自:俄《军队文集》2024年9月
【知远导读】本文主要介绍了当前军用机器人的主要类型、用途及区别,以及军用机器人的使用方法。同时,本文还介绍了反制机器人技术系统的主要方法。机器人技术设备和系统在战场上的积极运用对武装对抗进程和结局的影响日益增强。目前,甚至在可预见的未来,很难想象在任何级别的军事行动中不出现无人机、无人车辆和其他自动化武器装备。目前,机器人技术系统的研制和应用是美国、北约国家、中国、以色列和其他技术先进国家武装力量完善的优先方向之一。军用机器人设备是指非弹药的无人技术设备,用于在操作员控制下,自主或者结合上述两种方法来完成战斗和保障任务。因此,军用机器人系统是功能相互关联的军用机器人设备以及保障其技术使用和功能使用的专业技术设备的总和。通过对机器人技术系统建造,战斗使用理论和实践领域的现代研究分析能够发现其近期和未来发展的主要方向:·从单个机器人装备的控制转向基于能够建立所谓数套机器人系统集体或者群体人工智能技术的指挥系统;·机器人技术系统遂行战斗任务范围拓展,从而让军人(武器,军事和特种技术装备班组)逐渐退出敌火力毁伤兵器射程范围。·增加人类因生理和认知能力受限无法完成任务时的替代选项;按照控制方法,机器人技术系统主要分为两类——遥控和自主。遥控机器人技术系统又分为以下类型:·指令——操作员通过指挥机关连续向机器人技术系统发送指令,或者通过无线电、电缆、水声或光学通道发送语音指令;·半自动——控制由控制器(处理器)根据设定的程序算法执行,仅在算法结束时或程序未按规定停止后转入操作员控制。·程序——根据包含所有必要外部因素信息,且在任务完成过程中保持不变的程序算法进行控制;·自适应——借助包含所有必要的外部和内部因素信息,并由控制器(处理器)根据因素变化选择的算法进行控制;·智能——借助对外部环境和内部系统变化做出反应,能够学习,优化和寻找最可接受方案的程序进行控制。
世界主要国家(俄罗斯,美国,中国等)机器人技术系统的优先发展方向之一是通过运用人工智能技术实现智能控制,其车载无线电电子设备包括光电仪器,雷达站,无线电和卫星通信系统以及数据传输系统,太空无线电导航系统接收设备,惯性定位系统传感器等。地面机器人技术系统可分为无人和可载人两种——可载人地面机器人系统能够由战车内乘员直接控制。可载人机器人技术系统和机器人战斗车辆通常基于机械化分队制式武器和军事技术装备(装甲输送车,步兵战车,坦克)研制,或者与后者结构相似。这在很大程度上是因为他们必须用来完全代替“有人”技术装备。这一类机器人战车包括RCV(美国),KF41 Lynx(德国), Type-X(日本), SharpClaw 2(中国)等。可载人机器人技术系统
·使用军队现役军事技术装备,或者未来武器作为作战平台;·拥有能够打击各种目标(从装甲技术装备到微型无人机)的模块化武器,包括借助于配备的电子-可编程弹药;·配备防护系统,光电侦察系统,观察系统,目标探测系统,车载武器火控系统。最后,这种装备还可能安装人工智能软硬件设备,保障机器人技术系统在战术群编成内的完全自主运行。无人机器人技术设备通常具备模块化结构,使其能够遂行广泛的任务,从物资运输到目标侦察和对作战分队的火力支援。属于这种模块化侦察作战机器人技术系统的包括天王星-9(俄罗斯),Sharp Claw (中国), THeMIS(北约), BlackKnight(英国)。无人机器人技术系统
·广泛的电子能力,包括控制和计算系统,通信系统,电子“感知和观察”模块;·自主确定目标并开火(或者通过无线电信道得到操作员批准后开火),按照路线独立运动,人员和武器装备自动伴随和支援的能力。空中机器人技术系统——最有前景的一种类型,主要代表就是用作独立侦察-突击系统的无人驾驶飞行器。目前,部分发达国家正在为战术航空兵有人驾驶飞机和重型无人机研制“助手”无人机(无人僚机)。现代无人机系统的自动化水平,特别是战略和战役指挥层级使用的无人机自动化水平已经高到也应该归为机器人设备。这一类包括各种无人机驾驶飞行器:Legion-X(以色列),阿里季乌斯-600,Hawk, MQ-9A(美国)。空中机器人技术系统
