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当战场出现“千军万狗”
科技
2024-11-08 16:57
广东
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在不久前举行的中柬“金龙-2024”联演中,一段中国参演人员和机器狗“散步”的视频刷屏。这颇具科幻感的一幕再度引发人们对武装机器狗的关注。
机器狗从技术上实现起来要比一些轮式底盘、履带底盘的机器人更难,技术也更复杂,相对于传统平台,自主化、智能化程度更高,而且它极具有科幻感,所以受到外界关注就不足为奇了。那么,这种武装机器狗在军事领域有哪些潜在的应用价值?机器狗在未来战争中又将扮演怎样的角色?
1
机器狗受到追捧
据媒体公开报道,此次“金龙-2024”联合演习中出现的较小型号的机器狗为Go2机器狗,重约15公斤,头部配备超广角探测系统,腹部装载电池和动力系统,不仅能完成前进、横卧、跳跃、后退等动作,还能够自主规划行动路线,避开障碍物。实施侦察作战时,它可以绕过或者穿过障碍物,迅速抵近目标,然后将侦察画面实时回传给指挥部。
大一些的机器狗,就是B1机器狗,重量超过50公斤。除了配备观测系统,它还可以在背部搭载自动步枪。在演习的强击突入作战环节,多名“恐怖分子”持枪隐藏在建筑物中。特战队员实施爆破后,B1机器狗作为尖刀,突入危险房间,然后迅速瞄准实施打击,最后由特战人员进入完成清剿任务。这两款机器狗,都可以在城市攻防作战、特种作战、反恐作战中发挥作用。
B1机器狗研制厂家的相关资料显示,B1机器狗原是一款工业级别的机器狗,可全天候作业,具备较强的载荷和拓展空间,以及具备多维感知、全场景覆盖等特点。它的持续行走负载高达20公斤,站立续航5小时,空载持续行走续航时间2小时,可以爬20厘米高的台阶。它最大站立负载为80公斤,甚至一个成人都可以骑在它身上。这些机器狗可以由人员遥控,适应复杂地形和各种恶劣天气,拥有高机动性和灵活性,能够替代人类在许多特殊或高危环境中完成工作。
其实,在此次联演之前,美国也对类似的机器狗进行过考察。中美军队试用的机器狗几乎一模一样,因为当时美国采购的就是中国这家民营机器狗公司的产品。2023年10月就有外媒报道了美国试用该机器狗的情况。不过,美国海军陆战队采购中国私营公司开发的机器狗主要用于概念测试,“并不意味着美军未来会大批量采购这款机器狗”。
2
优势多多
除了机器狗,在地面应用的无人平台种类很多,比如说无人车辆,双足机器人等,也都可以把它叫机器人。机器狗也可以称之为一种四足机器人,它的优势也极为鲜明。相比于无人车辆,机器狗在一些复杂地形上的越障能力更强,适应性更高。比如说在一些建筑废墟、包括室内行动,攀登楼梯,它比同等大小的小型无人车辆行动都更加便捷。它还能跳跃、横卧等,这是传统轮式无人车辆难以做到的。总之,机器狗非常适合在城镇特别是室内环境复杂地形上展开行动。
同时,它也比直立行走的人形机器人或者说双足机器人更灵活和更稳定,因为它的重心比较低,复杂地形下的机动性同样也更胜一筹。而且四足行走要比两足直立行走更容易实现。
机器狗最早其实是美国人“发明”的。2005年,波士顿动力公司、福斯特-米勒公司、喷气推进实验室以及哈福大学康德菲尔德研究站,合作研发了波士顿机器狗(Boston Dynamics BigDog),俗称“大狗”(BigDog)。这是一种汽油内燃机动力的四足机器人。
