多功能地面載具與戰場機器人概述

正修科技大學電子工程系助理教授 張法憲

摘要

  本論文主要探討地面載具發展歷程,並分析世界各國發展運用之道,藉以吸取各國發展長處以早期建立我國地面載具與戰場機器人戰力,文中以世界先進國家,同一等級地面載具做為探討依據,並考量我國科技發展能力,提出具體發展建議,同時亦就相關載具使用限制因素,發展現階段於戰術運用反制因應之道。機器人運用於戰場上,將可減少人員傷亡,於平時可支援救災與減少極端衝突所造成生命的危害。

前言

  具有遙控與特殊任務之軍用機械人的運用,早在二戰期間,德國運用一種稱做為「哥利(Goliath)」機器人。哥利亞長約兩米,負重達70~100公斤重,又稱為搖控地雷車,用於追蹤地雷(Tracked Mine)。其上背負著60公斤的炸藥,透過搖桿進行無線搖控。第一代的哥利亞使用電力驅動馬達,因當時馬達科技精密度與效率未若現今水準,且故障率極高,使用成本較高,之後改用汽油引擎驅動,但仍保留電子遙控。其成名之戰是1944年的「華沙起義」;當時波蘭因缺乏反坦克兵器,戰術運用上派出志願者於哥利亞尚未靠近陣地時,先繞越其後方切斷控制器,將其變成不會爆的炸藥運輸車。在同年盟軍諾曼第登陸時,也有部份哥利亞投入作戰。

  哥利亞總共生產7,564台,但最後因為未有正確戰術運用與後勤整補概念,喪失了成為偉大的軍用機械人的歷史價值。其中的主要因素是成本太高與速度太慢(時速9.5公里),況且沒有其他取代士兵危險任務的設計,用於自殺攻擊爆炸一次就喪失效能,只能說是慢速遙控自走炸彈。雖說如此,它仍是近代軍用機械人的始祖。目前加拿大、美國、英國和德國等國的軍事博物館展示仍保留一些做為展示。

  在此之後隨者積體電路整合技術不斷進步,加上馬達效率提升與精密輕量化,同時在微波射頻與調變技術的提升,與對於生命的重視與專業技術經驗保存等時代潮流演變下,世界各先進國家,逐漸重視無人遙控載具與地面機器人的發展,使得搖控型的軍用機械人蓬勃拓展。在機體上區分為輪型、履帶型、雙足型與多足型、混合型、變異型等形式。除了搖控式的軍用機械人外,目前依技術發展趨勢區分為遙控型、半自主導引式與全自動三個階段。全自動軍用機械人正在研發中,全自動機械人必須整合各種感知技術和人工智慧,部份還可能強調機械學習的能力,但目前尚未有成熟或已公開的產品。

  未來在自主化人工智慧高度發展,搖控型戰鬥機械人全面投入戰場,大量具有自主化人工智慧的戰鬥機械人將具有互相合作、溝通的能力。指揮官只要下達一個任務的「目標」,機械人大軍將會自動分析如何以最快的速度、最低的成本達成任務目標。機械人沒有情感,只有合乎理性和最佳化的計算能力,所以機械人大軍會自動判斷該犧牲哪些友軍來保全整體戰力。人類將領可以將注意力完全放在「戰略面」進行全球佈局,高階將領以下,只保留少數中階指揮官,「士兵」這種職業完全消失,取而代之的是技術員和工程師,進行機械人大軍的修護和研發。

  此外,奈米技術和生化科技不斷進步,機械人不再只是無機物所構成;部份有機材料的加入,使得機械人的重量更輕、彈性更好,不再只厚實笨重的模樣。機械人終於演進成具有高度機動能力的人型外觀,同時具有強大的動力系統,不僅可以進行靈巧的高級細節行為,也可以快速的移動、飛行,甚至具有強大的破壞力。

