無人智能裝備應用分析

胡景博 蔣 平 楊克巍

1.國防科技大學系統工程學院；2.中國人民解放軍63969部隊

人工智能技術（AI）作為備受關注的新興和顛覆性技術，對于強化國家軍事能力、確保戰略優勢具有重要意義[1]。通過人工智能技術的賦能，促使無人裝備提高自主能力，理解并執行復雜任務，推動軍事變革。如何在這場技術變革中，利用好最新技術，將這些技術落實到實際的應用場景中，給作戰運用帶來幫助，將是一個重要的研究課題。因此，本文就無人智能裝備作戰運用的場景以及現狀等方面進行深入分析，為無人裝備智能化發展和應用提供一些參考和啟示。

一、無人智能裝備的基本概述

人工智能技術的高速發展是無人智能裝備得以實現的基礎。對于軍事裝備智能化，各國的主要發展目標是基于目前較為成熟的圖像識別、大數據分析、因果推斷等人工智能技術，使裝備獨立實現目標態勢感知、信息處理與協同決策的戰場行為，提升裝備的自主作戰效能[2]。陳杰院士[3]認為，智能無人系統是人工智能研究的最終目標，是依靠大數據和人工智能來創造具有集成任務、運動規劃以及決策和推理能力的無人系統。因此，無人系統作為智能裝備的高階延伸，其最大優勢在于降低人員毀傷成本，同時具有空間多維、全天候、非接觸作戰等運用特點，從作戰形式上改變了軍隊組織形態和戰爭規則[4]。

二、無人智能裝備的應用場景

美軍為始終保持領先競爭對手的技術優勢，提出綜合發展以人工智能技術為支撐的第三次抵消戰略，以無人作戰為核心，已構建連接多種無人平臺的全球監視和打擊網絡，并提出將無人智能裝備應用于不同場景的軍事理念。

1. 戰場偵察

無人智能裝備可以部署至戰場前沿，憑借多域裝備形成的智能偵察體系和全天候的戰位能力，使簡單作戰單元之間通過實時數據交互形成多源情報信息，即收集和整合包括來自各種傳感器、情報、通信和其他數據源的信息來支持軍事作戰決策，依托人工智能強大的數據處理能力，融合歷史數據進行深度學習，從復雜繁多的戰場大數據中挖掘出有價值的情報產品。以智能附加人腦形成指揮中樞，有利于解放指戰員腦力并大幅提高對多源情報的認知能力，從而把握戰場態勢，實現信息優勢，為精準打擊軍事目標提供完整且詳細的作戰情報[5]。

2. 目標打擊

智能化的無人作戰平臺促使作戰形式發生拓展，戰場節奏加快。面對瞬息萬變的戰場，決策響應時間影響著戰爭的走向。當特定目標或任務發生變化時，無人智能裝備通過以人工智能為核心的技術可實現自主作戰，能夠完成在復雜戰場條件下任務的自主分解、作戰單元的自主協同、作戰方案的自主規劃和作戰對象的自主打擊[6]。做到快速判別、重新選擇和準確決策，促使觀察（Oberve）、判斷（Orient）、決策（Decide）以及行動（Act）的OODA 作戰循環自主高效，完成即時打擊，先敵制勝。

3. 勤務保障

現代戰爭離不開高效的保障能力。隨著人工智能技術在情景分析、目標識別、空間研判等方面能力的提升，無人智能裝備可以在未來軍事斗爭中，針對不同作戰環境的保障需求，實現精準高效的勤務支援能力，促使傳統保障方式發生變革?；跓o人駕駛和自主能力的優勢，能夠克服在無氧、高溫、嚴寒、劇毒和強輻射等超越人體極限的惡劣戰場環境和火力打擊威脅下進行支援保障[7]，可以通過情報收集、自主掃描來識別地理空間信息，實時感知戰場態勢，合理規劃最短的戰場前運和醫療救護路徑，為增強戰斗力提供有力支撐。

