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AI助力人機一體化作戰運用斷想

來源:中國航空報作者:魏岳江責任編輯:伍行健
2021-03-10 08:11

未來仗怎么打兵就怎么練,這是古今兵家之要則。一支不研究戰爭、預測戰爭的軍隊,是愚蠢的軍隊,戰爭襲來必定失敗。

迄今為止,世界軍事領域共發生四次軍事變革:第一次由以木石兵器為主發展到以金屬兵器為主;第二次由以冷兵器(金屬兵器)為主發展到以熱兵器(火藥兵器)為主;第三次由熱兵器發展到機械化兵器;第四次是發生在1990年海灣戰爭后,戰爭主要是以機械化兵器為主發展到以精確制導武器為主,推動軍隊建設由機械化向信息化轉變。

第四次軍事變革,也被學界稱之為新軍事變革,世界主要軍事強國緊緊圍繞在信息技術、網絡技術、精確制導技術、航天技術、新能源技術、生物技術以及隱形技術等方面能力展開綜合競爭,直至現在拉開奪取大數據、云計算、智能機器人優勢,打造“鋼鐵俠”、“蝙蝠俠”、“終結者”真實版主動權的帷幕,積極推進軍隊建設由信息化網絡化向智能化無人機化轉變,軍隊向精干、小型、高效、智能、“人機(機器人無人機)”(以下簡稱“人機”)一體化方向發展,謀求機器人士兵、無人機與人類戰士一起協同作戰。

據統計,目前全球超過60個國家的軍隊已裝備了軍用機器人,種類超過150種。預計到2040年,世界軍事強國可能會有一半的成員是機器人。除美、俄、英、法、日、以色列、土耳其、伊朗等國家已相繼推出各自的機器人戰士、無人機外,其他國家也投入到這場無人化武器的研制與開發中去,必將催生無人作戰部隊。

所謂無人作戰部隊,就是作戰機器人或者戰場殺人機器人系統的統稱。隨著各類信息化、精確化、數據化武器裝備的發展,智能化平臺成為預先設計戰場的推手,作戰機器人成為戰場的主力軍,“人機”結合對抗成為克敵制勝的關鍵,未來戰場空間力量將凸顯陸??杖S無人化、人機一體化發展趨勢。

在作戰指揮運用上,AI能自動快速生成作戰計劃。戰爭是打出來的,也是設計出來的。隨著各類信息化、精確化、智能化武器裝備大量涌現,人工智能、大數據、5G網絡的廣泛運用,未來戰場基本實現了“人機”協同一體化作戰,必將顛覆傳統作戰方式。智能化平臺借助大數據優勢將成為預設戰場的幕后導演,能提供更加精準的預測結果和技術參數,使未來戰場設計更加精準、高效。利用AI技術,只要把敵我雙方兵力部署、裝備性能、人員數量、戰場環境等諸要素,輸入作戰指揮信息系統模板,就能快速生成基于人工智能作戰計劃,供指揮員作戰指揮決策參考。如果指揮員感覺不妥,想打有把握之戰,還可以通過智能模擬作戰實驗室,運用人工智能、大數據、5G網絡及仿真設備、器材,來模仿敵我雙方武器裝備技術性能、戰場景況、人員素質、作戰行動等,檢驗完善戰爭設計方案是否科學、合理,力圖找出最優作戰計劃。5G海量的機器間通信,還能與人工智能相結合,為運用智能新算法對部隊的戰斗力要素和戰斗過程進行綜合分析、系統研究、快速得出戰斗力能力評估指數提供加速度、按下快捷鍵,為大規模無人化武器的使用提供了技術手段。

AI自動生成作戰計劃,與以往作戰指揮自動化系統不同,兩者既有雷同也有本質的區別??梢赃@樣說,從某種意義上來說都是自動化,但是作戰指揮自動化,把作戰諸要素輸入該系統可望輸出作戰指揮決策,基本是固定的。而基于人工智能生成作戰計劃卻不是這樣,輸入的作戰諸要素可以是固定的也可以不是固定的,但是輸出一定是非預期性的,絕大部分是非預期性。比如,諸要素總數、指標參數不變,但其輸入先后順序不同,就會生成不同的結果,也可能產生出乎意料的東西,這才是人工智能。

