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“捅爆马蜂窝”:未来无人机凭借军用人工智能进行“饱和攻击”

中华网军事  · 公众号  · 军事  · 2017-01-16 17:44

正文


2016年11月5日,我国第一个固定翼无人机集群飞行试验以67架无人机的数量,打破了美国海军保持的50架固定翼无人机集群飞机数量的记录。而在2017年1月9日,美国国防部消息称,美国海军3架F/A-18E/F战机一共投放了103架“灰山鹑”小型无人机。由此看来,中美似乎在无人机集群技术上陷入了一场“冷战”。对于无人机集群最核心的技术,就是“集群智能”,这种技术一直被军事强国视作军用人工智能的核心,是未来无人作战的突破口。


图示:美国海军3架F/A-18E/F战机投放“灰山鹑”小型无人机


要知道,“集群”概念的是从1953年对昆虫群落的行为研究开始的。比如,蚂蚁的个体结构和行为非常简单,但是无数个简单的蚂蚁构成的群体--蚁群却表现出了高度结构化的社会组织特性,并能够完成远远超出个体能力的复杂任务。蚂蚁、蜂等昆虫都具备这种个体行为简单,但一旦大规模集群出动就体现出明显的集群智能行为,蚂蚁和蜜蜂的觅食行为和自卫能力就是这种集群智能的典型代表。就拿“捅马蜂窝”这种自寻死路的行为来说,单个个体十分弱小的马蜂,一旦集群出动,对于目标造成的毁伤,绝对是惨不忍睹的。


图示:显示器上控制美国“灰山鹑”无人机集群进行定点盘旋


而将“集群智能”应用于军用无人机技术,则将极大的提高无人机集群的打击能力。目前,无人机集群作战是指一组具备部分自主能力的无人机系统通过有人/无人操作装置的辅助,在一名无人机操作员的监控下,完成作战任务的过程。无人机集群技术借鉴了自然界中的“集群智能”自组织机制,使得仅有有限自主能力的多架无人机在没有集中指挥控制的情况下,通过相互之间的信息交流产生整体效应,实现较高程度的自主协作,从而能在尽量少的人员干预的情况下完成任务。同时,这项技术也能够无人机避免冲突,并针对不同的任务和请求,选派“集群”内最佳无人机完成任务。


图示:无人机集群进行“饱和攻击”


传统的无人机每架都需要一个操作员,有了“集群智能”技术,就不必每架无人机都有一名操作员,仅要一个人就能指挥一群无人机。无人机集群的应用范围非常广,可以让一群无人机充当空中无线信号节点,使无人区或者执行救灾任务的部队获得通信保障;也可以让一群无人机同时在某区域上空监控和搜寻目标,并发起集群攻击。


早在2002年,美国联合部队司令部“阿尔法计划”实验室对无人机“集群作战”的效能进行了研究,结果初步证明无人机集群作战具有较高的效能优势。在模拟试验中,装有传感器和武器的100架无人机集群与一个媒介现有的可部署单位进行了比较。无人机集群中的100架无人机摧毁了63个目标兵探测到了多达91%的模拟敌军部队,而普通的作战单位只歼灭了11个作战目标并探测到了33%的敌军部队。


图示:美国X-47B无人机造价昂贵,性能优秀,至于为什么被伊朗“捕获”这些细节不要在意


美国诺斯罗普公司还设想使用X-47B这种造假昂贵的高端无人机,这些无人机组成集群,实现自组织作战概念,比如:用15架X-47B无人机组成3个中队,在进行空中加油的情况下续航时间可以达到50个小时,并在航母战斗群外的3240公里外每周7天24小时的执行任务,每架X-47B覆盖直径可以达到370公里,这将极大提高无人作战飞机在高强度对抗和战场环境下的生存概率。但是,X-47B造价极高,航母的搭载数量也有限。


另外,美国通用原子公司还提出了使用捕食者C“复仇者”无人机群与F-22战机协同作战的概念,计划在2017年实现在4架F-22战机护航的情况下,两个由8架“复仇者”组成的无人机集群具备摧毁敌方敌方防空导弹的能力。


应用“群体智能”技术的无人机集群如果搭载电磁干扰装置或定向能武器,就可以获得一定的拦截能力,这些成群的无人机还可以作为假目标和诱饵实施干扰,非常适合对付饱和导弹攻击。在这种情况下,为了具备最好的防御效果,就要要求无人机集群拥有快速发射和迅速编组能力,尤其对战场感知、协同作战等方面的能力有更高的要求。


国外还有人设想将无人机集群应用于反潜,对比传统的反潜理论,无人机集群可以同时搜索更大面积的海域。但是,无论是声学还是非声搜潜设备搭载在无人机上都在目前的技术下无法与现有的反潜机和反潜舰艇相比。可无人机集群拥有无与伦比的攻潜优势,无人机集群内的无人机数量远超鱼雷和反潜导弹,造价又低得多。更重要的是,无人机集群可以在飞行过程中接受对疑似水下目标的重新定位,大幅提高攻击潜艇的成功概率。


无人机在执行任务的过程中,搜索并且发现任务区域内的目标,进行目标指示和定位、动态目标跟踪是一系列作战活动的基础。但无人机一旦被击落,很有可能会丢失目标,但很明显无人机集群一坨“集群智能”这一军用人工智能技术,可以极大的优化侦查目标、跟踪目标的能力。但要知道,世界上永远没有完美的武器装备。哪怕是看似在未来拥有无线前景的应用“群体智能”的无人机集群也会有缺点。


就拿无人机集群的整体作战能力来说,使用“蜂群”战术一般使用小型无人机,但小型无人机在航程、航速、传感器和打击武器方面难以满足要求。如果使用类似捕食者、死神、X-47B这类大型无人机,无人机集群内的无人机数量又会下降,更何况如果发射无人机集群的平台在发射之前就被摧毁,那么就不用考虑无人机集群了。此外,包括美国、俄罗斯在内的国家已经开始了对反无人机集群作战的研究,并且推出了一些反无人机集群装备。


图示:美国陆军公布的“相位器”高功率微波武器,主要用来反无人机集群


美国陆军在2016年测试一种名为“相位器”(Phaser)的高功率微波武器,可以有效的击落空中飞行的无人机集群。“相位器”由雷声公里开发,以柴油为动力,安装在方舱顶部,可以在搜索雷达的引导下跟踪无人机,并通过蝶形电线发射高能微波,烧毁成群的无人机内的电子元器件。“相位器”不但可以能够击落无人机集群,还可以用来摧毁汽车、坦克、直升机中的电子设备。



图示:俄罗斯曝光的反无人机集群武器,目前仍不清楚其如何打击无人机集群


俄罗斯联合一起制造公司则在2016年完成了一种类似美国“相位器”的反无人机群的装备。主要作用也是瘫痪无人机上的电子元器件,从而终端无人机与控制中心的通信,来击落无人机集群。


任何武器装备都不可能绝对完美,他们或多或少的都会有缺点。更何况战争的胜利不会仅仅依靠单独的一两件武器装备就可以赢的,战争的胜负是依靠体系。无人机集群的“集群智能”技术才刚刚开始,还有很漫长的一段路要走,是否能够对未来战争有所影响,我们拭目以待。



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