电子测量的军事应用 兰德:八大新兴技术军用前景分析

小编 2024-11-25 论坛 23 0

兰德:八大新兴技术军用前景分析

2022年4月16日,美国兰德公司发布研究报告《扰乱威慑:技术对21世纪战略威慑的影响》,研究中对八种新兴技术领域的军用现状与前景进行分析,分别为:(1)先进的网络战和电子战技术、(2)生物技术、(3) 决策支持系统及其技术、(4)定向能技术、(5)高超声速系统、(6)信息和感知操纵技术、(7)量子信息和传感系统,以及(8)机器人和(半)自主系统。本文详细分析列举上述技术的技术能力现状、近期和长期的军用领域与前景,以及发展的限制因素,仅供参考。

01

网络战和电子战技术

网络战。网络战目前通常被定义为在虚拟领域进行的战争,通过攻击来破坏对手国家的计算机或网络以达到破坏或中断的目的。这些行动可在网络空间中产生明显的拒绝效应(即降级、中断或破坏),或导致在物理领域中出现拒绝的操纵,网络攻击可分为两大类:(1)战略网络战,为了影响目标国家的行为”而发动的攻击;或(2)战术网络战,包括战时针对军事目标和与军事相关的民用目标的网络攻击。电子战分为探测、拦截和中和威胁的电子战支持措施、电子对抗措施和电子对抗措施。

网络空间作战和电子战在美国军方都有不同的历史和作战应用,随着与电磁频谱使用相关的技术能力的融合,网络空间和电磁战领域目前被认为是冲突或作战连续体的一部分。【深度】美军网络电磁一体化研究综述:网络战电子战融合趋势下,融合的究竟是什么?

随着网络格局的演变,这种作战协同或网络战与电子战的融合将影响未来军事作战和民用的所有领域,包括空间作战和系统;定位、导航和授时系统等应用;无线网络、5G、物联网设备、智慧城市;关键基础设施(如电网和水库、银行和金融系统以及信息传输系统);军事通信系统;甚至无人机和海上交通工具。其中,物联网、人工智能和5G等两用技术的未来发展可能会为对手创造机会,破坏基于传感器的关键基础设施,或为“无处不在的ISR”创造有利环境。此外,还应注意,网络战和电子战与人工智能、量子计算和定向能等新兴技术重叠,并可能受到它们的直接影响。

当前能力总结:先进的网络战和电子战有能力破坏关键的网络信息系统。目标包括5G和IoT空间系统和定位、导航和定时;全球定位系统和传感系统;区块链和分布式账本技术。攻击形式包括欺骗、篡改和GPS干扰。

潜在的军事应用:在军事应用中,网络战和电子战的效果最为直接且显著。信息安全和电子战也是美国军方的重中之重。5G通信网络的兴起和日益互联的物联网正在创造新的漏洞,美国的对手可能会利用这些漏洞。这些技术在直接军事行动(例如,攻击美国信息和决策系统)和更广泛的领域(例如,试图在危机或战争期间造成民用社会的严重破坏,以使对手丧失能力)都有潜在的应用。

近期国家安全应用:未来五到十年可能会出现功能齐全的5G通信网络,这将促进物联网设备在军事应用中的指数级使用,提供无处不在的传感、通信和分析,以提高态势感知能力(例如,军事物联网、战场物联网)。这些技术的军事用途可能对通信/信息、任务操作、人员甚至供应链的安全造成威胁。

长期的国家安全应用:空间可能会出现星座的扩散,特别是纳米卫星星座,这可能会提高复原力并扩大覆盖范围。随着物联网设备、传感器和网络的激增,管理和保护物联网环境的需求可以通过使用区块链技术来满足。

发展的挑战或制约因素:关键网络信息系统(民用和军用)日益网络化的本质使更易受到网络攻击和电子战的攻击,可能会减缓新发展的速度,因为在取得进一步进展之前必须解决这些弱点。

02

生物技术

生物技术指利用生物过程、有机体、细胞和细胞成分来开发新技术或新产品。生物技术可分为以下几个分支学科:

