美國正開展殺戮機器人研究，將實現無人機群協同作戰

12月19日消息，據《經濟學人》雜誌報導，在此前的11月12日，一段名叫“殺戮機器人”（Slaughterbots）的視頻被上傳到了YouTube。

視頻傳達了加州大學伯克利分校人工智慧教授斯圖爾特·拉塞爾（Stuart Russell）對技術的擔憂，其背後的出資方是星光熠熠的“生命未來研究所”（FLI），其成員包括伊隆·馬斯克、史蒂芬·霍金以及英國皇家學會天文學家馬丁·裡斯。視頻展示了在不久的將來，配備面部識別系統的微型無人機裝配炸藥，成為恐怖的“AI殺手”，能夠鎖定並殺死目標或者攻擊特定人群（比如穿著制服的人）。在視頻中的一個場景中，無人機群協同作戰，入侵一棟大樓：一個打頭的無人機在牆上炸開一個洞，讓機群得以湧入建築內部。

目前來看，“殺戮機器人”尚未成為現實，但拉塞爾讓人們警醒的是，它們遲早有一日會變成現實。

世界各地的軍事實驗室都在忙著研發戰爭用途的小型自動機器人，其中既有常規的，也有非常規的。位於美國馬里蘭州的美國陸軍研究實驗室在過去十年間一直在進行微型自主系統與技術（MAST）的研究。今年早些時候新啟動的名為“分散式協同智慧系統與技術”（DCIST）的專案正大跨步地將設想變成現實。

MAST項目始於2008年，那時候“一架掌上間諜無人機”還是停留在科幻小說中的概念。

如今這種無人機已是司空見慣。除了基礎的無人偵察機，MAST還研發出了微型戰場偵察兵，可以在士兵前方跳躍或爬行，代替人完成地面偵查。而DCIST的目標則更進一步，希望讓這些微型機器學會溝通和合作，最終——如果專案研究成功的話——實現機群協調行動來共同執行某個任務。

能爬，能飛，還能跳

目前，儘管製造出了形態各異的軍事機器人，美國國防部仍然致力於將機器的行動限制在人類控制之下，

最終觸發板機的權利歸屬人類而非由機器自主決定。同FLI一樣，五角大樓同樣為“殺戮機器人”的概念所震驚。技術總有難以遏制的擴散性，七十年前人類研製出了原子彈，在看到這種武器駭人威力後，世界各國爭相效仿。就算美國管住自己不去製造殺戮機器，一旦相關科技成熟，難保其他國家或組織不去製造。

現有的無人機（polycopters）可視為直升機（helicopter）的變體，

通常是小巧的機身上配備四到六個旋翼。一些MAST的研究員認為他們找到了更好的設計方案。

他們提出滾翼飛行器（cyclocopter）設計。通俗講就像是將輪船的滾輪槳應用到無人機上。雖然滾翼飛行器的理念早已有之，但由於這種結構對材質的堅固程度和重量要求較高，相關設計工具直到最近才開發出來，因而一直無法得到實際應用。如今所需要的材料和工具都已具備，相關工作正在飛速進行。在MAST項目中，研究人員已經將滾翼飛行器從重達半公斤的龐然大物精簡成重量不足30克的微型飛行器。新機器性能與小巧兼具，在各種方面都完勝傳統無人機。

與傳統飛行器相比，滾翼飛行器使用到的空氣動力學原理與昆蟲飛行更加相似，通過將氣流攪入氣旋而非通過旋翼產生升力。這一飛行方式的變化對小型飛行器而言意義重大。渦旋效應隨著飛行器體積的縮小而增大，傳統飛行器與此正好相反。傳統飛行器是約大越穩定，滾翼飛行器則是體積越小越好。

滾翼飛行器飛行起來噪音很小。德克薩斯州A&M飛行實驗室的莫比爾·本尼迪克特（Moble Benedict）是滾翼飛行器項目的領導者之一，他注意到與旋翼無人機高速旋轉產生的噪音相比，滾翼飛行器的槳葉速度轉速要低很多，這使得滾翼設計成為間諜無人機的理想之選。同時滾翼飛行器還有更好的機動性，具備更強的抗風能力。

本尼迪克特博士預計，滾翼飛行器有望在兩年後量產。到時候滾翼飛行器可能會在許多方面找到用武之地，而不僅僅是軍事用途。除了滾翼飛行器，MAST還在研究其他多種黑科技，其中就包括能夠單腿跳躍的機器人。

