展望未来自主无人机发展及应用

科技   2025-01-16 14:19   北京  



俄乌冲突初期,对无人机的硬杀伤或动能打击手段成本较高,因此,随着战争发展,非动能或软杀伤反无人机手段逐步展现其优势。在认识到软杀伤手段在反无人机作战中的显著作用后,在之后的战争过程中,由于部署的无人机数量大幅增加,控制大量无人机有效飞行、规避障碍以及精确打击的工作变得十分困难,新一代自主无人机因此应运而生。无人机的普及正在推动各国军队将越来越多的控制权交到人工智能手中,这一趋势最终将催生出无需人类介入的自主作战系统。




俄乌冲突中的自主无人机

俄乌冲突是首场大规模使用无人机的战场,俄乌两军都部署了大量无人机。俄军使用了“柳叶刀”(Lancet)巡飞弹和“立方体”(KUB)巡飞弹,这两种巡飞弹都具备一定的自主能力。乌军使用了美制的“弹簧刀”(Switchblade)巡飞弹,该巡飞弹可以使用算法识别目标。另外,以色列研制的“哈比”(Harpy)无人机,能够对其下空的防空雷达进行锁定并实施快速打击。此外,类似的武器装备还有伊朗研制的“见证者-136”(Shahed-136)无人机等。

据有关分析显示,目前俄乌战争中使用的巡飞弹具备较高的自主作战能力,这可能是因为这些巡飞弹都配备了用于数据分析的人工智能系统。然而,除了某些无人机选择性地运用了人工智能视觉识别技术以外,目前还没有出现完全的人工智能无人机。因此,可以推测,目前的无人机只是具备部分自主能力或有条件地使用自主能力,而其可能会在未来逐步实现完全自主能力。 

   

无人机的自主能力

在分析无人机中的自主能力之前,区分“人工智能”和“自动化”的定义至关重要,在实际使用中,这两个术语经常能够互相替换。尽管这两个术语都涉及更智能、更高效的作战,但这两个词在概念上还是存在一定的区别。
人工智能和自动化都与数据有关,自动化设备主要用于整理数据,而人工智能系统主要用于对数据进行解释。人工智能指的是对设备进行设置,使其能够自主做出决策(通过人类的基础输入)。人工智能旨在模仿人类的智力水平,通过对特定的模式和历史结果进行观察学习以提升能力,进而使用其能力完成任务。而自动化指的是对设备进行设置,使其能够遵守预先设定的规则,旨在将人类操作员从枯燥、易错的重复工作中解放出来。自动化能够为人类操作员提供支持,使其有时间完成其他需要批判性思维和创造性思维的工作。无人机的自主作战指的是该系统能够在没有人类介入的情况下,更改其作战框架或者目标(起初由算法和设计人员确定的)。

自主无人机技术

当前,与无人机相关的智能功能大多都是在地面实现的。无人机将数据流(通常是图像)发送到地面,地面的算法和人类操作员将对这些数据进行处理。然后,人类决策者将在地面对这些信息进行核实、交叉参考和分析,以确定采取具体行动的机会。换言之,无人机将数据传到指挥链中以确定是否采取作战行动。确定采取作战行动后,作战命令会发送到作战人员手中。在该无人机携带有必要打击武器的情况下,作战命令会发回给该无人机。决策者将授权无人机操作人员对目标进行打击。虽然人类操作员可能将部分行动的执行工作交由自主系统执行,但无人机在整个过程中的全部行动都在人类的控制之下。   

自主无人机能够在飞行过程中使用高性能机载图像处理器和无人机神经网络,以进行目标探测、目标分类以及目标跟踪。无人机能够使用摄像头和传感器捕获数据,这些数据将用于分析,以提取出有价值的信息满足特定用途。在这一过程中,计算机视觉技术将用于图像处理,以此实现有价值信息的自动提取、分析和理解。无人机还可以使用深度机器学习技术实现自主导航、目标探测、目标跟踪、障碍探测以及防止撞击。为了完成这些任务,无人机的人工智能系统需要使用多种数据集和准确的标注数据进行训练。

自主无人机的应用

由于无人机成本效益较高,航时较长,能够执行多种任务,并且没有人员伤亡风险,其比有人飞机更适合用于占领重要的空域。在未来,有人驾驶飞机将主要用于控制无人机蜂群或者在生存率较高的任务场景中用于提高自主无人机的效率。

无人机自主能力的显著增强使其成为现代战争的一种重要武器。其正在逐步填补火箭、导弹和飞机的任务空白,这些武器系统因为成本效益、人员伤亡以及拒止等因素无法执行某些任务。在这些场景中,具备自主能力和配备有人工智能的无人机能够根据其能力和任务适应性提供不同的部署选择。  

在战术作战区域中,配备支持生态系统的机动打击部队和静止坚守部队可能成为无人机的打击目标。根据行动阶段和自身战术目的的不同,这些目标优先顺序各不相同。因此,目标的选择是基于打击该目标所需的特定打击效果。为了满足这一特点需求,自主无人机更适合在有人控制的情况下,在军队发起进攻前摧毁指定目标。人工智能无人机也可能在战术作战区域中使用,但使用方式十分有限。其主要用于执行自主无人机在受干扰情况下无法执行的任务,其可能受到的干扰包括GPS信号干扰和通信干扰。

人工智能无人机更适合打击纵深目标,这些目标往往具有极高的战略价值并且处于静止状态。远程飞行需要自主导航、障碍探测以及撞击规避。人工智能更适合完成这类任务,并且不会受到敌方干扰,能够确保对目标的精准打击。

蜂群威胁将会使目前的反无人机手段处于饱和状态并造成传统防御系统的极大损失。当其他有人或无人系统无法压制或摧毁敌方的防空系统时,蜂群可在战争的不同阶段完成压制或摧毁敌方的防空系统的任务。

无人机战争的一个重要进展是从人类操作的系统向完全自主的无人机的转变,而人工智能注定要彻底改变无人机战争的未来。曾经是高端军事系统专属的自主识别和攻击目标的能力,现在已经可以在相对便宜的商用无人机上实现。这一发展正在重塑冲突的性质,并在军事和民用安全方面提出了重大挑战,世界必须努力应对人工智能驱动的自主无人机的道德、操作和安全影响。随着自主无人机不断发展,它们将在塑造未来战场和全球安全格局方面发挥重要作用。   

本文来源:光明军事 微信公众号

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