人工智能技術（三）
“鋼領”新軍嶄露頭角
人工智能科學和智能機器人技術在軍事領域具有廣泛的可應用性，而且越來越受到軍事部門的重視與青睐。當前這門發展勢頭最蓬勃興旺的學科，在軍事領域裏占有極爲重要的一席之地，已成爲軍事現代化的重要標志之一。甚至有人預言:“誰能在人工智能領域中取勝，誰就將取得21世紀的主動權。”還有人預測，人工智能機器人將成爲21世紀兵力的一種重要補充來源。
人工智能技術的飛速發展，引起一些軍事大國的軍方密切關注。繼1966年美軍研制的機器人“科沃”潛入750米的海底打撈上一枚失落的氫彈之後，許多國家看到人工智能和軍用機器人的軍事潛在威力，爲了保持軍用高技術的優勢，從70年代開始，一些軍事強國紛紛投入巨大人力、物力和財力進行人工智能的研究開發。70年代末，英國研制出叫作“輪桶”的軍用機器人，正式加入英軍“服役”。其它國家也都積極抓緊研制。爲在人工智能領域擴展功能，即在研制軍用機器人的同吋，十分重視發展猶如民用生産中的“計算機集成制造系統"（CIMS）的“軍事知識基礎系統”，並已列爲本世紀末重要的軍用關鍵技術計劃予以推進。
一、人工智能的“軍事專家系統”
當前，高技術的激烈競爭正沿著軍用和民用兩條戰線進行展開，而且相互滲透，相互推進。人工智能領域的工業應用提示和促進軍事技術的發展。軍用人工智能的研究和應用逐漸沿著既相對獨立而又相互聯系的兩個技術方向上發展，即軍事專家系統又稱“軍事知識基礎系統”和“軍用機器人”。
美國國防部早在60年代初，就開始研究人工智能的開發與應用，一方面抓緊研制軍用機器人，一方面制訂應用人工智能的長遠規劃。美海、空軍也相應地開展了研究工作，特別是到1982年，國防部高級研究計劃局正式提出了系統的全面的爲期10年（1983-1992）的發展規劃，稱之爲“戰略計算與生存能力計劃”（SCP），實質上就是“軍事知識基礎系統”研制的具體實施計劃，並成爲美國三軍開展人工智能和智能機器人研究和應用的基礎，其中心內容是開發軍用人工智能基礎和軍用智能機。美國政府決定首批撥出5000萬美元專款（5年內將投資6.5億美元）支持100個以上科研單位從事軍用人工智能探索。
這項SCP計劃包括四項基礎技術研究，即專家系統、自然語言理解、語言識別和視覺。這項計劃的應用技術研究包括無人戰車、空地一體化戰場管理系統、飛行員助手和艦隊指揮中心戰鬥管理系統。
“軍事知識基礎系統”的核心技術是“專家系統”。目前，世界已經公布的專家系統已有100多個，其中美國有10個以上。如何把“專家系統”應用于軍事人工智能，即把軍事專家根據戰場態勢、敵我雙方兵力部署和作戰效能、最優化戰略戰術、武器裝備特性等因素，編入智能計算機程序，通過“思考”、“分析”並作出行動方案，供指揮官或武器操作人員選擇決策。
軍事專家系統也被稱爲“知識庫系統”，它存儲有大量知識程序，同樣具有三個子系統，即:能夠自動控制、傳遞和更新存儲知識的“知識庫管理子系統”；具有存取、使用和修改知識存儲能力並能作出推理判斷的“推理子系統”；以及人和“專家系統”交互聯系的“人-機接口子系統”。
通常專家系統在軍事應用上主要在目標識別、自動駕駛車輛和輔助駕駛飛機。
關于目標識別問題，自動識別目標系統克服了早期靠統計技術和預先輸入計算機“理想目標”進行對比作出判斷的誤報、虛報和漏報目標的缺點，而是充分利用背景情況識別目標的背景演繹原理進行目標識別，從而增強了對目標識別系統的可靠性、真實性和准確性。
關于自動駕駛車輛問題，無論是自動駕駛無人車輛、潛水器或飛機都包含了幾個專家系統，這些專家系統都由一個指令中心控制，這個系統的關鍵技術是“視覺”能力，核心技術是思維能力，既要探測鑒別當地環境，區別物體類別，准確確定與目標間的距離；又要具體確定安全運動路線，盡可能采取規避措施，減小損失，達到預定目的；更要能正確理解任務和錯綜複雜的信息，進行足夠的“思維”，然後作出准確的行動決策。
