機甲戰士丨看各國軍用地面機器人如何揚威戰場!

2021-02-07 中國軍網

■鄧維 趙鵬


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,著手研製能夠挖掘大型隧道的蚯蚓機器人。去年,俄羅斯衛星通訊社披露,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。


隨著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。


據俄羅斯媒體報導,2015年12月,敘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。協助敘利亞政府軍的俄軍投入6部「平臺-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,在機器人參與戰鬥後,短短20分鐘就被拿下。


在整個敘利亞戰爭中,論規模這只是一次不起眼的戰鬥,卻開啟了地面機器人「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。



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,能適應高溫、極寒、缺氧、有毒、輻射等惡劣環境。對它們來說,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。尤其隨著新材料、新技術的應用,機器人製造和維護成本正在逐漸降低。有研究表明,2008-2018年10年間,人工智慧和機器人裝備成本平均下降27%,預計到2025年還將再降低22%。


具有群體作戰優勢。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「後臺」指揮控制系統連接,進行信息交互,天生具有「群體基因」。它們能不折不扣地按照指令完成群體間作戰協同,放大整體戰力。



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」,主要用於排除或銷毀可疑爆炸物,能在複雜地形中代替人類士兵對地雷等進行探測、拆除、轉移和銷毀。例如美軍「背包」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,能裝在背包裡由單兵攜帶,靈活性和實用性較強。俄軍「天王星」-6掃雷機器人也曾在敘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,能秘密到達目的地,將圖片、聲音等情報信息傳遞迴來,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」,可以馱著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「平臺-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、反坦克飛彈、肩扛式防空飛彈等武器,已經在敘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」機器人能騎摩託車、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,協助太空人完成一系列工作。


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。隨著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。



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」,人工智慧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。隨著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。


應用集群化。集群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,連結為一個有機整體,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個指揮臺,通過1個信息網絡,控制5種不同型號、不同功能的機器人,就是在朝著應用集群化方向發展。


(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)


(本文刊於《解放軍報》2020年10月16日第9版)