  各國軍事資源皆投入無人戰鬥機具的研發和生產,戰爭的第一階段改變為,戰役引爆點逐漸從接觸戰移動到機械人游擊戰。主要的戰術為使用機械人軍隊快速突破敵人能源據點或以少量機械人挾持大量的百姓作為人質。戰爭的第二階段改變,則從實體戰,進化為數位超限戰;各國透過駭客技術,直接破壞敵國的機械人控制系統,或破壞自主化機械人軍隊的協同平台,使得敵軍的機械人互相自我摧毀、或是不再接受其指揮官的任務,甚至直接侵入機械人的控制單元,將敵人的機械人大軍收為己用。

  最後狂想可能是,人類研發出無法控制的電腦病毒,全世界的機械人終於不受人類控制,也都失去行為準則。機械人大軍的行動怪異,有些自我摧毀、有些成為行屍走肉般的廢鐵、只剩下少數機械人,在電腦病毒突變下,成為完全自主的半機械、半生物的生命體。他們團結起來,成立了新的國家,由於他們集合了高度智慧化和強大的破壞力,又是少數能耐得過終級病毒的超級精英機械人,所以最後,他們以快速的機動力和高超的戰鬥力,控制了剩餘的人類。人類,終於被自己的發明反撲,成為機械人的奴隸。

研究內容

一、先進國家地面載具發展規劃
(一)美國發展概況:
  美國未來戰鬥系統早在2000年波灣戰爭時,同步啟動相關數位化戰場規劃與遙控機器人運用之計畫,限於資富汗戰場及伊拉克境內使用已逾5000台,有效降低非正規戰鬥巡邏傷亡率由37%降低在5%以下,圖2是整個計劃的規劃願景,五角大樓的決策者們開始認同,10年內智能戰爭機器人將成為美軍未來主要戰鬥力。為此投入了美國歷史上最大的單筆軍備研究費1270億美元,研制大量無人戰鬥機械,以完成未來戰場上士兵必須完成的一切戰鬥任務,包括進攻、防護、尋找目標。創意很簡單:未來戰場上,一個機器人士兵發現目標,然後向指揮所匯報,之後由另外一個機器人士兵(或導彈)摧毀目標。據悉,美軍未來一個旅級作戰單元,將至少包括151個機器人戰士。為了驗證這支智能戰爭機器人隊伍的作戰能力,美國陸軍第29步兵團2007年舉行了一場“機器人戰爭演習”:整支機器人作戰兵團由18種執行不同任務的機器人組成,每名機器人與戰場上各種陸、空作戰平臺及傳感器連接在一起。戰鬥打響後,地面機器人充當先鋒,當隱藏著的敵人攻擊它時,空中的無人駕駛偵察機發現敵軍位置,通知巡航中的無人駕駛智能戰鬥機,然後,智能戰鬥機發射導彈,命中目標。所有戰術行動都由智能戰爭機器人自行完成。據估算,這支機器人作戰部隊將使戰鬥時間縮短一半,而美軍士兵傷亡率降低60%-80%。 在戰術運用上載人系統以高效能與高安全度為設計主軸,逐步提升載具自動化與裝配各式感測器,朝向減少戰鬥成員為方向;另一方面以空中與地面無人載具,藉由作戰網路控制,替代與協助陣中六項要務(搜、偵、觀、警、掩、連) 相關工作,早期發現監視與控制敵軍行動,減少戰鬥中的傷亡。


  在圖3中所列是25種機器人的發展,依重量區分為小型與大型兩個部份,其中小型又依重量分成(輕、中、重型三個部份)。目前發展最廣與運用層面最為廣泛的是重量在45至200公斤的魔爪(talon)機器人,圖4是在2007年所發表的各式模組,涵蓋爆裂物移除、反裝甲、通訊中繼與環境偵測等模組運用。

