未来战士——机械士兵
目前,虽说这种景象还只能在科幻小说中见到,但包括美国在内的许多国家已经开始研制机器士兵。实际上早在2001年,佛洛依德•D•斯宾塞的《国防授权法案》(the Floyd D. Spence National Defense Authorization Act)中,早已为美国的武装部队设定了一个目标——建立一支匿名的机械部队,其配备的机械军备数量要达到目前全部在役的机械军备的三分之一。到目前为止,这些机械武装力量看上去并不像终结者的样子,却和终结者一样拥有致命的杀伤力。
最近,美国军方提出了一项名为未来战斗系统(Future Combat Systems ,FCS)的计划,目的在于提升海陆空等各个部队的军事系统实力。这项计划首先需要建立一个集成的作战系统,这包括——一支由不同军用交通工具组成的舰队,但这些交通工具所用的零件有80%是相同的;在战场上自动负责收集情报的传感器;一个能往视域之外向敌人发动攻击的自动导弹发射系统;还有几个智能机器人。
这些机器人主要有四大类:
无人驾驶飞行器(Unmanned Aerial Vehicles ,UAV):
用于监视、勘察导弹。
小型无人地面车辆(Small Unmanned Ground Vehicles ,UGV) :
用于深入士兵无法进入的危险领域获取信息。
多功能后勤保障机器人(Multifunctional Utility/Logistics and Equipment ,MULE) :
用于在战斗中补充作战所需物资。
武装机器人战车(Armed Robotic Vehicles ,ARV) :
重达9.3吨,既可用于运输功能强大的武装平台,又可运输复杂的侦查设备。
其中,后勤保障机器人(MULE)和武装机器人战车(ARV)标志着新式战争的开端。目前MULE有三种版本,这三种都是靠轮子行驶。其中两种有所变异,它既是一种能够运输一吨以上军用装备的交通工具,同时又能摧毁反坦克导弹,有些类似目前常见的军用机器人。而另外的一种则是集成了运输-攻击-点火等多种功能的机器人。它具有侦测、监视、获取目标等功能,集各种武器的功能于一体。也就是说,这种机器人可以像真正的士兵一样上场战斗。
武装机器人战车(ARV)看起来更像个坦克,而不像士兵。实际上美国军方发明这种机器人的目的就在于为人工运输提供帮助。比如说,坦克中队的司令可使用ARV-A型机器人延伸作战区域,而无需额外增加士兵。这种机器人可以随着有人驾驶的车辆一同进入战场,并深入最危险的作战区域。
但由于预算削减,未来战斗系统(FCS)计划中的许多行动方案被迫无限期推迟。MULE和ARV不幸入选。因此,距离我们看到机器人真正驰骋于战场恐怕还要很多年。不过美国军方用于军用机器人研发的资金从未中断,因为他们希望有一天机器人可以完全替代士兵在危险的战场上作战。
机器人如何工作,以及他们会如何使未来的战争发生翻天覆地的变化。
机器人士兵在这个过程中到底扮演什么角色
机器人小分队
按理说,未来机器人士兵应该能胜任普通士兵可以完成的一切任务。他们必须有一定的自主能动性:比如自行发现目标、辨别敌友、潜入敌军内部等,而不是简单的开火。尽管某些机器人能够在几乎无控制的情况下自主完成从目的地A到B这样的简单动作,但现在绝大多数的机器人还要靠人对其进行远程控制。而若要成为作战的中坚力量,机器人部队必须自行判断当前形势并做出决定。
目前,美国军方正与像美国宇航局这样的政府机构,以及大学、公司通力合作,争取早日让这个构想变成现实。作为FCS计划的一部分,自主导航系统(Autonomous Navigation System ,ANS)的目标是建立一个可以集成所有人工和非人工的陆地交通工具的模块化的导航系统。这个系统将包括导航传感器、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(inertial navigation systems ,INS)、路况预测传感器以及碰撞检测软件。
军事家和工程师都担心同一个问题,即机器人失控的几率。另外,机器人还存在射杀同伙和无辜平民的可能性,这也足以成为拒绝使用机器士兵的一个理由。这听起来可能有些荒唐,但历史上失控的机器士兵确实曾经导致悲剧。1993年,旧金山的一支爆破机器人小分队在执行引爆任务时失控,在抓住爆炸性装置之前开始疯狂旋转。幸运的是,失控的机器人最终没有引燃爆炸性装置[来源: The New York Times]。
SSG Lorie Jewell, U.S. Army
像这个名叫“达龙”(Talon)的军用机器人,他们可以运输沉重的武器,但缺乏自主性。
美国军方表示制造机器士兵的目的在于杜绝人员伤亡,至少可以减少我方的伤亡人数。另一个优势在于,使用机器人费用支出较低。虽然制造机器人成本昂贵,但也比雇佣士兵便宜多了——因为机器人只需要维护保养,而无需支付健康和退休补贴。当然,或许他们的服役时间可以比士兵更长。
许多人仍然坚持认为机器士兵永远不可能替代普通士兵,它们只能用于极端危险或单调乏味的任务中。由于机器士兵从来不会感到疲倦,所以它很适合用于保卫和长时间的侦查活动中。比如韩国已经使用机器人在朝韩边境巡逻。这些机器人叫做智能侦查护卫机器人,它们身上配备的远红外摄像头可定期得监视周围环境,最远可观察到4公里之外的入侵者。一旦确定目标,它们会立刻紧跟不舍。当到达距离侵入者十米以内的区域时,它们会要求对方给一个口令。如果对方没有给出正确的回答,这个机器人会响起警报或是直接向侵入者开火。
下一步部分中,我们将介绍组装这样的机器士兵需要哪些部件。
工具和武器