·配备“自主网络作战决策”系统,与人和其他各种类型的无人驾驶飞行器紧密合作;·使用小型自主传感器和各种光学侦察载荷自动收集,总结,分析和分配信息;·因为体积小,数量大,微型无人机群和单个微型、小型无人机难以被识别和歼灭;·能够火力毁伤防护良好的装甲目标,使用专业或者常见弹药。在海上,无人艇,无人机的地位也在不断提升。预计,最终将形成多级技术系统,包括能够有组织编组行动的多功能无人艇。这类装备包括“Magura-5”(乌克兰),“海上猎人”(美国,SeaHunter)等各种无人艇。无人艇的面貌取决于赋予其的任务。可能伪装成小船,拖网渔船,渔业艇或者快艇。因此,研制和使用搭载武器的机器人技术系统遂行目标侦察,分队火力支援,作战行动保障任务,是潜在敌人武装力量的重要完善方向之一。现代军事行动经验表明,机器人技术系统的反制应当具有系统性,将主要的杀伤类型火力毁伤与无线电电子杀伤,微波杀伤,激光和专业软件杀伤结合起来。毁伤目标将包括机器人技术兵器自身,其控制、准备和全面保障系统,以及控制指令传输环境。机器人技术系统作为一种特定的武器类型,决定了对其进行无线电电子毁伤潜在可能性的特点包括:·拥有大量各种类型的传感器,感应控制器,各种谱段的光学系统,雷达和无线电技术实时信息接收设备;·使用现代化超短波通信,集群通信,数字移动无线通信,商业卫星无线电通信和蜂窝通信系统,保障“机器人技术系统-操作员”“机器人技术综合系统-指挥所”“机器人技术系统-机器人技术系统”或者“机器人技术综合体-机器人技术综合体”层级的控制功能和数据交换功能;·使用公开参数,具体已知的卫星无线电导航系统和导航信号系统,保障机器人技术系统在空间频段中的定位;·控制系统中存在遭到潜在软件杀伤的软硬件系统,机器人技术系统执行设备中使用易遭攻击的人工智能技术,控制系统,数据接收和处理系统。主要卫星无线电导航系统使用频段
为了通过无线电电子战兵器反制机器人技术综合系统,最好在将来根据无线电电子毁伤的内容,对其类型和特点进行分类和明确:·对机器人技术系统搭载的目标探测和识别系统进行反制——通过完成伪装措施,模拟虚假无线电电子态势,对波段内接收器进行无线电电子压制,基于激光或微波辐射的功能性毁伤;·反制无线电通信、数字移动无线通信、蜂窝和卫星通信以及无线电导航系统——通过对相关无线电电子目标进行无线电电子毁伤;·破坏机器人技术系统内软硬件系统和人工智能技术的功能——通过专业软件攻击。在反制机器人技术系统时,必须考虑到这些系统所配备设备以及他们的用途。因此使用无线电电子战兵器反制机器人系统将具有系统性,以及部分特点,这是由机器人技术系统的使用领域,设计特点和功能用途决定的。目前,对地面,空中和海上机器人系统进行无线电电子毁伤的主要方法是使用现代和未来无线电电子战兵器在无线电,蜂窝和卫星通信波段对机器人系统的控制通道,数据传输通道和地理定位系统接收器进行无线电压制。控制通道遭到无线电电子压制时,操作员丧失对机器人系统及其有效载荷的控制能力(包括武器),而当控制、导航通道遭到无线电压制的同时,还对车载计算设备进行专业软件破坏时,遥控机器人系统任务中止或者自主机器人系统软件错误数据过载的可能性会变大。对无人机器人的信道和数据传输进行无线电压制应当在数字宽带无线电通信最常见的频段内实施——2.2–2.6, 5.1–6.1千兆赫。这是因为从操作员、控制台或其他数据收集和机器人系统任务完成控制终端设备,机器人间数据交换终端设备的预计位置算起,它们的使用半径较小。与无人机器人技术设备不同,可载人机器人设备估计在更小的频率范围内——430-460 兆赫、860-900兆赫,偶尔在900-1200 兆赫,会更容易受到无线电干扰。