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AI助力人机一体化作战 全球超60个国家军队装备军用机器人

2021-03-29 来源:机器人网 浏览 371 次

未来仗怎么打兵就怎么练,这是古今兵家之要则。一支不研究战争、预测战争的军队,是愚蠢的军队,战争袭来必定失败。


迄今为止,世界军事领域共发生四次军事变革:第一次由以木石兵器为主发展到以金属兵器为主;第二次由以冷兵器(金属兵器)为主发展到以热兵器(火药兵器)为主;第三次由热兵器发展到机械化兵器;第四次是发生在1990年海湾战争后,战争主要是以机械化兵器为主发展到以精确制导武器为主,推动军队建设由机械化向信息化转变。


第四次军事变革,也被学界称之为新军事变革,世界主要军事强国紧紧围绕在信息技术、网络技术、精确制导技术、航天技术、新能源技术、生物技术以及隐形技术等方面能力展开综合竞争,直至现在拉开夺取大数据、云计算、智能机器人优势,打造“钢铁侠”、“蝙蝠侠”、“终结者”真实版主动权的帷幕,积极推进军队建设由信息化网络化向智能化无人机化转变,军队向精干、小型、高效、智能、“人机(机器人无人机)”(以下简称“人机”)一体化方向发展,谋求机器人士兵、无人机与人类战士一起协同作战。


据统计,目前全球超过60个国家的军队已装备了军用机器人,种类超过150种。预计到2040年,世界军事强国可能会有一半的成员是机器人。除美、俄、英、法、日、以色列、土耳其、伊朗等国家已相继推出各自的机器人战士、无人机外,其他国家也投入到这场无人化武器的研制与开发中去,必将催生无人作战部队。


所谓无人作战部队,就是作战机器人或者战场杀人机器人系统的统称。随着各类信息化、精确化、数据化武器装备的发展,智能化平台成为预先设计战场的推手,作战机器人成为战场的主力军,“人机”结合对抗成为克敌制胜的关键,未来战场空间力量将凸显陆海空三维无人化、人机一体化发展趋势。



在作战指挥运用上,AI能自动快速生成作战计划。战争是打出来的,也是设计出来的。随着各类信息化、精确化、智能化武器装备大量涌现,人工智能、大数据、5G网络的广泛运用,未来战场基本实现了“人机”协同一体化作战,必将颠覆传统作战方式。智能化平台借助大数据优势将成为预设战场的幕后导演,能提供更加精准的预测结果和技术参数,使未来战场设计更加精准、高效。利用AI技术,只要把敌我双方兵力部署、装备性能、人员数量、战场环境等诸要素,输入作战指挥信息系统模板,就能快速生成基于人工智能作战计划,供指挥员作战指挥决策参考。如果指挥员感觉不妥,想打有把握之战,还可以通过智能模拟作战实验室,运用人工智能、大数据、5G网络及仿真设备、器材,来模仿敌我双方武器装备技术性能、战场景况、人员素质、作战行动等,检验完善战争设计方案是否科学、合理,力图找出最优作战计划。5G海量的机器间通信,还能与人工智能相结合,为运用智能新算法对部队的战斗力要素和战斗过程进行综合分析、系统研究、快速得出战斗力能力评估指数提供加速度、按下快捷键,为大规模无人化武器的使用提供了技术手段。


AI自动生成作战计划,与以往作战指挥自动化系统不同,两者既有雷同也有本质的区别。可以这样说,从某种意义上来说都是自动化,但是作战指挥自动化,把作战诸要素输入该系统可望输出作战指挥决策,基本是固定的。而基于人工智能生成作战计划却不是这样,输入的作战诸要素可以是固定的也可以不是固定的,但是输出一定是非预期性的,绝大部分是非预期性。比如,诸要素总数、指标参数不变,但其输入先后顺序不同,就会生成不同的结果,也可能产生出乎意料的东西,这才是人工智能。


