胡景博 蔣 平 楊克巍

1.國(guó)防科技大學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)院；2.中國(guó)人民解放軍63969部隊(duì)

人工智能技術(shù)（AI）作為備受關(guān)注的新興和顛覆性技術(shù)，對(duì)于強(qiáng)化國(guó)家軍事能力、確保戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)具有重要意義[1]。通過(guò)人工智能技術(shù)的賦能，促使無(wú)人裝備提高自主能力，理解并執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)，推動(dòng)軍事變革。如何在這場(chǎng)技術(shù)變革中，利用好最新技術(shù)，將這些技術(shù)落實(shí)到實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，給作戰(zhàn)運(yùn)用帶來(lái)幫助，將是一個(gè)重要的研究課題。因此，本文就無(wú)人智能裝備作戰(zhàn)運(yùn)用的場(chǎng)景以及現(xiàn)狀等方面進(jìn)行深入分析，為無(wú)人裝備智能化發(fā)展和應(yīng)用提供一些參考和啟示。

一、無(wú)人智能裝備的基本概述

人工智能技術(shù)的高速發(fā)展是無(wú)人智能裝備得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。對(duì)于軍事裝備智能化，各國(guó)的主要發(fā)展目標(biāo)是基于目前較為成熟的圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析、因果推斷等人工智能技術(shù)，使裝備獨(dú)立實(shí)現(xiàn)目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知、信息處理與協(xié)同決策的戰(zhàn)場(chǎng)行為，提升裝備的自主作戰(zhàn)效能[2]。陳杰院士[3]認(rèn)為，智能無(wú)人系統(tǒng)是人工智能研究的最終目標(biāo)，是依靠大數(shù)據(jù)和人工智能來(lái)創(chuàng)造具有集成任務(wù)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃以及決策和推理能力的無(wú)人系統(tǒng)。因此，無(wú)人系統(tǒng)作為智能裝備的高階延伸，其最大優(yōu)勢(shì)在于降低人員毀傷成本，同時(shí)具有空間多維、全天候、非接觸作戰(zhàn)等運(yùn)用特點(diǎn)，從作戰(zhàn)形式上改變了軍隊(duì)組織形態(tài)和戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則[4]。

二、無(wú)人智能裝備的應(yīng)用場(chǎng)景

美軍為始終保持領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提出綜合發(fā)展以人工智能技術(shù)為支撐的第三次抵消戰(zhàn)略，以無(wú)人作戰(zhàn)為核心，已構(gòu)建連接多種無(wú)人平臺(tái)的全球監(jiān)視和打擊網(wǎng)絡(luò)，并提出將無(wú)人智能裝備應(yīng)用于不同場(chǎng)景的軍事理念。

1. 戰(zhàn)場(chǎng)偵察

無(wú)人智能裝備可以部署至戰(zhàn)場(chǎng)前沿，憑借多域裝備形成的智能偵察體系和全天候的戰(zhàn)位能力，使簡(jiǎn)單作戰(zhàn)單元之間通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互形成多源情報(bào)信息，即收集和整合包括來(lái)自各種傳感器、情報(bào)、通信和其他數(shù)據(jù)源的信息來(lái)支持軍事作戰(zhàn)決策，依托人工智能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，融合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，從復(fù)雜繁多的戰(zhàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值的情報(bào)產(chǎn)品。以智能附加人腦形成指揮中樞，有利于解放指戰(zhàn)員腦力并大幅提高對(duì)多源情報(bào)的認(rèn)知能力，從而把握戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)信息優(yōu)勢(shì)，為精準(zhǔn)打擊軍事目標(biāo)提供完整且詳細(xì)的作戰(zhàn)情報(bào)[5]。

