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国外军用无人系统未来发展展望
来源:中国航空研究院 | 作者:国防科技工业杂志 | 发布时间: 2023-02-27 | 3043 次浏览 | 分享到:
目前无人系统已经成为一种“热点”装备,在全球范围内的发展呈井喷式态势并表现出多个方面的特征…...

 


与传统有人装备相比,无人系统具有无人员伤亡危险、持续作战能力强、采购维护成本低、操作使用灵活方便等突出性能优势,因而在军事领域得到了广泛应用。

进入21世纪以来,随着相关领域技术的进步和现代战争需求的推动,地面、水面、水下、空中、太空等各种类型的军用无人系统在世界范围内大量扩散,并在多场局部战争和武装冲突中发挥了重要作用,甚至在相当程度上改变了人类战争形态。在这样的时代背景下,世界主要国家对军用无人系统发展的重视程度进一步提高,经费投入力度也逐年加大,目前无人系统已经成为一种“热点”装备,在全球范围内的发展呈井喷式态势并表现出多个方面的特征。

  1  

无人系统平台将同时向大/巨型化和微/小型化两极发展,并形成可满足不同任务场合需求的完整谱系

在今后的高技术战争中,面对复杂恶劣的战场环境和多样化的任务需求,单靠少数几种甚至单一外形尺寸/体积重量的无人系统平台,将很可能会出现“大材小用”或“小材大用”的情况,不但难以确保作战任务的高效完成,从经济性角度来看也很不合理。因此,无人系统平台只有同时向“更大、更小”两个方向发展,并在此基础上形成完整的产品谱系,才能充分满足各种细分任务场合的需要,最大程度地提高效费比。

例如,今后部分任务场合会对无人系统的大威力/持续打击能力、耐航/久航能力、态势感知能力提出很高要求,反映到平台性能上就是要尽可能增加武器尺寸/种类/数量、燃油携带量、任务设备种类/数量,而这样的要求只有大尺寸、大重量的平台才能满足,因此这部分无人系统将不得不向大型、巨型化方向发展。

 

另一方面,由于微小型无人系统具有外形尺寸小、重量轻、机动灵活、隐蔽性好等独特性能优势,在一些特殊战场环境下(例如城市、丛林地等复杂环境或建筑物、舰船等密闭空间内)可以发挥不可替代的作用,由此导致微小型化将会成为无人系统平台的另一重要发展方向。

  2  

无人系统的自主控制水平、智能化程度稳步提升,并向低人工干预、高自主/智能化方向发展

控制水平和智能化程度是无人系统区别于传统有人装备,实现无人操控并自主执行各种任务的关键。目前无人系统的智能化水平仍比较低,平台控制方式主要以简单遥控和预编程控制为主,半自主控制技术尽管日益成熟,但其中有相当部分操作仍需人工干预。今后随着计算机运算速度和存储容量的飞速发展,以及相关的软件、容错、模式识别和自适应推理系统等技术的进步,无人系统的智能化水平将会不断提高,人机智能融合的交互控制方式将逐渐占据主导地位,届时无人系统将逐步降低、乃至摆脱对操作人员的依赖,向全自主控制方向发展。在此基础上,无人系统还将具备自主学习及环境适应能力,能够自主决策、甚至主动向操作人员提供相关建议,由此一来,不仅可以显著缩短决策时间,提高任务执行效率,同时还将带来操作人员工作负荷大幅减轻、决策过程中各种人为因素影响得以最小化、无人系统通信带宽需求明显降低等一系列性能优势。

届时,无人系统将能够进行超视距的战术操作,同时可以更好地适应各种危险、独立、复杂环境,在工作过程中能够及时处理新情况和应对新威胁,并更好地实现与有人装备或其它无人系统之间的协同作业。今后无人系统自主控制水平不断提高的这一进程,可简单直观地描述为“人在回路中”→“人在回路上”→“人在回路外”。

  3  

无人系统工作模式将逐渐向无人/有人、无人/无人协同方向发展,进而有效提高复杂环境下的任务效能

单个无人系统平台的任务效能往往相当有限,在复杂战场环境下这一弱点将会更加暴露无遗,因此今后无人系统的工作模式必然会从单平台向多平台协同、有人/无人协同方向发展,而近年来互操作、自组网、新能源等技术的日臻成熟以及无人系统自主控制/智能化程度的不断提高,也为此提供了技术可行性。从长远看,今后随着水下无人系统与陆上/空中无人系统之间通讯实时性等关键技术问题的解决,各种类型的无人系统之间必将实现互操作和工作协同,即通过水下、水面、陆上、空中甚至太空无人系统之间的跨域协作配合,实现各无人平台之间的信息数据共享,由此可以充分发挥各自优势、相互取长补短,进一步提高无人系统的任务效能。

 

总的来看,今后无人系统协同能力的发展将会基本遵循“无人系统与有人系统协同(有人系统主导)→有人系统与无人系统协同(无人系统主导)→无人系统与无人系统协同”→“无人系统跨域协同”这样的进程和步骤。在这样的背景下,加快推进无人系统独立编队和“无人+有人”混编装备体系建设,把不同型别/种类的无人系统融入联合作战体系,形成功能完备、优势互补、协同应用的联合作战能力,必将会成为世界军用无人系统未来发展及各国未来军队建设的一个重要方向。

  4  

无人系统集群的相关概念和技术不断成熟,集群作战将会成为未来高技术战争的重要作战形式 

集群全自主作为无人系统自主性的最高等级,既是无人系统协同控制的一种重要形式,也是其发展的进一步深化。近年来,随着环境感知与认识、信息交互与自主控制、多机协同任务规划与决策、人机智能融合与自适应学习等相关技术的日益成熟,无人系统集群作为一种具备“改变游戏规则”潜力的颠覆性技术,已经成为世界无人系统发展的一个重要方向。研究表明,无人系统集群通过单体之间的紧密协作,以集群替代机动、数量提升能力、成本创造优势的方式,具有单个平台成本低、群体数目大、集群智能程度高、抗毁能力强、工作方式灵活等特点,能有效增强自身在各种复杂险恶环境中执行任务的能力,进而完成很多单台无人系统难以胜任的任务。在今后,随着人工智能、网络信息、微纳电子等技术的迅猛发展,无人系统集群将进一步呈现出规模大型化、平台谱系化、系统智能化、成本低廉化等特点,其任务效能还将会跃上一个新台阶。