編輯:柴瀟

編審:劉興

投稿郵箱:zgjwwx@81.cn

相關焦點

  • 機甲戰士走出熒幕 高科技大戰如何上演?
    看過《高達》《新世紀福音戰士》《環太平洋》這樣的作品之後,相信不少人,會幻想著坐上一臺巨型機甲奔赴戰場,和其它機甲戰士一決高下。
  • 軍用機器人,戰場「新」兵種
    這將是全新意義上的兵種,這些機器人能實現最大限度的自動控制,很少需要人工幹預,基本能完成戰場作戰任務。那麼,俄羅斯機器人發展現狀如何?未來軍用機器人作戰前景又如何?軍用機器人按照任務空間的不同,可劃分為地面軍用機器人、水下軍用機器人、空間機器人以及無人機。
  • 【軍用機器人】軍用機器人迎來發展機遇期
    自人工智慧誕生至今,世界各國都高度重視與之相關產業的發展,紛紛加大科研投入。2011年,美國總統歐巴馬在美國卡耐基梅隆大學的國家機器人工程中心進行演講時,宣布美國已經啟動新的7000萬美元機器人計劃,以加速開發和普及機器人的使用,進而實現戰場無人化、自動化。
  • 除了機器人,還有基因編輯的「超級戰士」
    報告中還提到了「超級戰士」的可能性,包括通過基因編輯和藥物增強士兵的作戰能力。「超級戰士」未來30年的發展有可能「深刻拓展人類行為邊界」,而「這些技術的應用以及戰場上人機結合提供了提高軍事能力的機會」。採用這些技術可能會帶來競爭優勢,但需要確定道德、倫理和法律的邊界。
  • 《環太平洋2》中的機甲戰士有重大缺陷,未來戰場難堪大用
    但是面對不斷進化的「開菊」,機甲的一系列重大缺陷在電影裡也暴露無遺,這也是現實中陸戰兵器仍然是輪式、履帶式裝甲武器佔統治地位的原因,機甲戰士在未來戰場中難堪大用。(培訓一名機甲駕駛員的周期極長)首先是機甲的操控問題,作為一個複雜的人形機械,機甲的平衡能力註定遠遠比不上坦克、裝甲車,在複雜的戰場環境裡,如何在機甲行進時保持平衡就是一大技術難題
  • 關注軍用機器人—21世紀戰爭的核心武器
    針對工業機器人和服務機器人等應用領域的行業分析可謂鋪天蓋地,多方發力使得這一產業前景大為風光。而對於軍用領域,未來會有多大的空間呢?面臨哪些難題?如何向外看,向一流強國強企看,請看本期軍工圈。軍事機器人不會感覺到疼痛,具有很強的戰場生存能力。(3)服從命令聽從指揮。軍事機器人沒有人類所特有的恐懼等心理,可以嚴格地服從命令聽從指揮,有利於戰事分局和對武力掌控。按照使用環境和軍事用途來分類,軍事機器人大分類:地面軍用機器人、空中機器人、水下機器人和空間機器人。
  • 軍用機器人發展迅猛
    軍用機器人能夠完成的戰術任務包括戰場偵察、監視、目標捕獲與指示、通信中繼、掃雷、輸送物資、直接攻擊敵方目標、戰場救護等,是未來信息化戰場的基本智能單元。同年3月,美國發布新版《機器人技術路線圖:從網際網路到機器人》,闡述了包括軍用機器人在內的機器人發展路線圖,決定將巨額軍備研究費投向軍用機器人研製,使美軍無人作戰裝備的比例增加至武器總數的30%,未來三分之一的地面作戰行動將由軍用機器人承擔。目前,美國的軍用機器人自主性程度較高。據美國《連線》雜誌報導,美國陸軍計劃將新一代「魔爪」機器人部署到伊拉克。
  • 軍用機器人:即將顛覆未來戰場的精靈
    不過,技術發展催生了機器人,同時也制約了其發展。目前各國裝備的軍用機器人本質上都是經過武裝的遠程遙控機器,必須有人在背後進行操控,這就帶來了對戰場突發事件反應不及甚至難以應對的弊端,這在戰機轉瞬即逝的現代戰爭中顯得十分突出。
  • 軍用機器人的發展與應用
    軍用機器人形態各異, 從外形上看也許根本就沒個「人樣」。但是它們有一個共同的特徵: 具有部分擬人的功能。從用途上軍用機器人可以極大地改善作戰士兵的作戰條件, 提高了作戰效率, 因此,軍用機器人技術受到各國軍政要人的高度重視。
  • 仿生機器人:方興未艾的「機械戰士」
    像魚一樣遊動在海水中執行偵察任務,像騾子一樣行走在崎嶇地面實施戰場補給,像蜻蜓一樣懸停在空中對目標進行定位與監視……如今,這些曾在影視作品裡出現的仿生機器人執行任務場景,正一步一步變為現實。去年6月,韓國國防部披露了研發軍用仿生機器人的消息,並預計2024年開始裝備軍隊。今年以來,世界多國相繼發布消息,加快仿生機器人的研究進度。