医学和人类健康,如新药、疗法和疾病治疗的开发工业过程,如创造可再生能源农业,包括开发转基因植物以增加作物产量或提高抗虫性生物信息学、计算机科学和芯片技术交汇处的信息处理能力海洋和水生环境中的过程营养生物技术,如酒精和奶酪的发酵领域内的法律、合规和道德问题武器和战争的应用

当前能力总结:常见的应用有医疗(如抗微生物剂)、农业(如转基因生物)和工业(如生物燃料)。

潜在的军事应用:生物技术发展速度非常之快,以至于很难做出准确的技术预测。但可以明确的是,生物技术可能会影响到作战物资和系统、优化战士的健康和作战性能、提高军事医学水平、以及化学和生物防御技术。例如,生物传感器可以保护地面部队免受战场上看得见和看不见的威胁。在更遥远的未来,生物传感器网络甚至还可以增加传感器和情报来源,为指挥官提供更完整的战场图像。生物材料、仿生材料和混合材料的研究有可能彻底改变伤口愈合过程以及相关系统功能设计。生物技术领域的其他进展还可能有助于设备的小型化以及对军事设计和作战具有关键价值的生物能源的开发和优化。

主要近期国家安全应用:生物传感器(检测有害物质)、分子电子学(高速信号处理和通信、体积数据存储)、材料(改善伤口愈合能力和战场设备的形状、配合和功能)、后勤(小型化和生物能源的开发和优化)和治疗学。

长期的国家安全应用:产品的规模、范围、复杂性和速度都有可能增加,参与的角色和类型将更加多样化。在更遥远的未来,生物传感器可以增强其他情报来源,提供更完整的战场图像。

发展的挑战或限制:要使生物传感器技术发挥作用,灵敏度和特异性都需要提高。传感器还需要更小,更便携,能够承受恶劣的环境。

03

决策支持系统及技术

决策支持技术旨在增强或部分取代人类的决策。其中,智能决策支持系统(DSSs)是一种新兴的决策支持系统,结合了人工智能、系统工程和信息技术等,并使用人工智能来处理这些非结构化或半结构化的问题。适用于具有高度不确定性的决策,并试图用推理来模拟直觉,人工智能支持的DSSs可以帮助、配合或取代人类决策者。

当前能力总结:增强技术可以提高决策、数据报告、分析和解释的速度和效率。如DARPA的在竞争环境中的目标识别和适应(TRACE)项目,埃隆·马斯克的Neuralink(脑机接口初创公司),IBM的沃森。

在国家安全中的应用包括:提供数据处理和分析支持、对不同的行动方案进行复杂的分析、优化计划和制定战略。人工智能已经在一些任务自动化和决策支持方面发挥作用,包括协助情报组织筛选数据。可实时分析的决策支持也能极大地改变军事行动,虽然目前仍处于概念阶段,但随着人工智能系统复杂性的成熟,其发展前景可期。

近期国家安全应用:决策支持技术在国家安全中的应用包括提供数据处理和分析支持,对可选择的行动方案进行复杂的分析,优化计划和制定策略。将增强的数据分类和分析能力与人类行为模型的发展相结合,可以提高决策者做出战略预测的能力。

长期国家安全应用:用自动化人工认知代替战略决策仍是一个长期目标。

发展的挑战或限制:机器学习的一个关键限制是,这种数据驱动的方法依赖于底层数据的质量,因此天生对数据偏差和欺骗敏感,并且不善于识别新事件或在高度不确定的环境中操作。

04

定向能技术

定向能(DEW)技术通过以电磁波或高速粒子的形式施加能量来对目标造成伤害。与传统的动能武器相比具有几个重要的优势:效果几乎是瞬间感受到的、实际上几乎不需要弹药,每次发射的成本通常可忽略不计。一个重要的缺点是极易受天气条件和大气环境的影响。

当前能力总结:定向能技术在军事领域仍然相对有限。激光还没有强大到足以对抗坚固的军事目标,除了在战略导弹防御中的有限应用之外,粒子武器还没有被任何国家部署。高功率微波武器已经成功地用于对付各种目标。定向能技术还被用于非致命的反人员任务(例如人群控制),取得了一定的成功。

