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身懷“十八般武藝”,軍用地面機器人戰場各顯神通

來源:中國軍網-解放軍報 作者:鄧維 趙鵬 發佈:2020-10-16 09:47:59

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今年5月,在俄海軍地中海分艦隊進行的大規模掃雷軍事演習中,“金剛石”掃雷機器人系統和“翠綠寶石-ISPM”深水掃雷機器人系統首次亮相,表現出色。幾乎同時,美國通用電氣公司獲得合同,着手研製能夠挖掘大型隧道的蚯蚓機器人。去年,俄羅斯衞星通訊社披露,2025年俄羅斯有可能製造可執行戰鬥任務的多功能機器人團隊。

在此前後,一些國家的誘餌機器人、陸空兩棲機器人、水下機器人、多體海洋機器人、雙翼飛行機器人等,或推出概念,或實體面世,有的地面機器人已經列裝服役。那麼,地面機器人為何有如此吸引力?各國軍用地面機器人發展到了哪種程度?請看專家解讀——

地面機器人

——機甲戰士崛起

■鄧 維 趙 鵬

地面機器人是指在地面上運動,加裝各種傳感器或武器裝備的智能無人作戰系統。

絕大多數地面機器人外形並不像人,它們更像一輛無人駕駛的裝甲車、坦克或火炮。另有少部分機器人由模仿人或動物的運動機理和功能而來,通常被稱為仿生機器人,例如四足機器人、雙足人形機器人、蛇形機器人等。

隨着科技發展和局部戰爭催生,近年來世界範圍內的地面機器人產業蓬勃發展。身懷“十八般武藝”的機甲戰士紛紛亮相,不少走進戰場,經受實戰考驗。

據俄羅斯媒體報道,2015年12月,敍利亞政府軍在拉塔基亞省攻打“伊斯蘭國”武裝分子佔領的754.5高地時遇到巨大阻力。協助敍利亞政府軍的俄軍投入6部“平台-M”機器人、4部“暗語”機器人發起衝鋒。

在進至距離敵方陣地100多米時,機器人對各種可疑目標進行了火力打擊。武裝分子還擊時,火力點位置一一暴露在機器人面前。俄軍地面機器人和無人機把相關位置信息傳送給指揮中心。很快,武裝分子的據點被炮彈精準覆蓋。久攻不克的高地,在機器人蔘與戰鬥後,短短20分鐘就被拿下。

在整個敍利亞戰爭中,論規模這只是一次不起眼的戰鬥,卻開啓了地面機器人“組團”作戰的先河,凸顯了正在崛起的機甲戰士的重要價值。有學者甚至將這次戰鬥的意義和第一次世界大戰的索姆河戰役相提並論——那次戰役中,坦克第一次被投入實戰,開創了新的陸戰格局。

機甲戰士身上優點多多

與人類戰士相比,地面機器人在戰場上擁有獨特優勢,因而備受各國軍隊青睞。

可減少人員傷亡。現代武器裝備殺傷力大,最大限度地減少己方人員傷亡是指揮員努力追求的目標。用機器人去執行危險任務,能有效保護人類士兵。即使機器人戰損,對部隊士氣和民眾心理的影響也有限。畢竟,機器人可以再造,而士兵生命只有一次。

能適應極端環境。軍用機器人擁有“鋼鐵之軀”,不會恐懼、不知疲倦,不受情緒影響,能適應高温、極寒、缺氧、有毒、輻射等惡劣環境。對它們來説,人類戰士必須直面的諸多生理限制不再是問題。有些地面機器人的待機時間可達7天。

具有成本優勢。軍用機器人雖然在研製階段需要投入較多經費,從長遠看卻具有綜合成本優勢。尤其隨着新材料、新技術的應用,機器人制造和維護成本正在逐漸降低。有研究表明,2008-2018年10年間,人工智能和機器人裝備成本平均下降27%,預計到2025年還將再降低22%。

具有羣體作戰優勢。軍用機器人等無人系統的設計和有人系統不同,機器人可與“後台”指揮控制系統連接,進行信息交互,天生具有“羣體基因”。它們能不折不扣地按照指令完成羣體間作戰協同,放大整體戰力。

戰場上八仙過海各顯神通

自從機器人“參軍”以來,其效用和威力逐漸顯現。如今,地面機器人的應用已經深入戰場很多領域,包括排雷排爆、偵察監視、運輸保障以及直接參加戰鬥等。

排雷排爆。此類地面機器人裝備有特殊“機械手”,主要用於排除或銷燬可疑爆炸物,能在複雜地形中代替人類士兵對地雷等進行探測、拆除、轉移和銷燬。例如美軍“揹包”機器人在阿富汗排除了不少“路邊炸彈”威脅。該機器人全重18~24千克,能裝在揹包裏由單兵攜帶,靈活性和實用性較強。俄軍“天王星”-6掃雷機器人也曾在敍利亞戰場執行排雷任務。

偵察監視。此類機器人裝備有攝像頭、竊聽器等高性能傳感器,一般體型較為小巧,便於隱蔽,主要用於深入敵方進行偵察、監視。例如以色列研製的全地形偵察機器人,又被稱為“機器蛇”,能輕鬆進入洞穴、隧道、裂縫和建築物。顧名思義,它主要模仿蛇貼地爬行,隱蔽性強,能祕密到達目的地,將圖片、聲音等情報信息傳遞回來,在城市作戰和地下空間作戰中具有較大優勢。韓國的機器人哨兵,裝備了熱傳感器、運動傳感器等多種探測設備,可全天候監視數千米範圍內的目標。