在戰爭突然性上,無人機或有人駕駛飛機與無人機協同作戰拉開序幕。夜戰,無論是在過去還是現代戰爭中,都較易達成戰役戰術上的突然性。時至今日,夜戰更受信息化智能化軍隊的青睞。夜間和凌晨人們進入夢鄉和半醒狀態,比較勞累或麻痹。所以,此時發動戰爭較容易達成突然性??扑魑謶馉幹?,美軍晚8點實施空襲發起。阿富汗戰爭中,美軍深夜發動空襲開始。伊拉克戰爭中,美軍凌晨5時36分發動空襲后,廣泛使用了航天偵察衛星、航空偵察機、地面偵察等各種手段,構建空中、空間、地面全方位的信息偵察網絡體系,牢牢地控制了“制信息權”,保證了空中打擊和地面夜間軍事行動順利進行。隨著夜視器材的發展以及夜戰手段的日趨成熟,現今夜間、凌晨成為達成空襲突然性的常用手段。抓住夜暗、凌晨有利戰機,出其不意地實施空中突襲,是未來拉開戰爭序幕的導火索。在未來戰爭爆發前,無人偵察機將配合有人高空偵察機、太空衛星,對敵方前沿、縱深地域目標進行偵察,尤其是無人機發現目標就可以快速把目標方位、面積大小等圖片信息傳遞給己方指揮中心或無人機操控員或空中有人駕駛飛機飛行員,供其決策參考,下達遠程打擊指令。在海灣戰爭中,多國部隊出動無人機在伊軍前沿陣地上空晝夜偵察,提供實時圖像,引導地面部隊摧毀了伊軍陣地。去年亞美尼亞和阿塞拜疆沖突期間,亞美尼亞媒體發布的一段亞美尼亞軍隊使用海鷹10無人機引導地面炮兵攻擊阿塞拜疆步兵分隊視頻中,亞美尼亞軍隊的海鷹10無人機把在高空發現的一隊以散兵線前進的士兵信息影像傳遞給無人機操作員,無人機操作員經過數次放大圖片確認后,使用無人機對目標進行了數據收集,并傳輸給后方的炮兵。亞美尼亞炮兵接收到目標坐標信息后,先是進行了多次單發試射,海鷹10無人機則在空中對試射效果進行實時評估,及時調整目標坐標參數傳給亞美尼亞炮兵進行了集火精確射擊。

在未來戰爭中,無人機更能替代常規戰機,成為未來空中作戰的主力航空武器裝備之一,執行即時精確打擊任務,必將顛覆以往利用夜暗、凌晨出動有人駕駛飛機出奇不意地實施精確打擊作戰模式。目前,英國新研發的一款高科技無人駕駛隱形戰斗機,具有隱身特性,能在多個目標上空試驗、投放彈藥,還能防衛自身受其他有人駕駛飛機和無人機的攻擊。該飛機即使沒有地面指揮,也能通過衛星和指揮部進行通信,并自動運行,執行精確打擊遠程目標的任務。由此可見,無人機作為異軍突起的“新生力量”,已由“偵察保障”逐步演變為“進攻主角”,不僅能有效補充衛星偵察等手段的不足,也能執行遠程偵察、邊境巡邏、目標識別、電磁干擾、物資運送、精確打擊、自主打擊、察打一體和毀傷評估等多樣化作戰任務,必將成為未來戰爭爆發的急先鋒。