在战争突然性上,无人机或有人驾驶飞机与无人机协同作战拉开序幕。夜战,无论是在过去还是现代战争中,都较易达成战役战术上的突然性。时至今日,夜战更受信息化智能化军队的青睐。夜间和凌晨人们进入梦乡和半醒状态,比较劳累或麻痹。所以,此时发动战争较容易达成突然性。科索沃战争中,美军晚8点实施空袭发起。阿富汗战争中,美军深夜发动空袭开始。伊拉克战争中,美军凌晨5时36分发动空袭后,广泛使用了航天侦察卫星、航空侦察机、地面侦察等各种手段,构建空中、空间、地面全方位的信息侦察网络体系,牢牢地控制了“制信息权”,保证了空中打击和地面夜间军事行动顺利进行。随着夜视器材的发展以及夜战手段的日趋成熟,现今夜间、凌晨成为达成空袭突然性的常用手段。抓住夜暗、凌晨有利战机,出其不意地实施空中突袭,是未来拉开战争序幕的导火索。在未来战争爆发前,无人侦察机将配合有人高空侦察机、太空卫星,对敌方前沿、纵深地域目标进行侦察,尤其是无人机发现目标就可以快速把目标方位、面积大小等图片信息传递给己方指挥中心或无人机操控员或空中有人驾驶飞机飞行员,供其决策参考,下达远程打击指令。在海湾战争中,多国部队出动无人机在伊军前沿阵地上空昼夜侦察,提供实时图像,引导地面部队摧毁了伊军阵地。去年亚美尼亚和阿塞拜疆冲突期间,亚美尼亚媒体发布的一段亚美尼亚军队使用海鹰10无人机引导地面炮兵攻击阿塞拜疆步兵分队视频中,亚美尼亚军队的海鹰10无人机把在高空发现的一队以散兵线前进的士兵信息影像传递给无人机操作员,无人机操作员经过数次放大图片确认后,使用无人机对目标进行了数据收集,并传输给后方的炮兵。亚美尼亚炮兵接收到目标坐标信息后,先是进行了多次单发试射,海鹰10无人机则在空中对试射效果进行实时评估,及时调整目标坐标参数传给亚美尼亚炮兵进行了集火精确射击。



在未来战争中,无人机更能替代常规战机,成为未来空中作战的主力航空武器装备之一,执行即时精确打击任务,必将颠覆以往利用夜暗、凌晨出动有人驾驶飞机出奇不意地实施精确打击作战模式。目前,英国新研发的一款高科技无人驾驶隐形战斗机,具有隐身特性,能在多个目标上空试验、投放弹药,还能防卫自身受其他有人驾驶飞机和无人机的攻击。该飞机即使没有地面指挥,也能通过卫星和指挥部进行通信,并自动运行,执行精确打击远程目标的任务。由此可见,无人机作为异军突起的“新生力量”,已由“侦察保障”逐步演变为“进攻主角”,不仅能有效补充卫星侦察等手段的不足,也能执行远程侦察、边境巡逻、目标识别、电磁干扰、物资运送、精确打击、自主打击、察打一体和毁伤评估等多样化作战任务,必将成为未来战争爆发的急先锋。


在陆地战场,无人坦克、无人装甲车辆、作战机器人等冲锋一线,与陆地士兵混合编队,协同作战。为了更高效地执行战场任务、减少人员伤亡,未来战场或许还将出现大量无人驾驶的坦克、装甲车、后勤输送车辆等无人载具,借助5G网络高速率、低延迟、万物互联的特性,在无人操纵的情况下,自行通过各种复杂的地形、障碍物,且能瞬间做出决策,有效保证安全性和可靠性。陆地机器人不仅能执行攻防作战任务,而且还能执行弹药、医疗补给、食物的配送、警戒巡逻、侦察监视等任务。无人坦克可让士兵们进行远程控制、自动装载弹药和自主实施间接精确打击。2019年,俄罗斯对已经开发名为“木船”的机器人系统进行测试,以便统一指挥数种军用机器人。俄军方和机器人研发机构还对新研制的战斗机器人进行了协同配合演练,取得良好效果,以此在实践中总结训练方法。据俄罗斯媒体报道称,俄罗斯准备组建的战斗机器人部队是全新意义上的兵种,这些机器人能实现最大限度的自动控制,很少需要人工干预,基本能独立完成战场作战任务。俄军工单位将从2020年开始研制分别由中型和重型机器人组成的“战友”、“突击”机器人系统,现正着手改进部分机器人性能,以使它们在城市和沿海环境下更好地执行任务。俄军在2015年8月叙利亚战场上,除派出传统作战力量外,还首次成建制派出一个以无人作战平台为主的机器人作战连实施阵地攻坚战,采取有人与无人混合编组的新型作战模式,仅用20分钟就一举攻下如今俄军士兵难以攻下的高地,取得零伤亡毙敌77人战绩。2018年4月21日,俄联邦安全局特战队发动了一次针对极端组织恐怖分子的突袭行动,首次公开出动了配备机枪的武装无人战车打先锋。英国陆军在一场名为“自主战士2018”的活动中进行了大规模作战机器人测试后,把无人机、无人驾驶汽车和战斗人员统一确认为未来数十年稳居世界一流的军队普遍做法。美国陆军在正式建成无人兵种班基础上,计划组建无人作战旅,已经研发出一套标准化硬件及软件。一旦安装在载具上,就能远程操控载具,甚至令其半自主行驶,能自动按既定路线或选择最顺利、最直接的道路或在人类驾驶员带领下行驶。其中一种新型“可选有人驾驶坦克”是一个新兴项目,旨在推动陆军进入新一代联合兵种协同作战。它或许将能够发射激光、控制无人机、高速机动并可以摧毁敌方直升机,突入敌方装甲编队,在面对敌方火力时执行杀伤力极强的机器人作战任务。美国陆军还在有人与无人编组协同作战方面取得了迅速进展。这意味着机器人系统将越来越能在更大程度的自主性下运作,同时仍由人类决策者来进行指挥和控制。前方作战的机器人车辆能够近距离直接攻击敌方车辆的机械化编队,发射武器、执行高风险监视任务,并在必要时投送弹药。美国海军陆战队在亚利桑那州测试了名为“猎人狼”的无人战车,该车搭载一门30毫米M230LF“短管”版链式机关炮,进行了速射实弹打靶演示,结果“6炮6中”。“猎人狼”无人战车,全车长2.3米,宽1.4米,高1.17米,全重仅1.1吨,但能搭载450千克重的模块化作战载荷。其采用油电混合动力系统,不加油最大行程为100千米,最高时速32千米,最大续航时间72小时,还能驶上坡度为30度的斜坡。


