[无人作战]有人/无人协同编队

1概述 MUMT概念描述了为完成特定的使命和任务,人类和无人驾驶器在战术层面上的互动。MUMT的概念适用于陆地、海上和空中领域。MUMT的概念之所以进展如此迅速是受到了以下几个方面的推动。在21世纪第三个十年即将到来之际,软件水平已经达到如此高度,使得算法能够执行越来越多的日常和例行任务,这些任务之前通常都是由人类来完成的。软件的发展促使无人驾驶技术取得了巨大的进步。无人技术的开发自第二次世界大战结束后就已经展开,但直到21世纪初才展现出迅猛发展的势头。美国及其盟国分别于2001年的阿富汗战争...


1 概述

MUMT概念描述了为完成特定的使命和任务,人类和无人驾驶器在战术层面上的互动。MUMT的概念适用于陆地、海上和空中领域。MUMT的概念之所以进展如此迅速是受到了以下几个方面的推动。在21世纪第三个十年即将到来之际,软件水平已经达到如此高度,使得算法能够执行越来越多的日常和例行任务,这些任务之前通常都是由人类来完成的。软件的发展促使无人驾驶技术取得了巨大的进步。无人技术的开发自第二次世界大战结束后就已经展开,但直到21世纪初才展现出迅猛发展的势头。美国及其盟国分别于2001年的阿富汗战争和2003年的伊拉克军事行动中用到了无人驾驶飞行器(UAV)技术。这在很大程度上促进了无人驾驶技术的发展。自20世纪60年代以来,无人机在美国和以色列以及其他国家的军队中一直充当执行日常勤务的角色,但自从“持久自由”和“伊拉克自由”行动以来,无人机开始承担越来越多的、通常是由有人平台执行的任务,包括侦察、情报与监视(ISR),以及空对地打击等任务,例如美国通用原子公司生产的“掠夺者”系列无人机,可以部署空对地导弹和制导炸弹。这类无人机,或被称为无人作战飞行器(UCAV),发挥着以下重要作用:无人机可以对一些区域的高价值目标实施谨慎且精确的打击,如果使用有人驾驶飞机,可能会面临敌方的空防武器威胁,避免使用有人平台可能带来的人员伤亡。人类完全退出战场并将其移交给机器人,无论在感性和理性上都是难以接受的,但是可以让无人驾驶器协同有人驾驶平台共同执行任务并发挥辅助作用,实现参与任务人数减少,伤亡人数降低,以及后勤需求减少等效果。2013年美国陆军战略简报将MUMT描述为“士兵、有人/无人飞机和地面车辆、机器人以及传感器的同步部署,目的是实现态势感知、杀伤力更强以及生存能力更高。”

2 MUMT的实施层级

首先,最基本的是像无人机这样的无人平台可以向武装直升机或近距离空中支援飞机提供实时视频,让机组人员在安全距离内发现潜在目标。

北大西洋公约组织的标准化协议(STANAG)4586将这种类型的MUMT称为1级,主要指有人驾驶平台可间接接收来自无人驾驶器发送的数据。之所以称为“间接”是因为无人驾驶器可能会同时传输数据到几个平台。

STANAG-4586还阐述了其他4个MUMT级别:

·2级是指无人驾驶器和有人驾驶平台之间直接进行通信,即无人驾驶器专门为有人驾驶平台提供数据。

·3级是指有人驾驶平台不仅从无人驾驶器直接接收数据传输,而且控制该无人驾驶器的传感器有效载荷。

·4级是指有人驾驶平台控制无人驾驶器的所有操作,但不包括无人驾驶器的发射和回收。

·5级涵盖了前4级所有的功能,且有人驾驶飞机可以监督无人机的发射和回收。

需要指出的是,STANAG-4586 不仅涵盖无人机,还包括所有普遍意义上的无人驾驶器。因此,这些涉及到MUMT的操作层级用于无人机的同时,还可用于地面、水上和水下无人航行器。