潜在的军事应用:导弹防御、反卫星和反UAS仍然是近期投资的最大驱动力。然而,随着固态激光器变得更强大,包括反UAS作战在内的短程防空将成这类研发的主要重点。这对空间系统有着重大的潜在影响:在未来几年,激光很可能会变得更加普遍,用于攻击脆弱的目标,如卫星;中国和俄罗斯都处于发展地基激光器的后期阶段,这种激光器可以瞄准低地球轨道上的卫星。鉴于其潜力,将粒子束武器用于战略导弹防御的想法继续吸引零星投资,人们对使用激光保护飞机免受导弹攻击特别感兴趣。

近期国家安全应用:导弹防御、反卫星和反UAS仍然是近期预警的最大重点。针对旋翼和固定翼飞机(有人驾驶和无人驾驶)的近程防空是几个陆军项目的目标。固态激光器变得越来越强大,可能会更频繁地用于攻击脆弱的目标,如卫星。定向能技术近期的重点是战术用途,而不是战略用途,但粒子束武器可能在不久的将来用于战略导弹防御。

长期的国家安全应用:固态激光技术的改进,特别是在功率和效率方面的改进,可能会使激光有效地打击装甲目标,但这需要多年的研究。在更遥远的将来,随着等离子体尾波场加速技术的成熟,电子束武器可能会重新引起人们的兴趣。

发展的挑战或限制:以目前现状而言,相对低功率的激光武器仍然需要大量的能量,即使在战舰上也是有限的。因此,这些武器的军事应用目前受到限制。

虚拟靶场+最新战斗管理概念!美空军Deke Deuce实验聚焦定向能/动能系统联动定向能武器报告(一)定向能武器概述与分类:激光,粒子束,微波定向能武器报告(二)激光器的六大种类及工作原理定向能武器报告(三)激光武器的概念与装备现状:天基激光武器,空基激光武器定向能武器报告(四)激光武器装备现状:陆基激光武器,海基激光武器定向能武器报告(五)激光武器的优劣与未来研究重点

05

高超声速系统

高超声速武器系统以高超声速飞行,5马赫及以上(理论上高达25马赫)或约5000~25000公里/小时。目前有两种类型:高超声速滑翔飞行器(HGVs)和高超声速巡航导弹(HCMs)。高超声速系统有三个主要组成部分:发射系统(火箭)(超燃冲压发动机/冲压喷气发动机)、运载系统(HGV,HCM)和有效载荷(常规或核)。HGV和HCM可以从地面、海上或空中平台发射,相当于美国现有的传统核三位一体。

能够携带核武器和常规有效载荷的高超声速武器系统目前正在开发中,预计将在未来十年投入使用。美国、中国和俄罗斯是当前高超声速技术的全球领导者,并且一直在投入大量资源尽快部署一次性高超声速武器。

当前能力总结:一次性HGV和HCM仍处于开发阶段,HGV比HCM进展更快。最近的测试包括2020年3月的普通高超声速滑翔飞行器(C-HGB)。俄罗斯声称,它已在2019年底获得了首个可部署的HGV美国目前预计在2022年拥有可部署的系统。

潜在的军事应用:2018年国防战略将高超声速武器系统确定为使美国能够打赢未来战争的关键技术。目前的发展属于美国海军、美国陆军、美国空军和国防高级研究计划局(DARPA)的几个项目,旨在提供用常规有效载荷快速打击时间关键目标的能力。俄罗斯正在开发两个主要的高超声速武器计划,并认为对穿透美国导弹防御系统和维持核稳定至关重要。

近期国家安全应用:2018年国防战略将高超声速武器系统确定为使美国能够打赢未来战争的关键技术。目前,国防部只资助了高超声速武器系统的作战原型,但还未最终决定相关采购计划。

长期国家安全应用:预计将为几个全球实体开发和部署一次性HGV。HCM的开发速度将比HGV慢,因为它们依赖于超燃冲压发动机。一个潜在的长期发展可能是将HCM集成到可重复使用和潜在载人的系统中。

