机器人的定义摘要:欧洲陆军互操作性中心报告《现代战争中的地面机器人》指出,军用车辆和系统的自动化早已成为战争的一个显著特征,而地面机器人的出现和发展更是彻底改变了现代作战方式。自从在阿富汗、伊拉克等战场上部署以来,地面机器人已发展成为能力越来越强、自主性越来越高的战斗实体,成为了现代军事行动中的关键组成部分。近年来的冲突事件(如亚美尼亚-阿塞拜疆冲突、俄乌冲突等)凸显了军用机器人在战场上的重大影响,使该领域进一步成为世界各国军方关注的焦点。由于关于无人地面车辆融入军事行动和地面部队的挑战和问题层出不穷,导致其发展缓慢。本报告旨在概述地面机器人的发展,探讨其在战争中日益普及的缘由,阐明其广泛集成的潜在挑战,并简要分析其在当前俄乌冲突中的部署情况。
关键词:地面机器人,自主系统,现代战场,俄乌冲突
机器人系统包含两个关键元素:(1)无人平台或载具;以及(2)自主或半自主运行。其中,“自主”意味着无需人为干预,而“半自主”意味着需要人类远程操纵。此外,加拿大国防研究与发展部专家西蒙·蒙克顿(Simon Monckton)表示,自21世纪初以来,随着无人飞行器(UAV)、无人潜航器(UUV)、无人水面舰艇(USV)以及无人地面车辆的普及,军用机器人的应用势头强劲。机器人已遍及所有军事领域。由于地面机器人面临诸多障碍与挑战,因此对地面机器人的技术要求更高,才能确保其不间断地执行任务。
地面机器人的发展军用设备的现代化引发了一场争夺技术优势的军备竞赛,这场竞赛称为“机器人革命”。蓬勃发展的机器人和自主系统市场涵盖了各种不同规模和能力的机器人。就地面机器人而言,其范围包括美国陆军的XM30步兵战车和美国“下一代战车”(Next Generation Combat Vehicle)计划中的机器人战车(RCV)等主要大型军械,以及其他投抛式监视与侦察机器人。即使是在机器人战车中,也存在各异类型。例如,轻型机器人战车(RCV-L)重10多吨,尺寸约为224 x 88 x 94英寸;中型机器人战车(RCV-M)重10至20吨,尺寸约为230 x 107 x 94英寸;重型机器人战车(RCV-H)重20至30吨,尺寸约为350 x 144 x 142英寸。这些大大小小的新式战车拉大了作战人员与敌方之间的距离,有效保护了作战人员的人身安全,这种保护生命的动机无疑推动了地面机器人技术的进步。
图1. 美国陆军“下一代战车”
“电子微型化”是现代作战中地面机器人发展的另一个因素。市面上涌现了大量小型地面机器人,这反映了“城镇战对更小型、更灵活的机器人日益增长的需求”。这些机器人包括TALON V、“龙行者-20”(DR-20)、“复仇者-2.0”(Avenger 2.0)中型机器人和NEVRA S侦察机器人。迄今为止,地面机器人主要执行搜救、监视与侦察、排雷和消防等任务。
这些小型无人地面车辆可以轻松执行危险性高或不适合人执行的任务,这无疑改变了战场特点。除了透地雷达(GPR)外,小型无人地面车辆还配备了先进的传感器和摄像头,如生化、放射性与核物质(CBRN)/有害物质(HAZMET)传感器,具备多重能力与功能,可以在部队部署前提供排险等保障服务。自动化程度的提高使作战人员能在短时间内处理大量数据,从而比对手更快地对突发事件做出反应。此外,这些“微型”无人地面车辆体积小,极具成本效益,因此,即使大量采购此类系统也负担得起。
同样,将大型地面车辆与机器人套件相结合,可进一步提升老式军用车辆的价值,使军用地面车辆不断实现自动化。美国陆军的高机动性多用途轮式车辆(HMMWV)和M113装甲运兵车(APC)因防护装甲不足而无法在冲突中得到有效利用,但通过应用机器人套件,可以将其升级为无人地面车辆。这些套件包括可将现有车辆转化为自主车辆的传感器和指挥系统,从而减少潜在的人员伤亡。将两种可重复利用的元素结合在一起,能以最低成本强化地面机器人部队。
图2. 美国陆军高机动性多用途轮式车辆
人工智能(AI)可以不断提升自主机器人的能力,这意味着地面机器人越来越有能力与人类并肩执行任务。到2030年,预计全球无人地面车辆的数量将从目前的1.5万辆增长到4万辆。德、英等国的军队已将Ziesel、Type X等无人地面车辆纳入军事训练;美国、英国和澳大利亚开展了涉及无人机和“北欧海盗”(Viking)等无人地面车辆的联合演习;捷克、西班牙等国也正积极开发Taros、SR-0001等系统,这些都说明了无人地面车辆的应用正呈现出上升趋势。然而,尽管各国军队都在使用无人地面车辆来强化军事训练,但是作战机器人远未实现完全自主。
