朱豐 袁藝 王永華 劉顯峰
隨著人工智能、自主控制、無(wú)人作戰(zhàn)等先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展,從航空到航天,從陸地到海洋,從物理系統(tǒng)到信息系統(tǒng),以智能化牽引或具有智能化特征的各種無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、無(wú)人車系統(tǒng)、無(wú)人艦船系統(tǒng)、無(wú)人潛航器系統(tǒng)以及各類機(jī)器人系統(tǒng)為代表的智能無(wú)人系統(tǒng)大量涌現(xiàn),并加速向軍事領(lǐng)域滲透,大步登上戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái)發(fā)揮至關(guān)重要的作用。這些智能無(wú)人系統(tǒng)可以很好地助人、代人甚至替人完成更多、更為艱巨的作戰(zhàn)任務(wù),因此其必將逐步取代諸多傳統(tǒng)力量而成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)特別是具有智能化特征的信息化戰(zhàn)爭(zhēng)和智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的主要作戰(zhàn)力量之一。這種具有前瞻性、牽引性和普遍性意義的作戰(zhàn)力量必將推動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和作戰(zhàn)樣式適應(yīng)性發(fā)展演進(jìn)。
智能無(wú)人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是以系統(tǒng)觀為指導(dǎo),以模擬人的感官、思維和行動(dòng)等為出發(fā)點(diǎn),在人工智能、自動(dòng)控制、通信傳輸和信息網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)支撐下,進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)。因此,與傳統(tǒng)作戰(zhàn)系統(tǒng)特別是有人作戰(zhàn)系統(tǒng)相比,智能無(wú)人系統(tǒng)的組成要素更多、更為復(fù)雜。
智能無(wú)人平臺(tái)是具有一定自主性的新型無(wú)人平臺(tái),主要包括各類具有智能化特征的無(wú)人機(jī)、無(wú)人車、無(wú)人艇、無(wú)人潛航器和太空機(jī)器人等平臺(tái)。智能無(wú)人平臺(tái)作為智能無(wú)人系統(tǒng)的主體,可擔(dān)負(fù)戰(zhàn)場(chǎng)上的偵察監(jiān)視、邊緣指控、復(fù)合攻擊、信息支援、通信中繼和綜合保障等任務(wù),因此,在智能無(wú)人系統(tǒng)中占據(jù)了中心地位。隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步,無(wú)人平臺(tái)攜帶的功能載荷可進(jìn)行軟件定義、動(dòng)態(tài)調(diào)整和實(shí)時(shí)變更,從而逐步具備更強(qiáng)的作戰(zhàn)適應(yīng)性。
信息網(wǎng)絡(luò)是基于多種特定的通信、路由、網(wǎng)絡(luò)等協(xié)議,依托可靠的無(wú)線通信鏈路和數(shù)據(jù)傳輸信道的網(wǎng)絡(luò)化物質(zhì)載體。其作為智能無(wú)人系統(tǒng)的神經(jīng)經(jīng)絡(luò),可實(shí)現(xiàn)無(wú)人平臺(tái)與指控站之間,無(wú)人平臺(tái)與中繼設(shè)備之間,武器系統(tǒng)或其他操作平臺(tái)之間的指令傳輸、情報(bào)分發(fā)和信息送達(dá)??梢哉f(shuō),信息網(wǎng)絡(luò)是保證智能無(wú)人系統(tǒng)順利完成任務(wù)的重要支撐。目前,美軍正緊鑼密鼓地研制基于多址聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(3DMA)的新一代增強(qiáng)型通用數(shù)據(jù)鏈,可支撐新型“動(dòng)態(tài)定向性網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”(DDMN),為進(jìn)一步提高智能無(wú)人系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)彈性,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)賦能作用助力。