3 MUMT的战术

MUMT能够帮助操作人员侦察可能超出其传感器范围的环境和态势,这一点至关重要,这些环境和态势本身没有危险,但在此刻进入风险过大。态势感知力由此加强,而态势感知力越强大,决策制定就会越迅速、越精准。

参考4/5级标准,操作人员可以利用无人驾驶平台进行动力或电子操作。除了使操作人员远离潜在伤害,MUMT还可以在火力攻击时做到先发制人。例如,当一架由武装直升机控制的无人机在100海里(185公里)之内的范围执行任务时,发现一纵列装甲车小分队在向蓝军前线防御薄弱部位方向移动。按照4/5级控制标准,直升机机组人员可以向无人机下达指令,要求其发射空对地导弹,牵制装甲车小分队,同时开始不被察觉地干扰装甲车纵队的通信,以彻底隔离红军。也就是在几分钟之内,这种有人/无人协同作战模式就切断了蓝军所面临的潜在威胁。

有意义的是,MUMT概念还允许支持无人驾驶平台制造欺骗局面并带来意想不到的效果。参照4/5级规定,有人驾驶平台操作人员可以部署无人驾驶器制造干扰从而压制红军,同时蓝军则机动至有利位置。例如,无人艇群可以使用动力和电子装备对一支特遣分队实施打击,从而牵制红军舰艇,同时干扰其通信和雷达。与此同时,蓝军舰艇移动就位,从一个意想不到的方向,对红军舰艇发动攻击。

4 MUMT技术

技术是MUMT的核心。除了无人驾驶器以及其携带的传感器和武器外,在无人驾驶器和有人驾驶平台之间建立可靠、安全的宽带通信是成功部署MUMT的必要条件。包括光学和信号情报在内的丰富战术图像需要宽带通信,使用常规的和卫星无线电频率的通信将信息从无人驾驶器传输到有人驾驶平台,反之亦然。在任务需要时,通过建立数据链路系统,信息可以在视距导线和超视距导线之间以最低延迟进行高效无缝传输。

此外,这些通信在通信/传输安全框架内,必须具备稳定移动和自组织网络的能力,例如跳频和加密。

随着认知通信的出现,软件定义无线电会根据现有电磁环境自动适应其外部环境,并从之前的情景中汲取经验,这在极大程度上帮助通信链路得以扩展,使得5级及以上层级的MUMT都可以实现。

同样,在支持MUMT方面,人工智能和模型学习(AI/ML)也发挥着重要作用。一方面,要确保MUMT让有人驾驶平台操作人员真正受益,同时还要避免他们被大量可能多余的信息误导,这两者之间存在着微妙的界限。

适配无人驾驶器的处理器能够对平台正在收集的数据进行“排序”。例如,如果有人驾驶平台操作人员只对在一座城市里的某一区域追踪几辆车辆感兴趣,那么处理器就可以过滤掉所有其他图像,只需发送这些车辆的图片及其位置的详细信息。这不仅减少了操作员的工作量,还降低了通信系统负荷,只向有人驾驶平台发送相关数据,而不是发送大量无关或不相关的信息。同样,有人平台操作员可能会指派一辆无人驾驶车监视一座建筑物,在某一特定时刻按照指挥官的指示,对此建筑物实施打击。

另外,在有人平台操作员因为疲惫或紧张而在无意之中发送错误坐标可能导致误攻某建筑物时,AI算法会在发动攻击之前发出警告提醒,有助于避免平民伤亡,或破坏民用基础设施。

MUMT的首要目标是使平台操作员的工作更便捷,而不是对其要求更严苛或使其处于危险处境。考虑到这一点,MUMT合作伙伴必须站在有人平台操作员的角度提供信息或发挥作用,这样才不会让后者失去态势感知力,或造成空间定向障碍。

