跨界 · 融合 · 服務(wù) · 創(chuàng)新
與傳統(tǒng)有人裝備相比,無人系統(tǒng)具有無人員傷亡危險(xiǎn)、持續(xù)作戰(zhàn)能力強(qiáng)、采購維護(hù)成本低、操作使用靈活方便等突出性能優(yōu)勢(shì),因而在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)需求的推動(dòng),地面、水面、水下、空中、太空等各種類型的軍用無人系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)大量擴(kuò)散,并在多場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)和武裝沖突中發(fā)揮了重要作用,甚至在相當(dāng)程度上改變了人類戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)。在這樣的時(shí)代背景下,世界主要國家對(duì)軍用無人系統(tǒng)發(fā)展的重視程度進(jìn)一步提高,經(jīng)費(fèi)投入力度也逐年加大,目前無人系統(tǒng)已經(jīng)成為一種“熱點(diǎn)”裝備,在全球范圍內(nèi)的發(fā)展呈井噴式態(tài)勢(shì)并表現(xiàn)出多個(gè)方面的特征。
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無人系統(tǒng)平臺(tái)將同時(shí)向大/巨型化和微/小型化兩極發(fā)展,并形成可滿足不同任務(wù)場(chǎng)合需求的完整譜系
在今后的高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中,面對(duì)復(fù)雜惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和多樣化的任務(wù)需求,單靠少數(shù)幾種甚至單一外形尺寸/體積重量的無人系統(tǒng)平臺(tái),將很可能會(huì)出現(xiàn)“大材小用”或“小材大用”的情況,不但難以確保作戰(zhàn)任務(wù)的高效完成,從經(jīng)濟(jì)性角度來看也很不合理。因此,無人系統(tǒng)平臺(tái)只有同時(shí)向“更大、更小”兩個(gè)方向發(fā)展,并在此基礎(chǔ)上形成完整的產(chǎn)品譜系,才能充分滿足各種細(xì)分任務(wù)場(chǎng)合的需要,最大程度地提高效費(fèi)比。
例如,今后部分任務(wù)場(chǎng)合會(huì)對(duì)無人系統(tǒng)的大威力/持續(xù)打擊能力、耐航/久航能力、態(tài)勢(shì)感知能力提出很高要求,反映到平臺(tái)性能上就是要盡可能增加武器尺寸/種類/數(shù)量、燃油攜帶量、任務(wù)設(shè)備種類/數(shù)量,而這樣的要求只有大尺寸、大重量的平臺(tái)才能滿足,因此這部分無人系統(tǒng)將不得不向大型、巨型化方向發(fā)展。
另一方面,由于微小型無人系統(tǒng)具有外形尺寸小、重量輕、機(jī)動(dòng)靈活、隱蔽性好等獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì),在一些特殊戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下(例如城市、叢林地等復(fù)雜環(huán)境或建筑物、艦船等密閉空間內(nèi))可以發(fā)揮不可替代的作用,由此導(dǎo)致微小型化將會(huì)成為無人系統(tǒng)平臺(tái)的另一重要發(fā)展方向。
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無人系統(tǒng)的自主控制水平、智能化程度穩(wěn)步提升,并向低人工干預(yù)、高自主/智能化方向發(fā)展
控制水平和智能化程度是無人系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)有人裝備,實(shí)現(xiàn)無人操控并自主執(zhí)行各種任務(wù)的關(guān)鍵。目前無人系統(tǒng)的智能化水平仍比較低,平臺(tái)控制方式主要以簡(jiǎn)單遙控和預(yù)編程控制為主,半自主控制技術(shù)盡管日益成熟,但其中有相當(dāng)部分操作仍需人工干預(yù)。今后隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量的飛速發(fā)展,以及相關(guān)的軟件、容錯(cuò)、模式識(shí)別和自適應(yīng)推理系統(tǒng)等技術(shù)的進(jìn)步,無人系統(tǒng)的智能化水平將會(huì)不斷提高,人機(jī)智能融合的交互控制方式將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,屆時(shí)無人系統(tǒng)將逐步降低、乃至擺脫對(duì)操作人員的依賴,向全自主控制方向發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,無人系統(tǒng)還將具備自主學(xué)習(xí)及環(huán)境適應(yīng)能力,能夠自主決策、甚至主動(dòng)向操作人員提供相關(guān)建議,由此一來,不僅可以顯著縮短決策時(shí)間,提高任務(wù)執(zhí)行效率,同時(shí)還將帶來操作人員工作負(fù)荷大幅減輕、決策過程中各種人為因素影響得以最小化、無人系統(tǒng)通信帶寬需求明顯降低等一系列性能優(yōu)勢(shì)。