  圖5是近期模組的發展,在演變與發展過程中其重量由原先40公斤,因武器口徑與承載力,其重量以提高到150公斤左右。2004年美軍僅有163個地面機器人。2007年則增長到5000個、至少十款智能戰爭機器人,在伊拉克和阿富汗“服役”。 部署到阿富汗的蛇形智能機器人「赫耳墨斯」主要用于探穴鑽洞,它身上安裝有兩個照相機,在操作員的控制下,能爬進漆黑的洞穴,成功繞過一些大石頭,不斷向外發送拍攝的圖片。 「劍」型機器人在伊拉克戰場上更是神通廣大,它能夠輕易通過樓梯、岩石堆和鐵絲網,在雪地及河水中也行走自如;裝備一挺經過改造的M249型機槍攜帶5.56釐米彈藥200發,射速高達1000發/分鐘,火力強度足以與一挺壓制重機槍媲美。圖6是「劍」型機器人與控模組,裝有4臺攝像機和夜視瞄準具,能夠使用步槍、手榴彈與火箭發射器,命中精度極高,防護力和生存力也比較強,足以在戰鬥中為美軍士兵提供全天候的近距離火力支援。

  在其他構型方面,2006年,BostonDynamics公司成功發表了一系列軍用機械人。最有名的,可以說是外號「機械驢」的「Big Dog」。BigDog是一具四足運輸型軍用機械人,長100公分、高70公分、重量為75公斤,可以行進、快跑、爬山、涉水,使用汽油引擎驅動的動力系統。BigDog身上設有大量的感應裝置和嵌入式運算系統,可自我平衡調整,對於外來的力量,BigDog也可以快速反應,就算被大力金鋼腿踼了一下,BigDog也可以立即恢復平衡,完全不會有傾倒的疑慮。BigDog能以時速4英哩快跑,爬坡度為35度;可以穿過各種惡劣的地形,同時最大負重為350磅。應用在前線運輸、傷兵運送,都是BigDog可以輕鬆完成的任務。



(二) 英國發展現況

  英國在機器人的發展基本上依據美國規畫方式進行,圖8是英國陸軍偵察和處理爆炸危險器的遙控機器人,由於財力未若美國因此在數量上與型式上均較少。英國國防部日前宣布已簽署價值6500萬英鎊(約合1.27億美元)的軍購合同,用於購買一批可輔助拆除炸彈的新型機器人。根據合同,美國軍工業巨頭諾思羅普-格魯曼公司設在英國考文垂的子公司──遠程技術公司將提供80個名為「彎刀」的遠程遙控六輪機器人,用以取代上世紀70年代投入使用的排爆機器人。新型機器人擁有特殊輪胎和先進的懸掛系統,可在多種地形自如行動。機器人的機械手臂由操縱桿控制,使拆彈人員可在安全距離外進行遙控操作。此外,新型機器人的拆彈速度也更加迅捷。

  英國國防部表示,恐怖分子如今能獲得更多的技術信息,製作更加複雜的爆炸裝置。圖9是「彎刀」機器人,它的投入與出現將為拆彈專家提供更好的幫助,為英國打擊恐怖主義提供更多技術支持。

(三)加拿大機器人簡介
  加拿大用於軍事機器人用途報導較為少見,在圖10中是其民間公司投資生產製造,據傳中共採購200部用於配置於武警與執行反恐任務使用,於近期的2010世界博覽會反恐演習中頻頻出現,較為特殊的是其以輪型與履帶雙用途使用,重量上與美國的魔爪機器人重量相近。

