微型機(jī)器兵將會成為現(xiàn)實(shí)嗎

????????警用裝備網(wǎng)訊：?在去年11月12日，youtube上出現(xiàn)了一個(gè)名為“屠殺機(jī)器人”的視頻。這是由加州大學(xué)伯克利分校研究人工智能的斯圖爾特羅素教授想出來的，他接受了未來生命研究所的委托制作了這一視頻。未來生命研究所簡稱FLI，是由包括埃隆馬斯克、史蒂芬霍金及英國皇家天文學(xué)家馬丁瑞斯等十分關(guān)切人工智能的科學(xué)和技術(shù)專家們所建立。視頻中設(shè)定了在不遠(yuǎn)的未來，小型無人機(jī)都配備了人臉識別系統(tǒng)及聚能炸藥。它們可以被編寫命令尋找和殺害已知的個(gè)體或者類似具有統(tǒng)一特征的人群。在其中一個(gè)場景中，無人機(jī)之間相互協(xié)作，一起進(jìn)入一座建筑物，它們中的一個(gè)成員炸毀了一面墻，以使其它無人機(jī)通過。

　　屠殺機(jī)器人自然是虛擬出來的，羅素教授試圖提出的問題是“目前的狀況還能維持多久？”世界上的軍事實(shí)驗(yàn)室都忙著發(fā)展小型自主戰(zhàn)爭機(jī)器人，從常見類型到不常見的怪物都有。本月， 位于馬里蘭州的美國軍事研究院宣布一款名為MAST（宏觀自主系統(tǒng)和技術(shù)）的程序完成了它的使命。該程序已經(jīng)成功運(yùn)行了10年，由馬里蘭大學(xué)、德克薩斯農(nóng)工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校等機(jī)構(gòu)聯(lián)合支持和維護(hù)。它的繼任者是DCIST，即分布式和協(xié)同智能系統(tǒng)及技術(shù)程序，今年早些時(shí)候開始運(yùn)行，到現(xiàn)在將要全面承擔(dān)原來MAST所做的工作。當(dāng)2008年MAST剛剛開始全面負(fù)載工作時(shí)，一只手掌大小的無人機(jī)還是個(gè)科幻電影的大膽想法?，F(xiàn)在這樣的無人機(jī)已經(jīng)很常見了。MAST借著無人機(jī)的發(fā)展勢頭協(xié)助開發(fā)了口袋大小的戰(zhàn)場偵察機(jī)，能夠在士兵頭頂盤桓或躍升。DCIST的目的是使用這些自動機(jī)器人，使得他們相互協(xié)作。如果計(jì)劃成功了，那么實(shí)現(xiàn)的很有可能是一群能夠互相協(xié)作完成聯(lián)合目標(biāo)，并蜂擁在一起的設(shè)備。

　　跳過？掠過？還是使勁蹦起來。

　　目前，美國國防部承諾要讓無人機(jī)群掌握在人類手中，因此做出最終的決定是將“開關(guān)”這項(xiàng)功能永遠(yuǎn)放在人的手中，而不是機(jī)器。五角大樓與未來生命研究所一樣，對自動引導(dǎo)殺人機(jī)器人非常關(guān)注。但是正如第一顆核武器引爆后某人所說的一樣：“唯一的秘密現(xiàn)在被公開了，這該死的東西真的厲害?！比绻⌒蜋C(jī)器人群能夠自主合作，那么就一定會被生產(chǎn)出來。

　　現(xiàn)存的小型機(jī)器人通常是多面直升機(jī) – 一種在常規(guī)多面體的頂點(diǎn)上分布了一組轉(zhuǎn)子（一般是4-6個(gè)）的直升機(jī)，而不像是傳統(tǒng)那樣只是在重心上有一個(gè)。然而一些MAST研究者研制出了更好的機(jī)器。

　　他們提出的替代品叫做滾輪推進(jìn)式飛行器。它像是空中版的明輪艇。雖然這個(gè)想法已經(jīng)不新了，但這樣的飛行器所需要的又輕又強(qiáng)的材料和計(jì)算機(jī)軟件才剛剛被設(shè)計(jì)和發(fā)明出來，卻也迅速地推動它的飛速發(fā)展。在MAST項(xiàng)目過程中，研究者將笨重的的1kg的無人機(jī)改造成少于30g的量級，它的性能遠(yuǎn)超多面直升機(jī)。

　　滾輪推進(jìn)式飛行器的空氣動力特征更像是昆蟲，而不是傳統(tǒng)的飛行器。其主要原因是，這樣尺寸的飛行器浮力的產(chǎn)生主要是通過擾動空氣形成漩渦。傳統(tǒng)飛行器則是依靠機(jī)翼產(chǎn)生的浮力。隨著飛行器尺寸越來越小，渦流效應(yīng)越來越強(qiáng)烈，在包括多面直升機(jī)在內(nèi)的傳統(tǒng)飛行器會帶來穩(wěn)定性下降的問題。滾輪飛行器卻越來越穩(wěn)定且越來越安靜。來自德克薩斯農(nóng)工學(xué)院的莫波本尼迪克是滾輪推進(jìn)式飛行器研究者之一，他觀察到，空氣動力噪音是葉尖速度帶來的結(jié)果之一，例如直升機(jī)“嗡嗡”的聲音。滾輪推進(jìn)式飛行器的葉尖速度非常低，這使得它們非常適合偵察。除此之外，這類直升機(jī)的機(jī)動性也非常高，不易受到大風(fēng)的影響。