目前,已经问世的机器士兵可以运输并引燃一些武器,如散弹枪、胡椒喷雾、榴弹发射器,甚至是“地狱火”导弹(Hellfire missiles)。MULE和ARV-A-L型的机器士兵可以引燃视线枪和反坦克武器。远程操控的达龙机器人(TALON robots)几乎能够运送任何武器:从M240型机关枪(M240 machine gun)、小口径步枪到手榴弹和火箭发射器。刚才提到的韩国巡逻机器人既可以使用非致命性橡胶子弹攻击入侵者,也可以装载K3机关枪——这是一种类似M249的机关枪。
上面提到的MULE型智能陆行机器人可以运载像导弹发射器及机关枪这样的武器。
美国海军陆战队的“角斗士”战术地面无人车(Gladiator Tactical Unmanned Ground Vehicle ,TUGV)可以装载一些致命的和非致命的武器,包括:
肩抗式发射器(Shoulder-launched),多功能攻击性武器(Multi-purpose Assault Weapons ,SMAW),目的在于摧毁敌人的防御沙坑、 装甲车,突破敌人的防线。
M240 或 M249型机关枪。
轻型车迷魂烟雾释放系统(Light Vehicle Obscurant Smoke System ,LVOSS)——一种烟雾弹发射系统。
反人工障碍破坏系统(Anti-personnel Obstacle Breaching System ,APOBS),它可发射一种连接着杀伤手榴弹的火箭,目的在于毁坏地雷这样的障碍。
一个巨型军用机器人可以轻松携带许多武器——它们对人类而言可能是体积庞大的、笨重的、危险的、威力强劲的。ARV-A型机器人可以装载中口径大炮、火箭发射系统或者是笨重的机关枪。美国军方有意用ARV-A型机器人作为协助人工交通工具的主力,因此在它上面装载的军备须达到坦克的水平。
其它的工具包括传感器和摄像头,它们的主要功能是帮助机器人感知周围情况,从而在复杂多变的危险环境中前行。像角斗士这样的机器人将配备热能感应摄像头,它能感知周围温度,并根据温度的高低生成肉眼可见的图像。但绝大多数的机器人仍会配备普通的视频摄像头。
FCS计划的最终目标是建立一个全球性的军事平台,从此美国和其它国家的军方可以加入这个军事系统开展合作。但一个挑战在于,这项军事计划有赖于一系列的军用装备、车辆和软件,但目前它们未能充分得集成为一个整体。这使得战争的合作和战术讨论变得尤为艰难。按理说,在复杂的军事任务中,所有的军用机器人将会共享一个平台,以便军方随时调遣不同的机器人。比如说,无人驾驶飞行器要随时将监视区域的情况发给无人地面车辆,以便它们进入这片区域。
下一部分中,您将会了解为何许多人对机器士兵持质疑态度。
实用性、经济性以及伦理性
要让机器人在战场上完全发挥作用,首要的障碍在于——没有人曾经创造出可信赖的、有效的方法使机器人达到完全自治的水平。过去的几年中,科学家已经在这方面取得了不小的进步。作为美国国防部(Department of Defense,DoD)的一个研究机构,国防先进研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency ,DARPA)在2004年曾拿出一笔高达100万美元的奖金,用于在全美范围内甄选一匹资助科学家和工程师,让他们研发一个可以自主前行300公里的机器人。尽管最终有15个机器人入围终选,但没有一个能自行走到终点。
而2005年取得的进展则更鼓舞人心。一个来自斯坦福大学的工程师团队发明的机器人,在6小时53分钟内独立走完了长达210公里的路程,因此赢得了高达200万美元的奖金。其余参与角逐的机器人也在十小时的时长期限内走完全程。这个竞赛恰恰证明了“万事皆有可能”的道理,我们有理由相信未来的机器人一定能用与军用交通工具相同的速度,独自驰骋于战场。
2007年,国防先进研究计划署又发起了一项全新的挑战——让机器人独自在虚拟城市的复杂地域中穿行。这些机器人要模拟完成一个城市中的军备补给任务,这意味着它们不得不融入繁忙的车流,同时还要躲避障碍,但必须不受影响地仅按预设路线行走。最先成功完成任务的团队将赢得200万美元的奖金。
Photo courtesy AFRL Materials and Manufacturing Directorate
这种全功能的远程控制机器人目的在于摧毁敌人的爆炸装置
在研发自主性机器人系统的过程中,自主导航能力的确是一个难以逾越的障碍。但如果您希望机器人能够独立定位、确认并向敌人开火,那么研发难度又提升了一个等级。要让机器人完全学会辨识敌人、盟友和无辜的民众,还需要长久的努力。
除去技术难关,机器人的研究和制造成本同样是个挑战。美国国防部对于军用机器人的研发始于2006年,而从2006年至今的6年间,花费已高达170亿美元 [来源: Development and Utilization of Robotics and Unmanned Ground Vehicles]。 随着战争支出的提高,债务问题变得紧张起来,美国军方不得不放弃这项计划中的某些部分。其中许多项目未获资金支持,而还有一些则处于无限期推迟状态中。
另外,有关机器人士兵引发的伦理问题同样备受关注。一个国家的军用机器人是否更倾向于闯进另一个国家呢?将机器人用于战斗可否有效减少伤亡?让人类完全退出战争会不会使战争变得更加残忍?如果机器人在战斗状态中抛锚,人类应该进入战场救出或修复它吗?当敌人在机器人周围时,我们能确定机器人知道何时停止进攻吗?
尽管距离看到机器人真正独立驰骋于疆场尚需时日,但许多人呼吁现在就应该试着回答这些问题。因为只有将这些问题考虑周全,科学家和工程师们才能设计出更完美的军用机器人。否则,后果可能比我们想象的更可怕。