馬爾杰拉圖

當(dāng)前無人機(jī)正在悄然成為社會(huì)的新潮流，在軍事和民用領(lǐng)域正在引發(fā)著越來越廣泛的關(guān)注。在軍事領(lǐng)域，依托無人機(jī)低成本、小型化特點(diǎn)的“蜂群”戰(zhàn)術(shù)，成為許多國(guó)家軍事研究的熱點(diǎn)。

21世紀(jì)以來，隨著小型無人機(jī)在有效載荷小型化、續(xù)航時(shí)間、超視距通信、低成本化等方面持續(xù)取得進(jìn)展，集群技術(shù)、自主技術(shù)、協(xié)同技術(shù)等智能化技術(shù)正推動(dòng)著小型無人機(jī)戰(zhàn)斗力的提升。與此同時(shí)，人工智能、3D打印等技術(shù)也日益成熟。在此基礎(chǔ)上，許多空戰(zhàn)專家開始提出一種新的作戰(zhàn)構(gòu)想，即借鑒當(dāng)年德國(guó)的“海狼戰(zhàn)術(shù)”，利用3D打印技術(shù)打造一支數(shù)量龐大、價(jià)格低廉的無人機(jī)群用以攻擊目標(biāo)，這就是通常人們所理解的“蜂群”戰(zhàn)術(shù)。

這一概念看上去并不難理解，實(shí)現(xiàn)起來似乎也沒有太多障礙。然而，當(dāng)研究者們?cè)噲D將這一概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)了許多需要進(jìn)一步解決的問題：

首先，日常使用的民用無人機(jī)，無法用于組成“蜂群”。

民用無人機(jī)成本低廉，體積較小，操作簡(jiǎn)便，看上去似乎是用于組成“蜂群”的最佳選擇。然而，當(dāng)研究者嘗試用民用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“蜂群”戰(zhàn)術(shù)時(shí)，便發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此。

目前市場(chǎng)上比較常見的民用無人機(jī)，是以“大疆”為代表的多旋翼無人飛行器。這類飛行器之所以能夠流行起來，根源就在于其操作簡(jiǎn)便，維護(hù)容易，而且非常安全。但也正因其安全性，這類飛行器普遍質(zhì)量不大，飛行速度也不高，巡航時(shí)間較短。就以常見的大疆Phantom3無人機(jī)而言，其飛行速度大約為16米/秒。以這樣的速度去進(jìn)行恐怖襲擊，用機(jī)槍就可以打下來，更不用提目前已有的五花八門的反無人機(jī)武器了。

其次，“蜂群”戰(zhàn)術(shù)對(duì)“一人多機(jī)”技術(shù)有很高的要求。常見的民用飛行器，受成本影響，普遍無法實(shí)現(xiàn)“一人多機(jī)”操作。也就是說，一架無人機(jī)至少需要一個(gè)操作員。而在戰(zhàn)場(chǎng)上，要集中起數(shù)百架無人機(jī)，就要先找到幾百名操作員， 光這些人員的組織就是一個(gè)龐大而繁瑣的工程，很容易被敵人發(fā)覺。無論從經(jīng)濟(jì)效益上還是從軍事價(jià)值上，這樣的做法都是不足取的。

最后，也是最重要的，研究者發(fā)現(xiàn)，從生物學(xué)上說，蜂群是指一大群個(gè)體在沒有領(lǐng)導(dǎo)的情況下自發(fā)完成的一系列復(fù)雜行為，“蜂群”戰(zhàn)術(shù)的核心在于“協(xié)同”。對(duì)于無人機(jī)群而言，要實(shí)現(xiàn)蜂群效果，每一架無人機(jī)，都需要經(jīng)過編程來使其活動(dòng)遵循一定的原則，這就又對(duì)人工智能技術(shù)提出了進(jìn)一步的要求。所以目前，人工智能技術(shù)是制約無人機(jī)蜂術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。

正是這些問題，催生了近年來國(guó)際軍用無人機(jī)領(lǐng)域非常熱門的研究方向之一——低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)（英文縮寫為L(zhǎng)OCUST）。

