自主无人系统指可以进行自主分析、决策和行动,自主执行高复杂任务的智能系统。其工作原理是,通过其拥有的智能控制系统,根据传感器的信息输入,结合预设环境与实时感知系统,以及预设行为规则与智能决策系统,对目标进行意图判断、定位跟踪,并对自身进行姿态调整、任务规划,最终实现自主遂行任务。自主无人系统的核心技术是人工智能(Artificial Intelligence,AI),这也是人们常将自主无人系统称为人工智能系统的原因。该技术发端于20世纪50年代,需要指出的是,自主无人系统以其无法估量的军事应用价值一直备受军方关注,并催生出自主无人作战系统这一技术创新与军事变革的共生体。可见其军缘深厚,值得诠析。
军事需求拉动创新
由于人工智能和自主无人系统均发源于美国,特别是该领域的技术创新成果受到美国军方的青睐,大大加速了该领域的技术创新步伐,并奠定了美国在该领域技术研发能力和综合实力独霸天下的基础。为了继续保持在该领域技术上的垄断优势,新世纪以来,美军在自主无人系统领域进行体系化布局,先后在作战体系概念、指挥控制管理系统、智能武器平台及网络通信系统等四个方面发力,设置系列项目进行深入研究,并取得成效。如提出了“进攻性蜂群战术”(OFFSET)、“跨域海上监视与瞄准”(CDMAST)等新理念;构建了“拒止环境中的协同作战”(CODE)、“分布式作战管理”(DBM)等新模式;研发出“远程反舰导弹”(LRASM)、“大直径无人潜航器”(LDUUV)等单体智能化技术,以及“超级大黄蜂”(PERDIX)、“小精灵”(GREMLINS)等群体智能化技术;在网络通信领域,更是积极拓展电子战应用,开始进行“对抗环境中的通信”(C2E)、“用于任务优化的动态网络”(DYNAMO)等新项目研究。
2018年,美国防部发布了《2017—2042财年无人系统综合路线图》,对自主无人系统的发展提出了总体战略指南。2019年,美国先后公布了《国防部人工智能战略》《国家人工智能战略》《空军人工智能战略》三大战略,标志着其在国家、军队和军种三个层面全面启动了人工智能发展战略。同年,俄罗斯也颁布了《2030年前人工智能发展国家战略》,英、德、法等国也都在人工智能的研发及军事应用方面发布了战略和规划性文件。可以看出,在人工智能及自主无人系统领域的军备竞赛正日趋激烈,该领域的技术正在军事需求的拉动下快速发展。
军事应用初露锋芒
到目前为止,自主无人系统应用于军事领域,已经衍生出了多种新型战术。譬如,“独狼”战术、“编队”战术、“蜂群”战术及“母舰”战术等。其一,“独狼”战术是单套自主无人系统独立使用的战术,可以实现自主导航与控制,便于执行需要长期隐蔽、近距监视跟踪打击的目标任务。美军2016年服役的“反潜持续跟踪无人艇”(ACTUV),能够实现全天候自身高精度导航、主动辨识敌方潜艇并完成长达70天持续监视跟踪任务,极大提升了美军反潜体系的作战能力。其二,“编队”战术是多套自主无人系统与人工系统组编使用的战术,只要编队协同控制技术应用得当,就可以让无人系统与人工系统各展所长,实现优势互补。日本提出2030年之后服役的“无人僚机”计划,即属于这种类型。该机可根据飞行员给出的指令,自主规划任务完成方法,并可扩大编队整体探测范围,确保长机安全。其三,“蜂群”战术是自主无人系统的集群应用,以大量成本低、消耗性单套自主无人系统的攻击,实现类似蜂群攻击的放大效果。美军2016年开展的“无人艇蜂群技术”演示,虽然只动用了4艘无人艇,但其实现的集群智能亦不容小觑。其四,“母舰”战术是将大量小型自主无人系统用母舰远程投送到目标区,完成任务后再回收使用的新战术。美军的“小精灵”即是基于这种理念,将无人机群在敌防区外投放,令其潜入防区内执行情报收集或电子攻击等任务,待任务完成退出防区后,再用尾舱门内装置的机械臂将其回收进母舰。随着无人系统技术的不断进步,越来越多的新战术、新战法正不断涌现,并在军事应用领域大放异彩。
未来战争中大显神威
习近平主席在党的十九大报告中提出,“加强军事力量运用,加快军事智能化发展,提高基于网络信息体系的联合作战能力、全域作战能力”。未来战争必然是智能化的战争,呈现出主要作战力量智能机器替代人、主要作战保障调度网络唱主角、主要制胜要素软件算法成关键等新特点。在未来战场上,自主无人系统将扮演重要角色,成为提升部队战斗力、决定战争胜负的关键要素。其一,自主无人系统具有综合分析战场态势的能力,有助于提升部队的情报力。在战场上,无人系统可以利用无人机、机器人对环境进行侦察,自动将获得的信息进行汇总、鉴别、分析、处理,给出合理化决策建议。其二,自主无人系统具有辨识跟踪关键目标动态的能力,有助于提升部队的机动力。通过自主无人作战系统对战场态势精准把握、科学分析,以及对关键目标准确判断、持续跟踪,指挥员可以从容地调配力量、设计战术,实现基于大数据的精确指挥、高效指挥。其三,自主无人系统具有“看得清”“判得准”“打得狠”的优势,有助于提升部队的打击力。战场上自主无人系统能够充分发挥远超人类生理极限的敏锐感知力、综合判断力、快速奔袭力,大幅提升部队的精确打击能力。2018年,俄罗斯军队在叙利亚战场上就曾创造出伴随无人战车攻占恐怖分子营地的经典案例。其四,自主无人系统可以代替战士勇闯险地,可以自动屏蔽拦截敌方的电子攻击,有助于提升部队的防御力。对于诸如放射性污染严重或可能存在伏兵的区域以及雷区等险地,再没有比自主无人系统更合适的探险者了。此外,自主无人系统还是战场攻防一体的典范,譬如智能排爆机器人就可以做到自动屏蔽现场无线电信号、自动判读爆炸物的种类、扫描爆炸物的结构、计算爆炸毁伤半径,并据此自主决策究竟采取何种方式进行销毁。
尽管当前自主无人系统的发展及其军事应用还存在不少问题,譬如无法做到对影响战争的全要素信息同时进行准确捕捉、跟踪,难以破解敌方的奇正谋略、伪装欺骗等。但放眼未来,自主无人系统必将成为引发军事理论创新、战争形态更迭、作战方式变革的导火索,并成为影响战争胜负的最大变量。
(作者单位:战略支援部队信息工程大学基础部)
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