乌克兰如何用机器人军队取代人类士兵

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乌克兰计划部署15000辆UGV应对人员短缺,聚焦后勤、撤离等任务。虽有BRAVE1测试,但成本、续航和AI自主性是挑战。未来依赖AI提升UGV导航和目标识别能力,实现“无突击的突击”。人形机器人如Optimus仍需战场测试,当前UGV主要执行危险支援任务,降低士兵风险。

译自:How Ukraine Is Replacing Human Soldiers With A Robot Army

作者:David Hambling

Ironclad,是乌克兰军队部署的众多作战型无人地面车辆之一。

上个月,乌克兰官员宣布了部署15,000辆地面机器人计划——无人地面车辆(UGV)——的目标,计划在2025年实现。这是一个巨大的规模扩张,原因显而易见。

“乌克兰正面临严重的人员短缺,这已不是什么秘密,”Wadhwani AI Center的研究员,智库战略与国际研究中心(CSIS)的Kateryna Bondar告诉我。“这产生了一种紧迫的、关乎生存的需求,即用机器人系统替代人类的角色。”

乌克兰已经加快了无人机生产的步伐,从2022年的几千架增加到2024年的20万架,再到去年的200万架。但是,正如Bondar解释的那样,部署数千个金属“靴子”来取代人类是一项更具挑战性的前景。

机器军团

15,000个作战机器人的数字来自乌克兰国防部负责人Hlib Kanevskyi,他被引用在Economichna Pravda中。Kanevskyi表示,他们在2024年下半年签署了价值250万美元的UGV合同,今年第一季度飙升至1.5亿美元。这表明增长了大约一百倍。

当然,人们对军事机器人技术充满乐观,而且不乏乌克兰UGV的设计,开发人员大约每周都会推出一款新型号。这些是各种形状和尺寸的轮式和履带式机器,其作用包括布雷和扫雷、后勤、伤员撤离以及使用爆炸有效载荷或机枪进行直接战斗。BRAVE1国防技术孵化器的最新试验涉及70种不同的类型。

但是,在前线看到这些机器的迹象要少得多。在批准用于军事用途的50种类型中,只有10到15种在定期服役。这在很大程度上是由于实际问题,这些问题比鞋盒大小的FPV更具挑战性。

“想象一下将一台1000公斤的机器带到前线,”Bondar说。“这是一个后勤问题。如果它使用燃料,你还必须运输燃料,如果它使用电池,它们将又大又重,并且需要发电机来充电。”

然后是成本。虽然小型无人机实际上是消耗品,每架花费几百美元,但UGV并非如此便宜。

“即使是带有小型有效载荷的小型无人地面车辆,起价也在2,000-3,000美元左右,”Bondar说。“更昂贵的无人地面车辆价格为10,000美元及以上。这部分是因为它们更难制造——你不能只在3D打印机上制作一个机身。”

按照这些价格,只有当UGV能够完成空中无人机无法完成的事情时,它们才是有价值的。鉴于无人机非常擅长侦察和精确打击数英里外的目标,因此UGV往往仅限于更小众的角色。

机器拯救生命

“后勤是一个有趣的用例,”Bondar说。“UGV现在正在执行更多的任务并取代人员。使用UGV可以使人员免受人身风险。”

Zmiy - “蛇”——是一种典型的后勤UGV,一种能够携带1,100磅的遥控车辆……更多

到前线的最后几英里在俄罗斯FPV无人机的打击范围内,卡车和货车比挖掘阵地更容易受到攻击。

“去那里和回来是一项超级高风险的任务,”Bondar说。“一辆可以携带60公斤的UGV可以为一个部队阵地补给四到五天。这非常有效。”

另一方面,伤员撤离同样至关重要,尽管很少有人愿意将受伤的士兵托付给一台可能在途中发生故障的机器,并且UGV撤离被视为最后的手段。

乌克兰新闻来源描述了上个月的UGV撤离,其中三名受伤士兵在俄罗斯迫击炮和炮火覆盖的地区被运送了10多英里。行动取得了成功,但需要50多人才能完成,包括UGV操作员、跟踪UGV进度的无人机操作员、电子战支援人员等。

这突出了UGV的另一个问题:它们可能是无人驾驶的,但需要很多人来操作它们。虽然在定义明确的道路上上下行驶已经足够困难,但对于必须越野行驶的作战机器人来说,这更加困难。这些通常需要一名驾驶员和一名武器操作员来控制UGV,以及一个两人无人机团队来提供空中监视并指导地面上的团队。这就是四个人加上一堆硬件来代替一名士兵。

一位俄罗斯无人机操作员与一位在地面操作UGV的同事分享他的显示屏,从而... 更多

俄罗斯UGV团队在电视新闻报道中的行动图片很好地说明了这个问题。UGV位于长长的草丛中,操作员无法看到他要去的地方。无人机操作员分享他的显示屏,因此UGV操作员可以鸟瞰他的位置——但无人机操作员仍然需要显示屏来驾驶自己的机器。更好的软件和可以自我引导的机器将大大减轻工作量。