在海洋战场,由水上水下的无人舰艇组成的无人幽灵舰队与有人舰队混合编队,协同作战。20世纪90年代以来,人工智能、大数据不断被运用于军事领域,让水上水下的无人舰艇迎来了真正的黄金期,催生水下机器人(AUVs)和水面机器人(ASVs)。各种无人潜艇、无人潜航器等执行水下搜索、侦察、排除水雷等多种任务,无人战舰可航行数千英里,无需船上人员操控就能执行各种海上作战任务。2003年伊拉克战争结束后,让世界各国看到海洋无人系统大有用武之地、发展前景广阔,而且还减少人力、提高作战效益,由此展开打造无人幽灵舰队的竞争。以色列作为一个特别重视减少士兵伤亡的国家,率先启用打造现代化“保护者”无人水面舰艇计划,被用于沿黎巴嫩海岸巡逻并监控真主党的活动及布防情况。法国和俄罗斯已拥有可潜水6000米的载人潜水调查艇。日本提出世界上潜水最深的新型载人潜水调查艇“深海12000”的构想方案。英国举办“未来海上航空力量加速日”活动后,继续开发“即插即用”的海上自主平台开发系统,该系统接入皇家海军舰船后,可以简化自动化和无人操作技术的获取和使用过程。



在空中战场,无人机与有人驾驶飞机混合编队,协同作战。2019年,世界上大约有30多个国家已研制出了50多种类型无人机,有50多个国家装备了无人机。主要种类:“密码”无人机、多功能无人机、人工智能无人机、长时留空无人机、反导弹无人机、预警无人机、隐身无人机、微型无人机、空战无人机、测绘无人机、航拍无人机、武装无人机、无人机僚机等。随着人工智能、大数据等高新技术在军事领域的广泛应用,无人机上的设备性能也在不断提高,将集侦察、校射、监视、战果评估、目标识别、引导攻击、无线电中继、对地攻击等多功能于一体,可在距敌较远距离时进行电子干扰、诱骗,也可在必要时对地面重要目标进行自主攻击。未来空中战场,基本实现了无人化或人机(无人机)协同空袭或者无人机自主空袭,必将颠覆传统空袭作战方式。未来战斗机飞行员将通过座舱控制无人驾驶攻击机或轰炸机避开敌军防空系统,而进攻部队将更加迅速地获得实时情报数据,这一切都将归功于人工智能技术的快速更新换代。在未来空袭中,无人机编队蜂拥而来,用精密的仪器探测、侦察与反侦察,它们锁定目标后,从容地发射导弹,具有察打一体、自主攻击、人机协同打击能力。俄罗斯空天军将装备重型攻击无人机,能在无人指挥的情况下绕开敌方防空系统机动,自行搜索最重要目标并实施打击,随后全身而退,返回基地。该机将配备人工智能组件,可接受苏-57战机的远程操控。


据俄新社报道,俄罗斯S-70“猎人”重型攻击型无人机能够按照苏-57隐身战机上发出的指令对目标实施攻击。目前“猎人”地面操作员所在的控制站配备了与有人战斗机一样的操纵杆、键盘和几个液晶多功能屏幕,这些屏幕显示来自“猎人”的机载系统和传感器传回的各种信息。不久将来,这种地面遥控设备可能实现完全自动的。S-70“猎人”无人机由苏霍伊设计局研制,是根据飞翼空气动力学布局设计制造的。根据公开消息,“猎人”全长14米,翼展19米,起飞重量20吨。“猎人”最大飞行速度可达每小时1000千米,并且使用了可降低雷达反射截面积(探测信号)的隐身材料。“猎人”的首次飞行在2019年8月3日。据悉,在飞行测试计划内,“猎人”的首架原型机已开始使用武器测试:包括携带空对空导弹的功能模拟器进行试飞,并且还投弹轰炸了阿舒卢克靶场的地面目标。目前,新西伯利亚奇卡洛夫飞机厂正在建造另外3架“猎人”无人机的原型机。俄已经完成多用途第五代苏-57战斗机与重型“猎人”侦察战斗无人机作战编队飞行,他们将被编成为多个航空兵团,很可能会加入苏-57航空兵团,计划将由2~3个苏-57中队将有一个无人机中队,他们将一起行动,并采用新的策略和人工智能元素的功能。英国也计划实现一架有人驾驶飞机能够同时指挥5架无人机,法国计划实现“阵风”战机与“神经元”无人机混合编队的作战目的。


