無(wú)人機(jī)具有遠(yuǎn)程操控、人員零傷亡、效費(fèi)比高等特點(diǎn),已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的重要作戰(zhàn)力量。然而,無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),如何有效對(duì)抗無(wú)人機(jī)成為一個(gè)棘手的難題。令人欣慰的是,人工智能技術(shù)的發(fā)展為反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)提供了新的解決方案。
人工智能在反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)中的應(yīng)用
本段以目標(biāo)識(shí)別與跟蹤、自主決策、目標(biāo)行為模式分析與預(yù)測(cè)為切入點(diǎn),探討人工智能在反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)中的應(yīng)用。
人工智能用于目標(biāo)識(shí)別與跟蹤
人工智能系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)快速識(shí)別與跟蹤,大大提高了反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和作戰(zhàn)效能。反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)搭載可見(jiàn)光、紅外、雷達(dá)等傳感器,實(shí)時(shí)獲取空域目標(biāo)的圖像、視頻、點(diǎn)跡航跡等數(shù)據(jù)。隨后,這些數(shù)據(jù)被輸入預(yù)先訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型。模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、增強(qiáng)等預(yù)處理,然后提取、分析和比對(duì)數(shù)據(jù)中的特征,進(jìn)而判斷目標(biāo)類型是否為無(wú)人機(jī),同時(shí),計(jì)算并獲取目標(biāo)位置信息,最終完成無(wú)人機(jī)快速、準(zhǔn)確識(shí)別與跟蹤。
人工智能用于自主決策
人工智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)自主決策,涉及環(huán)境感知、態(tài)勢(shì)評(píng)估、策略制定、決策執(zhí)行四個(gè)步驟。首先,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)收集地形、目標(biāo)位置等相關(guān)信息,并4c855d6115d411d86a4fdc553808f366利用人工智能模型對(duì)傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、預(yù)處理,形成全面的環(huán)境感知。在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上,綜合考慮無(wú)人機(jī)的飛行軌跡、飛行速度、飛行高度、機(jī)載武器或任務(wù)載荷等因素,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)利用層次分析法、多屬性決策理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等基于專家知識(shí)或數(shù)據(jù)的人工智能模型,對(duì)當(dāng)前態(tài)勢(shì)進(jìn)行評(píng)估,例如分析無(wú)人機(jī)目標(biāo)類型、數(shù)量、位置以及威脅等級(jí)等信息,以了解當(dāng)前環(huán)境狀況和可能存在的風(fēng)險(xiǎn),為后續(xù)決策提供依據(jù)。根據(jù)態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果和任務(wù)需求,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)利用Q-Learning、蒙特卡洛樹(shù)搜索方法等強(qiáng)化學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)自主制定和優(yōu)化反制策略,從激光武器、電子干擾設(shè)備等反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中選用合適的裝備。最后,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行決策,對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行攔截或摧毀。在反制過(guò)程中,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)不斷收集新數(shù)據(jù),將執(zhí)行結(jié)果和反饋信息傳給地面控制站或其他相關(guān)系統(tǒng),地面控制站實(shí)時(shí)分析和處理信息,以評(píng)估反制效果并相應(yīng)調(diào)整決策。
人工智能用于目標(biāo)行為模式分析與預(yù)測(cè)
人工智能系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)完成無(wú)人機(jī)目標(biāo)行為模式分析與預(yù)測(cè),這是一項(xiàng)復(fù)雜而精細(xì)的任務(wù)。它從各種目標(biāo)源中收集大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),然后提取文本、圖像、點(diǎn)跡航跡、合成孔徑雷達(dá)(SAR)影像、開(kāi)源文本、氣象等有用信息,并將這些有用信息作為輸入來(lái)構(gòu)建無(wú)人機(jī)行為模式分析模型。人工智能系統(tǒng)使用統(tǒng)計(jì)、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等方法來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)中的模式,進(jìn)而辨別無(wú)人機(jī)的行為特點(diǎn),判斷例行偵察、干擾牽耗、誘餌突防等無(wú)人機(jī)當(dāng)前行為模式。同時(shí),使用大量歷史數(shù)據(jù)挖掘無(wú)人機(jī)活動(dòng)規(guī)律,以預(yù)測(cè)無(wú)人機(jī)的未來(lái)行為,判明無(wú)人機(jī)將要執(zhí)行的任務(wù)。