目前，美國(guó)的海軍研究局（ONR）、美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)項(xiàng)目局（DAPPA）都在斥資進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的研究。其中特別值得關(guān)注的重點(diǎn)項(xiàng)目包括：美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）提出的“忠誠(chéng)僚機(jī)”項(xiàng)目、美國(guó)海軍研究辦公室（ONR）提出的“低成本無人機(jī)集群技術(shù)”項(xiàng)目、美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）提出的“小精靈”（Gremlins）項(xiàng)目和“體系綜合技術(shù)和試驗(yàn)”（SoSITE）項(xiàng)目以及美國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室開展的“灰山鶉”無人機(jī)蜂群試驗(yàn)等。

當(dāng)前無人機(jī)“蜂群戰(zhàn)術(shù)”有兩種主要的作戰(zhàn)模式，即“忠誠(chéng)僚機(jī)”模式、集群作戰(zhàn)模式。這兩種概念均為協(xié)同作戰(zhàn)模式，但協(xié)同對(duì)象各不相同。簡(jiǎn)單而言，“忠誠(chéng)僚機(jī)”模式是指無人機(jī)與有人機(jī)之間的協(xié)同，“集群作戰(zhàn)”模式則是大量小型無人機(jī)之間彼此的協(xié)同。

“忠誠(chéng)僚機(jī)”是由有人機(jī)平臺(tái)充當(dāng)編隊(duì)長(zhǎng)機(jī)，多個(gè)無人機(jī)作為僚機(jī)的作戰(zhàn)系統(tǒng)。此類協(xié)同中的無人平臺(tái)、傳感器、武器等資源控制權(quán)均由人控制。在人作戰(zhàn)指令下，無人機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)程態(tài)勢(shì)感知、武器投放、欺騙干擾等各種作戰(zhàn)任務(wù)。在這種模式下，無人機(jī)只是一個(gè)前出的“傳感器”和“射手”。這種模式一方面大大擴(kuò)展了有人機(jī)的作戰(zhàn)任務(wù)池與作戰(zhàn)頻次，另一方面可有效保護(hù)有人機(jī)的防區(qū)外安全。

“集群作戰(zhàn)”模式是一群小型無人機(jī)自主協(xié)同作戰(zhàn)，利用傳感器三角定位優(yōu)勢(shì)，通過網(wǎng)絡(luò)在集群內(nèi)各節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)共享平臺(tái)的自身信息、外部載荷數(shù)據(jù)等，根據(jù)交戰(zhàn)實(shí)際情況，快速處理和分配載荷任務(wù)。

典型的“集群作戰(zhàn)”模式是這樣的：一大群小型無人機(jī)由運(yùn)輸機(jī)或戰(zhàn)斗機(jī)等大平臺(tái)攜帶至防區(qū)外發(fā)射，基于各平臺(tái)的位置、任務(wù)參數(shù)、載荷能力、預(yù)期效果，為每一項(xiàng)優(yōu)先作戰(zhàn)任務(wù)選擇分配最適合的無人機(jī)。無人機(jī)蜂群除可接近目標(biāo)實(shí)施“自殺式”攻擊，也可以引導(dǎo)己方導(dǎo)彈實(shí)施打擊外，還可對(duì)目標(biāo)實(shí)施電子戰(zhàn)“軟殺傷”。整個(gè)無人機(jī)集群通過三角定位、時(shí)頻差等無源精確定位與瞄準(zhǔn)技術(shù)，綜合利用多平臺(tái)上的偵察資源、統(tǒng)一進(jìn)行任務(wù)的動(dòng)態(tài)分配，為引導(dǎo)目標(biāo)信號(hào)干擾提供決策，壓制敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)、切斷敵方通信，還可以向敵方數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注入惡意代碼，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊等功能。

“蜂群”戰(zhàn)術(shù)本身對(duì)無人機(jī)提出了許多特殊的要求：第一，無人機(jī)必須體積足夠小，才能夠便于大規(guī)模集結(jié)，實(shí)現(xiàn)全方位、廣覆蓋攻擊;第二，無人機(jī)的成本必須足夠低，至少要遠(yuǎn)低于導(dǎo)彈，才能夠取得更好的消費(fèi)比;第三，在盡可能低的成本下，要盡可能高的提高無人機(jī)的人工智能技術(shù)水平，使得“蜂群”內(nèi)的無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)。這些要求彼此相互制約，要實(shí)現(xiàn)并非易事。但是，正是這些看似苛刻的要求，正在不斷推動(dòng)著無人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。