2. 目標(biāo)打擊

智能化的無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)促使作戰(zhàn)形式發(fā)生拓展，戰(zhàn)場(chǎng)節(jié)奏加快。面對(duì)瞬息萬(wàn)變的戰(zhàn)場(chǎng)，決策響應(yīng)時(shí)間影響著戰(zhàn)爭(zhēng)的走向。當(dāng)特定目標(biāo)或任務(wù)發(fā)生變化時(shí)，無(wú)人智能裝備通過(guò)以人工智能為核心的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自主作戰(zhàn)，能夠完成在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)條件下任務(wù)的自主分解、作戰(zhàn)單元的自主協(xié)同、作戰(zhàn)方案的自主規(guī)劃和作戰(zhàn)對(duì)象的自主打擊[6]。做到快速判別、重新選擇和準(zhǔn)確決策，促使觀察（Oberve）、判斷（Orient）、決策（Decide）以及行動(dòng)（Act）的OODA 作戰(zhàn)循環(huán)自主高效，完成即時(shí)打擊，先敵制勝。

3. 勤務(wù)保障

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)離不開(kāi)高效的保障能力。隨著人工智能技術(shù)在情景分析、目標(biāo)識(shí)別、空間研判等方面能力的提升，無(wú)人智能裝備可以在未來(lái)軍事斗爭(zhēng)中，針對(duì)不同作戰(zhàn)環(huán)境的保障需求，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的勤務(wù)支援能力，促使傳統(tǒng)保障方式發(fā)生變革?；跓o(wú)人駕駛和自主能力的優(yōu)勢(shì)，能夠克服在無(wú)氧、高溫、嚴(yán)寒、劇毒和強(qiáng)輻射等超越人體極限的惡劣戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和火力打擊威脅下進(jìn)行支援保障[7]，可以通過(guò)情報(bào)收集、自主掃描來(lái)識(shí)別地理空間信息，實(shí)時(shí)感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，合理規(guī)劃最短的戰(zhàn)場(chǎng)前運(yùn)和醫(yī)療救護(hù)路徑，為增強(qiáng)戰(zhàn)斗力提供有力支撐。

4. 有人/無(wú)人協(xié)同

無(wú)人智能裝備的發(fā)展為人機(jī)結(jié)合帶來(lái)作戰(zhàn)思路、作戰(zhàn)形態(tài)的本質(zhì)性改變。無(wú)人智能裝備同有人裝備實(shí)現(xiàn)智能交互，可以使得兵力編組更加靈活多樣，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。將無(wú)人智能裝備圍繞有人裝備進(jìn)行部署，增強(qiáng)有人裝備的戰(zhàn)場(chǎng)感知和生存能力，并延伸了無(wú)人裝備的作戰(zhàn)范圍。同時(shí)，有人/無(wú)人協(xié)同編隊(duì)可以依靠智能輔助決策將任務(wù)權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，緩釋編隊(duì)指揮在任務(wù)分配、方案調(diào)控上的工作負(fù)荷，集中精力對(duì)關(guān)鍵事件和行動(dòng)作出決策。

三、無(wú)人智能裝備的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，無(wú)人智能裝備隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展被賦予新的使命，被國(guó)內(nèi)外軍隊(duì)廣泛應(yīng)用于各個(gè)裝備領(lǐng)域。本文選取幾類典型自主能力裝備，展示外軍無(wú)人智能裝備在不同作戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1. 構(gòu)建立體情報(bào)網(wǎng)絡(luò)

從近些年美軍無(wú)人智能裝備的應(yīng)用來(lái)看，美軍已在海、陸、空、天多領(lǐng)域部署相關(guān)裝備，以此收集更多的軍事情報(bào)信息并加以整合，構(gòu)筑全面立體的情報(bào)信息網(wǎng)。無(wú)人潛航器是軍事海洋探索的必要裝備，通過(guò)提高智能化水平來(lái)增進(jìn)自主運(yùn)行能力，部署于敵方海域收集水聲信息并提高水下監(jiān)視和防御能力。據(jù)介紹，“回聲航行者”是波音公司完全自主研發(fā)的一種超大型無(wú)人潛航器，用于執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離的任務(wù)（如圖1 所示）?！盎芈暫叫姓摺睙o(wú)人潛航器具備自主導(dǎo)航、傳感器集成、數(shù)據(jù)收集和通信等功能，可以在水下環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，并通過(guò)無(wú)線通信與地面指揮中心保持聯(lián)系，通過(guò)電池和船用柴油發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力組合提供動(dòng)力，其續(xù)航能力可以保證在海上運(yùn)行數(shù)月，有效航程可以覆蓋12000 余公里，自2017 年投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，已自主運(yùn)行數(shù)百公里。波音公司正在美國(guó)海軍的資助下開(kāi)發(fā)下一代潛航器。