(四)德國軍用機器人發展
  德國挾其原有之工業基礎,所開發出的機器人,均較世界各國均式機器人外型洗鍊,功能與性能均堪稱為佼佼者,目前以配發於其偵搜部隊與正規作戰部隊,做為巡邏與邊境警戒之用。德國國防軍2007年10月舉行了一場歐洲地面機器人大賽,來自9個歐洲國家的33家公司和14個科研所,向德國防軍展示了機器人的最新技術。展出的機器人種類多樣,從老鼠大小到一輛小汽車那麼大,有的採用履帶,有的則用輪子行進。德陸軍稱:希望用此為德軍研制未來地面機器人士兵,用途包括偵察敵軍陣地,以及跟蹤和營救受傷士兵等。目前,德國防軍正在開發一種掃雷機器人,它採用“豹”主戰坦克的底盤,可用來清除地表的植被,割斷地雷的引爆索,挖出及摧毀埋在地下的彈藥。該機器人在6小時內的掃雷面積,相當于30個有經驗的工兵同期內掃雷面積的15~20倍。實際上,德國是最先使用機器人士兵的國家,二戰期間曾用機器人代替工兵掃雷和爆破,那時德國的遙控戰鬥車輛實質上就是機器人裝備,共制造了數千輛,開闢了使用機器人士兵的先河。

(五)日本機器人發展
  不可諱言,日本是世界機器人發展技術水準最高的國家,由於其憲法限制因此其軍事用途機器人發表甚少,日本自1995年後的阪神大地震後,日本政府開始注意起災害處理機器人的相關研究,在2002年日本文部省成立了以“大都市大震災減輕化特別計劃”為名,用以減輕大地震發生時,對人、對物的災害程度的大型研究項目,其中ㄧ個子項目是針對災害處理機器人進行相關研究,並成立了“國際救援研究機構”(International Rescue System Institute),簡稱IRS的特定非營利法人組織,其總部在神戶市,負責災害機器人項目的研究與開發工作,內容包括用於搜索遇難者的機器人、感測器、大區域的通訊點以及人機介面等技術,用來完成災害現場的人體探測、訊息蒐集和通訊等任務。

  其成員包含25間大學/研究所與百名的教授和研究機構,並與民間企業合作,總計執行47個研究項目。計畫用5年的時間整合ㄧ套完整有效的防災救援系統,並研發出各種救援機器人的實用機型,以及各類型智慧感測器,為了驗證其研究成果的效能,分別於川崎市與神戶市建立地震災後真實環境的實驗場,以模擬災後發生時的救援行動,並測試機器人的研究成果。

  該計畫主要研發三種實驗機型,第一種是搜索機器人,能協助人類進入災區搜尋受災者訊息;第二種是輔助人類機器人,能代替人類進行簡單的搬運工作;第三種是資訊蒐集或傳播機器人,可以進行搜集災區建物倒塌等資料訊息,或是將訊息傳播於社會大眾。至2006年底,在該計畫支持下所發展的災害處理機器人已接近50種,未來期望達到實用化與產品化的目標。

  在這幾年的努力下,日本已經成為災害處理機器人的技術領先國家,除了政府的大力支持外,企業也對學校提供許多的贊助和合作機會,另外每年也定期舉辦救援機器人盃的競賽,提供許多災害處理機器人研究學者進行研究的動力,對機器人研究領域幫助很大,使得災害處理機器人是在日本廣受政府與業界和學術界支持的研究領域。圖12是日本機器人發展的整理。



由上圖可知其全面化與發展深度,不愧為機器人王國之美譽。相關發展技術可以立即轉移軍事上的用途。


(五)韓國機器人
  韓國於2005年傾全國之力全力研發戰鬥機器人,並列為未來20年國家主要發展目標與重點科技,技術與規劃與美國科技發展相近,在近期的機器人公佈當中可知,以執行邊境警戒與巡邏等非戰鬥任務為主,開發出多項變型履帶系統,

  據韓國聯合通訊社報道,由韓國自行研制的智能型警戒戰鬥機器人“宙斯盾”,目前正為駐伊韓軍站崗放哨,防止伊拉克反美武裝分子的夜間偷襲。“宙斯盾”裝配有探測和監控鏡頭,以及韓國國產K-2衝鋒槍,可以代替哨兵24小時執行警戒任務。在夜間,它可以探測到兩公裏之內的運動物體,並且通過屏幕傳至監控室。監控室配備有控制機器人射擊的操作係統,探測鎖定滲透進來的敵人後,警戒戰鬥機器人通過內置電腦,自動測算出射擊距離等數據,然後進行射擊,命中率接近100%。“宙斯盾”的彈夾裝有100發子彈,可以連續射擊。

