从哈迪曼到行走卡车

古代骑士出征都有仆役随从，专司各种杂务后勤工作。现代战争中，士兵们背着个人装具和武器，经常要长途跋涉。虽然有卡车帮忙，但是车辆必须依赖公路，一旦进入崎岖地带，士兵们还可以应付，但物资给养和重型装备就难以运输。能否让士兵们有一种能够行走的强悍机械仆从呢？早在半个多世纪前，美国军方就委托通用电气公司展开过相关研究。

哈迪曼样机

哈迪曼的机械手

通用电气最早的产品是哈迪曼（Hardiman），该项目由美国军方投资，设计方案类似于今天的机械外骨骼。军方的目的是让穿戴者拥有超人一样的力量。哈迪曼拥有28个关节和两个抓取臂，由复杂的液压和电子系统驱动。实验中，穿戴者曾成功举起过1500磅的重物。不过遗憾的是，限于当时的技术条件，哈迪曼自己也臃肿不堪，自重达1500磅。如此重量的外骨骼自然难以操控，稳定性不佳，体重带来的另一个问题是能源不足。结果哈迪曼没能走出实验室。

通用电气制作的哈迪曼及四足机器人模型

1962年，受军方委托，位于麻省皮茨菲尔德的通用电气公司武器部把研究方向转向了四足行走机器人，进行了大量试验。这种四足机器人俗称“行走卡车”（Walking Truck）——这也是军方设计它的本意；不过它还有一个更形象的名字：“步行机”（Pedipulator）。如果再学究一点，它也有一个官方正式名称，“控制论节肢动物类机械”（Cybernetic Anthropmorophous Machine/CAM），缩写为CAM。CAM拥有3米多长的腿脚，造型颇似星球大战里的AT-AT重型装甲步行机——耐人寻味的是，18年后的1980年，乔治·卢卡斯大师的星球大战中AT-AT巨型行走机器人才亮相大银幕。

CAM样机

1965年中时，鉴于前期试验工作比较令人满意。美国国防部和陆军坦克及车辆中心要求通用电气开始制造这种半两栖型四足货运仿生机械。1966年，美国向越南派兵的前一年。陆军与通用电气签订协议，制造试验原型车。CAM需要一名操作人员，他直接站在CAM上面，他的腿部行走动作会通过电子设备直接与机器人的两条后腿实现协调同步，而他的双臂动作则会与机器人的两条前腿联动——这种方式与今天的智能外骨骼颇为神似。不过这一设计导致的一个后果是，明明两脚走路的人类操作员不得不主动模仿四足动物的爬行动作（实际上近乎于“站着爬行”），的确算不得轻松。实验中，CAM可以装载半吨重的装备物资在崎岖和泥泞地区行走，设计行走速度每小时35英里，如果操纵员撑得住的话。CAM气力不小，可以轻松推开一辆吉普车，也能灵巧地接触脆弱的电灯泡而不至其破碎。两到三个CAM还可以联合，如同多人抬担架一样共同搬运重型货物。1969年4月这一研究成果首次向公众展示。然而，操纵CAM实在不轻松，长时间行走就更累人。造成这一现象的主要原因是，当时CAM的设计中稳定性和平衡性的自动控制水平太低，完全依靠操纵人员的大脑来检测和调校，这自然造成操纵人员较大的工作负荷。最后，这种CAM的复杂控制技术总算在水下作业中找到了用武之地。通用电气把它的液压机械臂用在了世界上第一艘铝合金潜艇上。当然，今天这项技术早已普及到各种高技术装备上。