无人智能装备应用分析

胡景博 蒋 平 杨克巍

1.国防科技大学系统工程学院；2.中国人民解放军63969部队

人工智能技术（AI）作为备受关注的新兴和颠覆性技术，对于强化国家军事能力、确保战略优势具有重要意义[1]。通过人工智能技术的赋能，促使无人装备提高自主能力，理解并执行复杂任务，推动军事变革。如何在这场技术变革中，利用好最新技术，将这些技术落实到实际的应用场景中，给作战运用带来帮助，将是一个重要的研究课题。因此，本文就无人智能装备作战运用的场景以及现状等方面进行深入分析，为无人装备智能化发展和应用提供一些参考和启示。

一、无人智能装备的基本概述

人工智能技术的高速发展是无人智能装备得以实现的基础。对于军事装备智能化，各国的主要发展目标是基于目前较为成熟的图像识别、大数据分析、因果推断等人工智能技术，使装备独立实现目标态势感知、信息处理与协同决策的战场行为，提升装备的自主作战效能[2]。陈杰院士[3]认为，智能无人系统是人工智能研究的最终目标，是依靠大数据和人工智能来创造具有集成任务、运动规划以及决策和推理能力的无人系统。因此，无人系统作为智能装备的高阶延伸，其最大优势在于降低人员毁伤成本，同时具有空间多维、全天候、非接触作战等运用特点，从作战形式上改变了军队组织形态和战争规则[4]。

二、无人智能装备的应用场景

美军为始终保持领先竞争对手的技术优势，提出综合发展以人工智能技术为支撑的第三次抵消战略，以无人作战为核心，已构建连接多种无人平台的全球监视和打击网络，并提出将无人智能装备应用于不同场景的军事理念。

1. 战场侦察

无人智能装备可以部署至战场前沿，凭借多域装备形成的智能侦察体系和全天候的战位能力，使简单作战单元之间通过实时数据交互形成多源情报信息，即收集和整合包括来自各种传感器、情报、通信和其他数据源的信息来支持军事作战决策，依托人工智能强大的数据处理能力，融合历史数据进行深度学习，从复杂繁多的战场大数据中挖掘出有价值的情报产品。以智能附加人脑形成指挥中枢，有利于解放指战员脑力并大幅提高对多源情报的认知能力，从而把握战场态势，实现信息优势，为精准打击军事目标提供完整且详细的作战情报[5]。

2. 目标打击

智能化的无人作战平台促使作战形式发生拓展，战场节奏加快。面对瞬息万变的战场，决策响应时间影响着战争的走向。当特定目标或任务发生变化时，无人智能装备通过以人工智能为核心的技术可实现自主作战，能够完成在复杂战场条件下任务的自主分解、作战单元的自主协同、作战方案的自主规划和作战对象的自主打击[6]。做到快速判别、重新选择和准确决策，促使观察（Oberve）、判断（Orient）、决策（Decide）以及行动（Act）的OODA 作战循环自主高效，完成即时打击，先敌制胜。

3. 勤务保障

现代战争离不开高效的保障能力。随着人工智能技术在情景分析、目标识别、空间研判等方面能力的提升，无人智能装备可以在未来军事斗争中，针对不同作战环境的保障需求，实现精准高效的勤务支援能力，促使传统保障方式发生变革。基于无人驾驶和自主能力的优势，能够克服在无氧、高温、严寒、剧毒和强辐射等超越人体极限的恶劣战场环境和火力打击威胁下进行支援保障[7]，可以通过情报收集、自主扫描来识别地理空间信息，实时感知战场态势，合理规划最短的战场前运和医疗救护路径，为增强战斗力提供有力支撑。

4. 有人/无人协同

无人智能装备的发展为人机结合带来作战思路、作战形态的本质性改变。无人智能装备同有人装备实现智能交互，可以使得兵力编组更加灵活多样，优势互补。将无人智能装备围绕有人装备进行部署，增强有人装备的战场感知和生存能力，并延伸了无人装备的作战范围。同时，有人/无人协同编队可以依靠智能辅助决策将任务权重进行动态调整，缓释编队指挥在任务分配、方案调控上的工作负荷，集中精力对关键事件和行动作出决策。

三、无人智能装备的应用现状

现阶段，无人智能装备随着人工智能技术的发展被赋予新的使命，被国内外军队广泛应用于各个装备领域。本文选取几类典型自主能力装备，展示外军无人智能装备在不同作战领域的应用现状。

1. 构建立体情报网络

从近些年美军无人智能装备的应用来看，美军已在海、陆、空、天多领域部署相关装备，以此收集更多的军事情报信息并加以整合，构筑全面立体的情报信息网。无人潜航器是军事海洋探索的必要装备，通过提高智能化水平来增进自主运行能力，部署于敌方海域收集水声信息并提高水下监视和防御能力。据介绍，“回声航行者”是波音公司完全自主研发的一种超大型无人潜航器，用于执行长时间、远距离的任务（如图1 所示）。“回声航行者”无人潜航器具备自主导航、传感器集成、数据收集和通信等功能，可以在水下环境中执行各种任务，并通过无线通信与地面指挥中心保持联系，通过电池和船用柴油发电机的混合动力组合提供动力，其续航能力可以保证在海上运行数月，有效航程可以覆盖12000 余公里，自2017 年投入运营以来，已自主运行数百公里。波音公司正在美国海军的资助下开发下一代潜航器。