机器狗项目最初是由美国国防高等研究计划署出资资助,其希望研制一种能负重的“机械骡”,能和士兵一起在传统机械车辆无法行驶的恶劣、崎岖地形条件下作战。它没有车轮或者履带,而是采用四条机械腿来运动。机械腿上面有各种传感器,包括关节位置和接触地面的部位。它还有一个激光陀螺仪,以及一套立体视觉系统。每条腿都配备4个低摩擦液压执行器,为关节提供动力。“大狗”可以做各种仿生动作,站起来、坐下、以爬行步态行走(一次抬起一条腿)、以小跑步态行走(抬起对角腿)或以跑步步态小跑。它能够以每小时5.3公里的速度穿越崎岖地形,并且负载154公斤的重量。此外,它能够爬行35度的斜坡。“大狗”身上大约有50个传感器。这些传感器测量身体的姿态和加速度、关节执行器的运动和力量,以及机器人内部发动机的转速、温度和液压。机器狗的运动均通过机载计算机进行控制。
2008年3月23日,波士顿动力公司发布了被称为“阿尔法狗”(AlphaDog)的新一代“大狗”的视频片段。镜头展示了大狗在结冰地面上行走的能力,以及在被踢到侧面时恢复平衡的能力。
波士顿公司的“大狗”不断改进,但是在2015年12月底项目停止。究其原因,汽油驱动的发动机被认为噪音太大,不适合在战斗中使用。与之相比,类似的全电动机器人Spot安静得多,但只能承载40磅(18公斤)重量。目前,这两个项目都已停止。之后,一些公司开始把重点转向轻量化的电动机器狗的研制和商业化上。
3
战场效能还需检验
机器狗在一些特定环境中极具应用价值。例如,为其配备探测装置、机枪,或者其他武器装备,能在巷战中发挥出尖刀作用。巷战条件下,特别是当对建筑物进行逐层、逐屋争夺、清缴时,敌人在暗处,进攻的一方在明处,执行这类任务,如果先派出机器狗进行侦察,就能极大提高进攻一方的态势感知能力。如果同时再搭载武器,就更能有效杀伤对方,避免或减少己方人员的伤亡。而且,在狭窄空间内,对方并不能在更远距离上发现、攻击机器狗,难以发挥其火力优势。此外,机器狗的出现,从心理上就是一个很大的震慑,摧垮对方的心理防线。
当然,现有一些小型多旋翼无人机也能执行室内侦察任务。但它在室内飞行会受到较大限制。个头太大容易发生碰撞,如果个头太小,载荷又有限。像黄蜂无人机,尽管可以放到手上,但这样的系统对小型化技术要求很高,成本也高。
携带自动步枪等武器的机器狗尤其适合执行低成本多次打击任务。搭载自动步枪的机器狗,不仅可以多次使用,降低成本,而且可以搭载其他武器,比如火箭筒、榴弹发射器,甚至可以专门为其研制适合它使用的武器,提高杀伤效率。
此外,机器狗还胜任在崎岖、复杂地面运输的任务。美国起初研制机器狗,一个重要目的就是运输。它的承载能力、待机时间超过同等体量的无人机,越障能力又超过无人车辆。
机器狗当然也有弱点,比如,在相对平坦或者没有那么复杂的地面行驶时,轮式无人平台因为结构简单,行动效率会比较高;机器狗行动时的平稳性也不如轮式和履带式底盘的平台。它的机械结构的复杂程度也比无人车辆更高,因此效率相对较低。其复杂性甚至比一些无人机更高,成本也会高一些。
如果比拼在开阔地带的速度、机动性、越障能力以及视野,机器狗也肯定不如无人机,尤其是机动性方面。无人机被大量使用,一个重要优势就是其机动性强,可以以小打大、以高打低、以快打慢。这是地面机器人所不具备的特点。在目前的国际冲突中,小型无人机被广泛运用,而地面机器人、无人车辆的应用相对有限。
未来,机器狗、无人车辆、无人机必然会在作战中相互配合使用、发挥各自优势,和载人平台一起满足各种作战环境的需求。至于谁会成为主力、主宰陆地战场,恐怕还需要时间的检验。
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