这台矮胖的四轮机器人，自行穿梭于茂密的林地，虽然它看起来不像会撒娇的可爱小狗，但它又太小了，不足以构成威胁（想象一下R2-D2和吉普车的结合体）。“你会开始给它们赋予人格，”马克·德尔·吉奥诺谈及他的‘机器人’时说道。但即便如此，德尔·吉奥诺，通用动力机器人系统公司的工程副总裁，这家公司为陆军制造了这台机器，他坚持认为自己并没有将机器人拟人化：“你意识到‘个性’来自于，比如说，转向有点松。我猜我离代码太近了，无法将它们视为人。”
XUV 12（“实验性无人车辆”）——这台机器人就叫这个名字——的近一百万行代码通过四个车载计算机运行，定义了允许它在A点和B点之间自主导航的算法，而不会撞到巨石、冲下悬崖或撞击树木——而这正是它此刻在宾夕法尼亚州中部印第安敦隙堡（Fort Indiantown Gap）的测试路线上似乎要做的事情。突然，‘机器人’向右猛冲，离开了它一直在行驶的土路。“这很好！这很好！出去是好的！”德尔·吉奥诺在他作为追逐车辆的皮卡车后座兴致勃勃地说。在研究完他膝盖上的笔记本电脑后，他意识到XUV 12离开了道路，因为它找到了一个更直接的路线。不幸的是，这条新路线直接穿过了更多的树林。于是‘机器人’猛踩刹车，轮胎扬起滚滚尘土。然后……什么都没有了。
德尔·吉奥诺毫不在意。“它已经到了‘嘿，这是个愚蠢的决定。我不该走这条路的’的地步了，”他解释道，显然在不自觉地拟人化这台‘无人机’。XUV 12缓慢地向后移动，再次停下。“好吧，它正在重新审视情况，”德尔·吉奥诺说。安装在顶部的传感器吊舱以一种令人不安的、栩栩如生的方式左右转动，激光雷达（激光探测和测距）系统绘制出它前方世界的3D图像。在笔记本电脑上，德尔·吉奥诺查看机器人正在“看到”的东西——一张彩色编码的地图，上面布满了被标记为红色禁区的树木。“现在它正在试图规划一个大左转，”德尔·吉奥诺说。果然，传感器吊舱向左旋转，XUV 12在两棵树之间蜿蜒前行。当它到达小路边缘时，它又停了下来，被陡峭湿滑的地形所困扰。“乖乖听话！”德尔·吉奥诺咕哝道。“别当懦夫！”按他说的，‘机器人’爬上小路，慢慢地走了出去。
“哦，太棒了！”查尔斯·舒马赫从前座说道。舒马赫负责陆军研究所的机器人项目办公室。他是军方在无人地面车辆（UGVs）方面的权威，比任何人都更清楚制造能够自主思考而非通过远程控制由人类操作的车辆有多么困难。“这真的，真的很困难，”他承认。“但我相信，我们将开发出适用于各种战术任务的系统，从巡逻储存区到执行极其艰巨的侦察任务。而且我认为这不需要再花20年了。”
迈向致命
我们可能正处在军事无人地面车辆黄金时代的开端。根据2001年《国防授权法》，到2015年，所有作战地面车辆中应有三分之一是无人驾驶的。因此，国防部的雄心勃勃的未来战斗系统（FCS）计划要求开发三款半自主无人地面车辆，它们可以完全独立地执行某些任务，而另一些任务——比如开火——则只能在士兵操作下进行。FCS家族中最小的成员是小型无人地面车辆。它重不到30磅，将装在背包里，用作一次性侦察兵。它专为城市环境中的高风险任务设计，例如搜查下水道和处理有毒化学品。更复杂的任务则留给多功能通用/后勤和设备车，它将随同步兵部队运输补给。第三款FCS机器人，五吨重的武装机器人车辆，将配备一挺机枪、一门自动火炮以及超视距导弹——所有这些都将由远程操控。简而言之，一个装备精良、攻击性极强的‘机器人’。
但这三款FCS车辆只是军事机器人冰山一角。无人地面车辆在无人驾驶的运输车队中拖运巨大货物方面具有独特的优势。激光雷达使它们在夜间和崎岖地形的作业中优于有人驾驶的车辆。还有些被设计为战场救护车、巡逻补给站、设置移动通信链路，甚至可能还能在起床号时奉上新鲜打发的卡布奇诺。但它们会自己杀戮吗？目前，官方说法是，在采取致命行动之前，始终会有人在回路中——机器人永远不会自行决定开枪或开炮，或发射导弹。