智能無(wú)人系統(tǒng)并非完全無(wú)人。其在準(zhǔn)備和執(zhí)行任務(wù)期間,主要以“人類主導(dǎo)、機(jī)器協(xié)助、結(jié)合使用、聯(lián)合運(yùn)行”的方式,構(gòu)成有人/無(wú)人協(xié)作機(jī)制,協(xié)同進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、指揮調(diào)度、鏈路測(cè)控、操作控制、載荷監(jiān)控。在這其中,有人操控的指控單元作為智能無(wú)人系統(tǒng)的最強(qiáng)大腦和安全護(hù)欄,可發(fā)揮指令下達(dá)、情報(bào)回傳處理、信息推送分發(fā)等作用,確保智能無(wú)人系統(tǒng)行動(dòng)正確、圓滿完成任務(wù)。按照指控單元所在空間劃分,主要包括陸上指控站(車、單兵)、空中指控機(jī)(飛艇)、海上指控艦、太空指控空間站等。
綜合保障系統(tǒng)作為智能無(wú)人系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的支撐,不僅為智能無(wú)人平臺(tái)有效出動(dòng)提供合適的發(fā)射保障,而且在智能無(wú)人平臺(tái)前一次任務(wù)結(jié)束至下一次任務(wù)準(zhǔn)備期間,為智能無(wú)人平臺(tái)恢復(fù)至可用狀態(tài)、做好再出動(dòng)準(zhǔn)備等提供各種保障。不僅包括充電、加油、補(bǔ)充彈藥、增加物資等物質(zhì)保障,而且包括回收、檢測(cè)、維修、保養(yǎng)等機(jī)體保障;此外,還包括調(diào)度、調(diào)配、送達(dá)等運(yùn)輸保障。按照保障系統(tǒng)主體所在空間劃分,主要包括陸上保障基地(車、人員)、空中保障機(jī)(飛艇)、海上保障船、太空保障空間站等。
當(dāng)前以智能化牽引或具有智能化特征的各種無(wú)人機(jī)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)
智能無(wú)人系統(tǒng)的出現(xiàn)旨在模擬、拓展有人作戰(zhàn)系統(tǒng)的各種功能和作戰(zhàn)性能??傮w上看,智能無(wú)人系統(tǒng)種類繁多、類型各異、功能齊全,覆蓋全空間、全領(lǐng)域、全維度;運(yùn)用模式多樣,可以遂行多種作戰(zhàn)任務(wù)。
智能無(wú)人系統(tǒng)種類主要由智能無(wú)人平臺(tái)的種類決定,其所具有的作戰(zhàn)功能也由相應(yīng)的智能無(wú)人平臺(tái)的作戰(zhàn)功能決定。為了滿足遂行多樣化作戰(zhàn)任務(wù)的需要,智能無(wú)人平臺(tái)種類多、適應(yīng)空間廣,致使其所屬的智能無(wú)人系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì)。從智能無(wú)人平臺(tái)種類及其運(yùn)行空間看,智能無(wú)人系統(tǒng)至少包括以下六類。一是智能無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)是無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。智能無(wú)人機(jī)系統(tǒng)作為一種特殊的無(wú)人機(jī)系統(tǒng),主要指具有智能化特征或者具有一定自主能力的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。從其作戰(zhàn)功能看,智能無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可分為偵察監(jiān)視、火力打擊、網(wǎng)電對(duì)抗、指揮控制、運(yùn)輸投送、加油保障等類別。二是智能無(wú)人地面車系統(tǒng)。這種智能無(wú)人系統(tǒng)是在普通軍用車輛(或?qū)iT設(shè)計(jì)制造的車輛)的基礎(chǔ)上增加了具有一定自主能力的先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器等智能裝置,通過(guò)車載各類傳感器自主感知周圍環(huán)境,輔助甚至代替陸上有人作戰(zhàn)系統(tǒng)執(zhí)行特定任務(wù)的智能無(wú)人地面車輛裝備。智能無(wú)人地面車系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性好、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣,可代替有人車輛系統(tǒng)遂行目標(biāo)搜索偵察、排雷排爆、精確打擊引導(dǎo)、后勤運(yùn)輸、伴隨保障等多種作戰(zhàn)任務(wù)。三是智能無(wú)人水面艇系統(tǒng)。這是以半自動(dòng)或全自動(dòng)方式,在水面航行和開展作業(yè)的智能無(wú)人系統(tǒng),可由水面艦船或岸上基地布放和回收。智能無(wú)人水面艇系統(tǒng)可遂行的主要作戰(zhàn)任務(wù)包括海上安全爭(zhēng)奪、反水雷戰(zhàn)(MCM)、反潛戰(zhàn)(ASW)、電子戰(zhàn)、水面戰(zhàn)、支持海上攔截作戰(zhàn)、支援特種部隊(duì)作戰(zhàn)等。四是智能無(wú)人潛航器系統(tǒng)。