關于輔助駕駛問題，主要解決有效地輔助飛行員駕駛飛機，特別是在作戰任務飛行時，要減輕飛行員對駕駛飛機所必需付出的繁重的勞務，而代替飛行員作一些“低級”的助理工作，如檢査機械狀況等和代替飛行員作一些難以作到的“高級”助理工作，實時制定飛行路線、識別目標以及預測危險征兆等。美國的SCP計劃中的“飛行員助理”計劃，叫EXNAV智能機（“飛行員助手”），就是將在短時間內的大量信息進行綜合和分析，把對決策最關緊要的信息告訴飛行員以便作出正確決策，甚至還在研究—種“智能自動駕駛儀”，當飛行員失去知覺時，能自動引導飛機安全飛往基地。美國預警飛機的智能決策系統就能根據空情實時作出15個截擊方案，供飛行員和指揮官選擇使用。
另外，美國海軍已研制出一種“TECA”系統也稱“對反映潛在威脅所使用的各種手段的效能進行估評”專家鑒定系統。該系統使用400多條邏輯推理規則，它能借助自然語言幫助海軍軍官解答若幹複雜的作戰方案問題，包含2萬個自然語言詞彙，幾乎能回答航行作戰中大多數問題。
美軍的人工智能技術已滲透到各個領域。陸軍設想在1995-2030年期間，采用人工智能和機器人來減少後勤兵力，增強後勤快速反應能力。1988年已正式成立了後勤人工智能中心，專門研究如何在後勤上的應用、推廣、使用人工智能和機器人技術的科研成果。美國“空地一體戰規劃”（ALBM）系統是目前美軍最大的軍事專家系統之一，其中就有關于幫助後勤指揮官作出重要決策的程序。
此外，人工智能和機器人應用于C3I系統、電子戰系統、各種戰場維修和後勤保障系統，也都將發揮巨大作用。
二、軍用機器人家族興旺
自從60年代後期出現軍用機器人以來，國外智能機器人發展十分迅速，應用前景異常廣泛。1990年夏季，美國五角大樓爆出了一項最熱門的新聞：國防部宣布“機器人軍隊”即將組建。這項新聞講，目前正由美國國家實驗室指導發展的軍用機器人已交付試用樣機，這位“鋼領士兵”能從事偵察巡邏任務，將來還可具有反坦克武器的技能。它由電腦遙控，重爲345公斤，配有攝影機和監視器以及光纖網絡，它能在3.2公裏之外接受指令，行動時速已高達16公裏。目前，“機器人軍隊”已經進入戰場服役。
人工智能技術的發展，對武器裝備、作戰樣式乃至戰略戰術，都産生了重大影響。人工智能武器和軍用機器人的出現，將改變人們的常規作戰觀念。第五代智能計算機的發展，爲智能武器的研制和實用化打下了堅實的基礎。人工智能武器和軍用機器人實質上是集現代微電子技術、電子計算機技術、精密機械加工技術和傳感器技術等科學理論于一身的高智能、高自動化技術，它充分顯示了高技術所蘊含的高智慧特征。
美國人工智能技術的軍事應用，已在戰術武器系統裏占有相當重要的地位。從作用功能上分，可劃爲執行攻擊任務的智能武器和執行勤務保障任務的軍用機器人兩大類。人工智能武器有各種智能彈藥、各種戰術導彈和各種炸彈。各種智能彈藥具有人的某些智能，不僅能自動尋找、確定攻擊目標，而且能發現和攻擊目標的薄弱環節和部位，其命中率比普通彈藥提高了30-75倍，使作戰效能成百倍地增長。這種智能彈藥與普通彈藥的根本區別在于它增加了智能計算機和圖像處理設備，這樣就具備了一定的智能功能。
智能彈藥已經投入使用和正在研制並接近實用的有下列幾種：
（1）“黃蜂”反坦克導彈
該彈裝有一套先進的探測、控制設備，能識別敵我、判斷它要尋找的是哪個目標，還能做到一枚導彈只攻擊一個目標，而不會數枚導彈都去攻擊同一目標。它可由超低空飛機遠距發射後，自動爬高到上千米，自動俯視戰場，尋找坦克。
（2）“薩達姆”和“斯基特”反坦克子母彈
其子彈都裝有末制導裝置，可自找目標，可同時攻擊集群坦克和多個裝甲目標。
（3）“海爾法”第三代反坦克導彈
它采用高靈敏度傳感器和先進探測技術，依靠彈上智能制導系統，實現“發射後不用管”，獨立自主地捕捉和識別目標，並能排除幹擾，准確命中目標。