但一些观察家认为，机器人缺乏情感的特性最终会被利用。“创造士兵的过程之一就是解除人们杀戮的心理抑制，”GlobalSecurity.org的军事政策智库主任约翰·派克说。“机器人没有这种抑制。它们会无情地杀戮。”
实战考验
二十年前，美国国防高级研究计划局（Darpa）启动了一个自主陆地车辆（ALV）项目。方向对，但时机不对。当时，要想获得足够的计算能力进行自主操作，唯一的办法就是将一辆半校车大小的车辆塞满硅图形工作站。即便如此，ALV也无法在不离开道路或撞上东西的情况下行驶几英里。这显然不是国防部想要的。无人机（UAVs）开始兴起，但无人地面车辆似乎已经和《战斗机器人》节目中的失败者一样死亡了。
如今，机器人世界看起来更加光明。商用级GPS导航的精度已从100英尺提高到约30英尺，在某些军事应用中甚至只有几英尺。新的传感器生成更密集、分辨率接近一百万像素的图像，而不是区区十万像素。这使得‘机器人’能够以合理的清晰度“看到”50到100码的距离。与此同时，更优雅的算法使更快的车载计算机能够每秒处理一万次路由考虑。将所有这些整合在一起，你就会得到一辆无人地面车辆，它可以在布满障碍物的越野地形上安全地达到35英里/小时的速度；在标记清晰的高速公路上，速度可达55英里/小时。
第一代小型、粗糙的远程操作（非自主）无人地面车辆已经在战场上证明了自己。由国防承包商Foster-Miller公司制造的Talon，一种100磅重的履带式‘机器人’，于2000年在波斯尼亚首次投入使用。目前，有数百辆Talon和稍小的PackBots，由iRobot（以Roomba机器人吸尘器闻名）制造，正在伊拉克和阿富汗的地面上使用。两者都携带摄像头和铰接式机械臂，用于处理路边炸弹和陷阱。陆军测试了一款Talon的变体，该变体可以装备四种武器中的任何一种，从M16步枪到中型机枪，尽管尚未获准投入战斗。“操作员看到的是带有十字准线的瞄准图像，”Foster-Miller公司Talon业务部总经理鲍勃·奎因说。“这就像玩电子游戏一样——只不过它是真实的。”
但对于无人地面车辆来说，真正的目标是完全不需要人工干预的自主操作，并且不依赖不可靠的无线连接。毕竟，对于许多无人机来说，这是标准操作程序。你可能会认为将这项技术应用于地面操作很容易。但如果你在2004年3月加州沙漠中，在Darpa大挑战赛的首次比赛期间，你就不会这么想了。第一次大挑战赛旨在激发基层无人地面车辆的发展，但结果却像是一场“三个臭皮匠”式的闹剧。没有一名参赛者接近完成142英里的越野赛程，而且大多数人几乎都没有通过起跑线。Oshkosh卡车公司展示了其六轮海军陆战队卡车的自主版本TerraMax，但这辆亮黄色的巨兽在行驶了一英里后就因为一个软件故障而彻底瘫痪了。
一年的开发带来了多大的改变。许多参赛队伍带着大幅改进的系统返回，充分利用了第一场比赛的经验。在第二次Darpa大挑战赛的赛前测试中，TerraMax在加州巴斯托附近的灌木丛中以35英里/小时的速度飞驰，它的方向盘神奇地来回摆动，仿佛被隐形人操控着。在10月份举行的实际比赛中，这辆卡车是五辆成功完成131英里沙漠赛道的车辆之一。200万美元的奖金被一辆自动驾驶的大众途锐SUV摘得，该车以其母校斯坦福大学的名字命名为Stanley。“是的，我们互相竞争，”斯坦福大学赛车队（以及2005年《大众科学》杰出10人奖得主）的领导者塞巴斯蒂安·萨伦说。“但我们都必须战胜自然。真正的胜利是五辆车完成了比赛。我认为这将是交通运输史上的一个关键时刻。”
Stanley在比赛中平均速度为19英里/小时，最高时速达到38英里/小时。它配备了五个激光雷达传感器，平均探测距离为85英尺，以及一个探测距离为260英尺的摄像头。‘机器人’在比赛中面临的最大挑战是一群鸟，它们在它穿越的一个湖床暂时停留，让它感到困惑。尽管如此，萨伦确信，该车辆的一个版本可以几乎立即准备好执行军事运输任务，而民用公路应用只是时间问题。“即使没有什么别的，”他说，“大挑战赛也向人们证明了这是可能的。”