在陸地戰場,無人坦克、無人裝甲車輛、作戰機器人等沖鋒一線,與陸地士兵混合編隊,協同作戰。為了更高效地執行戰場任務、減少人員傷亡,未來戰場或許還將出現大量無人駕駛的坦克、裝甲車、后勤輸送車輛等無人載具,借助5G網絡高速率、低延遲、萬物互聯的特性,在無人操縱的情況下,自行通過各種復雜的地形、障礙物,且能瞬間做出決策,有效保證安全性和可靠性。陸地機器人不僅能執行攻防作戰任務,而且還能執行彈藥、醫療補給、食物的配送、警戒巡邏、偵察監視等任務。無人坦克可讓士兵們進行遠程控制、自動裝載彈藥和自主實施間接精確打擊。2019年,俄羅斯對已經開發名為“木船”的機器人系統進行測試,以便統一指揮數種軍用機器人。俄軍方和機器人研發機構還對新研制的戰斗機器人進行了協同配合演練,取得良好效果,以此在實踐中總結訓練方法。據俄羅斯媒體報道稱,俄羅斯準備組建的戰斗機器人部隊是全新意義上的兵種,這些機器人能實現最大限度的自動控制,很少需要人工干預,基本能獨立完成戰場作戰任務。俄軍工單位將從2020年開始研制分別由中型和重型機器人組成的“戰友”、“突擊”機器人系統,現正著手改進部分機器人性能,以使它們在城市和沿海環境下更好地執行任務。俄軍在2015年8月敘利亞戰場上,除派出傳統作戰力量外,還首次成建制派出一個以無人作戰平臺為主的機器人作戰連實施陣地攻堅戰,采取有人與無人混合編組的新型作戰模式,僅用20分鐘就一舉攻下如今俄軍士兵難以攻下的高地,取得零傷亡斃敵77人戰績。2018年4月21日,俄聯邦安全局特戰隊發動了一次針對極端組織恐怖分子的突襲行動,首次公開出動了配備機槍的武裝無人戰車打先鋒。英國陸軍在一場名為“自主戰士2018”的活動中進行了大規模作戰機器人測試后,把無人機、無人駕駛汽車和戰斗人員統一確認為未來數十年穩居世界一流的軍隊普遍做法。美國陸軍在正式建成無人兵種班基礎上,計劃組建無人作戰旅,已經研發出一套標準化硬件及軟件。一旦安裝在載具上,就能遠程操控載具,甚至令其半自主行駛,能自動按既定路線或選擇最順利、最直接的道路或在人類駕駛員帶領下行駛。其中一種新型“可選有人駕駛坦克”是一個新興項目,旨在推動陸軍進入新一代聯合兵種協同作戰。它或許將能夠發射激光、控制無人機、高速機動并可以摧毀敵方直升機,突入敵方裝甲編隊,在面對敵方火力時執行殺傷力極強的機器人作戰任務。美國陸軍還在有人與無人編組協同作戰方面取得了迅速進展。這意味著機器人系統將越來越能在更大程度的自主性下運作,同時仍由人類決策者來進行指揮和控制。前方作戰的機器人車輛能夠近距離直接攻擊敵方車輛的機械化編隊,發射武器、執行高風險監視任務,并在必要時投送彈藥。美國海軍陸戰隊在亞利桑那州測試了名為“獵人狼”的無人戰車,該車搭載一門30毫米M230LF“短管”版鏈式機關炮,進行了速射實彈打靶演示,結果“6炮6中”?!矮C人狼”無人戰車,全車長2.3米,寬1.4米,高1.17米,全重僅1.1噸,但能搭載450千克重的模塊化作戰載荷。其采用油電混合動力系統,不加油最大行程為100千米,最高時速32千米,最大續航時間72小時,還能駛上坡度為30度的斜坡。

在海洋戰場,由水上水下的無人艦艇組成的無人幽靈艦隊與有人艦隊混合編隊,協同作戰。20世紀90年代以來,人工智能、大數據不斷被運用于軍事領域,讓水上水下的無人艦艇迎來了真正的黃金期,催生水下機器人(AUVs)和水面機器人(ASVs)。各種無人潛艇、無人潛航器等執行水下搜索、偵察、排除水雷等多種任務,無人戰艦可航行數千英里,無需船上人員操控就能執行各種海上作戰任務。2003年伊拉克戰爭結束后,讓世界各國看到海洋無人系統大有用武之地、發展前景廣闊,而且還減少人力、提高作戰效益,由此展開打造無人幽靈艦隊的競爭。以色列作為一個特別重視減少士兵傷亡的國家,率先啟用打造現代化“保護者”無人水面艦艇計劃,被用于沿黎巴嫩海岸巡邏并監控真主黨的活動及布防情況。法國和俄羅斯已擁有可潛水6000米的載人潛水調查艇。日本提出世界上潛水最深的新型載人潛水調查艇“深海12000”的構想方案。英國舉辦“未來海上航空力量加速日”活動后,繼續開發“即插即用”的海上自主平臺開發系統,該系統接入皇家海軍艦船后,可以簡化自動化和無人操作技術的獲取和使用過程。