執行勤務保障任務和部分輔助操縱的機器人則不勝枚舉，目前已可執行100多項戰鬥任務。美軍機器人發展很快，目前已有反坦克兵、空中偵察醫戒兵、突擊掃雷兵、六腿機動運輸兵、坦克駕駛兵、巡邏哨兵、飛行副駕駛員、圖象判讀員、自動翻譯員、物資搶救員等各行各業的“鋼領士兵”。人工智能機器人必將成爲21世紀作戰部隊的一支重要力量，一批批機器人駕駛的坦克和各種作戰車輛、火炮，以及各種專業機器人部隊，將湧入戰場，特別是在核、生、化戰場條件下，用它們來完成最危險、最艱苦的戰鬥任務，如突破敵人防線、占領雙方爭奪的戰略要地、擔任重要目標督戒和深入敵人戰場偵察等任務。
下面介紹幾種正在研制或已投入試用的“鋼領士兵”：
（1）海軍的“飛碟”機器人
遙控飛行器是美國軍用機器人名列首位的發展項目在這方面美國海軍已走在前面，當前正在對一系列遙控飛行器進行試驗、鑒定。其中陸戰隊正在執行一項“地、空遙控機器人武器系統研究計劃”，研究空中和地面機器人。
空中機器人是一種遙控偵察、警戒飛行器，稱做“小型飛碟”，因其外型像一個圓筒狀風扇而得名。全重僅約38公斤，上面裝一小型攝像機，工作時由地面控制員通過頭盔上的傳輸系統與飛行器保持聯系，通過頭盔控制攝像機進行戰場觀察，從而禱縱機器人的飛行，既可以時速55公裏飛行，也可空中懸停。這種機器人可使前線指揮官觀察2-3公裏內的目標。將來可能進一步減輕重量，只有19公斤左右，裝有5公裏長的光纖導線。這種空中遙控飛行機器人已于1986年11月起進行了各種試驗，將于90年代研究決定是否投入批産使用。
地面機器人是由高機動性多用途越野車改裝而成。控制員可通過光纖傳輸線與機器人聯系，可執行地面指揮、控制、發射防空導彈等任務。
美國爲此項計劃每年撥款400萬美元，轉入野外試驗後，海軍陸戰隊還將撥款400萬美元，支持這項研究工作。
（2）MPR-800型多功能機器人
這是由美國爆炸物處理專家設計制造出的一種智能機器人車。它可以完成許多對人有危險的工作，如地雷的探測和排除、滅火、重要區域的監視，對核、生、化放射性沾染物的清除等。這種機器人車裝有13.2千瓦的柴油發動機，最大時速8公裏，能爬40度的坡道。其機械手臂伸長時，能提出110公斤的重物；收縮時，能提起220公斤重物。在其手臂上還可安裝滑膛槍炮和各種傳感器，該車裝有兩台電視攝像機，用以監視戰場和實施遙控。
（3）“徘徊者”多用途機器人系列
這是由美國機器人防禦系統公司設計試制的一種自主式智能機器人，已試制出50型、60型、70型三種樣機。這些機器人的外形是低矮式四輪車。
50型用于危險地區的無人警戒或目標搜索，它裝有旋轉式炮塔和輕型武器，以及多種光、電偵察設備，發現目標可發出警報，並可把現場圖像輸送到遙控指揮部，根據指令，及時攻擊目標。
60型可用于防暴和反恐怖活動，也可用于攻擊戰場敵人。車上裝有高級光、電傳感器，自動化目標搜索裝置，計算機，武器火控系統。車載武器可根據需要安裝M60機槍，M40A4式106毫米無後座力炮或“陶”式反坦克導彈，以及橡皮子彈發射槍、催淚弾投擲器等非致死性武器。
70型是防空、反坦克機器人，可在前方地域進行巡邏、警戒和目標搜索。車上裝有計算機、激光目標指示器、信息傳感器，車上武器爲“地獄火”反坦克導彈或“尾刺”防空導弾。根據目標指示器可按計算機算出的目標諸元，自動控制導彈的發射。
（4）“羅伯特”突擊掃雷機器人
這是美國陸軍訓練與條令司令部于80年代初提出的掃雷機器人研制計劃，用于保證作戰部隊迅速通過雷區。它是由M60型坦克改制而成，因此又叫機器人掃清障礙突擊坦克，簡稱“羅伯特”（ROBOT）。主要用于搜索、清除敵人作戰地域前沿的地雷。去掉了炮塔裝置，車前裝有輯輪式掃雷器或火箭式掃雷器，可在探測到地雷時予以排除，也可在探測到感應式地雷後進行遠距離引爆。一次作業可開出一條8米寬、100米長的通道。該車裝有已駛過地段的標志，還裝有自動排除可能漏掉的未爆地雷的裝置。此型機器人近年已定型投入批産，美陸軍訂購142輛，90年代初交付。