運輸保障。此類機器人主要用於幫助士兵攜帶作戰物資,執行運輸保障任務。美軍的“大狗”機器人,全名是“步兵班組支援運輸機器人”,不過人們更習慣稱之為“機器騾子”。作為一種大型仿生機器人,它像騾馬一樣有“四條腿”,可以馱着數百千克物資在泥地、山坡等路況下行走,受外力衝擊後還能自行調整以保持平衡。美正在研製的多用途“獵人-狼”則是一種6輪驅動機器人,採用油電混合動力,重1.1噸,載重450千克。

直接用於戰鬥。這類機器人通常裝備有機槍、火炮等武器,主要用於直接對敵方目標發起攻擊。例如“平台-M”“暗語”戰鬥機器人就屬於此類。俄軍的“天王星”-9機器人,可根據任務需要配備機槍、機炮、反坦克導彈、肩扛式防空導彈等武器,已經在敍利亞戰場接受實戰檢驗。

事實上,很多排爆、偵察、運輸機器人都可以加裝武器,成為戰鬥機器人。例如“魔爪”機器人,最初被用來排爆,如果將其拆彈裝置換成遙控武器,就成為“利劍”戰鬥機器人。再如“獵人-狼”機器人加裝30毫米鏈式機關炮後,就成為武裝版“獵人-狼”機器人。此外,典型的戰鬥機器人還有以色列的“毒蛇”機器人、英國的“德米斯”機器人等。

執行其他複雜任務。此類機器人典型代表是仿人形機器人。雙足人形機器人研製難度大於四足和履帶/輪式機器人,例如美國“阿特拉斯”和俄羅斯“費多爾”機器人。“阿特拉斯”機器人走路時與人類相似,還能搬箱子,單腿站立,倒地後自行爬起,越過障礙。與“阿特拉斯”機器人側重於下肢運動不同,“費多爾”機器人更側重於上肢尤其是雙手的運動。“費多爾”機器人能騎摩托車、駕駛汽車,摔倒後自己爬起,焊接電路,精準射擊。2019年8月,“費多爾”機器人乘坐“聯盟”號飛船進入太空,協助宇航員完成一系列工作。

儘管如此,專家普遍表示,因為續航能力、精準操控與平衡問題等尚未完全解決,人形機器人投入戰場還有一段路要走。

除此之外,地面機器人還廣泛應用於戰場醫療救護、通信中繼、教學科研等領域。隨着技術進步和軍事需求“雙輪”驅動,地面機器人將得到更廣泛、更深入的應用。

更多新型機器人踏入“賽道”

從地面機器人研製和應用進程看,今後較長時間內,地面機器人發展方向較為明晰。

智能自主化。地面機器人是兵器智能化發展的重要表現,也是世界各國進行軍事智能化競爭的主要“賽道”,人工智能技術的提高將持續提升地面機器人智能化程度,使其適應複雜多變的戰場環境。自主性是機器人根據自身知識以及對外界的理解,在眾多方案中獨立做出選擇的能力,最能體現機器人智能化水平。例如“阿特拉斯”機器人經過多年發展,能自主完成的動作越來越多。它首次亮相時,步履蹣跚,走起路來經常摔倒,難以平衡;2016年,它能夠在崎嶇地形行走、攀爬;2017年,它能在不同高度箱子之間跳躍,完成後空翻,自主性持續提高。

功能多樣化、模塊化。當前,複雜戰場環境和多樣化軍事任務正催生機器人成為“多面手”。越來越多的機器人將能按需加裝不同模塊,“定製”偵察、打擊、保障等多種不同功能。這使得地面機器人在戰場上具有更強的生存能力和作戰效能,也有利於降低研製成本。例如俄羅斯“涅列赫塔”多用途作戰支援機器人系統,採用小型履帶式底盤和模塊化設計,安裝不同模塊後,可執行偵察、運輸和火力支援等不同任務。

型譜系列化。隨着地面機器人研製種類和數量的增多,機器人呈現出家族化、系列化發展趨勢,這既有利於機器人的維修、保養,也有利於提高機器人性能和適應不同任務。俄羅斯“天王星”系列已經有“天王星”-6、“天王星”-9、“天王星”-14等型號,能執行火力打擊、掃雷破障、消防滅火等任務。美國波士頓動力公司在2005年推出“大狗”機器人之後,又相繼推出了LS3、“野貓”、Spot、Spot Mini等多款機器人,形成四足機器人系列。

應用集羣化。集羣作戰被認為是未來智能化作戰的重要方式。地面機器人通過內部組網協作,實現專業化分工,鏈接為一個有機整體,能提高整體作戰效能。首先,機器人的種類多,能拓展功能範圍;其次,多個機器人協作能提高工作效率;再次,多個機器人能相互提供“備份”,提高整體功能容錯能力。例如俄羅斯最新研發的“木船”機器人系統可以使用1個指揮台,通過1個信息網絡,控制5種不同型號、不同功能的機器人,就是在朝着應用集羣化方向發展。

(作者單位:國防大學聯合作戰學院)

版式設計:梁 晨 鄧傑文

供圖:陽 明

責任編輯:楊紅
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