其中最先進的代表當屬一款名為“Salto”的機器人，這款產品由加州大學伯克利分校仿生微系統實驗室開發而成。Salto體重98克，單足支撐的身體上有一個旋轉的側臂。獨特的結構讓它擁有出色的平衡能力，能夠在不平坦的表面上跳躍，爬樓梯也不在話下。

Salto跳躍的速度（幾乎達到每秒2米）對其支撐腿提出巨大要求。開發團隊中的電氣工程師羅恩·菲林（Ron Fearing）說道：“試想一隻僅靠一條腿實現高速奔跑的獵豹，腿落地的時間再減半。”與滾翼飛行器一樣，這項技術的成功打造也得益於材料學和電腦演算法的突破。

據菲林博士講，Salto這類機器人比無人機更加安靜，而且能夠在狹窄的空間裡操作。在狹窄的環境中無人機一般會受到牆壁反射的氣流的干擾而無法正常工作。Salto在車輪望而卻步的崎嶇地形上——比如倒塌後的建築物——仍能跳躍自如。目前Salto尚不完美，落地動作仍需完善。菲林博士用松鼠在樹枝間跳躍來形容Salto的跳躍機制，跳到下一個樹枝並非目的，還要有能力穩穩站在那兒。這個問題有望在未來一兩年內被攻克，到時我們可以期望看到這種跳躍機器人被應用到履帶機器人力所不能及的場合。

在廢墟上跳來跳去並非Salto唯一的本領，它還有能力穿越狹窄的縫隙。仿生微系統實驗室效仿蟑螂的運動，為Salto提供了新技能。蟑螂的身體扁而平，方便它爬行從狹窄的空隙穿過，如果有必要，還能夠翻轉身體。Salto的旋臂或將幫助它實現翻轉動作。

有能力進入或倒塌或完好的建築是一回事，在無人操控的情況下進行自主導航是另一回事。美國國防部高級研究計畫局（DARPA）希望通過“快速輕量自主飛行計”（FLA）開發出能夠進入建築物並能夠自主導航的高速無人機。這項努力已經小有成效。今年6月份，DARPA報告稱FLA研發的旋翼飛行器已能夠實現在林地和倉庫中避障前行，並在任務完成後自動返回出發地。

機群協同作戰

下一個挑戰——同時也是拉塞爾等人所擔憂的——是讓一群機器人連接起來，為某個共同的目標展開高效合作。在MAST的支持下，賓夕法尼亞大學GRASP實驗室找到了讓無人機群協調飛行而不致相撞的方法。雖然效果看上去很不錯，但其實現機理與現實中的鳥群飛行相去甚遠，鳥群是依賴各自感官搜集資訊並做出行動決策，而無人機則依賴地面感測器進行統一協調，以防止發生空中交通事故。

上述情況正在發生改變。8月份，MAST演示了三台機器（兩台在地面，一台在空中）使用獨立感應器探知環境和彼此位置，這為更大規模的機器人協作開闢了道路。

此外，演示還向我們展示了，不同種類的機器人協同工作時所可能的景象。“異質群體控制“是一個新興學科，只在解決多種機器人協同工作時所遇到的棘手問題。有些機器人可能小如郵票，另外一些卻可能大若吉普車，如何協調這些形態功能各異的機器人就像人力管理一樣是一門學問。根據需要，機群需要在惡劣的環境中分解成小組搜索建築物，並在任務完成後重新集合。

這正是DCIST項目的努力方向，賓夕法尼亞大學、麻省理工學院、佐治亞理工學院以及加州大學伯克利分校已經獲得2700萬美元的經費來開展相關研究。DCIST專案計畫於2022年結束，屆時，“殺戮機器人”或將從科幻變成現實。

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在MAST項目中，研究人員已經將滾翼飛行器從重達半公斤的龐然大物精簡成重量不足30克的微型飛行器。新機器性能與小巧兼具，在各種方面都完勝傳統無人機。

與傳統飛行器相比，滾翼飛行器使用到的空氣動力學原理與昆蟲飛行更加相似，通過將氣流攪入氣旋而非通過旋翼產生升力。這一飛行方式的變化對小型飛行器而言意義重大。渦旋效應隨著飛行器體積的縮小而增大，傳統飛行器與此正好相反。傳統飛行器是約大越穩定，滾翼飛行器則是體積越小越好。