人工智能在反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)中發(fā)揮的作用
提升反應(yīng)速度和精度
人工智能技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了傳統(tǒng)人力密集型作戰(zhàn)向技術(shù)密集型作戰(zhàn)的轉(zhuǎn)變。相比于人員偵察、決策方法,人工智能系統(tǒng)能夠更快地識(shí)別、跟蹤無(wú)人機(jī)目標(biāo),迅速判斷敵方無(wú)人機(jī)威脅,提高了反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)的響應(yīng)速度。通過(guò)GPU、FPGA和ASIC等高性能計(jì)算資源,以及批量化處理、剪枝算法、量化算法和轉(zhuǎn)移算法等輕量化處理,人工智能系統(tǒng)可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成體征提取、類型識(shí)別、目標(biāo)定位,以及目標(biāo)行為模式和關(guān)系挖掘。同時(shí),在大多數(shù)反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)場(chǎng)景下,人工智能技術(shù)可有效提升反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)識(shí)別、跟蹤無(wú)人機(jī)目標(biāo)的精度,為戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)絡(luò)和武器系統(tǒng)提供高精度目標(biāo)指示。
提高作戰(zhàn)效能
基于深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等算法,人工智能系統(tǒng)學(xué)習(xí)和理解大量決策案例和知識(shí),形成決策模型和規(guī)則。在反無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)中,這些模型和規(guī)則能為決策者提供智能化輔助決策支持。人工智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)變化,根據(jù)當(dāng)前情況和需求調(diào)整反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)計(jì)劃和行動(dòng)方案,快速生成多種備選方案,優(yōu)化兵力配置和火力打擊方案,有助于決策者快速評(píng)估和比較不同方案的優(yōu)劣,從而做出更明智的決策。反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)擁有這種自主決策和實(shí)時(shí)調(diào)整計(jì)劃的能力,提高了作戰(zhàn)效能,同時(shí),軍隊(duì)能更快地適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化,抓住戰(zhàn)機(jī),取得勝利。
增強(qiáng)情報(bào)收集能力
在反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)中,無(wú)人機(jī)目標(biāo)偵察、監(jiān)視是非常重要的任務(wù)之一。人工智能系統(tǒng)能夠自動(dòng)從各種數(shù)據(jù)源中收集、處理無(wú)人機(jī)目標(biāo)數(shù)據(jù),并利用模型識(shí)別目標(biāo),再自動(dòng)標(biāo)注目標(biāo)。它擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力,能對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析,識(shí)別數(shù)據(jù)中的模式和趨勢(shì),為決策提供有力支持。與人工相比,人工智能系統(tǒng)收集、處理數(shù)據(jù)的時(shí)間大幅縮短,成本大大降低。
優(yōu)化資源分配
基于人工智能的數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測(cè)能夠預(yù)測(cè)作戰(zhàn)過(guò)程中的物資需求、人員傷亡等情況,為后勤保障提供科學(xué)依據(jù)。它可以更合理地分配反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)資源,完善反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理,減少浪費(fèi),提高后勤保障效率,確保部隊(duì)在作戰(zhàn)過(guò)程中獲得及時(shí)、有效的后勤保障。
推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與升級(jí)
人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展積極推動(dòng)了新型反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)和升級(jí)。這些新系統(tǒng)具備更高的智能化水平、更強(qiáng)的作戰(zhàn)能力和更好的適應(yīng)性,為技術(shù)密集型作戰(zhàn)提供有力支撐。同時(shí),人工智能技術(shù)在軍事領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了軍民融合發(fā)展。軍方可以聯(lián)合高校、院所共同發(fā)展反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),推動(dòng)更多先進(jìn)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用以及技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,提高軍隊(duì)整體作戰(zhàn)能力。