常建龍,段心磊,武瑞文,潘玉田,趙永娟,李強
(1.中北大學(xué) 機電工程學(xué)院,山西 太原 030051;2.中北大學(xué) 軍民融合協(xié)同創(chuàng)新研究院,山西 太原 030051;3.中國兵器工業(yè)集團 北方科技信息研究所,北京 100032)
從海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭以及近期的亞阿戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場環(huán)境來看,在未來戰(zhàn)爭中精準(zhǔn)打擊彈藥將處于主導(dǎo)地位,使用比例將達(dá)到90%以上,其精度將達(dá)到1.5 m左右,使得戰(zhàn)場的環(huán)境空前復(fù)雜。與此同時戰(zhàn)場使用有人裝備的成本越來越高,2021年美國軍人的人員費用將消耗國防部預(yù)算的大約一半(46%),會擠占研發(fā)與采購?fù)顿Y以及軍事行動和訓(xùn)練的資金,因此目前現(xiàn)有的有人裝備或載人系統(tǒng)將逐漸失去優(yōu)勢,必須加緊武器系統(tǒng)無人智能化的研發(fā)來應(yīng)對這些變化[1]。
當(dāng)前的先進技術(shù)催生無人系統(tǒng)發(fā)展,包括云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、先進制造和小型化機器人等,技術(shù)的快速發(fā)展使得無人系統(tǒng)的優(yōu)勢將會得到充分體現(xiàn),提高了陸軍的作戰(zhàn)能力和自主能力[2]。目前全世界至少75個國家在投資無人系統(tǒng),美國是世界上裝備軍用無人系統(tǒng)數(shù)量最多的國家,裝備類型也最為齊全,目前美國陸軍已裝備1萬余套遙控型地面無人系統(tǒng),功能包含目標(biāo)探測與識別、掃雷排爆、火力打擊、核生化偵察和后勤保障等[3],其現(xiàn)役系統(tǒng)以偵察監(jiān)視、掃雷排爆為主,均采用遙控操作方式。
無人智能化武器裝備代表著當(dāng)前先進軍事技術(shù)的方向,并在世界范圍的軍事行動中發(fā)揮著越來越重要的作用,將會帶來一場新的軍事技術(shù)革命[4]。筆者以智能化武器系統(tǒng)的發(fā)展為引,就陸軍無人智能化火炮武器系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展展開探討。
2014年,美國陸軍工兵研究與發(fā)展中心在《智能無人系統(tǒng)自主等級與自主系統(tǒng)性能評估》報告中,將無人車自主等級劃分為遙控、半自主、自主和全自主4級[5],如表1所示。這種劃分方法主要是從無人車自身的“智能化”程度提出的,其實質(zhì)思想與2011年美國國防部《無人系統(tǒng)綜合路線圖》的劃分方法基本類似[5]。
表1 美國陸軍工兵研究與發(fā)展中心無人系統(tǒng)自主等級劃分
與傳統(tǒng)武器系統(tǒng)相比,無人智能化武器系統(tǒng)應(yīng)該具備以下五大優(yōu)勢。
1.2.1 士兵傷亡更少
復(fù)雜多維度且高強度的未來作戰(zhàn)環(huán)境和敵方的防范對抗措施,往往限制了營級(含)以下士兵的偵察和作戰(zhàn)能力,加大了士兵暴露在危險情況下的可能[6]。無人智能化武器系統(tǒng)的發(fā)展,大大拓展了武器系統(tǒng)在更廣闊的地區(qū)對敵方持續(xù)的監(jiān)視和偵察能力,拉大了與敵方編隊、火箭彈、加榴炮和迫擊炮之間的間隔距離,因此無人智能化武器系統(tǒng)能有效地避免在執(zhí)行任務(wù)期間將更多的士兵置于高危險的環(huán)境中,為保護有生力量、提高士兵生存能力創(chuàng)造了有利條件,可極大地減少士兵傷亡。
1.2.2 戰(zhàn)術(shù)機動更活
未來戰(zhàn)場作戰(zhàn)雙方都將在前進道路上設(shè)置更多的障礙,大大減緩陸軍的作戰(zhàn)推進速度,使部隊的作戰(zhàn)能力大打折扣,而無人智能化武器系統(tǒng)可以極大地提高部隊的戰(zhàn)術(shù)縱深和機動能力。
無人智能化武器系統(tǒng)為陸軍對敵方陣地的機動突擊能力進行了大力開發(fā),提高了前沿部隊克服機動障礙的能力。采用無人智能化武器系統(tǒng)可以提前掃清障礙,擴大行動區(qū)域深度、增加陸軍部隊可利用的時間和空間,可使陸軍部隊能夠在更遠(yuǎn)的距離、更早的時間打擊未來之?dāng)场?/p>
此外無人智能化武器系統(tǒng)通過收集、組織和優(yōu)化數(shù)據(jù),可以為提高戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)機動性、降低來自多維度的干擾提供有效的輔助支持,并提高指揮官在關(guān)鍵時刻對任務(wù)的快速決策和有效指揮。
1.2.3 戰(zhàn)場偵察能力更強