激光雷达和立体摄像头被证明是大挑战赛参赛者最有效的传感器；哪种更具前景还有待观察。其他无人地面车辆配备了检测颜色、热量和纹理的系统。最终，目标是能够区分轻柔与固体，有生命与无生命，以及朋友与敌人。“如果是孩子，你希望停下来，”Oshkosh公司技术执行副总裁唐纳德·沃霍夫说。“如果是一个拿着RPG-7 [火箭筒]的家伙，你希望碾过去。”
但是更好的传感器会产生更多需要处理的数据，这会增加决策所需的时间，从而迫使‘机器人’减速。这使得“孤岛化”到正确解决方案的软件变得至关重要，而不是通过无数种可能性来工作。最实用的方法是编写算法，建立一个规则层次结构，涵盖可能出现的每种情况。显然，这需要大量的“如果-那么”命令。即便如此，无人地面车辆仍可能遇到程序员未预料到的情况。
在Darpa，负责该机构三项地面机器人项目的主管拉里·杰克尔正在牵头一个项目，为无人地面车辆编程行为线索，使它们能够对意外情况做出适当反应并从经验中学习。“我们认为这个问题太复杂了，无法编写一个算法来遍历所有的地形，”杰克尔说。“机器人应该像孩子一样，先学会爬，然后走，最后跑。”但这种方法仍然是高度实验性的，而且不太可能出现在下一代军用无人地面车辆上。
金钱与伦理
通用动力机器人系统公司总裁斯科特·迈尔斯（Scott Myers）在似乎是机器人极客的圣诞老人车间里快步走着。在巴尔的摩附近GDRS宽敞的工厂里，技术人员正在组装一批实验性的无人地面车辆。迈尔斯像父亲一样拍了拍一个仓库巡逻‘机器人’的头——嗯，传感器吊舱——但他花最多时间的地方是战术自主战斗底盘（TAC-C），这是一款吉普车式的‘机器人’，是无人地面车辆领域的翘楚。
TAC-C配备了150马力的德国大众涡轮增压柴油发动机和受越野赛车启发的悬架，可以以高达80英里/小时的速度在越野地形上行驶。但真正使其特别的是其最先进的感知套件——激光雷达以及立体、彩色和红外摄像头，所有这些协同工作，每秒拍摄40万像素的世界快照。“我们可以做到人类[侦察兵]目前能力的大约60%，到2010年将达到90%,”迈尔斯说。“这些车辆的价格将比你想象的便宜得多，而且替换一个人类的花费将便宜得多。”
军用无人地面车辆在如此多的任务中都显得如此有意义，以至于它们似乎是毋庸置疑的选择。“我随时都想要这样的东西，”一名在一次无人地面车辆测试间隙接受采访的、曾在伊拉克服役的坦克兵，一等兵拉尔夫·布鲁尔（Sergeant First Class Ralph Brewer）说。“我不敢相信我们还没有它们。”但并非陆军中的所有人都像布鲁尔那样热情。鉴于陆军的传统，嗯，传统，军方很少急于接受新奇的想法，特别是那些将深刻改变其运作方式的想法。此外，国会也对将资金投入一项尚未产生许多切实成果的技术持谨慎态度。最终，当然，武器系统既是军事问题，也是政治问题。“这不是技术问题，”迈尔斯说。“这是钱的问题。”
还有伦理问题。目前没有计划开发能够不经任何人工干预就开火的完全自主的机器人坦克。因此，至少在短期内，来自《终结者》的猎杀机器人这种令人毛骨悚然的幽灵仍然是反乌托邦科幻小说中的陈词滥调。但让无人地面车辆自主做出生死决策的技术正在到来。令人担忧的是，我们是否有政治意愿允许我们的机器替我们杀戮。“这不会在没有审查的情况下发生，”英属哥伦比亚大学应用伦理学中心主任彼得·丹尼尔森说。“但让人们脱离火力线的冲动——保护你的士兵——会让你不得不离敌人越来越远。”
尽管人们口头上不断强调要保持人为干预，但Global-Security.org的派克坚信，自主致命机器人意义重大，它们是不可避免的。“它们会悄悄地来到我们身边，就像无人机一样，”他说。“它们将承担越来越多的运输任务。它们将承担越来越多的监视任务。当它们开始战斗时，没有任何有组织的军队能够抵挡它们。”
