远程制导导弹系统结合了人工智能和自动目标识别

文摘   2024-11-11 07:17   贵州  

Sea Breaker 利用 Rafael 的光电、计算机视觉、人工智能和决策算法,在 GNSS 拒绝的环境中实现全面的作战能力,以执行海上优势任务。

Rafael Advanced Defense Systems Ltd. 公司推出了 Sea Breaker,这是一种第 5 代远程、自主、精确制导导弹系统,能够对各种高价值的海上和陆地目标进行显着攻击。

Sea Breaker 是一款海军和炮兵部队力量倍增器,旨在克服现代战争竞技场的挑战,利用 Rafael 的精确制导解决方案遗产。

Sea Breaker 能够在最远 300 公里的对峙范围内提供外科手术般的精确打击。它具有先进的成像红外 (IIR) 导引头,非常适合在先进的反介入/区域拒止 (A2/AD) 竞技场以及沿海或棕色水域(包括群岛)中与静止或移动的海上和陆地目标交战,以及上一代基于射频导引头的导弹无效的交战。Sea Breaker 可以从大小不一的海军平台上发射,从快速攻击导弹艇到护卫舰和护卫舰。陆地版本是海岸防御的核心部分,基于 Rafael 高度机动的 SPYDER 发射器。电池架构支持独立发射器,或根据客户要求使用指挥和控制单元 (CCU) 和各种传感器作为集成解决方案运行。

Sea Breaker 使用人工智能执行深度学习和基于大数据的场景匹配,从而实现自动目标获取 (ATA) 和自动目标识别 (ATR)。

该系统在所有天气条件下,在 GNSS 拒绝的竞技场中具有完整的运行能力,并且不受电子对抗 (ECM) 和抗干扰能力。Sea Breaker 的任务配置文件支持掠海和地形跟踪地面低空飞行。

以高亚音速飞行,Sea Breaker 具有多方向、同步的全球体攻击能力,基于预定义的攻击计划,根据航路点、方位角、弹射角和瞄准点的选择,确保任务成功的高概率,具有 250 磅的穿透、爆炸和破片弹头,使一击有效足以摧毁护卫舰大小的船只。

该导弹的数据链支持实时人在回路决策和战术更新。它还具有飞行中中止功能和战损评估 (BDA)。海军舰艇在执行任务时面临越来越多的威胁,包括无人机、武装小艇以及敌方情报、监视和侦察系统。美国 海军担心海军水面舰艇在面对中国等装备了大量导弹(包括先进型号)和大量无人机的对手的潜在战斗情况 下的生存能力。作为回应,海军表面为海军的水面舰队发展了一种新的组织方式,称为分布式杀伤力。

6 月 30 日,以色列国防科技公司 Rafael 推出了其第 5 代远程、自主、精确制导导弹系统。该系统名为 Sea Breaker,可以从最远 186 英里(300 公里)的距离射击海上和陆地目标。

该系统利用了广泛的技术进步,包括电光学、人工智能、计算机视觉和决策。Sea Breaker 旨在“应对现代战争的复杂挑战”,从最远 186 英里(300 公里)的对峙距离对目标进行精确打击。

即使目标不是静止的或位于低能见度区域,系统仍然可以使用先进的成像红外 (IRR) 导引头对其进行跟踪。顾名思义,这种导弹可以从各种军舰上发射,包括攻击艇、护卫舰,甚至护卫舰等小型船只,在沿海和蓝色水域以及群岛环境中发射。


它的特性使其也可以在陆地上发射。该系统专为海岸防御而设计,利用拉斐尔的 Spyder 发射器,允许选择性命中和受控伤害。电池架构允许独立发射器以及带有指挥和控制单元 (CCU) 和众多传感器的集成解决方案。

Sea Breaker 使用 AI 实现深度学习和基于数据的场景匹配,从而实现自动目标获取 (ATA) 和自动目标识别 (ATR)。因此,在信号较差或不可用的区域,系统仍然可以完全运行。这种导弹不受旨在欺骗或欺骗雷达、声纳或其他探测系统的设备的影响,并且还具有抗干扰能力。