　　本尼迪克博士估計(jì)滾輪推進(jìn)式飛行器距離商業(yè)大生產(chǎn)僅還有兩年。一旦它們上市，就會取代現(xiàn)有的多面直升機(jī)，包括那些非商業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。 MAST參與發(fā)明的新奇科技不止這一項(xiàng)。這一程式也參與發(fā)明了跳躍機(jī)器人。其中最先進(jìn)的叫做Salto,由加州大學(xué)伯克利分校的仿生微型實(shí)驗(yàn)室研制開發(fā)。Salto(圖中的機(jī)器)是一個(gè)重達(dá)98克的單腳架，配備了旋轉(zhuǎn)的尾部和側(cè)向推進(jìn)器，這使得它能夠穩(wěn)定自身并在跳躍中途進(jìn)行調(diào)整方向。因此，它獲得了越過不規(guī)則面及爬樓梯的能力。

　　Salto大約每秒兩米的速度對它的單腳提出很大挑戰(zhàn)。羅恩費(fèi)爾文，一位開發(fā)Salto的電子工程師這樣說道：“想象一只僅用一只腿全速奔跑的獵豹，然后再將腿用在地面上的時(shí)間減半。”與滾輪推進(jìn)式飛行器一樣，這一機(jī)器的材料和控制部件也是最近才剛剛出現(xiàn)。

　　費(fèi)爾文博士認(rèn)為Salto及其同類比之空中的無人機(jī)更加安靜，而且可以在狹窄空間中執(zhí)行任務(wù)，不會像飛行的機(jī)器人一樣被墻反射的氣流所干擾。它們也能夠越過一些區(qū)域，例如普通車輛無法通過的倒塌的建筑區(qū)域。Salto還需要改進(jìn)。它需要能夠更有效率的附著在地面。費(fèi)爾文博士使用松鼠在樹枝間的跳躍來做對現(xiàn)在的成果類比。然而到達(dá)下一個(gè)樹枝只完成了挑戰(zhàn)的一半，還剩下另一半，大約在一到兩年后完成。那時(shí)，小型非飛行類機(jī)器人就能夠去到那些裝輪機(jī)器、設(shè)軌機(jī)器和飛行機(jī)器所無法到達(dá)的地方。穿過倒塌建筑物的街區(qū)，不一定只能通過跳躍的方式。另一種迂回穿過的方式是在廢墟間逡巡。仿生微型實(shí)驗(yàn)室的研究者也在研究這一類的機(jī)器人。他們的解決方案類似于蟑螂的方法。蟑螂的身體寬而扁平，穩(wěn)定性好且能夠爬過狹窄的空間 – 如果必要的話還可以爬到高起的一邊。當(dāng)它一旦不小心翻倒，就會使用翼裝讓自己再反過來。無論穿過倒塌還是完整的建筑物的能力對于研究者的目標(biāo)來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如何能夠在沒有人類幫助下導(dǎo)航周游才是難點(diǎn)。對于這一功能的實(shí)現(xiàn)，MAST已經(jīng)將它的研究結(jié)果交給DARPA – 美國主要的聯(lián)邦軍事研究機(jī)構(gòu)。根據(jù)MAST和DCIST的主要負(fù)責(zé)人布萊特皮卡斯基所言，DARPA開發(fā)的FLA（快速輕量自主程序）將會繼續(xù)MAST的工作，即發(fā)展具備能夠進(jìn)出建筑物以及在這些建筑物中高速飛行的同時(shí)自動導(dǎo)航能力的小型無人機(jī)。這些工作已經(jīng)完成了一部分。在DARPA六月份的報(bào)告中指出，通過FLA程式加速的多面直升機(jī)已經(jīng)能夠自行穿過樹林障礙，在飛機(jī)庫中的障礙中突然轉(zhuǎn)向并回到起始點(diǎn)。

　　聚合就是力量。

　　羅素博士這樣的人特別關(guān)心的下一個(gè)挑戰(zhàn)是能夠讓機(jī)器人集群行動并有效地自組織其行為。在MAST的幫助下，賓州大學(xué)GRASP實(shí)驗(yàn)室(一般機(jī)器人、自動、感應(yīng)和感知實(shí)驗(yàn)室)的一個(gè)小組確實(shí)能夠使得一組無人機(jī)一起飛行兵相互協(xié)調(diào)、不發(fā)生碰撞。目標(biāo)似乎達(dá)到了，但是實(shí)際上卻是一種幻覺。這些無人機(jī)并不像是真正的蜂群或是鳥群一樣依賴于自我的感覺信息進(jìn)行組織協(xié)調(diào)，而是通過地面上的一系列傳感器和中心控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一指揮。

　　這是變化的開端。在八月，以MAST為名義發(fā)起的一場告別展示中展出了三款機(jī)器人（兩架地面，一架空中），能夠僅通過自己主板上的硬件進(jìn)行定位。這使得大型飛行器的自組織成為可能。

　　此外，正如這場演示所展出的，當(dāng)無人機(jī)和其他機(jī)器人能夠常規(guī)地按照這樣的方式進(jìn)行聚群行動，它們就不再像是一只鳥上的羽毛。非均質(zhì)群組控制的辦法是一種新的想法，目的是解決由不同機(jī)器人構(gòu)成的系統(tǒng)中控制單元的問題。這些機(jī)器人小的像是郵戳那么小，而大的則可以有吉普車那么大，人類團(tuán)隊(duì)的成員也是這樣。群組需要能夠在敵對環(huán)境中分成小的單元來搜索建筑，在之后也可以再次合并。這樣的事情正是DCIST的目標(biāo)。這些研究成果的承諾經(jīng)費(fèi)，大概2700萬美元已經(jīng)獎勵給了賓州大學(xué)、MIT、佐治亞理工和加州大學(xué)伯克利分校。當(dāng)DCISP的使命完成時(shí)，大概是在2022年，關(guān)于屠殺機(jī)器人的想法可能就不會像現(xiàn)在一樣如此科幻了。

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