由于没有人在里面，机器人的大小就不受限制了。微型机器人可以小到只有几毫米，仅重数克。美国Aero Vironment公司生产的一种机器人，大小与蜂鸟相近，也能像蜂鸟一样在目标上面盘旋，可用于在市内巷战中执行侦察任务。下一个前沿领域就是纳米(10-9米)级的机器人。有科学家认为几十年后这类机器人将大行其道。在战争中这类机器人可以发挥各种各样的作用，从侦察用的“智能粉尘”(smartdust)到能够进入人体修复伤口、反过来也可以在人体内弄出伤口的细胞级机器人。当然，机器人的大小也可以趋向另一个极端。既然不需要考虑人的身体条件，那么就可以造出如美国洛克希德·马丁公司(Lock heed Martin)的“高空飞艇”(High Altitude Airship)之类的巨兽级无人装置。这个庞然大物可携带足球场那么长的雷达，在19800米的高空上连续飞行一个多月。除了大小和形状，机器人在战争中的第二个关键变化就是作用越来越广泛。同第一次世界大战中的早期“飞机”相仿，机器人一开始也只是用于观测和侦察，而现在则要承担各种各样的新任务。“魔爪”的生产商QinetiQ North America公司在2007年推出了MAARS(意为“模块化先进武装机器人系统”)机器人，装有机枪和榴弹发射器，可以执行放哨和狙击等任务。美国陆军医学研究与装备司令部(U.S.Army Medical Research and Materiel Command)研制的“机器人撤出车”(Robotic Extraction Vehicle)等医疗救护机器人，则可以把受伤的士兵拖到安全的地方并给予照顾。
第三项关键变化则是机器人越来越智能和自主。芯片计算能力的提升势不可当，对刚入伍的士兵而言，他们在退役时看到的机器人配置的电脑，或许会比现在的电脑计算能力高出10亿倍。对二战时期的军队来说，B-17与B-24等不同轰炸机之间的区别不在于哪个更聪明，而现今的武器系统恰恰就需要这种区分。“捕食者”系列无人机最初是完全通过遥控操作的，现在则能够独立起降并同时跟踪12个目标；目标识别软件甚至能根据脚印踪迹找到起点。而且，美国军方已经在筹划用更新的产品取代这些1995年后才开始部署的无人机。
机器人智能和自主能力的迅速增长提出了一个深层次的问题，即哪些任务适合派机器人去执行。在斟酌这方面的决策时，不仅要考虑机器人在战场上的效率高低，还必须考虑这种责任的转移对于部队指挥官的影响，以及有关机器人行为的政治、伦理和法律责任问题。机器人在短期内最可能以“战士伙伴”的身份出现，即把人类士兵与机器人混编成队，协同作战。人类战士向机器人同伴下达战术指令，并让它们有足够的自主性以应对变化无常的环境。
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