿，由液压传动装置驱动整车行动。“魁乐普”机器人全重1.35吨，能运载和装卸225千克重的弹药，能从泥泞沼泽地提起1辆军用吉普车。美国俄亥俄州大学的麦吉博士还用计算机设计了一种六腿式自适应机器人，它模拟六足昆虫的行走方式，采用激光扫描系统协调六条腿的行动。这种机器人重2.25吨，可攀越1.85米高的垂直墙，跨越1.85米宽的壕沟，当时颇为引人注目。
　　但是这些项目并没有正式定型，只有英国的防爆机器人投入使用并获得良好效果。上世纪70年代以后， 北爱尔兰各地时常发生大规模游击战，英军受到各种恐怖活动的威胁。为对付游击队的恐怖袭击，英国皇家陆军军械局和军用车辆研究所组织研究了多种小型防爆、排险机器人，其中的“手推车”等机器人不但广泛应用于搜索、侦察、巡逻、排爆等方面，而且形成系列产品出口到50多个国家。英国“哈德良”机器人采用2.4米长的机械臂，平时置放在车体上十分低矮，使用时升起来并可180度转动，可将75千克重的危险品搬到远处销毁，也可以遥控引爆。此类装置曾广泛用于中东战场和各地治安与反恐斗争中。
　　冷战时期，美国的间谍飞机被频频击落，有的还被公开示众。为改变这种状况，美国大力开展各种不同类型的无人驾驶侦察机和小型飞行器研究。苏联、英国、法国和德国等也进行了类似研究。许多无人机开始在世界各地频繁使用，以后还在无人机上安装轻型导弹发射装置，发展成作战无人机。除了地面机器人和空中无人飞行器，随着海上争夺战趋于激烈和海滩事件的接连发生，各国还研发和使用了多种水下机器人。
　　
　　迎接21世纪的机器人大战
　　
　　冷战结束后世界进入和平发展新时代。然而大规模战争虽已减少，但世界各地的民族矛盾、宗教冲突尤其是恐怖活动却愈演愈烈。这些复杂的局部冲突中要求尽可能减少危险程度和人员伤亡。随着国防高科技的发展日新月异，信息技术、人工智能、生物工程、纳米技术迅速发展，军事家预言“谁占领了高科技制高点，就能主宰未来世界”，因此各国国防高科技竞争异常激烈。而在上述高科技领域，机器人以其技术成熟、用途广泛而尤其受到青睐。有的军事家早在20年前即曾预言：“机器人革命是人类史上一次技术飞跃，它进入军事和社会生活各个领域，必将对社会结构和未来发展产生十分深远的影响。”“未来10年机器人防卫系统将在战略防御和常规防御中发挥重要作用，未来20～50年内将出现自主式机器人大规模作战的情景。”美国《时代》杂志甚至早在1982年就把机器人评为年度新闻人物，预言机器人的快速发展将使全世界发生巨大变化。
　　
　　适应形势发展需要，美、英、法、德、日、俄等许多国家大力加强各种机器人的研究开发，大力增加资源和经费投入，各种研究设计单位和制造公司如雨后春笋般涌现。尤其是美国的动向最为引人注目。陆、海、空三军都已制定了无人武器发展规划或路线图，组织成立了各种合作项目办公室。国防高级研究计划局、陆军研究实验所、休斯研究所、陆军步兵学校、哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学、德克萨斯公司等一大批单位，推出各种机器人研究试验项目。不少项目已完成试验进入定型生产阶段，有的已先后投入伊拉克、土耳其战场使用。美军于2004年装备部队并投入使用的地面机器人车辆不足200辆，2006年即猛增至4000辆，增加了20倍以上，2007年又增至6 000辆以上。计划到2015年将有三分之一的地面车辆采用机器人/人工智能技术。
　　英国的军用机器人研究规模有限，但是很早就使用了“手推车”、“土拨鼠”、“独眼巨人”等多种防爆、排雷机器人。还在研究将“挑战者”2主战坦克改造成“特洛伊”清障扫雷车和“大力神”架桥车，用以取代原有的“奇伏坦”扫雷车和装甲工程车。
　　德国在上世纪70年代即已研究了无人驾驶坦克和装甲车辆，有较好的技术基础。目前已制成MV4系列机器人。“加仑特”3型多用途机器人和“清道夫”2000型机器人扫雷车。正在研究超小型机器人并进一步提高现有机器人的自主能力。
　　现有各种机器人已可执行巡逻、侦察、排雷、防爆、弹药装填、后勤运输等100多种军事任务，未来的机器人将携带导弹、机枪、火箭筒等武器，执行各种战斗任务。控制方式将由遥控转向自主化、网络化，可以随时登录战场网络系统。而且，不远的将来还将出现采用纳米技术的微型机器人。大量机器人武器、人工智能武器的出现，预示着它们将主宰未来战场的重要发展趋势。千百年来借助体能和技能、耗费大量武器弹药的军队，将要向智能型军队逐步转变。从冷兵器时代、热兵器时代进入智能化兵器时代，这是未来武器发展的必然之路，是人类战争史、技术史上一次意义深远的大革命。
　　大量性能优异的新型机器人登台亮相大显身手，不但可显著提高作战效率，减少人员伤亡，而且将使未来战争的作战样式发生根本变化。人们将在未来的高技术战场上看到：太空中各种航天机器人在日夜不停运转，从遥远的空间监视广阔的战场，侦察敌情，传递目标信息。天空中，无人驾驶侦察机在万米高空盘旋，搜索敌武器发射阵地，发现目标后传送指令由其他无人武器系统将其摧毁，或由电子战机器人对其实施干扰、破坏。在地面战场，机器人坦克和无人驾驶装甲车纵横驰骋；机器人操控火炮或导弹猛烈射击；机器人运输车将弹药源源不断运送到阵地・机器人巡逻车在司令部、武器库、机场周围日夜巡逻警戒。在海洋，机器人护卫舰为航母群开辟航行通道；遥控式布雷艇在布设水雷场，深水机器人潜伏在大洋深处，全方位搜索敌核潜艇等重要水下目标。21世纪的高科技战场变幻莫测，机器人大战正在悄悄来临。