（5）“別動隊員”反坦克機器人
這是美國提出的一種較爲簡便的對付蘇聯大集群坦克的反坦克機器人。爲提高越野機動能力，四個車輪采用菱形結構，能在松土和沼澤地段行駛。車上裝有視頻極像機、信息傳感器和三具美國AT-4型火箭筒。使用時，操縱員可在6公裏遠處隱蔽地段通過光纖傳送指令控制機器人駛近目標進行瞄准攻擊。車上還裝有自動報警裝置，操縱員根據圖像顯示分析敵情並指令機器人采取相應措施，這樣就可使一個操縱員同時控制幾輛反坦克機器人同數個目標作戰。目前，在該項基礎上，又制成一種“遙控機動式反裝甲平台”，格魯曼公司已簽訂400萬美元的樣機試制合同。美陸軍已于1988年秋季進行了評估試驗。
（6）“奧德蒂斯”步行機器人
這是美國奧德蒂斯公司研制的一種多功能可行走的機器人，通稱“功能式”機器人，或稱“奧德蒂斯機器人”。由于它具有六條細長的有關節的腿，而上部又是內裝攝象機和各種傳感器的園球形玻璃罩，整個機器人形狀酷似一條六腿章魚，故又稱“章魚”式六腿機器人。在行步時，擡起前三條腿，另三條腿支撐地面，交替進行使整個機體前進。這種機器人走起路來，步伐輕快靈活。擡腿時，腳離地面高83.8厘米，腿部可自由伸直和彎曲，可在平地行走，也可向各方向運動，擡腿後還能改變行走方向，甚至可旋轉身體，可在崎岖的地形上行走。也可在履帶或輪式車無法行駛的地段行走，能夠攀登樓梯或斜坡，還能越過障礙，爬上車輛、走過淺灘和泥濘地，到達士兵無法接近的核、生、化沾染地區作業。據美軍稱，世上只有50%的地面可通行普通輪式和履帶式車輛，而這種六腿“章魚”式機器人實際上可去任何地方。
這種六腿“章魚”，自重約318公斤。它可負重行進，在靜止時，六條腿支撐地面，可搬起953公斤重的彈藥：行進時，可搬運近409公斤（負重能力比自身重量大1.3倍）重的彈藥，每條腿能負重182公斤。這種機器人的能源就是一套24伏、25安培小時的標准航空電池，勿需外部動力即可獨立遂行任務。
美國陸軍人力工程研究所正與奧德蒂斯公司簽約研制更先進的機器人，使之具有多種運送功能，可在危險地域完成運送彈藥、輸送給養或後送傷員等任務。據美國一篇《陸軍運用人工智能——機器人的研究與發展計劃》報告稱，這種機器人可有100種不同用途。
（7）實驗型無人駕駛機動車
這是一種稱爲“自主式地面車輪”（ALV），外型略大于普通面包車，有八個車輪，裝有電視攝像機、先進的計算機和人工智能組件。1985年試驗時的公路行駛時速5-10公裏，能對越野環境中的高草和大石塊加以辨別，能在複雜的交叉路口實施機動。正式投産時，還將安裝一台可提供立體視覺的攝影機和一部激光雷達，以提高探測障礙物的能力，行馳速度也將提高到時速30-40公裏。
美國防部正積極抓緊這種無人車的研制，已投入近1億美元經費，預計到1995年將增至8.4億美元。
（8）人工智能坦克機器人
這是一種無人駕駛的坦克，它能行駛128公裏。在時速64公裏的情況下，能識別道路，區分人造與天然地物，繞過障礙物，繪制地形圖，識別目標，以及將搜集到的情報報吿給指揮部。
（9）“巡邏人”自動運地雷機器人
“巡邏人”是一種小型的高度機動化的電動四輪車輛，它可脫離道路高速機動，具有一種能最大限度地克服障礙的新型機動車，全重僅爲45公斤。“巡邏人”由光纖導線（基線爲10公裏）進行遙控，裝有空心裝藥彈頭，可在自動攻擊中爆炸，在有利地形上，其時速可達110公裏，比坦克還要快。它的動力有兩種，一種是電動馬達，一種是火箭推進。電動推進器用于極端惡劣的天氣和惡劣地形時能可靠而無聲地多次起動，加之，它有隱蔽的光纖通信系統，暴露征候很小，因而很適于執行隱蔽地布撒地雷任務。此外，它還可執行秘密警戒、偵察、掃雷、伏擊、設障、處置彈藥等多種作戰任務。“巡邏人”還具有浮力。能在溪流和池塘中浮渡和涉渡。它的高度很低，可在坦克車底下和其它裝甲本底下通過，以攻擊其“腹部”，也可從側方對坦克等進行遙控攻擊。