無人智能化武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場偵察能力的提高主要體現(xiàn)在兩個方面:一是地面無人裝備可以進入有人系統(tǒng)由于生理因素通常達(dá)不到的地方,結(jié)合其在感知、計算、機動、火力等方面的優(yōu)勢,從而有效發(fā)揮人員指揮與籌劃的優(yōu)勢,有效提升戰(zhàn)場態(tài)勢感知和目標(biāo)偵察的能力;二是時效性更強,無人智能化武器系統(tǒng)能夠快速傳遞前方偵察信息,準(zhǔn)確實現(xiàn)指揮人員的行動意圖,在對敵方進行目標(biāo)偵察并分析后立即傳回后方指控系統(tǒng),使后方平臺指揮官能夠迅速感知敵情狀態(tài),了解敵我差距,為指揮官決策留有更多的反應(yīng)時間和空間。
1.2.4 后勤補給線更穩(wěn)
在戰(zhàn)場上,前方士兵以及作戰(zhàn)部隊始終處于補給線的末端,隨著作戰(zhàn)地域的不斷拓展和延伸,后勤補給和配送也會變得越來越困難。無人智能化武器系統(tǒng)中的無人補給車具有目標(biāo)特征小、抗沖擊過載能力強、可靜默行駛以及戰(zhàn)場隱蔽效果好等優(yōu)點,在機器人和無人機的多方位自主協(xié)同配合下,可在作戰(zhàn)的每個階段都有效提高其后勤補給運輸能力。另一方面無人智能化平臺具有較高的物資管理效率和物資分配能力,能夠高效地將戰(zhàn)場物資及時運輸?shù)阶钇惹械男枨簏c,為處于極度危險的陸軍前線士兵和作戰(zhàn)部隊提供及時可靠的戰(zhàn)場補給,并在后勤分配時為士兵提供更多的選擇。
1.2.5 單兵裝備更輕
為適應(yīng)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境,單兵裝備也變得繁雜多樣,例如美國陸軍的步槍手除了單兵武器外,一般身著防核生化的三防衣以及手套、面具等,還配備裝有子彈、水壺、GPS、掌上電腦、偵察設(shè)備、生化武器檢測儀等的單兵攜行具,還有標(biāo)準(zhǔn)配置的防彈背心、望遠(yuǎn)鏡、瞄準(zhǔn)鏡、夜視儀及電池等[7]。如此繁多的裝備使作戰(zhàn)人員生理負(fù)荷較重,極易損耗士兵的戰(zhàn)場耐力、作戰(zhàn)毅力和戰(zhàn)斗意志。
在無人智能武器系統(tǒng)中,單兵裝備中的智能頭盔將具備抬頭顯示、綜合通信、空氣過濾、夜視和光學(xué)偵察等功能;智能作戰(zhàn)服質(zhì)量輕、柔韌性好,通過小型傳感器、功能結(jié)構(gòu)件和致動器將負(fù)重分布于士兵全身,減輕負(fù)重對關(guān)節(jié)的損傷,同時帶有生物傳感器,可以實時健康檢測,具備自主治療輔助等功能。單兵裝備的智能化、輕量化可極大限度地減輕作戰(zhàn)人員的裝備負(fù)荷,并有效提高士兵的速度、機動性、耐力和效能。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭已完全脫離了傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的軀殼,成了“見物不見人”的超視距、多維度以及強電磁環(huán)境的高科技立體戰(zhàn)場。因此,無人智能武器系統(tǒng)的發(fā)展勢在必行。
無人智能武器系統(tǒng)研發(fā)需要有成體系的論證才能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的作戰(zhàn)場景,理清武器裝備體系的層次結(jié)構(gòu),優(yōu)化裝備的應(yīng)用流程;必須成系統(tǒng)的進行設(shè)計才能滿足復(fù)雜環(huán)境下的裝備需求,才能根據(jù)裝備的運用方式準(zhǔn)確地評估裝備的實戰(zhàn)效能,并為裝備研制提出明確的技術(shù)指標(biāo)。因此對于無人智能化武器系統(tǒng)的研發(fā)要成體系論證、成系統(tǒng)設(shè)計,才能統(tǒng)籌解決武器系統(tǒng)的諸多重大問題,使無人智能武器系統(tǒng)成為適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求的新型武器系統(tǒng)之一[8]。
無人智能化火炮武器系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)主要有3個方面,即自主性關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)和可互操作技術(shù)。
2.2.1 自主性關(guān)鍵技術(shù)
自主性的提高將對作戰(zhàn)理念帶來革命性的變化,要提高無人智能化武器系統(tǒng)的自主性,需要大力發(fā)展以下四大關(guān)鍵技術(shù),即態(tài)勢感知技術(shù)、規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)、快速反應(yīng)技術(shù)以及人工智能/機器學(xué)習(xí)(Artificial Intelligence/Machine Learning,AI/ML)。
1)實現(xiàn)無人智能化武器系統(tǒng)自主控制必須不斷發(fā)展態(tài)勢感知技術(shù),通過各種信息獲取設(shè)備(如傳感器等)自主地對任務(wù)環(huán)境進行建模,包括對三維環(huán)境特征的提取、目標(biāo)的識別、態(tài)勢的評估等。對于復(fù)雜環(huán)境下作戰(zhàn)的無人系統(tǒng),只有足夠精準(zhǔn)地感知周圍環(huán)境,才能提高其自主能力,適應(yīng)未來戰(zhàn)場的需要。