這種智能無(wú)人系統(tǒng)可長(zhǎng)期潛入水下,依靠自帶能源、自推進(jìn)、半自動(dòng)或自動(dòng)控制,通過(guò)配置不同任務(wù)載荷,而具有目標(biāo)識(shí)別、海洋調(diào)查、通信導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(CN3)破襲、負(fù)載投送、綜合打擊等能力,可遂行情報(bào)/監(jiān)視偵察(ISR)、時(shí)敏目標(biāo)對(duì)抗(TCS)等作戰(zhàn)任務(wù),以此為主體實(shí)施反水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、信息戰(zhàn)(IO)等。五是智能無(wú)人太空運(yùn)行器系統(tǒng)。這種智能無(wú)人系統(tǒng)具有一定的自主能力,能夠在太空?qǐng)?zhí)行軍事任務(wù),主要包括太空自主飛行器、智能巡航導(dǎo)彈和智能化軍用衛(wèi)星,可遂行太空偵察預(yù)警、攻防對(duì)抗、信息支援以及綜合保障等作戰(zhàn)任務(wù)。六是跨域智能無(wú)人系統(tǒng)。這是一類特殊的智能無(wú)人系統(tǒng),主要包括潛射無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、海陸兩棲無(wú)人艦系統(tǒng)以及具有空天穿梭能力的智能無(wú)人飛行器系統(tǒng)等。與上述五類單域智能無(wú)人系統(tǒng)不同,這類智能無(wú)人系統(tǒng)可在統(tǒng)一的作戰(zhàn)規(guī)則和時(shí)空基準(zhǔn)指引下,進(jìn)行跨域機(jī)動(dòng)和跨域作戰(zhàn)。
智能無(wú)人系統(tǒng)可覆蓋全空間、全領(lǐng)域、全維度
從智能無(wú)人系統(tǒng)的組網(wǎng)特點(diǎn)和組織情況看,依據(jù)智能無(wú)人平臺(tái)的不同數(shù)量和自主程度,智能無(wú)人系統(tǒng)運(yùn)用模式呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)。一是單平臺(tái)智能無(wú)人系統(tǒng)運(yùn)用。智能無(wú)人系統(tǒng)中僅含一個(gè)智能無(wú)人平臺(tái),并著眼充分發(fā)揮這種作戰(zhàn)平臺(tái)的作戰(zhàn)效能,設(shè)置相應(yīng)的指控單元、信息網(wǎng)絡(luò)和綜合保障系統(tǒng)。智能無(wú)人平臺(tái)具有一定的自主作戰(zhàn)能力,但仍由指控單元中的人類所控制。智能無(wú)人系統(tǒng)通過(guò)合理的內(nèi)部機(jī)制,獨(dú)立遂行作戰(zhàn)任務(wù),如單一平臺(tái)的智能無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、智能無(wú)人潛航器系統(tǒng)等。二是多平臺(tái)編組的智能無(wú)人系統(tǒng)運(yùn)用。智能無(wú)人系統(tǒng)中包含多個(gè)智能無(wú)人平臺(tái)。這些智能無(wú)人平臺(tái)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需要進(jìn)行特定的排列組合和作戰(zhàn)編組,并具有一定自組織、自指揮、自協(xié)同能力,但它們?nèi)远继幱谥悄軣o(wú)人系統(tǒng)中指控單元里的人類所控制。這樣的智能無(wú)人系統(tǒng)在智能無(wú)人平臺(tái)之間增加了一些自主交互機(jī)制,可遂行相對(duì)較復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)。三是智能無(wú)人系統(tǒng)集群運(yùn)用。由多個(gè)具有一定自主能力的智能無(wú)人系統(tǒng)組成智能無(wú)人系統(tǒng)集群,通常較少甚至不需要依賴指控單元中人類的控制,而是依托龐大的信息網(wǎng)絡(luò),借助來(lái)自不同智能無(wú)人系統(tǒng)的大量智能無(wú)人平臺(tái)之間的自組織機(jī)制,通過(guò)井然有序的自主交互組成統(tǒng)一的“有機(jī)”整體,實(shí)現(xiàn)較高程度的自主協(xié)作,涌現(xiàn)出“1+1>2”的整體作戰(zhàn)效能。這些智能無(wú)人平臺(tái)可攜載偵察監(jiān)視、通信中繼、誘騙干擾、聯(lián)合打擊、支援保障等不同功能載荷,從而具備不同的作戰(zhàn)能力。美軍LOCUST、小精靈、蝗蟲、灰山鶉等項(xiàng)目,就在開發(fā)驗(yàn)證具有較高智能化水平的智能無(wú)人系統(tǒng)集群。
