智能无人飞行器的发展现状及趋势

（荆楚理工学院，湖北荆门市，448000） 夏鑫宇 肖君如

1 智能无人飞行器的概念

智能无人飞行器是由无人机、导弹等无人平台及其有关设备组成的有机整体，具有感知、学习、决策等智能特征，是可自主完成预期使命任务的无人飞行装备。

2 智能无人飞行器研究现状

2.1 智能自主能力评价

随着智能无人飞行器技术的发展，如今智能无人飞行器正朝着智能化、拟人化的方向发展，美国军方根据无人机的智能化、拟人化和自主程度将智能无人飞行器分为了三个等级。首先是半自主操作的无人机，半自主操作的无人机需要在回路阶段由飞行员完成相应的判断和操作，其次是监督式自主操作，这一等级的无人机在回路阶段具备一定的感知能力，能够对感知到的信息作出一定的判断和决策，但在具体进行判断和操作的过程中尚不能够实现全面的自动化，还需要人工辅助监测和指挥，最后是全自主操作类型的无人机，这一类型的无人机无需人处在回路内，无人机能够实现对周围环境全面的感知和分析判断，并依据判断的结果进行决策，并进行相应的操作，人只需要自回路外对无人机的执行质量进行评估，并根据评估结果对无人机进行相应的改进。

2.2 美国智能无人飞行器研究进展

为了提升智能无人飞行器的研究和应用水平，早在20世纪90年代，美国多个相关机构就展开了对智能无人飞行器相关技术的研究，并将研究的重点放在了无人机精准打击目标对象、无人机群体作战以及智能无人机全自主操作等方向。

在精准打击方面，目前美国在这一方面已经取得了一定的进展，美国研发的远程反舰导弹不仅能够在飞行的过程中对周围的环境进行感知，并对未知的威胁进行一定的判断，从而改变原定飞行路径，绕开未知威胁，而且还能够对预设的打击对象进行感知和识别，并找出打击对象的薄弱之处进行精准打击，从而提升攻击效果。

在智能飞行器方面，美国目前也取得了不俗的成就，美国研发的X-47B无人攻击机首次实现了人工利用电脑远程操作使无人机完成目标任务，2011年这一无人机实现了无人飞行测试，并取得了成功，而在2013年，研发人员对这一无人机进行了更新和改进，在人工通过电脑对无人机进行远程监控和指导下，无人机完成了弹射和着舰任务，不仅如此，2015年，美国还实现了无人机空中加油操作，而上述几种无人机智能操作均有不小的难度。

在集群作战方面，美国研发了微型无人机，微型无人机的体积较小，能够完成大型无人机不能完成的任务，特别是在监察敌情方面微型无人机更加灵活、不易被发现，更为重要的是，微型无人机群能够通过飞机发射和收回。

3 智能无人机飞行器发展趋势

3.1 智能分布作战

在传统的作战中，对于作战平台的要求非常高，需要作战平台能够综合探测制导、武器装备、火力打击等功能，而要具备这些综合功能就需要作战平台具备相应功能的各个系统，这导致作战平台的体系复杂且造价成本高昂，一旦平台遭受打击，则所有的功能都会失去效用，损失比较大。

而基于智能计算和分布式技术的智能协同作战技术则能够实现智能分布作战，将平台的各个功能分散开来，使不同类型的无人机承担特定的功能，作战任务由指挥控制无人机、攻击型无人机、探测型无人机、电子战无人机等各种类型无人机紧密协作、共同完成任务，这样的操作一方面能够节省成本，且某一飞行器受到打击时，丧失的仅仅是这一飞行器所具备的某一功能，而不会影响其他飞行器的功能，不仅如此，通过无人机群体协同作战也能够提升任务完成的效率。

3.2 集群化作战

通过群体智能技术能够实现无人机群体作战，听过智能群体作战不仅能够将单个无人机的优势集中起来，同时通过无人机之间的相互配合还能够发挥出更大的效用，在实际的战争中，通过无人机之间的相互配合能够大大提升战争获胜的可能性，不仅如此，在战争环境中，即便无人机群体中部分无人机受到攻击失去效用也不会影响无人机群的整体功能，这使得无人机在拦截敌方进攻和打击敌方目标的过程中均具有传统飞行器所不具备的优势。

4 智能无人机飞行器关键技术

4.1 智能态势感知技术

为了在未来战争中更好地应用无人机技术，使得无人机能够发挥更大的效用，无人机需要具备智能态势感知体系，能够对周围环境、打击目标以及无人机自身的运行情况进行感知。

智能环境感知，智能环境感知主要是指无人机能够对周围的环境进行感知，通过对周围大气环境、战场环境等进行感知，从而判断是否存在潜在的威胁，从而为无人机后续的操作提供信息基础。

智能目标对象感知，智能目标对象感知主要是指无人机能够在战场环境中对敌方情况进行感知和识别，由于战场环境较为复杂，采用图像感知的导弹对目标区域可视度、战场环境

复杂度要求较高能故障感知，加之无人机可能还会遭到人为的信息干扰，因此在智能目标感知的过程中，可以合理的使用人工智能技术，从而提升无人机对目标环境的感知效率和效果。

智能故障感知，智能故障感知是指无人机在执行任务的过程中对自身的运行情况进行感知，从而使无人机在发生故障时能够对自身的情况进行判断，通过改变飞行途径等措施使自身在存在故障的情况下依然能够完成任务。

4.2 智能决策技术

智能决策技术是指，无人机在执行任务的过程中能依据周围的环境变化进行自主决策，从而在瞬息万变的战场中完成任务。然而这一技术的实现具有较大的难度，在执行任务的过程中无人机如何改变预定飞行路径躲避未知的威胁是一大问题，同时在躲避威胁后，如何重新规划飞行路径继续执行任务同样是一大技术难题。

4.3 智能控制技术

智能控制技术主要应对无人飞行器在大范围跨域飞行、存在参数扰动或者突发的故障等情况下的智能、容错控制等问题，确保无人飞行器稳定完成飞行作战任务。

随着社会科技的发展，当前及未来的战争范围将大大增加，在这样的背景下，飞行器所面临的环境更加复杂，如何提升飞行器的适应性和稳定性则需要要依靠智能控制技术来解决，通过智能控制技术使得飞行器的相关运行条件维持在一定的范围内，使飞行器能够实现长距离长时间的作战。

5 总结

将人工智能技术与无人机技术进行结合是未来智能无人飞行器的一大发展趋势，通过这两大技术的结合能够使无人机模仿人类的行为进行信息感知，并对依据信息进行相应的决策和行动实现自主、高动态与分布协同作战。