  韓國計劃在2020年前裁軍18萬,4年前開始了打造機器人軍團計劃,預計屆時韓軍的戰鬥力會被加強2~4倍。韓軍方希望,到2011年部署大約250部戰鬥機器人,守衛在韓國與朝鮮邊境線上。

    圖19韓國邊境巡邏機器人

  目前韓國國防部和信息通訊部正在為陸軍研製名為“犬馬”的機器人。“犬馬”能在敵陣中衝鋒陷陣,在野外和危險地形,通過“犬馬”機器人配備的無線網絡可進行監視偵察、探索危險品等行動。同時還在研制“輕戰鬥機器人”,它配備有火箭炮和機關槍等,可以攀爬建築物的階梯,快速移動到敵軍眼前,能夠一眼得知敵軍的位置和武裝程度,甚至可以將手榴彈大小的“投擲型監視機器人”拋到韓軍預測的敵軍位置。“投擲型監視機器人”落地後,可將獲取的周圍情報傳輸到韓軍士兵手腕上的手表型計算機中。

  2006年韓國已決定在未來的4年內開發出軍用偵察機器人,並部署於步兵部隊和反恐部隊。軍用偵察機器人智能性強,不僅可能進入藏有敵軍或埋有地雷的洞穴,把拍到的照片傳送給基地,而且可在拐彎處進行偵察,即使被險峻的地形或障礙物絆倒,也可自行站起,繼續完成任務。陸軍方面稱,准備分三個階段開發軍用偵察機器人,並與國防科學研究所成立聯合研發小組。

(六)新加坡機器人
  2007年為提升國防科技,新加坡國防科技局宣佈舉辦自主型戰鬥機器人大賽,只要參賽隊伍設計出可在城市地區執行戰鬥任務的自主型機器人,與其他競爭對手比賽後,能在最短時間內完成任務,就可贏得一百萬新元(新台幣二千萬元)獎金,外國大學和機構也能與本地參賽者攜手參賽。國防科技局局首度舉行國防科技挑戰賽(TechX Challenge),參賽的機器人,必須能在沒有全球衛星定位系統(GPS)協助且自行導航的情況下,在限定時間內執行包括在公路和人行道行走、進出建築物、上下電梯、搭電梯、尋找敵軍目標並回到原點等戰鬥任務。 這項競賽的參賽隊伍,除必須要克服會阻擋GPS信號的城市建築物中、讓機器人自行進出建築物、操縱電梯執行任務、協調不同系統且迅速適應環境等技術問題。自主型機器人有別於現在使用電子遙控的軍事用途機器人,因為電子遙控機器人的活動範圍有限,且必須由操作員親自操作控制,浪費人力,作戰能力並不理想。

(七)以色列軍方機械人
  以色列在軍用機器人開發上一直不餘遺力,尤其在巷戰攻堅機器人的發展上,更是領先世界許多先進國家,圖25是以色列機器人用於巷戰,與高速行駛偵查機器人。

  在同黎巴嫩、巴勒斯坦加沙地帶接壤的以色列邊境,名為“Guardium”的以色列軍陸地警戒機器人會定期巡邏並找出入侵者。以色列海軍戰艦由“防護者”型無人駕駛艦艇(Protector USV)負責監護。用機關槍和榴彈發射器武裝的這種無人駕駛艦艇負責執行阻擋恐怖分子自殺式船舶襲擊的任務。