图1 “回声航行者”无人潜航器

在空中方面，2017 年，美军启动“梅文”计划。该计划已将人工智能技术与无人机融合，致力于打造具有自主标识地理空间情报能力的无人智能装备，基于深度学习和机器学习的人工智能技术，能够处理来自无人机获取的静止图像和动态视频，从而自动检测出潜在目标。目前，通过“梅文”计划已将自主智能无人系统应用于军事行动中，用来识别伊拉克和叙利亚的相关目标，识别准确率已经达到80%。

2. 自主研判精确打击

随着精确制导武器的不断发展，人工引导难以在短时间内实现对目标发现即摧毁，必须让制导武器“会思考”“有意识”。只有将人工智能技术嵌入武器装备平台，使得武器具备单体智能，才能在多重维度实现精确打击，从而降低战场投入的费效比[8、9]。以色列拉斐尔先进防务防御系统公司推出世界上首款具备智能化和自主能力的“海上破坏者”巡航导弹，如图2 所示。该导弹搭载红外成像导引头和反舰导弹系统，集成电光导引头、计算机视觉、人工智能等技术，适合在所有天气条件下攻击固定或移动目标，以便应对现代战争的复杂挑战。“海上破坏者”能够以较高的亚声速速度从最远300 km 的距离对海上和陆地高价值目标进行精确打击，具备在飞行中途中止打击能力和战斗毁伤评估功能，基于深度学习和大数据场景匹配，完成对目标的自动捕获和识别，实现对目标的精确摧毁[10]。

图2 “海上破坏者”巡航导弹

由意法半导体公司制造的四旋翼无人机“卡古”2，将机器学习算法嵌入无人机平台，安装了先进的光电探头，具备红外热成像扫描和自主识别目标的能力，使其能够自主操作，同时也能手动控制。在2020 年的利比亚战场上，“卡古”2 根据自身人工智能系统的学习辨识能力，为最大限度地减少附带伤害的范围，以靠近目标的地方引爆炸药的方式，对目标进行了面部识别后完成了有效打击。

3. 勤务支援提质增效

在2013 年的阿富汗战场上，美军60%的作战伤亡来自于车队补给。因此，无人智能装备代替传统有人驾驶的保障装备可降低人员伤亡，还可以超负荷、不间断地提供勤务支援能力。以色列研制并部署运用的“守护者”无人车，如图3 所示，拥有较强的自主性，搭载光电传感器、障碍探测器等装置，具备对前进路线的自主规划能力，以及与其他无人车互联协同的能力。最新版本的“守护者”- MK3 有效载荷可以达到2 t，最高时速可达120 km/h。该装备出色的越野和载荷能力，使其可以执行运输、侦察、打击、引导等多类型任务，目前被广泛用于在加沙地带代替士兵执行巡逻任务，在军事运用中多次捕获边界异常情况，得到了实战检验。

图3 以色列“守护者”无人车

目前，人工智能技术在无人机装备上的运用较为成熟，且与其他无人保障平台相比，具备环境适应能力更强、补给范围更广、编组更灵活等特点，因此，使用无人机装备进行保障具有更为突出的平台优势。美国海军陆战队一直致力于开发K-MAX 货运无人直升机，该装备能够吊运2.7 t 的物资，最大航速可达185 km/h，配有全球定位系统来规划飞行路线，可实现主动躲避障碍物并自动选择着陆点，具有较强的自主性。K-MAX 货运无人直升机部署阿富汗战场期间，较好地完成了为海军陆战队前沿分队的运输补给任务，累计补给340 余吨物资。美国海军陆战队为弥补K-MAX 无人机体型较大的劣势，利用其数千小时的自主飞行数据，正在测试无人机“蜂群”式投放，以此提升无人机平台战场保障规模和适用性。

4. 人机协同优势互补

如今，人机协同作战概念已经随着无人装备智能化水平的提升日益成熟。空域协同中最受广泛关注的美军“忠诚僚机”项目，目前已成功演示有人/无人机编队能力，并成功验证基于现有任务资源和优先级，以及在通信丢失情况下的自主处置能力。2023 年3 月，空客公司使用A310 多用途加油运输机的试验平台，通过控制算法技术验证了自主编队飞行和自主空对空加油概念的第一步，实现自主引导和控制无人机编队进行空对空加油能力，从而为执行飞行任务提供更广域的范围和更长的任务时间，如图4 所示。

图4 空客A310自主引导无人机加油测试

为增强大洋深处控制能力和舰船的补给能力，美国海军将无人驾驶和人工智能技术应用到了舰队行动之中，于2021 年成立第59 特遣队并部署于中东地区的复杂海域，同年10 月进行了成立以来的首次联合演习。在阿拉伯湾的“新地平线”演习期间，使用MANTAST-12 隐形无人水面舰艇与巴林海军快速攻击艇一起作战，验证了多渠道信息的整合能力。目前美国海军在持续开展通过无人技术和载人平台的有效结合增强水上、水面和水下感知能力的测试和评估。

四、总结

本文就人工智能赋予无人军事装备的应用场景以及应用现状进行了分析和讨论，可以看到，尽管无人智能装备已经在军事行动的各领域都有所应用，但仍主要集中于单体装备的智能化，只有破除人工智能技术指标的“烟囱”壁垒，才能促使军事数据有效交互利用，进而涌现为群体智能。随着人工智能技术的成熟发展，无人智能装备的自主能力也将实现进一步的突破和革新。