发展的挑战或限制:四个关键的技术障碍:推进、热管理和材料、飞行控制以及高超声速状态下的测试、建模和模拟。

06

信息和感知操纵技术

信息和感知操纵技术涵盖多种工具,旨在扭曲个人或人群的感知或信念,以达到预期效果。这些技术通常由人工智能和网络技术实现,并依赖于处理大量数据。在国际安全的背景下,这套技术使对手能够实施先进的影响行动。本报告主要研究了四种信息操纵的机制,分别为:(1)深度伪造deepfakes,(2)微靶向,(3)机器学习驱动的程序,和(4)欺骗算法。

当前能力总结:Deepfakes越来越复杂;如果不使用特殊的检测软件,很难检测到。微靶向可以实现消息的定向推送。电话和电子邮件欺骗由于其低成本和低门槛也长期以来被广泛使用。GPS欺骗正在发展中,由此也使软件定义的无线电技术越来越便宜且容易获得。然而,随着这些技术的成熟,检测能力也随之成熟。

潜在的军事应用:上述信息操纵技术可以被用来在危机或战争中描绘政军领导人的尴尬、非法或其他应受谴责的行为来破坏国家意志。也可能被用作传统欺骗和隐瞒行动的一部分,或作为长期破坏对手内部凝聚力的手段。

近期国家安全应用:Deepfakes的使用可能引发公众舆论的不稳定甚至是大规模剧烈反应,并由此增加决策的不确定性。微靶向能够通过虚假信息宣传或瞄准军队中的特定个人或群体发送威胁信息。机器学习可以增强数据收集和分析能力,开发更精确的目标系统,但也可以促进信息战和影响作战。GPS欺骗可以捕获、误导对手设备、或掩盖相关设施或活动,增加对手锁定的难度。

长期国家安全应用:Deepfakes预计将变得越来越复杂,并更广泛地为公众所用。针对个人的微靶向能力正在提高。从长远来看,电子欺骗技术预计将变得更加丰富和复杂,反电子欺骗技术也将持续发展。

发展的挑战或限制:在这组技术中,应用于信息和感知操作的机器学习面临着固有的局限性:算法依赖于训练数据集,因此容易复制错误,可能不知道如何处理数据集中不包含的信息。算法还有可能被操纵来学习不正确的信息,容易被对手利用。

07

量子信息和传感系统

量子科学结合了数学、计算机科学、工程和物理科学的元素来研究物质和能量的最小粒子:光子和电子。量子力学一直被推崇为破解许多现有数据加密代码、创建无法破解的代码、击败隐形技术、实现人工智能和机器学习、使海洋透明、创造新材料以及发现和治疗疾病的解决方案。主要分为三类:量子传感和计量(测量)、量子通信和量子计算。

量子器件的实际创造进展缓慢。其中起决定作用的因素是使能技术,包括高度调谐的激光器、半导体和用于控制量子物体可以有效运行的环境的技术。目前量子技术已经在实验室中进行了演示,在小规模上进行了部署,或者进行了商业部署。然而,应用到国防或商业中,仍需要在可靠性、性能和成本方面进行改进。但可以预计,量子技术今后将有可能为作战、信息安全、人工智能、材料科学、医学、地质学和空间探索带来重大变革。

当前能力总结:一些量子技术(例如,芯片级磁力计、芯片级原子钟、量子惯性导航系统)已经在实验室得到验证,在小规模部署,或在商业上部署。在量子应用开发方面,量子计量和传感技术已经展示了最高水平的军事和商业实用性和就绪性。量子计算,另一方面,量子计算机仍然是高度实验性的,在可用的量子计算机投入使用之前,必须解决许多技术难题。

潜在的军事应用:量子科学和技术对国家安全的影响仍然更多地停留在理论层面。然而,预计将对通信和密码学等军事问题产生重大影响。量子传感的潜在应用,特别是量子惯性导航系统和重力仪,在短期内很难达到足够小、轻、低功耗或经济高效的程度;量子通信和计算仍处于高度实验状态。