  以色列的軍用機器人技術,甚至連美國也要從以色列引進技術。美軍在阿富汗和伊拉克使用的用於偵察和攻擊的“捕食者”無人機就是引進以色列20世紀70年代開發的無人機“琥珀”(Amber)後改良的機型。以色列空軍將性能更先進的“蒼鷺”(Heron)、“赫爾墨斯”(Hermes)等尖端無人機進行實戰部署。

  以色列被敵對鄰國包圍,在這樣的安保環境下,以色列對可以立刻投入到實戰中的新型機器人的開發速度非常快。”本國士兵在巴勒斯坦加沙地區的街戰中犧牲後,以色列開發出無人直升機和改良推土機的無人軍需車。以色列陸軍還計畫在一年之內開發出“Rex機器人”。這種機器人可以識別人的聲音,而且可以在交戰地區運送250公斤彈藥和物品。在未來10至15年之內,以色列全部武器的三分之一都將用機器人代替。”如果計畫得以實現,以色列將成為全球上最先開啟機器人戰爭時代的國家。但是,讓機器人代替人類投入到危險戰鬥中的“阿凡達戰爭”時代如果到來,士兵的犧牲負擔就會減輕,因此,各國欲通過戰爭解決一切問題,戰爭場景也可能變得更加殘忍。

(八)俄國機器人發展

  在日前於莫斯科舉行的Interpolitex-2009國際警察與防務技術展上,俄機器人技術應用設計局首次展示了其最新研製的“MRK-27-BT”戰鬥機器人。該設計指出,這種新型機器人的活力強大,而且機動性與穩定性均非常高,完全有可能在未來的作戰行動中代替士兵們去執行危險任務。據介紹,“MRK-27-BT”配備有一部履帶式底盤,裝備的武器包括兩具“大黃蜂”火焰噴射器、一挺機槍、兩具榴彈發射器和六具煙霧彈發射器。俄機器人技術應用設計局負責人伊利亞·拉維雷切夫表示,士兵們現在使用的武器無需接受特殊改裝,便可被直接安裝到“MRK-27-BT”戰鬥機器人上。此外,在必要的情況下,士兵們還可直接從“MRK-27-BT”上取下武器用於作戰。分析人士認為,俄羅斯人之所以提出打造機器人士兵,這和美國五角大樓研製"機器戰士"的構想多少有點關係。  

  從2000年起,美國政府開始打造耗資1270億美元的“未來戰鬥系統”。五角大樓稱,它們準備製造出一批智慧“機器戰士”,使其在未來戰場上完成一切普通士兵能夠完成的戰鬥任務。美國政府對“機器戰士”的高調宣傳讓俄羅斯人倍感壓力,他們期待俄政府也能儘快研製出俄式“機器戰士”,在軍事裝備領域與美國展開競爭。  
近年來,俄羅斯在研製機器人方面也取得了不小的成果。據報道,俄不久前成功研製出“越野車-M3”排彈機器人,它能尋找、發現和遠距離消除爆炸裝置。在即將於聖彼得堡舉行的“八國峰會”期間,俄將首次使用機器人當保鏢,排彈機器人將隨時排除可疑爆炸物。  

  分析人士指出,無論是俄獨闢蹊徑用機器人戍邊,還是各國爭相發展軍用機器人,實際上都是看中了它的獨特優勢。據軍事專家介紹,軍用機器人用途非常廣泛:在陸地,能執行武器彈藥搬運、巡邏和偵察任務;在海上,能執行深水打撈、海上救援、布設水雷和排除水雷等任務;在空中,能執行情報偵察、對地攻擊等任務。
俄羅斯的“機器戰士”研製計劃不過是其龐大的國防現代化戰略的一小部分。俄媒體指出,隨著俄羅斯經濟環境的進一步改善,俄政府在國防建設上將會做出更大的投入。而研製“機器戰士”無疑是軍方投資的重點項目。