5 共通性与软件的关系

在未来十年甚至更长的时间里,将有几十辆无人驾驶器进入北约及其盟国服役。因此,有必要确保在未来几年开发的MUMT软件能够促进互操作的有效性。例如,当一架意大利武装直升机需要与波兰无人机合作时的情景。

类似STANAG-4586(北约标准化协议)这样的方案中涉及MUMT协定和软件互操作性的标准需要进一步修订。而这与无论是有人还是无人平台都密切相关。因此,可望所有行业广泛采用MUMT方案和标准,以实现MUMT互操作性的即插即用。这在其他领域可能有希望实现。例如,由欧洲航空安全组织(Eurocontrol)开发的全功能结构化欧管监视信息交换标准(ASTERIX),可提供一个为不同行业的空中交通管制(ATC)雷达使用的数据语言方案,可便捷地插入到ATC数据通信网络中使用。

6 MUMT的使用

MUMT的概念已经出现有一段时间了,而且已经为一些平台采纳使用。例如美国陆军的麦道/波音AH—64D/e阿帕奇/守护者直升机机队在这方面尤其令人关注。他们已经可以执行从2级到4级的有人/无人协同编队任务。

2020年5月波音公司在澳大利亚悉尼展示了其第一架空中力量编组系统(ATS)无人机,绰号“忠诚僚机”。ATS的概念围绕无人机而建,相应配置允许其执行不同的任务,并且从一开始就设计为与有人战斗机协同作战。此无人僚机装备了人工智能软件,由有人战斗机控制。“忠诚僚机”协同有人战斗机执行一系列任务,包括收集ISR数据,或者在有人战斗机受到攻击时充当诱饵来吸引火力。

ATS项目由波音公司澳大利亚子公司负责推进,并将于未来十年陆续交付澳大利亚皇家空军部署使用,与有人战机共同编队。

法德未来空中作战系统(FCAS)第六代作战飞机项目预计也会采纳MUMT协同方案,使飞行员能够在驾驶舱控制无人机(图1)。

图片

              图1:FCAS有人/无人协同编队

目前,正在陆地环境中测试有人/无人协同编队能力,通过收集ISR数据验证是否可以支援装甲及非装甲部队,通过在有人监督下传送电子和动力信息以验证是否可以支援部队机动(图2)。

图片

                         图2:陆地MUMT

海上领域对MUMT的概念也颇感兴趣。美国海军计划在2023年推进其大型水面无人艇(LUSV)项目。这些无人艇携带传感器和武器,通过收集ISR数据以及传输来自特遣小队的信息,与常规水面舰密切合作。

不出所料,MUMT在海上领域的另外一个运用是执行危险系数较大大的扫雷任务。法国海军的海军陆战队和英国皇家海军都在实施反水雷行动(MMCM)。一系列无人综合作战系统已在研发之中,旨在清除海上水雷和爆炸性弹药。这些系统的交付已于2022年开始。

正如以上实例表明,MUMT已不再只是一个概念,它已在战场上发挥作用。未来战争中有人/无人编队无论在数量还是质量上都会持续加强。人工智能(AI)和学习模型(ML)的双重技术趋势,再加上有人平台技术的进步,将有助于MUMT概念以一种越来越经济的方式得到运用。

同时,MUMT又是一把双刃剑。虽然技术发达国家在MUMT的研发和运用方面处于领先地位,但这种在未来日益普遍的技术可能会为一些非国家行动者和一些特别受关注国家所应用。所以,各国在推进MUMT概念的同时,还要确保这种可能改变游戏规则的技术不会落入敌人之手。

END

| 编   译:梁莉| 核   对:张义胜| 责   编:胡志强  胡前进| 审   核:张义胜  

企业使命:以电子装备增强国防 以科技产业服务社会

企业愿景:建设信息系统与智能装备领域国内领先、国际先进的创新型高科技集团

核心价值观:人本  责任  团队  进取

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报。

相关资讯