Sea Breaker 能够以高亚音速滑行,实现低空飞行。这与基于预定义攻击计划的多方向同步攻击功能相结合,使其能够实施突然攻击。凭借 250 磅(113 千克)的穿透力,它的一次打击威力足以消灭一艘护卫舰。

最重要的是,导弹的数据链允许实时决策和战术更新。Sea Breaker 还具有飞行中中止功能和战斗损伤评估功能,让操作员在导弹发射后看到目标。

桑迪亚国家实验室将开发的一系列技术可以加强未来的高超音速和其他自主系统。(图片由 Sandia National Laboratories 提供)

由美国能源部桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的研究人员领导的一项研究合作项目希望实施人工智能(AI),以增强远程导弹等高超音速飞行器的能力。

与桑迪亚的研究人员一起,几所大学已签署成立 Autonomy New Mexico,这是一个以美国国防部为蓝本的组织,专注于学术合作并开发为高超音速飞行定制的自主性。

领导该联盟的桑迪亚高级经理亚历克斯·罗斯勒在接受R&D杂志的独家采访时解释了人工智能将如何改进高超音速飞行器。

“我们有一个内部研发工作,我们称之为高超音速任务活动,”他说。“最终目标是使我们的高超音速飞行系统更加自主,从而赋予它们更多的实用性。从独立行动的角度来看,它们今天是自主的,它们是无人系统,它们通过自动驾驶仪飞行。我们希望将更高水平的人工智能融入其中,使它们成为能够智能适应环境的系统。

目前,高超音速武器(每秒飞行一英里或更快的远程导弹)的试射需要数周的规划。随着人工智能和自动化的出现,研究人员认为这个时间可以缩短到几分钟。

Roesler 说,通过将人工智能插入这些系统,将有大量新的选择可供选择。

“我不会说这会让事情变得更容易,但它让平台可以处理更广泛的任务,”他说。“您可以从该系统中获得更高的实用性和更多功能。目前的技术是坐标搜索,因此,例如,我们希望能够适应位置,因此要么飞行到更新的坐标,要么成为寻找目标的东西,而不仅仅是飞到坐标,这样它就可以磨练目标。

罗斯勒解释了为什么在高超音速武器系统中实施人工智能等新技术如此困难。

“最大的挑战与飞行环境本身有关,”他说。“飞行环境非常难以规划和成功飞行,因为从空气动力学和航空热学的角度来看,你面临着挑战。”

根据罗斯勒的说法,高超音速飞行器通常以大于 5 马赫的高超音速飞过大气层,大约是每秒一英里。这意味着车辆上的航空热载荷可能非常极端且非常难以预测。

“因此,你要确保你在飞行时对飞行器所做的任何事情都将保持在系统的空气动力学和空气热性能范围内,”他说。“与一些没有相同类型约束的飞行系统相比,在整合自主规划和实施新飞行轨迹等方法方面,这使得它更具挑战性。”除了来自桑迪亚的科学家外,来自佐治亚理工学院、普渡大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、新墨西哥大学、斯坦福大学、德克萨斯农工大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和犹他州立大学的研究人员也组成了该联盟。罗斯勒还表示,他预计在未来几个月内会有更多的大学合作伙伴加入该联盟。

Autonomy New Mexico 更广泛的雄心是通过开发可能在自动驾驶运输、制造、太空或农业中实现更安全、更高效的机器人技术的想法,成为其他行业的源泉。如果该小组达到其目标,它将创建计算算法,将 12 小时的计算压缩到一毫秒,所有这些都在一台小型机载计算机上完成。

Roesler 补充说,目前联盟内有多个小组致力于为高超音速飞行器植入 AI 的不同方面。然而,他们很快就会转向高超音速飞行器以外的其他应用。高超音速任务活动总共将持续六年半,他预计在未来一两年内将取得研究突破并带来实际应用。桑迪亚国家实验室参与这个项目是天作之合,因为他们参与开发和测试高超音速飞行器已有 30 多年。

涉及的技术文件如下,已上传知识星球:

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