在作战中普及地面机器人所面临的障碍与挑战帕特里克·塔克(Patrick Tucker)和劳伦·C·威廉姆斯(Lauren C. Williams)在“美国陆军协会的展会上随处可见作战机器人”(The Army’s Big Convention Was Full of Armed Robots)一文中指出,西方国家在购买和部署完全自主的军备方面有所保留。常见的障碍与挑战可归为以下三类:(1)缺陷;(2)加剧冲突的可能性;(3)伦理问题。
首先,虽然无人地面车辆在降低成本和人类风险方面拥有巨大潜力,但自主系统在情报和决策能力方面可能存在不足,使其不适合执行某些任务。激光雷达(LIDAR)传感器可在明暗环境中提供远距离视觉,帮助人们识别和避开物体。然而,这种激光雷达易受恶劣天气、灰尘和茂盛植被的影响,且发射光波的激光系统很容易被相关设备探测到。此外,尽管技术上取得了长足进步,但无人系统永远无法做到万无一失。因此,各种地面机器人都需要严格的人为监督。
其次,地面机器人在作战中的精确性以及作战人员对自主系统的依赖性有可能导致作战人员的风险增加。唐纳德·桑多(Donald Sando)等军事分析家告诫人们不要过度依赖技术,强调技术会加剧战争的复杂性和残酷性。这一点往往与部署地面机器人的伦理问题交织在一起。不过,这种担忧与大型无人战车更为相关,因为小型无人侦察车通常在防区外远距离处执行任务,对人类生命的潜在伤害性不大。
深度伪造技术的产生也令人担忧。深度伪造涉及使用人工智能模拟现实。在战争中,这种技术可用于传播虚假消息,操纵部队执行虚假命令。例如,送入建筑物内执行检查与监视任务的巴掌大小的侦察机器人就很容易受到深度伪造技术的误导。同样,黑客攻击自主地面机器人也可能对人类生命造成不利后果。因此,使用自主机器人的顾虑源于深度伪造技术扰乱军事决策过程或更改决策结果的可能性。
最后,围绕地面机器人的部署和使用存在重要的伦理问题。由于在追究(地面)机器人战争罪责任方面缺乏明确和公认的准则,因此机器人在战场上的广泛普及将面临重大挑战。相关人士警告,自主机器人可能会出现违反诉诸战争权原则的情况,并强调了自主系统做出不可预测的决策的风险。因此,人类参与决策对于确保机器人合乎道德的行为以及潜在战争罪的归责依然至关重要,但这不太可能妨碍目前主要用于侦察与排雷任务的小型无人地面车辆的部署。
现代战场上的地面机器人无人地面车辆和地面机器人对现代作战的影响在当前的俄乌冲突中尤为凸显。值得一提的是,乌克兰已成为世界军用机器人的试验场。地面机器人在乌克兰的使用反映出了独特的机器人战场,影响着全球各国对发展自主武器的看法。随着俄乌双方祭出越来越多的地面机器人,全球各国对发展自主武器的抑制也有所降低。可以说,这些不断升级的作战系统正促使其他国家开发能在战场上拉大敌我双方对峙距离、提高情报、监视与侦察能力的机器人。
目前,地面机器人主要部署在后勤保障、医疗后送和排雷等多个任务领域。乌克兰官员收到了大量来自机器人供应商的请求,希望测试自家系统的作战实用性,这充分体现了乌克兰作为地面机器人试验场的关键作用。值得注意的是,乌克兰Brave 1技术集群开发的Sirko-S1无人地面车辆正在颠覆战场上的任务执行方式。Sirko-S1利用无人技术有效协助了作战人员,主要负责运输物资、后送伤员和侦察敌情。前线人员的反馈还有助于后续的技术改进,使无人系统的能力不断增强,如增加炮塔和排雷能力。乌克兰作为地面机器人试验场,既表明了地面机器人在现代战场上与日俱增的重要性,又表明了前线人员的反馈对完善无人技术的意义。
图3. 乌克兰Sirko-S1无人车
俄罗斯和乌克兰正以空前的速度部署无人航空器和地面机器人,促进了战场上各类无人系统的融合。目前,地面机器人在冲突地区的部署正与技术发展同步进行。这为地面机器人前所未有的试验和发展提供了创新平台。因此,人们对试验自主性、提高机器人产量以及开发配备反无人机技术的无人地面车辆的期望很高。
总之,持续不断的俄乌冲突表明,地面机器人和无人地面车辆将继续发展。可以预见的是,人们克服障碍与挑战的趋势将促进地面机器人的广泛普及。尽管在作战行动中使用机器人的趋势似乎难以避免,但其影响仍有待观察,因为这取决于技术的发展情况。
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