“未来一切都与自主性和人工智能有关,”Bondar说。

智能软件将允许UGV自行导航,使用来自上方飞行的自主无人机的图像。然后,操作员成为任务指挥官,命令UGV前往何处,并选择和批准武器的目标。但是,实现这一点比自主飞行困难得多。

“即使在民用环境中,自主地面导航仍然没有解决;尽管经过多年的投资和明确的交通规则,自动驾驶汽车仍然在铺砌的道路上与边缘情况作斗争,”Bondar说。

当然,在军事环境中,事情要困难得多。

“该系统必须能够实时感知其环境,做出与上下文相关的决策,避开障碍物,并控制车辆复杂的机械系统——所有这些都在GPS拒止、通信降级和电子战的条件下进行,”Bondar说。“虽然在研究实验室中存在一些有希望的原型,但广泛的战场部署——尤其是在单个人员担任多个UGV的任务指挥官的情况下——可能还需要几年的时间才能成熟,即使在像乌克兰这样的高优先级环境中也是如此。”

进攻型机器人

但是,虽然软件仍在成熟,但在大量人工协助下,硬件已经可以执行有用的任务。

“乌克兰已经进行了他们的第一次纯机器人攻击,”Bondar说。“整个过程都是完全遥控的。”

这是一次成功的对俄罗斯阵地的攻击,涉及混合侦察无人机、轰炸机、FPV和数十辆地面UGV,由第13国民警卫队于去年年底进行。

Bondar指出,一旦UGV完成了他们的工作,士兵们就会进入以确保阵地。乌克兰人称这种方法为“无突击的突击”,因为士兵自己没有参与行动。

“看起来乌克兰在此次行动中的主要目标是收集经验,然后在战术方面制定指导方针和标准,以便可以传播这些知识,”Bondar说。“但我很确定我们会看到更多这样的情况。”

防御行动更为直接。乌克兰有许多机器人武器系统和自动炮塔。其中最简单的,只不过是安装在三脚架上的机枪,配有摄像机和伺服电机。使用这些设备的操作员可以与空中侦察员和FPV操作员协调,以阻止俄罗斯的攻击,而无需任何人在战壕中。

“在这一点上,我认为他们可以很好地守住防御阵地,”Bondar说。

类人战士?

展望未来,许多公司开始生产人形机器人,理论上,这些机器人可以扮演士兵的角色。然而,即使是为地形设计的履带式机器也存在移动性问题。

“我们的机器人在执行任务时陷入泥泞,我们派出了另一台带有绞盘的机器人来救援它,”乌克兰关于UGV行动的报告中引用了一个典型的抱怨。“结果,俄罗斯人摧毁了带有绞盘的机器人。”

泥浆、雪、沙子和草地经常被提及为UGV的主要障碍。

在乌克兰测试的“机器狗”。这些尚未找到战场角色

腿式机器人本应在各种地形上提供卓越的移动性,但它们不一定是答案。乌克兰已经部署了四足机器人——“机器狗”——基于中国的商业产品,但Bondar报告说结果很差。

“操作员抱怨说,犁过的田地对四足机器人来说是个问题,”Bondar说。“而且它们会陷入泥泞。而且它们无法隐藏。在这一点上,它们是一个不错的玩具,目前在前线还没有应用。”

原则上,人形机器人应该具有更高的移动性,并且可以像人类一样轻松地穿越地面。像特斯拉备受炒作的Optimus和宇树科技的人形机器人G1这样的机器可能会很有用——但前提是驱动它们的AI足够聪明。Elon Musk表示,Optimus的起价约为3万美元,而且价格还会下降。但引人注目的演示视频是一回事,实用性——就像机器狗一样——是另一回事。

理论上,像特斯拉的核心技术Optimus人形机器人这样的机器可以提供低成本的……更多

Bondar说:“虽然理论上它们提供了类似人类的移动性,并且最终可以像士兵一样移动、隐藏和寻找掩护,但它们的真正效用只有通过实际的战场测试才能明确。”

对于一个机器人部队来说,几个小时的电池续航时间可能足以执行一次攻击,并占据一个可以由人类后备部队占据的位置。这与使用履带式UGV进行攻击的行动相比,只是一个小小的战术步骤,不同之处在于,人形机器人可能会更快地前进,并进入战壕和掩体来清除它们。至少在理论上是这样。

Bondar说:“最终,人形机器人的经济性和有效性将完全取决于它们所承担的任务类型以及它们可以被可靠地重复使用多少次。” “在这些用例经过测试和验证之前,它们的真正价值仍然是推测性的。”

乌克兰的15,000个机器人将与超过800,000人一起工作,目前这些机器将发挥辅助作用,而不是接管战斗。

Bondar说:“UGV可能会在执行最危险的支援任务中发挥重要作用,它们可以降低人类士兵的风险,而不会以不可持续的数量损失。”

Bondar的CSIS论文《乌克兰在进行人工智能赋能的自主战争方面的未来愿景和当前能力》可以在此处阅读

乌克兰的机器人与人类的比例可能会像无人机一样迅速变化。随着时间的推移,特别是人工智能可能会将笨拙的UGV转变为更具移动性、效率更高的战斗机器。这可能尚未发生,但将人类从前线撤离可能只是时间问题。