智能無(wú)人系統(tǒng)基于人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主感知、自主決策以及自主行動(dòng);基于人機(jī)交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)人工指揮、機(jī)器控制、協(xié)同作業(yè);基于信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全元鏈接、體系聯(lián)動(dòng)、多域聚能。因此,與傳統(tǒng)作戰(zhàn)系統(tǒng)特別是有人作戰(zhàn)系統(tǒng)相比,智能無(wú)人系統(tǒng)具有許多獨(dú)特的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。
人工智能牽引下的先進(jìn)技術(shù)群不僅賦予智能無(wú)人系統(tǒng)具有類似于人類的“看、聽、酌、說(shuō)、做、評(píng)”等能力,使其可與人類友好協(xié)作,也可使其突破人類生理極限代人、助人甚至替人實(shí)施作戰(zhàn)。一方面,智能無(wú)人系統(tǒng)中智能無(wú)人平臺(tái)具有更長(zhǎng)的航程航時(shí)和更強(qiáng)的耐持久性,其可將有人作戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)擴(kuò)大至極地、遠(yuǎn)海、臨近空間、太空等更為廣袤的地域。如美全球鷹無(wú)人機(jī)可持續(xù)飛行42小時(shí),期間可實(shí)施連續(xù)不間斷的監(jiān)視偵察。另一方面,這些智能無(wú)人平臺(tái)可在氣候條件更加惡劣,甚至人類無(wú)法介入的環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。如在核生化地域,人類會(huì)因沾染物的侵害而大大降低作戰(zhàn)效能,而智能無(wú)人平臺(tái)則可適應(yīng)這種受沾染的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。它們可不考慮沾染危險(xiǎn),安全高效地完成火力打擊、協(xié)同進(jìn)攻、效果評(píng)估以及緊急救援等各種作戰(zhàn)任務(wù)。
智能無(wú)人系統(tǒng)中的智能無(wú)人平臺(tái)由于不需載人,可設(shè)計(jì)的體型更小、重量更輕、布局更為簡(jiǎn)便,使得這種平臺(tái)行動(dòng)更加敏捷、機(jī)動(dòng)能力更強(qiáng)。此外,很多智能無(wú)人平臺(tái)特別是前出作戰(zhàn)的平臺(tái)都通過(guò)隱身化設(shè)計(jì),涂有先進(jìn)的隱身材料、加裝先進(jìn)的隱身設(shè)施,并具有隨時(shí)無(wú)線電靜默的能力,以對(duì)抗對(duì)手的偵察和跟蹤,從而達(dá)到盡可能隱蔽、不被對(duì)手過(guò)早發(fā)現(xiàn)的目的。因此,與傳統(tǒng)有人平臺(tái)相比,智能無(wú)人平臺(tái)具有更強(qiáng)的隱蔽突防能力,特別是攻擊型智能無(wú)人平臺(tái),可載彈前出對(duì)敵各種防御嚴(yán)密的目標(biāo)實(shí)施更加有效的隱蔽突襲。智能無(wú)人平臺(tái)這種強(qiáng)大的突防能力,無(wú)疑被視為是其特有的重要作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。為此,各國(guó)紛紛開展相關(guān)探索研究,不斷提高這方面的作戰(zhàn)性能。
智能無(wú)人平臺(tái)可在氣候條件更加惡劣,甚至人類無(wú)法介入的環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)
與人類所具有的心理因素不同,智能無(wú)人系統(tǒng)中的智能無(wú)人平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)理是算法驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)支撐下的機(jī)器工作和智能運(yùn)行,沒(méi)有人類各種本能性的心理特征,不易受外界因素干擾,可以時(shí)刻保持“沉著、冷靜”,執(zhí)行任務(wù)更加堅(jiān)決、更趨穩(wěn)定。同時(shí),智能無(wú)人系統(tǒng)還可在人工智能技術(shù)的推動(dòng)下,擁有更快的反應(yīng)速度和超越人類的認(rèn)知、思索和決策能力,從而具有更強(qiáng)的作戰(zhàn)適應(yīng)性和穩(wěn)健性。
總之,未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)將以一個(gè)全新的面貌展現(xiàn)在我們面前,智能無(wú)人系統(tǒng)也必因其所具有的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)而大步登上戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái),并將在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。