圖1 “回聲航行者”無(wú)人潛航器

在空中方面，2017 年，美軍啟動(dòng)“梅文”計(jì)劃。該計(jì)劃已將人工智能技術(shù)與無(wú)人機(jī)融合，致力于打造具有自主標(biāo)識(shí)地理空間情報(bào)能力的無(wú)人智能裝備，基于深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)，能夠處理來(lái)自無(wú)人機(jī)獲取的靜止圖像和動(dòng)態(tài)視頻，從而自動(dòng)檢測(cè)出潛在目標(biāo)。目前，通過(guò)“梅文”計(jì)劃已將自主智能無(wú)人系統(tǒng)應(yīng)用于軍事行動(dòng)中，用來(lái)識(shí)別伊拉克和敘利亞的相關(guān)目標(biāo)，識(shí)別準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到80%。

2. 自主研判精確打擊

隨著精確制導(dǎo)武器的不斷發(fā)展，人工引導(dǎo)難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)即摧毀，必須讓制導(dǎo)武器“會(huì)思考”“有意識(shí)”。只有將人工智能技術(shù)嵌入武器裝備平臺(tái)，使得武器具備單體智能，才能在多重維度實(shí)現(xiàn)精確打擊，從而降低戰(zhàn)場(chǎng)投入的費(fèi)效比[8、9]。以色列拉斐爾先進(jìn)防務(wù)防御系統(tǒng)公司推出世界上首款具備智能化和自主能力的“海上破壞者”巡航導(dǎo)彈，如圖2 所示。該導(dǎo)彈搭載紅外成像導(dǎo)引頭和反艦導(dǎo)彈系統(tǒng)，集成電光導(dǎo)引頭、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人工智能等技術(shù)，適合在所有天氣條件下攻擊固定或移動(dòng)目標(biāo)，以便應(yīng)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的復(fù)雜挑戰(zhàn)?！昂Ｉ掀茐恼摺蹦軌蛞暂^高的亞聲速速度從最遠(yuǎn)300 km 的距離對(duì)海上和陸地高價(jià)值目標(biāo)進(jìn)行精確打擊，具備在飛行中途中止打擊能力和戰(zhàn)斗毀傷評(píng)估功能，基于深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)場(chǎng)景匹配，完成對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)捕獲和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精確摧毀[10]。

圖2 “海上破壞者”巡航導(dǎo)彈

由意法半導(dǎo)體公司制造的四旋翼無(wú)人機(jī)“卡古”2，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法嵌入無(wú)人機(jī)平臺(tái)，安裝了先進(jìn)的光電探頭，具備紅外熱成像掃描和自主識(shí)別目標(biāo)的能力，使其能夠自主操作，同時(shí)也能手動(dòng)控制。在2020 年的利比亞戰(zhàn)場(chǎng)上，“卡古”2 根據(jù)自身人工智能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)辨識(shí)能力，為最大限度地減少附帶傷害的范圍，以靠近目標(biāo)的地方引爆炸藥的方式，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行了面部識(shí)別后完成了有效打擊。

3. 勤務(wù)支援提質(zhì)增效

在2013 年的阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上，美軍60%的作戰(zhàn)傷亡來(lái)自于車隊(duì)補(bǔ)給。因此，無(wú)人智能裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)有人駕駛的保障裝備可降低人員傷亡，還可以超負(fù)荷、不間斷地提供勤務(wù)支援能力。以色列研制并部署運(yùn)用的“守護(hù)者”無(wú)人車，如圖3 所示，擁有較強(qiáng)的自主性，搭載光電傳感器、障礙探測(cè)器等裝置，具備對(duì)前進(jìn)路線的自主規(guī)劃能力，以及與其他無(wú)人車互聯(lián)協(xié)同的能力。最新版本的“守護(hù)者”- MK3 有效載荷可以達(dá)到2 t，最高時(shí)速可達(dá)120 km/h。該裝備出色的越野和載荷能力，使其可以執(zhí)行運(yùn)輸、偵察、打擊、引導(dǎo)等多類型任務(wù)，目前被廣泛用于在加沙地帶代替士兵執(zhí)行巡邏任務(wù)，在軍事運(yùn)用中多次捕獲邊界異常情況，得到了實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。