4. 有人/無人協同

無人智能裝備的發展為人機結合帶來作戰思路、作戰形態的本質性改變。無人智能裝備同有人裝備實現智能交互，可以使得兵力編組更加靈活多樣，優勢互補。將無人智能裝備圍繞有人裝備進行部署，增強有人裝備的戰場感知和生存能力，并延伸了無人裝備的作戰范圍。同時，有人/無人協同編隊可以依靠智能輔助決策將任務權重進行動態調整，緩釋編隊指揮在任務分配、方案調控上的工作負荷，集中精力對關鍵事件和行動作出決策。

三、無人智能裝備的應用現狀

現階段，無人智能裝備隨著人工智能技術的發展被賦予新的使命，被國內外軍隊廣泛應用于各個裝備領域。本文選取幾類典型自主能力裝備，展示外軍無人智能裝備在不同作戰領域的應用現狀。

1. 構建立體情報網絡

從近些年美軍無人智能裝備的應用來看，美軍已在海、陸、空、天多領域部署相關裝備，以此收集更多的軍事情報信息并加以整合，構筑全面立體的情報信息網。無人潛航器是軍事海洋探索的必要裝備，通過提高智能化水平來增進自主運行能力，部署于敵方海域收集水聲信息并提高水下監視和防御能力。據介紹，“回聲航行者”是波音公司完全自主研發的一種超大型無人潛航器，用于執行長時間、遠距離的任務（如圖1 所示）?！盎芈暫叫姓摺睙o人潛航器具備自主導航、傳感器集成、數據收集和通信等功能，可以在水下環境中執行各種任務，并通過無線通信與地面指揮中心保持聯系，通過電池和船用柴油發電機的混合動力組合提供動力，其續航能力可以保證在海上運行數月，有效航程可以覆蓋12000 余公里，自2017 年投入運營以來，已自主運行數百公里。波音公司正在美國海軍的資助下開發下一代潛航器。

圖1 “回聲航行者”無人潛航器

在空中方面，2017 年，美軍啟動“梅文”計劃。該計劃已將人工智能技術與無人機融合，致力于打造具有自主標識地理空間情報能力的無人智能裝備，基于深度學習和機器學習的人工智能技術，能夠處理來自無人機獲取的靜止圖像和動態視頻，從而自動檢測出潛在目標。目前，通過“梅文”計劃已將自主智能無人系統應用于軍事行動中，用來識別伊拉克和敘利亞的相關目標，識別準確率已經達到80%。

2. 自主研判精確打擊

隨著精確制導武器的不斷發展，人工引導難以在短時間內實現對目標發現即摧毀，必須讓制導武器“會思考”“有意識”。只有將人工智能技術嵌入武器裝備平臺，使得武器具備單體智能，才能在多重維度實現精確打擊，從而降低戰場投入的費效比[8、9]。以色列拉斐爾先進防務防御系統公司推出世界上首款具備智能化和自主能力的“海上破壞者”巡航導彈，如圖2 所示。該導彈搭載紅外成像導引頭和反艦導彈系統，集成電光導引頭、計算機視覺、人工智能等技術，適合在所有天氣條件下攻擊固定或移動目標，以便應對現代戰爭的復雜挑戰?！昂Ｉ掀茐恼摺蹦軌蛞暂^高的亞聲速速度從最遠300 km 的距離對海上和陸地高價值目標進行精確打擊，具備在飛行中途中止打擊能力和戰斗毀傷評估功能，基于深度學習和大數據場景匹配，完成對目標的自動捕獲和識別，實現對目標的精確摧毀[10]。

圖2 “海上破壞者”巡航導彈

由意法半導體公司制造的四旋翼無人機“卡古”2，將機器學習算法嵌入無人機平臺，安裝了先進的光電探頭，具備紅外熱成像掃描和自主識別目標的能力，使其能夠自主操作，同時也能手動控制。在2020 年的利比亞戰場上，“卡古”2 根據自身人工智能系統的學習辨識能力，為最大限度地減少附帶傷害的范圍，以靠近目標的地方引爆炸藥的方式，對目標進行了面部識別后完成了有效打擊。