滾翼飛行器飛行起來噪音很小。德克薩斯州A&M飛行實驗室的莫比爾·本尼迪克特（Moble Benedict）是滾翼飛行器項目的領導者之一，他注意到與旋翼無人機高速旋轉產生的噪音相比，滾翼飛行器的槳葉速度轉速要低很多，這使得滾翼設計成為間諜無人機的理想之選。同時滾翼飛行器還有更好的機動性，具備更強的抗風能力。

本尼迪克特博士預計，滾翼飛行器有望在兩年後量產。到時候滾翼飛行器可能會在許多方面找到用武之地，而不僅僅是軍事用途。除了滾翼飛行器，MAST還在研究其他多種黑科技，其中就包括能夠單腿跳躍的機器人。

其中最先進的代表當屬一款名為“Salto”的機器人，這款產品由加州大學伯克利分校仿生微系統實驗室開發而成。Salto體重98克，單足支撐的身體上有一個旋轉的側臂。獨特的結構讓它擁有出色的平衡能力，能夠在不平坦的表面上跳躍，爬樓梯也不在話下。

Salto跳躍的速度（幾乎達到每秒2米）對其支撐腿提出巨大要求。開發團隊中的電氣工程師羅恩·菲林（Ron Fearing）說道：“試想一隻僅靠一條腿實現高速奔跑的獵豹，腿落地的時間再減半。”與滾翼飛行器一樣，這項技術的成功打造也得益於材料學和電腦演算法的突破。

據菲林博士講，Salto這類機器人比無人機更加安靜，而且能夠在狹窄的空間裡操作。在狹窄的環境中無人機一般會受到牆壁反射的氣流的干擾而無法正常工作。Salto在車輪望而卻步的崎嶇地形上——比如倒塌後的建築物——仍能跳躍自如。目前Salto尚不完美，落地動作仍需完善。菲林博士用松鼠在樹枝間跳躍來形容Salto的跳躍機制，跳到下一個樹枝並非目的，還要有能力穩穩站在那兒。這個問題有望在未來一兩年內被攻克，到時我們可以期望看到這種跳躍機器人被應用到履帶機器人力所不能及的場合。

在廢墟上跳來跳去並非Salto唯一的本領，它還有能力穿越狹窄的縫隙。仿生微系統實驗室效仿蟑螂的運動，為Salto提供了新技能。蟑螂的身體扁而平，方便它爬行從狹窄的空隙穿過，如果有必要，還能夠翻轉身體。Salto的旋臂或將幫助它實現翻轉動作。

有能力進入或倒塌或完好的建築是一回事，在無人操控的情況下進行自主導航是另一回事。美國國防部高級研究計畫局（DARPA）希望通過“快速輕量自主飛行計”（FLA）開發出能夠進入建築物並能夠自主導航的高速無人機。這項努力已經小有成效。今年6月份，DARPA報告稱FLA研發的旋翼飛行器已能夠實現在林地和倉庫中避障前行，並在任務完成後自動返回出發地。

機群協同作戰

下一個挑戰——同時也是拉塞爾等人所擔憂的——是讓一群機器人連接起來，為某個共同的目標展開高效合作。在MAST的支持下，賓夕法尼亞大學GRASP實驗室找到了讓無人機群協調飛行而不致相撞的方法。雖然效果看上去很不錯，但其實現機理與現實中的鳥群飛行相去甚遠，鳥群是依賴各自感官搜集資訊並做出行動決策，而無人機則依賴地面感測器進行統一協調，以防止發生空中交通事故。

上述情況正在發生改變。8月份，MAST演示了三台機器（兩台在地面，一台在空中）使用獨立感應器探知環境和彼此位置，這為更大規模的機器人協作開闢了道路。

此外，演示還向我們展示了，不同種類的機器人協同工作時所可能的景象。“異質群體控制“是一個新興學科，只在解決多種機器人協同工作時所遇到的棘手問題。有些機器人可能小如郵票，另外一些卻可能大若吉普車，如何協調這些形態功能各異的機器人就像人力管理一樣是一門學問。根據需要，機群需要在惡劣的環境中分解成小組搜索建築物，並在任務完成後重新集合。

這正是DCIST項目的努力方向，賓夕法尼亞大學、麻省理工學院、佐治亞理工學院以及加州大學伯克利分校已經獲得2700萬美元的經費來開展相關研究。DCIST專案計畫於2022年結束，屆時，“殺戮機器人”或將從科幻變成現實。

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