无人机被运用于军事侦察是从上世纪60年代开始的,并在历次战争中得到了广泛运用。在越南战争中,美军出动了3000多架次无人机实施侦察,其中有1000多架次没有安全返航,不见踪影。在海湾战争中,多国部队出动了无人机在伊军前沿阵地上空昼夜侦察,提供实时图像,引导地面部队摧毁了伊军阵地。在波黑战争中,美军使用了“捕食者”无人侦察机,监视塞族重武器撤出萨拉热窝,并为参加空袭的飞机提供了大量的目标数据。在科索沃战争中,美军出动了100多架无人机,用于战场侦察与监视,为美军78天的空袭推波助澜。在美军打击塔利班作战中,美军首次使用无人攻击机,携带武器用于实战。2019年9月14日,沙特阿美石油公司的一处“世界最大石油加工设施”和油田遭袭击后,也门胡塞武装宣布“对此事负责”,并宣称其使用了10架无人机对上述设施进行了攻击。2020年1月3日,伊朗伊斯兰革命卫队下属“圣城旅”指挥官卡西姆·苏莱马尼在美国对伊拉克首都巴格达国际机场凌晨发起的一场无人机突袭中被“定点清除”。2020年底,亚美尼亚和阿塞拜疆在纳戈尔诺-卡拉巴赫(纳卡地区)的战斗中,无人机在双方冲突中扮演重要角色显而易见。尤其是许多军事专家对阿塞拜疆国防部不断发布刚从土耳其购买的TB-2“旗手”、从以色列购买的“哈罗普”自杀式无人机打击亚美尼亚装甲车辆、火炮、汽车甚至步兵阵地的画面视频感到震撼。尽管我们从公布的视频中能清晰地看到,被无人机炸毁的目标,无人机攻击影像效果无疑给我们留下了深刻印象。去年12月,中东和外高加索地区所发生的局部冲突表明,无人机的作用正日益增大。难怪有军事家甚至预言,21世纪将是无人机发展的“黄金时期”,无人机势必全面取代有人驾驶战机,并成为21世纪的“战场主角”。



可以预测,未来战争必将迎来陆海空无人化武器代替士兵执行高风险任务,未来战场必将是“人机”结合一体化联合作战行动。


作战牵引训练,仗怎么打军队就怎么建。未来军用装备,无论是坦克、机器人还是无人机,都可能会有多种形态。未来军事人才必须熟练掌握智能技术、大数据应用、云计算,精通控制智能机器人、无人机的程序方法。未来军队必将是“人机”结合部队,成立“人机”结合班排连、作战模拟中心、假想敌部队、特种部队、智能司令部、无人化营团旅等。届时,军事主官也可能“人机”各一或者机器人给人当下手或者副手。班排连长由人担任逐步被机器人所取代,机器人由人为控制逐步转变为机器人自主决策或者机器人通过人的脑细胞进行意念控制,早在2014年巴西世界杯,一个身穿“机械骨骼战甲”的瘫痪少年就通过意念控制开出第一球。到如今,意念控制物体或实验动物的技术已越来越成熟。


未来作战中,以极少数士兵带领数量庞大的无人“蜂群”“蚁群”“鱼群”等,执行作战任务将成为可能。通过意念群控,可极大提升士兵任务理解和战场控制能力,高效实现敌我有效识别、远距离实时指挥、任务智能规划、高效自主协同等。俄罗斯“未来研究基金会”表示,他们已掌握了思维控制机械的脑机接口技术。此前,英国研究人员已开发出一种用于控制飞船模拟器的脑机接口装置,戴在测试者头上后,可成功控制飞船模型飞行。但应用此项技术,让士兵真正有效地对复杂无人作战集群进行控制,还有很长的路要走。军营也可能出现无更多新变化,部队管理也可能出现由一名或几名军事指挥员率领多台甚至几十台具有不同分工任务的智能机器人团队,去完成以往人为完成的战训管理任务,亦或是军事训练只有一名军事指挥人员在指挥控制中心,通过视频指挥控制训练场所有智能机器人进行对抗训练,或者远程遥控机器人指挥员实时下达新的训练指令、调整任务部署、变换训练场。