3. 勤務支援提質增效

在2013 年的阿富汗戰場上，美軍60%的作戰傷亡來自于車隊補給。因此，無人智能裝備代替傳統有人駕駛的保障裝備可降低人員傷亡，還可以超負荷、不間斷地提供勤務支援能力。以色列研制并部署運用的“守護者”無人車，如圖3 所示，擁有較強的自主性，搭載光電傳感器、障礙探測器等裝置，具備對前進路線的自主規劃能力，以及與其他無人車互聯協同的能力。最新版本的“守護者”- MK3 有效載荷可以達到2 t，最高時速可達120 km/h。該裝備出色的越野和載荷能力，使其可以執行運輸、偵察、打擊、引導等多類型任務，目前被廣泛用于在加沙地帶代替士兵執行巡邏任務，在軍事運用中多次捕獲邊界異常情況，得到了實戰檢驗。

圖3 以色列“守護者”無人車

目前，人工智能技術在無人機裝備上的運用較為成熟，且與其他無人保障平臺相比，具備環境適應能力更強、補給范圍更廣、編組更靈活等特點，因此，使用無人機裝備進行保障具有更為突出的平臺優勢。美國海軍陸戰隊一直致力于開發K-MAX 貨運無人直升機，該裝備能夠吊運2.7 t 的物資，最大航速可達185 km/h，配有全球定位系統來規劃飛行路線，可實現主動躲避障礙物并自動選擇著陸點，具有較強的自主性。K-MAX 貨運無人直升機部署阿富汗戰場期間，較好地完成了為海軍陸戰隊前沿分隊的運輸補給任務，累計補給340 余噸物資。美國海軍陸戰隊為彌補K-MAX 無人機體型較大的劣勢，利用其數千小時的自主飛行數據，正在測試無人機“蜂群”式投放，以此提升無人機平臺戰場保障規模和適用性。

4. 人機協同優勢互補

如今，人機協同作戰概念已經隨著無人裝備智能化水平的提升日益成熟?？沼騾f同中最受廣泛關注的美軍“忠誠僚機”項目，目前已成功演示有人/無人機編隊能力，并成功驗證基于現有任務資源和優先級，以及在通信丟失情況下的自主處置能力。2023 年3 月，空客公司使用A310 多用途加油運輸機的試驗平臺，通過控制算法技術驗證了自主編隊飛行和自主空對空加油概念的第一步，實現自主引導和控制無人機編隊進行空對空加油能力，從而為執行飛行任務提供更廣域的范圍和更長的任務時間，如圖4 所示。

圖4 空客A310自主引導無人機加油測試

為增強大洋深處控制能力和艦船的補給能力，美國海軍將無人駕駛和人工智能技術應用到了艦隊行動之中，于2021 年成立第59 特遣隊并部署于中東地區的復雜海域，同年10 月進行了成立以來的首次聯合演習。在阿拉伯灣的“新地平線”演習期間，使用MANTAST-12 隱形無人水面艦艇與巴林海軍快速攻擊艇一起作戰，驗證了多渠道信息的整合能力。目前美國海軍在持續開展通過無人技術和載人平臺的有效結合增強水上、水面和水下感知能力的測試和評估。

四、總結

本文就人工智能賦予無人軍事裝備的應用場景以及應用現狀進行了分析和討論，可以看到，盡管無人智能裝備已經在軍事行動的各領域都有所應用，但仍主要集中于單體裝備的智能化，只有破除人工智能技術指標的“煙囪”壁壘，才能促使軍事數據有效交互利用，進而涌現為群體智能。隨著人工智能技術的成熟發展，無人智能裝備的自主能力也將實現進一步的突破和革新。