圖3 以色列“守護(hù)者”無(wú)人車

目前，人工智能技術(shù)在無(wú)人機(jī)裝備上的運(yùn)用較為成熟，且與其他無(wú)人保障平臺(tái)相比，具備環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)、補(bǔ)給范圍更廣、編組更靈活等特點(diǎn)，因此，使用無(wú)人機(jī)裝備進(jìn)行保障具有更為突出的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)一直致力于開(kāi)發(fā)K-MAX 貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)，該裝備能夠吊運(yùn)2.7 t 的物資，最大航速可達(dá)185 km/h，配有全球定位系統(tǒng)來(lái)規(guī)劃飛行路線，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)躲避障礙物并自動(dòng)選擇著陸點(diǎn)，具有較強(qiáng)的自主性。K-MAX 貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)部署阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)期間，較好地完成了為海軍陸戰(zhàn)隊(duì)前沿分隊(duì)的運(yùn)輸補(bǔ)給任務(wù)，累計(jì)補(bǔ)給340 余噸物資。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)為彌補(bǔ)K-MAX 無(wú)人機(jī)體型較大的劣勢(shì)，利用其數(shù)千小時(shí)的自主飛行數(shù)據(jù)，正在測(cè)試無(wú)人機(jī)“蜂群”式投放，以此提升無(wú)人機(jī)平臺(tái)戰(zhàn)場(chǎng)保障規(guī)模和適用性。

4. 人機(jī)協(xié)同優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

如今，人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)概念已經(jīng)隨著無(wú)人裝備智能化水平的提升日益成熟?？沼騾f(xié)同中最受廣泛關(guān)注的美軍“忠誠(chéng)僚機(jī)”項(xiàng)目，目前已成功演示有人/無(wú)人機(jī)編隊(duì)能力，并成功驗(yàn)證基于現(xiàn)有任務(wù)資源和優(yōu)先級(jí)，以及在通信丟失情況下的自主處置能力。2023 年3 月，空客公司使用A310 多用途加油運(yùn)輸機(jī)的試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)控制算法技術(shù)驗(yàn)證了自主編隊(duì)飛行和自主空對(duì)空加油概念的第一步，實(shí)現(xiàn)自主引導(dǎo)和控制無(wú)人機(jī)編隊(duì)進(jìn)行空對(duì)空加油能力，從而為執(zhí)行飛行任務(wù)提供更廣域的范圍和更長(zhǎng)的任務(wù)時(shí)間，如圖4 所示。

圖4 空客A310自主引導(dǎo)無(wú)人機(jī)加油測(cè)試

為增強(qiáng)大洋深處控制能力和艦船的補(bǔ)給能力，美國(guó)海軍將無(wú)人駕駛和人工智能技術(shù)應(yīng)用到了艦隊(duì)行動(dòng)之中，于2021 年成立第59 特遣隊(duì)并部署于中東地區(qū)的復(fù)雜海域，同年10 月進(jìn)行了成立以來(lái)的首次聯(lián)合演習(xí)。在阿拉伯灣的“新地平線”演習(xí)期間，使用MANTAST-12 隱形無(wú)人水面艦艇與巴林海軍快速攻擊艇一起作戰(zhàn)，驗(yàn)證了多渠道信息的整合能力。目前美國(guó)海軍在持續(xù)開(kāi)展通過(guò)無(wú)人技術(shù)和載人平臺(tái)的有效結(jié)合增強(qiáng)水上、水面和水下感知能力的測(cè)試和評(píng)估。

四、總結(jié)

本文就人工智能賦予無(wú)人軍事裝備的應(yīng)用場(chǎng)景以及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和討論，可以看到，盡管無(wú)人智能裝備已經(jīng)在軍事行動(dòng)的各領(lǐng)域都有所應(yīng)用，但仍主要集中于單體裝備的智能化，只有破除人工智能技術(shù)指標(biāo)的“煙囪”壁壘，才能促使軍事數(shù)據(jù)有效交互利用，進(jìn)而涌現(xiàn)為群體智能。隨著人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，無(wú)人智能裝備的自主能力也將實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的突破和革新。