三、中國地面載具發展
  中國科學協會發佈的《兵器科學技術學科發展報告》披露了近年來中國在兵器研究的各個領域中所取得的重大進展,部分兵器技術已趕超世界先進水準,但部分兵器仍然與國外先進水準存在較大差距。 在裝甲兵器技術方面,中國已具備自主研發能力,在一些性能上達到世界先進水準,基本可滿足現代戰爭需求,如最新研製完成的新型主戰坦克,在綜合性能以及可靠性方面,可以與世界上列裝的主戰坦克相媲美。重型輪式裝甲車,和各種機器人裝甲車等,是目前發展的一個熱點,建議國家在這方面加大力度,目前中國在槍炮彈藥的研究、設計、製造、試驗技術等方面,都有了很大程度提高,特別是輕武器裝備水準達世界先進水準,現代常規兵器的主要發展方向是,發展高新技術條件下的遠端、精確打擊兵器。當前兵器科技發展的主要趨勢是向輕型化、機動性、遠端化、精確化、資訊化、多用途等方向發展。 防空兵器已是未來戰爭勝敗關鍵,隨著空中目標的多樣化,空中威脅與日俱增,防空任務越來越重,要求越來越高。建立起反導、反直升機和反固定翼飛機的防空武器體系是地面防空的基本要求。

  未來戰爭將摒棄人海戰術,無人駕駛智慧化系統將成為主角,為適應發展,報告建議中國進一步拓展新概念兵器,如武裝機器人等。目前,中國最新的軍用機器人仍以排爆為主要功能。


  LUF60滅火水霧機器人價值170萬元。這款滅火雪炮機器人集排煙、稀釋、冷卻等功能於一體,可在300米距離內進行遙控操作,主要用於隧道、地下倉庫等封閉環境內的搶險救援。 這台滅火水霧機器人共有360個噴嘴,從這些噴嘴中噴出的水霧,射程可達到60米,噴霧的覆蓋面積相當於普通水槍的3-5倍,在處理危險化學品事故時,比與普通水槍噴出的水柱具有更好的稀釋和冷卻效果,同時還能有效減少用水量和水漬損失。“陸虎60雪炮車”的消防工具可用排風機迅速排出隧道、地下建築中的濃煙,1小時可以排出25萬立方米的濃煙,滅火時,還可以用噴嘴噴出水霧或泡沫。該機器人長2.316米、寬1.346米,時速可達40公里,最遠遙控距離300米,配備的履帶底盒可以保證機器人爬上大約30度斜角的樓梯或斜坡。同時,它還可以越過一些障礙物和溝渠進入火場。

  在成都軍區某工程科研設計所誕生探雷機器人,受到國際地雷組織歡迎,據了解已隨中國工兵至黎巴嫩掃雷,受到高度評價。在圖20是多功能先進遙控機器人(MARC),中國購入為數不少的美軍掃雷機器人,具有越野輪胎,伸縮膀臂與照相機。另外上開發出排雷機器人如圖21了。另外尚有排雷機器人,結合嗅覺感知器將地雷找出來,再交由排雷機器人引爆。

我國發展現況

  我國雖然在資訊工業基礎與精密加工技術基礎相當堅實,但是機器人發展上起步較晚,在2004年工研院曾經委託中科院研製危勞型機器人,應用於高污染、高危險與高荷重的環境使用。2005年陸軍官校電機系研發成功的「先導型多功能載台」,可配合步兵配裝多功能槍砲結合模組,減少射手人為影響,以執行戰場偵查、火力支援,並能結合智慧型介面執行營區警戒、巡邏,目前該載台裝配M249班用機槍,攜彈量高達400發,已完成實彈射擊測試。

  目前由國防部國防發展基金會委託相關學校全力支持後續研究,現已開發出保全機器人、救災偵察機器人、消防機器人、多口徑戰鬥機器人、戰鬥支援機器人等多項模組,同時在載台測試以接近戰場境況設計,力求完備我國戰鬥機器人採購規格驗證規範,與提供技術技令與戰術教則供做未來使用參考。

技術分析

將世界各國相近形式與用途機器人經過整理如下表:

  由於我國為全世界資訊工業製造大國,因此世界各國機器人均有部分操控晶片是由我國製造與代工,因此國內在此有充足的發展優勢,加上我國小型機械加工與精密儀器發展亦受多國肯定,在機器人所需的電機電子與機械加工等技術相互整合後,要奮起直追並超越絕非不可能!由其是國防工業基礎與裝備建置,首重整體後勤規畫與妥善率維持,因此世界各國莫不積極建立國內自主性機器人發展,以掌握未來戰場武器適用發展趨勢,取得先制奇襲先機。

反制與因應之道

一、現階段反制措施研究
  依據我國現有環境,與現行部隊武器建置編組,考量機器人使用特性與控制傳輸技術思維,對於未來戰場上面對敵人使用機器人的反制作法上,列舉數電做為未來戰術作為上的參考:
(一)以電磁脈衝破壞邏輯控制系統。
(二)發射干擾電磁波阻斷控制傳輸系統。
(三)強光照射、金屬煙幕干擾影像擷取系統。
(四)使用微生物、微形機器人侵蝕內部電路。
(五)以簡易之機械機構運動進行欺敵。
(六)以高壓電流電擊陷阱破壞電子系統。
(七)蒐集敵方頻譜資料研究制敵之道。
(八)放置多個詭雷造成行動限制延遲行動。

  列舉部分具體做法如下圖:

二、現階段發展建議
  針對現今全球機器人發展趨勢分析,對於國軍未來發展列舉以下建議:
(ㄧ)引進與研製機器人建立基礎戰術運用概念。
(二)蒐集研析資料訂定我國戰場機器人規格。
(三)成立研究小組培訓軍事與科技結合人才。
(四)建立資料庫與交流平台拓展情報交流。
(五)投入經費研發關鍵模組掌握自主性。
(六)建立與學術單位交流合作互助管道。
(七)發展技術技令與戰術教則發揮裝備最大功效

結論

  未來的戰場上,將會出現更多的新式武器與高殺傷武器,在此環境要維持士兵的存活代價將非常昂貴,因此大量採用戰場機器人將是一種趨勢。由於機器人是依程式規劃行動,在環境險惡與特殊狀況時,亦會採取自我犧牲挽救局勢英勇行為,因此各級幹部必須深入了解其特性與限制,及早因應規劃相對性戰術戰法,以求克敵制勝。

  我國軍方與民間救援單位應全面重視並提升研究層級,結合國內專業機構與具有研究能量之學校,投入經費開發我國軍事與民生用途機器人,記取多次向國外採購武器裝備而無全面後勤配合之慘痛教訓,由其機器人內部電腦與晶片汰換速度極快,因此機器人之控制系統使用壽期綜合國內外規範所列,合理推算為3年,外部機械結構為5年,因此需要一個具有活力與專術機構全力與長期發展配合,才能發揮機器人具體戰力,掌握戰場科技優勢。

參考資料
[1]機器人世界情報網http://www.robotworld.org.tw/
[2] 全球的軍用機器人無人機市場市場佔有率策略・預測分析(2010-2016年)
http://www.giichinese.com.tw
[3]中華民國福爾摩沙軍部落格http://tw.myblog.yahoo.com/sunponyboy-IDF/
[4]國防部青年日報新聞網 http://news.gpwb.gov.tw/
[5]詹姆士機器人網站 http://tw.myblog.yahoo.com/jw!mzrtp5qbGR78c24fX98-/
[6] http://www.klsreview.com/HTML%20Pages%20/Jan_June%202008/20080324_03.html
[7] http://tw.myblog.yahoo.com/jw!f7hJqnmGHxqCKqM1I19arOoXxIQpzPk-/
[8] http://maiio.net/maiio.php?mid=14344&mode=1
[9]日本機器人產業政策研究會報告書摘要
[10]詹氏年鑑http://www.janes.com/