屆時(shí),無人系統(tǒng)將能夠進(jìn)行超視距的戰(zhàn)術(shù)操作,同時(shí)可以更好地適應(yīng)各種危險(xiǎn)、獨(dú)立、復(fù)雜環(huán)境,在工作過程中能夠及時(shí)處理新情況和應(yīng)對(duì)新威脅,并更好地實(shí)現(xiàn)與有人裝備或其它無人系統(tǒng)之間的協(xié)同作業(yè)。今后無人系統(tǒng)自主控制水平不斷提高的這一進(jìn)程,可簡(jiǎn)單直觀地描述為“人在回路中”→“人在回路上”→“人在回路外”。
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無人系統(tǒng)工作模式將逐漸向無人/有人、無人/無人協(xié)同方向發(fā)展,進(jìn)而有效提高復(fù)雜環(huán)境下的任務(wù)效能
單個(gè)無人系統(tǒng)平臺(tái)的任務(wù)效能往往相當(dāng)有限,在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下這一弱點(diǎn)將會(huì)更加暴露無遺,因此今后無人系統(tǒng)的工作模式必然會(huì)從單平臺(tái)向多平臺(tái)協(xié)同、有人/無人協(xié)同方向發(fā)展,而近年來互操作、自組網(wǎng)、新能源等技術(shù)的日臻成熟以及無人系統(tǒng)自主控制/智能化程度的不斷提高,也為此提供了技術(shù)可行性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,今后隨著水下無人系統(tǒng)與陸上/空中無人系統(tǒng)之間通訊實(shí)時(shí)性等關(guān)鍵技術(shù)問題的解決,各種類型的無人系統(tǒng)之間必將實(shí)現(xiàn)互操作和工作協(xié)同,即通過水下、水面、陸上、空中甚至太空無人系統(tǒng)之間的跨域協(xié)作配合,實(shí)現(xiàn)各無人平臺(tái)之間的信息數(shù)據(jù)共享,由此可以充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)、相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,進(jìn)一步提高無人系統(tǒng)的任務(wù)效能。
總的來看,今后無人系統(tǒng)協(xié)同能力的發(fā)展將會(huì)基本遵循“無人系統(tǒng)與有人系統(tǒng)協(xié)同(有人系統(tǒng)主導(dǎo))→有人系統(tǒng)與無人系統(tǒng)協(xié)同(無人系統(tǒng)主導(dǎo))→無人系統(tǒng)與無人系統(tǒng)協(xié)同”→“無人系統(tǒng)跨域協(xié)同”這樣的進(jìn)程和步驟。在這樣的背景下,加快推進(jìn)無人系統(tǒng)獨(dú)立編隊(duì)和“無人+有人”混編裝備體系建設(shè),把不同型別/種類的無人系統(tǒng)融入聯(lián)合作戰(zhàn)體系,形成功能完備、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同應(yīng)用的聯(lián)合作戰(zhàn)能力,必將會(huì)成為世界軍用無人系統(tǒng)未來發(fā)展及各國未來軍隊(duì)建設(shè)的一個(gè)重要方向。
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無人系統(tǒng)集群的相關(guān)概念和技術(shù)不斷成熟,集群作戰(zhàn)將會(huì)成為未來高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的重要作戰(zhàn)形式
集群全自主作為無人系統(tǒng)自主性的最高等級(jí),既是無人系統(tǒng)協(xié)同控制的一種重要形式,也是其發(fā)展的進(jìn)一步深化。近年來,隨著環(huán)境感知與認(rèn)識(shí)、信息交互與自主控制、多機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃與決策、人機(jī)智能融合與自適應(yīng)學(xué)習(xí)等相關(guān)技術(shù)的日益成熟,無人系統(tǒng)集群作為一種具備“改變游戲規(guī)則”潛力的顛覆性技術(shù),已經(jīng)成為世界無人系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。研究表明,無人系統(tǒng)集群通過單體之間的緊密協(xié)作,以集群替代機(jī)動(dòng)、數(shù)量提升能力、成本創(chuàng)造優(yōu)勢(shì)的方式,具有單個(gè)平臺(tái)成本低、群體數(shù)目大、集群智能程度高、抗毀能力強(qiáng)、工作方式靈活等特點(diǎn),能有效增強(qiáng)自身在各種復(fù)雜險(xiǎn)惡環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的能力,進(jìn)而完成很多單臺(tái)無人系統(tǒng)難以勝任的任務(wù)。在今后,隨著人工智能、網(wǎng)絡(luò)信息、微納電子等技術(shù)的迅猛發(fā)展,無人系統(tǒng)集群將進(jìn)一步呈現(xiàn)出規(guī)模大型化、平臺(tái)譜系化、系統(tǒng)智能化、成本低廉化等特點(diǎn),其任務(wù)效能還將會(huì)躍上一個(gè)新臺(tái)階。