方興未艾的仿生機(jī)器人，如何顛覆未來戰(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、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)？未來發(fā)展道路上，仿生機(jī)器人會(huì)有什么樣的變化，在無人戰(zhàn)爭(zhēng)中會(huì)起到什么樣的作用？

種類繁多，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、情報(bào)偵察類、掃雷排爆類等；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 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)器人的未來很長(zhǎng)，有著無窮的可能性。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)魚類及其相似的“金龍魚”，其逼真的外形和運(yùn)動(dòng)動(dòng)作若用于軍事用途毫無疑問可以帶來巨大隱蔽優(yōu)勢(shì)。

圖為博雅工道公司就展出的仿生機(jī)器魚（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，帶來戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略上的優(yōu)勢(shì)。

近年來，無人作戰(zhàn)的理念日益流行，仿生生物機(jī)器人作為無人作戰(zhàn)的必然參與者和今后的核心力量之一，在未來的戰(zhàn)場(chǎng)上會(huì)以更多的、替代人類完成高風(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，其未來的發(fā)展道路無疑是廣闊的。在未來無人軍事的戰(zhàn)場(chǎng)上，會(huì)有更多的“機(jī)器戰(zhàn)士”加入其中，讓戰(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

來源| 科普中國(guó)