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军工“蓝海”刮起强劲“无人”风

2017-02-15 11:07 来源:科普中国-军事科技前沿 华凌

  无人系统一直被视为颠覆性的科技发展方向,而将其应用于军工领域,是未来军事实力的倍增器,特别在信息化战争中能够夺取信息优势、实施精确打击和完成特殊作战任务,可谓打造出一片“蓝海”,近年来已成为国家间军事博弈的重要力量。

  那么,无人作战系统的国际发展态势如何?其在未来战争中将发挥怎样特殊的作用?日前,科技日报记者连线昆山杜克大学专家,为大家深度解析。

  扛起高难度高风险任务

  2月6日,被誉为“美国春晚”的第51届美国国家橄榄球联盟(NFL)年度冠军赛中场秀舞台上,流行乐手Lady Gaga高歌时,夜空中升腾300架无人机形成“流星”矩阵惊爆全场。

  只见机群时聚时散,闪烁变幻。让人难以想象的是,它们仅由一人一台电脑操控,利用英特尔技术通过编程发送命令和监管即可完成。

  昆山杜克大学一位不愿署名的专家指出,无人机这种主要执行事先指定编程任务的能力,未来将随着人工智能的引入,通过大数据对机器“大脑”进行训练而变得更加聪明,可以积极响应外部环境变化,如无人机在航拍时,会自动拍摄下来人们想要的那些图景;再如自动驾驶,可以对路况变化应对自如。

  无疑,无人系统可以扛起很多人类不可能完成的任务。借鉴无人机技术,科研人员开发出无人作战系统,根据不同使用区域,分为无人机系统、无人地面平台和无人海上系统,包括无人潜航器、无人水面艇等,适用于各种海上应用,如海军作战、扫雷、海洋测深等,以替代人类从事沉闷、肮脏和危险的工作。

  2015年,阿特拉斯电子公司从英国国防部获得一份合同,开发为皇家海军提供自主扫雷能力系统。研究人员将软件系统专门设计在一艘长11米的船上,在岸上对其操作,或者将其从一艘皇家海军狩猎级扫雷舰上释放和收回。这个系统可产生水下影响力,以一个可控的方式引爆水雷,还包括自主“感应和避开”能力以便在海上安全作业。

  提升海域侦察防御能力

  有外媒评论指出,无人系统可在有争议海域侦察,更能维持存在感。在未来10年内,这项技术具有改变海军作战面貌的潜力。目前,各国正致力将无人系统扩大应用于海域侦察防御。

  英国朴茨茅斯皇家海军基地曾成功进行一次演示:将新开发的无人系统技术安装在皇家海军广泛使用的刚性船体充气艇(RHIB)上,使改造后的水面艇无论是按照预先设定好的航线还是通过遥控能够一次性自主操作最多12小时,并且其航速超过38海里/小时,可自如控制船舶在水中运动、增强态势感知及支持操作员决策,完成侦察和远程监控等重要任务。

  《外交学者》网站1月29日评论指出,美军经常用无人潜航器来搜集海洋水文资料。随着南海紧张形势加剧,美国加强如“全球鹰”等无人机在相关海域的侦察。早在本世纪初,英国《防务系统日刊》有报道称,2002年,美国空军“全球鹰”无人机已在50次作战任务、上千小时飞行时间中提供1.5万多张潜在敌军目标的情报、监视和侦察图像。而现在“全球鹰”可达到飞行高度近2万米、距离2000千米、在战区上空滞留

  24小时再返回基地。

  去年12月底有报道称,从种种迹象看来,未来在南海与东海等有争议性海域,无人系统的角色将日益重要。

  推进海陆空作战体系

  未来的无人作战系统将逐步形成包括无人舰艇、无人战车和无人机为代表的海陆空三大作战体系,须能与有人作战系统无缝集成,同时拥有很强的自主控制行为能力,在动态的环境中独立或协作完成复杂任务。

  美国《国家利益》双月刊杂志2月1日刊文称,美国海军、国防部要建立一支终极武装力量——“幽灵”舰队,包含路面、空中和海底无人机及无人水面艇以同步运行集合方式完成大范围作战任务,而不会置水兵和海军陆战队于风险之下。这一新技术可移动无人水面系统控制的航行运载装备,运送相关战争补给、在海陆空多栖作战、充当射击武器打击敌人、做加油船、搜索敌军埋设地雷、变成潜水艇及分散敌军活力以最小化降低作战风险。

  “在整个过程中,用算法自主管理海上航行,并已发展到无人水面艇队能更有效地‘感知’和应对周围环境的地步。”美国海军研究办公室海上平台和武器项目经理罗伯特·布里佐拉说。

  濒海战斗舰无人海洋系统项目负责人乔恩·洛克上尉在日前近水面海军协会会议上说:“我们希望路面、空中和海底多系统并肩作战。五角大楼和海军正在推进这一无人系统概念,有助于搜索和摧毁水雷、攻击敌人、运送物资、传递情报、侦察和监视任务等。小型空中无人机群是用先进计算机算法设计,可以与地面和海底运载工具协调,作为完整任务中的一部分。”

  关键是跨平台协同作战

  随着通信和网络技术的迅速发展,同一体系内的跨平台无人作战系统协作,甚至跨体系跨平台的无人作战系统协作,将是无人作战系统下一阶段的发展方向。

  这意味着不论无人作战系统属于哪个军种,都将开展跨区合作或者协同作战,满足联合作战的要求。例如,空中无人机群可以探测到敌人在水面的舰艇,并将信息传递给无人水面舰艇或海底无人机进行侦察,甚至发出攻击。

  该专家指出,海陆空三方系统首先通过各自不同的传感器获得信息及数据,然后把它们加以整合,更有利于控制无人操作,在技术上称为传感器信息融合。多方位地应用无人系统,优点在于更好理解场景,而可靠的无人系统必须有好的容错设计,以应对随时出现的技术故障。

  具体而言,让系统对具体场景理解是国际上一大难题,特别是一些特定场景的数据以往并没有接触或收集。如果无人系统对不同场景能够理解到位,就可以保障安全性,若不能,就会出现事故。而在突发事件发生后,无人系统能否很好处理是系统测试和评估的重要指标。

  另外,当系统的传感器增多,难免会有几个发生故障,提供不准确的数据,导致错误判断及控制。这一情况下,需要系统对此作出实时辨析,知道哪里出现纰漏,还能利用其他传感器收集的信息进行容错处理。(来源:科技日报)

[责任编辑:赵清建]

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