在空中戰場,無人機與有人駕駛飛機混合編隊,協同作戰。2019年,世界上大約有30多個國家已研制出了50多種類型無人機,有50多個國家裝備了無人機。主要種類:“密碼”無人機、多功能無人機、人工智能無人機、長時留空無人機、反導彈無人機、預警無人機、隱身無人機、微型無人機、空戰無人機、測繪無人機、航拍無人機、武裝無人機、無人機僚機等。隨著人工智能、大數據等高新技術在軍事領域的廣泛應用,無人機上的設備性能也在不斷提高,將集偵察、校射、監視、戰果評估、目標識別、引導攻擊、無線電中繼、對地攻擊等多功能于一體,可在距敵較遠距離時進行電子干擾、誘騙,也可在必要時對地面重要目標進行自主攻擊。未來空中戰場,基本實現了無人化或人機(無人機)協同空襲或者無人機自主空襲,必將顛覆傳統空襲作戰方式。未來戰斗機飛行員將通過座艙控制無人駕駛攻擊機或轟炸機避開敵軍防空系統,而進攻部隊將更加迅速地獲得實時情報數據,這一切都將歸功于人工智能技術的快速更新換代。在未來空襲中,無人機編隊蜂擁而來,用精密的儀器探測、偵察與反偵察,它們鎖定目標后,從容地發射導彈,具有察打一體、自主攻擊、人機協同打擊能力。俄羅斯空天軍將裝備重型攻擊無人機,能在無人指揮的情況下繞開敵方防空系統機動,自行搜索最重要目標并實施打擊,隨后全身而退,返回基地。該機將配備人工智能組件,可接受蘇-57戰機的遠程操控。據俄新社報道,俄羅斯S-70“獵人”重型攻擊型無人機能夠按照蘇-57隱身戰機上發出的指令對目標實施攻擊。目前“獵人”地面操作員所在的控制站配備了與有人戰斗機一樣的操縱桿、鍵盤和幾個液晶多功能屏幕,這些屏幕顯示來自“獵人”的機載系統和傳感器傳回的各種信息。不久將來,這種地面遙控設備可能實現完全自動的。S-70“獵人”無人機由蘇霍伊設計局研制,是根據飛翼空氣動力學布局設計制造的。根據公開消息,“獵人”全長14米,翼展19米,起飛重量20噸?!矮C人”最大飛行速度可達每小時1000千米,并且使用了可降低雷達反射截面積(探測信號)的隱身材料?!矮C人”的首次飛行在2019年8月3日。據悉,在飛行測試計劃內,“獵人”的首架原型機已開始使用武器測試:包括攜帶空對空導彈的功能模擬器進行試飛,并且還投彈轟炸了阿舒盧克靶場的地面目標。目前,新西伯利亞奇卡洛夫飛機廠正在建造另外3架“獵人”無人機的原型機。俄已經完成多用途第五代蘇-57戰斗機與重型“獵人”偵察戰斗無人機作戰編隊飛行,他們將被編成為多個航空兵團,很可能會加入蘇-57航空兵團,計劃將由2~3個蘇-57中隊將有一個無人機中隊,他們將一起行動,并采用新的策略和人工智能元素的功能。英國也計劃實現一架有人駕駛飛機能夠同時指揮5架無人機,法國計劃實現“陣風”戰機與“神經元”無人機混合編隊的作戰目的。