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近期的国家安全应用:在计算方面,实体机器是最为基础的,现有的量子计算机在很大程度上建立了原理证明;软件和算法也处于类似的新生阶段。最重要的潜在量子应用包括密码学和密码分析,在GPS拒绝的环境中实现精确定时和导航,识别水下和地下移动物体,揭露隐身效果,并精确定位电场传感器和通信接收器。然而,在未来十年中,这些技术类别很难发展到能够部署在战斗系统上或支持作战行动的程度。

长期的国家安全应用:如果没有软件和算法,量子计算硬件本身无法发挥作用;研究人员估计,从系统设计计划最终确定,建造和演示一台大规模、容错、基于门(gate-based)的量子计算机将需要至少8到10年的投资。目前还未有这样的计划。量子惯性导航系统和重力仪在短期内可能不会达到足够小、轻、低功耗或低成本的水平。

发展的挑战或限制:一些量子技术目前面临着尺寸(体积太大而不能放在军用飞机上)、精度或生产成本的限制。技术本身的固有限制如:由于无法超越光速,量子通信不能使数据传输更快。技术挑战如:易受黑客攻击、大量信息的存储问题以及访问所需的天基资产支持等。

08

机器人和半自主/自主系统

这种系统可能对军事行动甚至战争的性质产生重大影响。美国及其主要竞争对手正在对UAV/UAS技术进行大量投资,并计划应用于各种军事任务。一些研究表明,小型低成本无人机可以大量成群工作,可以攻击对手的防御和自我保护系统,其结果将导致未来战争将由自主系统所主导。虽然该技术类型的成熟周期很可能超出预想的时间,但相较其他技术类型,无人系统发展较为成熟,即使其潜力未能全部发挥,也能对军事行动产生巨大影响,并对威慑构成新的风险。

机器人和半自动系统的范畴包括:

当前能力总结:当前军用无人机的特点是先进平台和有效载荷的广泛多样性,但自主算法有限。目前具有一定自主能力的无人机类型包括:中等高度、长航时ISR和空对地打击(MQ-9Reaper);高空、长航时(HALE) ISR (RQ-4全球鹰);以及低空ISR和有效载荷投送(FLIR Sky Raider)。

潜在的军事应用:在网络战和电子战之后,机器人和半自动系统具有最直接、也许是最大规模的潜在军事意义。这些系统已经在反恐中广泛使用;ISR并且在未来可能成为各种传感、精确打击、网络战或电子战装备投送、甚至空对空交战的主导平台。

近期国家安全应用:半自动无人机目前用于反恐和反叛乱行动,并作为许可的空气环境的使能器。截至2019年,美国空军几乎连续不断地保持70架MQ-9机载。预计在未来五到十年发展的战略能力包括对有人驾驶飞机的非致命支持;协同集群情报、监视和侦察以及在被拒绝空域的辅助打击:和远程战略轰炸和/或ISR。

长期国家安全应用:预计将长期发展的战略能力包括在空对空战斗中更容易区分敌友的能力(忠诚的僚机平台)和更快、更大规模的协同ISR和在封锁空域中对集群的辅助打击。一系列地面、水面和海底以及太空领域的自主无人驾驶飞行器也在开发中。

发展的挑战或限制:目前,大多数平台的自主性仅限于各种形式的航路点飞行。此外,目前,一些平台(如MQ9“收割者”和RQ-4“全球鹰”)在被拒绝或竞争的环境中生存能力很低。依赖人工智能DSSs的无人机也可能面临一些与目标保真度相关的相同挑战。在某些情况下,无人机的使用可能会面临道德或法律约束,这可能会危及或限制R&D对此类系统的预算。

免责声明: 本文转自学术plus,原作者大麦茶,谭惠文。文章内容系原作者个人观点,本公众号转载仅为分享、传达不同观点,如有任何异议,欢迎联系我们!

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转自丨学术plus

作者丨大麦茶,谭惠文

编辑丨郑实

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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

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。

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