  • 《環太平洋》中的巨型人形機器人成真,韓研發出真實版機甲戰士
    《環太平洋》中的巨型人形機器人成真,韓研發出真實版機甲戰士自從有了電視每個人的童年都是伴隨著動畫片長大
  • 《環太平洋:雷霆再起》中的「人形機甲」,真上戰場會不會被「絆倒」? | 電影中的軍事科技
    近日熱映的科幻電影《環太平洋:雷霆再起》中,機甲戰士再次大顯神威,與外星怪獸進行生死搏鬥。那麼,電影裡的強悍武器,在現實世界中研發進展如何?在《電影中的軍事科技》系列文章中,小編為您梳理了近年熱映電影中的那些牛閃閃的武器裝備和軍事科技。爆燃、炫酷!連日來,電影《環太平洋:雷霆再起》中體型龐大的人類機甲大戰外星怪獸的場景讓人看得熱血沸騰。
  • 恐怖機器人問世?未來軍用載具的機動模式論證
    最近,一家名為Festo的德國公司,透露出一款「蜘蛛機器人」。這款被稱為「仿生輪式機器人」的產品,是受摩洛哥沙漠中後翻蜘蛛啟發:可以從正常的爬行運動轉變為一種側向倒立,然後進入車輪翻滾的運動模式。本期武研社,我們就「腦洞大開」的說說,未來軍用機器人問題。
  • 軍用機器人全景圖~牛逼了
    2007年12月,美國發布了《無人(駕駛)系統路線圖》(Unmanned Systems Roadmap),對無人機系統、無人地面系統和無人水下系統做了全方位的國防布線。1.「終結者已至」:人形機器人Atlas
  • 【原創】無人車技術連載(二):軍用無人地面車輛及在無人戰爭中的應用
    代替人類完成高危、乏味、繁重的工作,減少傷亡、提高作戰效率是軍用機器人的使命。具有仿人功能的軍用機械電子裝置包括固定式、移動式和昆蟲機器人三種類型。移動式中的微型無人地面車輛是一種可用於偵查、掃雷、工程建設等的軍用機器人。一般以微型車輛做底盤,用於地面作戰中士兵無法進入和生存的危險性環境。美國非常重視微型無人地面車輛的研究開發,以適應未來無人戰爭的需要。美國國防部已在無人操縱的自主式機器人上投入了數十億計的資金,並稱當前正處在自主系統的起始階段。
  • 【遊俠測評】《機甲戰士5:僱傭兵》:7.5分,機甲愛好者不要錯過!
    說到《機甲戰士》就不得不提去年上線的另一款遊戲——《暴戰機甲兵》,這是一個起源於桌遊的古老遊戲系列,他的創意同時催生了包括《機甲戰士
  • 【解密】機甲戰士狂潮 引爆終極能量
    置身終極能量主題區,機甲一出,誰與爭鋒!未來人類最可怕的敵人之一,便是這群冰冷無情的機甲。
  • 【無人平臺】軍用地面無人平臺現狀及發展趨勢研究
    軍用地面無人平臺是一種用於完成軍事任務的自主式、半自主式和人工遙控的機器人,以完成預定戰術或戰略任務為目標,以智能化信息處理技術和通信技術為核心的智能化武器裝備。在海灣戰爭後,大量的無人平臺被廣泛應用於現代化戰場中,擔負著越來越重要的角色。圖1給出了在伊拉克戰場中應用的機器人,包括在戰場中被破壞的排爆機器人以及小型拋投無人機。軍用地面平臺具有較好的隱蔽性、快速機動能力以及較強的戰場適應能力,與傳統武器可形成戰場的不均衡態勢,將引發軍隊組織結構、體制及戰術的變化。
  • 【可怕】以色列把戰爭機器人投入戰爭,或打開戰爭新大門
    據報導,韓國國防部前些日宣布將研發軍用仿生機器人,以提升防禦與偵察能力,增強武裝部隊的戰鬥力水平,並預計這類仿生機器人將於2024年進入到韓國軍隊服役。但在該消息發布後,更令人震驚的是從以色列傳來的戰前消息,這個戰爭頻發的國家,目前已經將機器人應用於中東戰場,令各國震驚!此舉是否會加速機器人應用於戰場,加速相關研究,並對於未來戰爭形式有新的改變?
  • 變形機器人?仿生移動機器人?美陸軍實驗室研發新概念軍用機器人
    美陸軍作戰能力研發司令部(CCDC)陸軍研究實驗室的專家表示,就像螞蟻連接起來搭建臨時橋梁一樣,未來的微型機器人集群可能也會變形組合成一座橫跨河流的橋梁,在幫助士兵穿越戰場後,再重新配置組合以執行另一項任務。陸軍研究實驗室車輛技術局的首席科學家Bryan Glaz博士表示,某些應用程式還可能實現將機器人變形為吸收衝擊/爆炸力結構的高性能機器人。