無人機被運用于軍事偵察是從上世紀60年代開始的,并在歷次戰爭中得到了廣泛運用。在越南戰爭中,美軍出動了3000多架次無人機實施偵察,其中有1000多架次沒有安全返航,不見蹤影。在海灣戰爭中,多國部隊出動了無人機在伊軍前沿陣地上空晝夜偵察,提供實時圖像,引導地面部隊摧毀了伊軍陣地。在波黑戰爭中,美軍使用了“捕食者”無人偵察機,監視塞族重武器撤出薩拉熱窩,并為參加空襲的飛機提供了大量的目標數據。在科索沃戰爭中,美軍出動了100多架無人機,用于戰場偵察與監視,為美軍78天的空襲推波助瀾。在美軍打擊塔利班作戰中,美軍首次使用無人攻擊機,攜帶武器用于實戰。2019年9月14日,沙特阿美石油公司的一處“世界最大石油加工設施”和油田遭襲擊后,也門胡塞武裝宣布“對此事負責”,并宣稱其使用了10架無人機對上述設施進行了攻擊。2020年1月3日,伊朗伊斯蘭革命衛隊下屬“圣城旅”指揮官卡西姆·蘇萊馬尼在美國對伊拉克首都巴格達國際機場凌晨發起的一場無人機突襲中被“定點清除”。2020年底,亞美尼亞和阿塞拜疆在納戈爾諾-卡拉巴赫(納卡地區)的戰斗中,無人機在雙方沖突中扮演重要角色顯而易見。尤其是許多軍事專家對阿塞拜疆國防部不斷發布剛從土耳其購買的TB-2“旗手”、從以色列購買的“哈羅普”自殺式無人機打擊亞美尼亞裝甲車輛、火炮、汽車甚至步兵陣地的畫面視頻感到震撼。盡管我們從公布的視頻中能清晰地看到,被無人機炸毀的目標,無人機攻擊影像效果無疑給我們留下了深刻印象。去年12月,中東和外高加索地區所發生的局部沖突表明,無人機的作用正日益增大。難怪有軍事家甚至預言,21世紀將是無人機發展的“黃金時期”,無人機勢必全面取代有人駕駛戰機,并成為21世紀的“戰場主角”。

可以預測,未來戰爭必將迎來陸??諢o人化武器代替士兵執行高風險任務,未來戰場必將是“人機”結合一體化聯合作戰行動。

作戰牽引訓練,仗怎么打軍隊就怎么建。未來軍用裝備,無論是坦克、機器人還是無人機,都可能會有多種形態。未來軍事人才必須熟練掌握智能技術、大數據應用、云計算,精通控制智能機器人、無人機的程序方法。未來軍隊必將是“人機”結合部隊,成立“人機”結合班排連、作戰模擬中心、假想敵部隊、特種部隊、智能司令部、無人化營團旅等。屆時,軍事主官也可能“人機”各一或者機器人給人當下手或者副手。班排連長由人擔任逐步被機器人所取代,機器人由人為控制逐步轉變為機器人自主決策或者機器人通過人的腦細胞進行意念控制,早在2014年巴西世界杯,一個身穿“機械骨骼戰甲”的癱瘓少年就通過意念控制開出第一球。到如今,意念控制物體或實驗動物的技術已越來越成熟。

未來作戰中,以極少數士兵帶領數量龐大的無人“蜂群”“蟻群”“魚群”等,執行作戰任務將成為可能。通過意念群控,可極大提升士兵任務理解和戰場控制能力,高效實現敵我有效識別、遠距離實時指揮、任務智能規劃、高效自主協同等。俄羅斯“未來研究基金會”表示,他們已掌握了思維控制機械的腦機接口技術。此前,英國研究人員已開發出一種用于控制飛船模擬器的腦機接口裝置,戴在測試者頭上后,可成功控制飛船模型飛行。但應用此項技術,讓士兵真正有效地對復雜無人作戰集群進行控制,還有很長的路要走。軍營也可能出現無更多新變化,部隊管理也可能出現由一名或幾名軍事指揮員率領多臺甚至幾十臺具有不同分工任務的智能機器人團隊,去完成以往人為完成的戰訓管理任務,亦或是軍事訓練只有一名軍事指揮人員在指揮控制中心,通過視頻指揮控制訓練場所有智能機器人進行對抗訓練,或者遠程遙控機器人指揮員實時下達新的訓練指令、調整任務部署、變換訓練場。

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