这是因为北约国家已经存在并列装的部队和武器作战指控系统,可以将全部机器人设备或者单个机器人设备联入统一信息指挥系统。空中机器人技术系统指挥通道和数据传输通道无线电压制的原则具有部分特点:·由于距离地面无线电电子战设备阵地区域遥远,在物理上无法对机器人设备任务控制和指挥终端设备进行无线电压制,要求使用无线电电子战空中运输或者投送设备,并将其运送至敌空中机器人系统指挥所部署地域;·控制信号功率提升,“操作员-空中机器人设备”线路信号类型和频率变化的广泛可能性,对地面无线电电子战兵器在辐射功率和无线电干扰类型等方面提出了更多要求。·数据传输通道和控制指令通道的多重重复和冗余,包括广泛使用军用和军民两用卫星通信系统;·在没有控制指令和等待目标出现的情况下,海上机器人系统能够长时间漂浮。对海上机器人系统使用的卫星导航系统进行无线电压制针对两类无线电电子目标:卫星导航系统用户终端(受到电磁辐射距离的限制,通常针对地面、海上终端不超过25千米,针对空中终端不超过100千米);卫星通信系统太空无线电电子设备(需要使用专业干扰站;无法针对大量低轨航天器集团,比如“星链”)。大部分压制设备能够在阻塞干扰模式下运行,可以在没有探测到单个设备的情况下,压制全部类似的机器人系统集群。与此同时,专门用于对机器人设备无线电通信和控制通道进行无线电压制的无线电电子战系统的重要缺点,是机器人对于无线电线路受到压制没有可预见且明确的反应。这种压制不能保证机器人出现某种确定的反应,表现为停止移动,等待,激活“返回程序”或者“降落程序”。机器人系统主要的外部环境信息获取,侦察目标识别和毁伤手段是各种光学系统。反制这种系统目前主要依靠完成系列组织技术措施,旨在实际隐藏或模拟部队和重要目标的行动。伪装真实目标和模拟虚假目标是在军事目标战术和战役伪装、迷惑敌人以及无线电电子防护措施框架下完成的,最终大大提高了使用光学侦察系统的机器人完成任务的效率。光学设备是光波接收器,容易受到激光辐射干扰。自然,反制敌侦察设备的方法将朝着使用激光辐射进行光电压制的方向发展。在使用大功率相干辐射源的情况下,能够给光学设备以及机器人设备本身造成物理损坏。微波设备和武器可视为传统无线电电子压制兵器的一个变种,和激光武器一样,脉冲威力非常大。微波武器的主要作战使用方法是高能无线电波定向辐射。破坏车载无线电电子设备电路运行的定向流,来对机器人设备进行功能毁伤。要注意该毁伤方法的非选择性。人工智能机器人系统最大的弱点是配备了大量传感器,在一定条件下可以对其进行“欺骗”。可以使用各种波段的伪装辐射,通过机器智能自动改变其武力特征和特点。人工智能算法能够“计算”并准确识别他们在系统研发过程中学到的具体目标,或者通过将战斗技术装备典型组成部分与武器装备参数信息数据库进行对比来实现。但是,与操作员不同,现有人工智能技术无法识别新的,形态变化的技术装备。旨在躲过机器视觉的伪装,在方法上与传统伪装不同,因为机器视觉的图形信息深层感知过程与人类的认识还有重大差别。人工智能技术的另一个重要弱点在于机器智能算法研制过程中使用的“黑盒”原理。复杂的人工智能系统包含系列算法,如神经元网络,遗传算法,模糊逻辑算法等,其中使用大量没有数学和逻辑解释的抽象参数,他们按照严格的数学关系进行计算,在“学习”过程中导出,并参与原始信息的低级改变过程。监督全部参数数据的完整性和正确性是难以实现的任务。这为专业程序破坏提供了广泛可能性,比如歪曲或者偷换部分参数,从而导致效率大幅下降,或者基于人工智能技术的指控系统完全损坏。本文中阐述的机器人技术系统反制方法只有在综合系统使用的情况下才能够发挥高效能。与此同时,在这一问题上,对机器人系统的物理摧毁也应当发挥重要作用。参考文献
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