它们如何工作
需要一个机器人从A点飞到B点？没问题。需要一个机器人穿越群山，躲避树木、岩石和沟壑？嗯……
自主车辆独有的两个主要难题是感知和路径规划。机器人必须能够看得清楚，以便识别障碍物，并且足够聪明地避开它们。机器人必须能够区分，比如说，一丛无害的灌木和一块半吨重的巨石。更棘手的是负面障碍。远处的那个洼地是路面上的一个凹陷，还是一个无法逾越的沟壑？
因此，信息处理至关重要。大多数自主系统使用传感器扫描环境，创建世界的3D模型。模式识别算法识别障碍物，并将它们投影到2D地图上，地图根据地形的适合度对世界进行颜色编码（绿色表示“一切正常”，红色表示“危险，威尔·罗宾逊”）。GPS和配套的惯性导航系统（跟踪基于速度和转弯的运动）在该地图上定位机器人及其目的地。然后，路径规划算法会考虑数百条预设规则，为‘机器人’规划最佳路线，例如：尽可能留在路上。避免超过10%的坡度。绝不——再说一遍，绝不——开下悬崖。
实现军队自动化：第一步
无人运输队
目标
全自主地面车辆的第一个军事应用将是基本的运输任务。大型车辆将沿着已知道路行驶，运送燃料、补给和弹药到空军、陆军或海军陆战队的基地。尽管运输任务通常会在铺设好的道路上进行，但即使是最早的自动驾驶卡车也需要具备完整的越野能力，以防道路变得无法通行。
状态
Oshkosh卡车公司的TerraMax（上图）已准备好执行此类任务。去年10月，它成为五辆成功完成132英里Darpa大挑战赛的车辆之一，该赛事是穿越莫哈韦沙漠的沙漠赛车。它配备了激光雷达和立体摄像头，利用合成视觉和先进的导航技术，在最具挑战性的越野环境中进行机动。
实现军队自动化：第二步
战场支援
先进的自主能力将使机器人投入战斗，为士兵提供补给和保护。
目标
一旦自动驾驶车辆能够安全地从A点到达B点，它们将被赋予更大的责任，进入实际的战斗环境。随着传感技术的进步，战场支援将由更小的吉普车式车辆承担。
状态
陆军的多功能通用/后勤和设备（MULE）车辆将为这里展示的车辆铺平道路。2.5吨的MULE将为步兵班携带2000磅的设备。它还可以配置为远程武器平台或扫雷车。
实现军队自动化：第三步
战斗坦克
训练机器人滚动、翻滚……以及杀戮。
目标
能够区分敌方战斗人员或车辆并自主攻击、无需直接人工指令的全自主武装无人地面车辆，距离实现还有几十年，但分析人士坚信它终将到来。这样的车辆需要能够毫不含糊地可靠地区分友军、敌方战斗人员和平民。它还需要能够根据任务目标、作战战术以及所有军事协议和交战规则采取行动。
状态
卡内基梅隆大学的一个团队正在开发一款名为Spinner的无人车辆平台，该平台有可能发展成一种武装工具。Spinner目前正在测试中（顶部），它使用长行程悬架来应对恶劣的地形。Spinner的其他设想（上图）可以快速恢复，即使被翻倒——它只需将轮子推到车辆顶部，将火炮旋转到底部，然后像什么都没发生一样开走。
实现军队自动化：第四步
步行
轮子固然好，但只有腿式机器人才能征服地球上另一半的地形。
目标
腿式机器人将能够冲过森林，翻越崎岖的地形，而大多数轮式或履带式‘机器人’会受阻。挑战是巨大的。腿式机器人必须掌握基本的运动技能，例如保持平衡和穿越破碎的地形。
状态
波士顿动力公司正在开发各种仿生机器人。它的四足‘机器人’中的两款——BigDog和LittleDog——可能会成为士兵最好的朋友。“轮式和履带式车辆可以到达地球表面的一半，”公司总裁马克·赖伯特说。“但人和动物几乎可以徒步到达任何地方。”
在Big Dog的情况下，汽油发动机为驱动铰接式四肢液压系统提供动力。陀螺仪和其他传感器帮助车载计算机规划每一步。‘机器人’依靠感觉来保持平衡——如果一条腿比预期的时间更早着地，计算机就会假定它要么撞到了岩石，要么正在上坡，BigDog会相应地调整步态。研究人员还在制造模仿壁虎、蟑螂、鱼类甚至蛇的爬行运动的机器人。