2)規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)涉及兩個方面:路徑規(guī)劃和協(xié)同控制,這兩個方面相互依托,互相聯(lián)系。無人車底盤路徑規(guī)劃與重規(guī)劃能力是無人車底盤自主控制系統(tǒng)必須具有的,即系統(tǒng)可以根據(jù)探測到的態(tài)勢變化,實時或近實時地規(guī)劃、修改系統(tǒng)的任務(wù)路徑,自動生成完成任務(wù)的可行軌跡。未來無人智能化武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)模式可能涉及到多系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn),協(xié)同控制技術(shù)可以使不同系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào),在兼顧自身任務(wù)的情況下實現(xiàn)重構(gòu)控制和多方配合。
3)無人智能化武器系統(tǒng)自主控制技術(shù)發(fā)展的最終目的是使其對戰(zhàn)場環(huán)境和任務(wù)的變化具有快速的反應(yīng)能力,其應(yīng)該具有通用的平臺架構(gòu),使得在面向任務(wù)、面向效能時包含最大的可拓展性。
4)AI/ML對于解決非邏輯性行為有著非常關(guān)鍵的作用。AI/ML通過提高機器自主學(xué)習(xí)的能力,可以使無人智能武器系統(tǒng)的目標(biāo)搜尋、彈道修正等功能實現(xiàn)真正的無人化。
2.2.2 網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)
無人智能化武器系統(tǒng)的有效運行是非常依賴網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)的,電磁頻譜的有效接入和網(wǎng)絡(luò)連接的方便快捷等都是至關(guān)重要的。對于網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)的發(fā)展,大致可以分為兩個階段:第一階段是防御階段,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展可以為無人系統(tǒng)的深度防御提供技術(shù)支撐;第二階段是在遭受入侵時的彈性恢復(fù)能力,具有自主修復(fù)能力的無人網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將大大提升陸軍在未來的電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)中的戰(zhàn)斗力。
物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò),其具有智能、先進、互聯(lián)的3個重要特征[9-10]。對于戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng)的傳感器,需要實現(xiàn)的功能有目標(biāo)探測、目標(biāo)識別、目標(biāo)定位、目標(biāo)跟蹤以及通信傳輸。
1)目標(biāo)探測。實現(xiàn)目標(biāo)探測考慮使用紅外/熱傳感器、振動傳感器、紅外探頭(PIR)和超聲傳感器,其中紅外/熱傳感器的作用是檢測熱信號特征,并通知其他傳感器開始收集信息,局限性是作用距離有限,而超聲傳感器通過發(fā)送和接收超聲波,可以在遠(yuǎn)距離檢測變化情況,通常用于觸發(fā)其他傳感器,使其開始收集周圍地區(qū)的數(shù)據(jù),以幫助進行目標(biāo)識別。
2)目標(biāo)識別。實現(xiàn)目標(biāo)識別考慮使用敵我識別器(IFF)、話音傳感器(傳聲器)和攝像儀(成像傳感器)等,可以通過學(xué)習(xí)敵方和友方的語言、識別制服的顏色圖案等方法來自主進行目標(biāo)識別。還可以識別不同武器的的聲音,并通過聲音的距離,判斷某些威脅的可能距離。
3)目標(biāo)定位、跟蹤。目標(biāo)定位通常采用全球定位系統(tǒng)(GPS)以及北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng),主要作用是跟蹤和定位目標(biāo),缺點是衛(wèi)星信號極易受到干擾。目標(biāo)跟蹤大多選擇使用射頻測量傳感器,該傳感器是基于對相應(yīng)區(qū)域的無線電頻率及其強度測量來確定目標(biāo)位置,從而實施目標(biāo)跟蹤。
4)通信傳輸。通信傳輸主要選用XBee2類型的產(chǎn)品,通過串口與單片機等設(shè)備間進行通信,具有收/發(fā)雙向功能,能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速網(wǎng)絡(luò)接入,但是傳輸距離會受到室內(nèi)外障礙物的影響[8]。
具體說,物聯(lián)網(wǎng)就是把傳感器裝備到無人武器系統(tǒng)的各種物理器件中,使無人武器系統(tǒng)對目標(biāo)擁有自主的態(tài)勢感知能力。
現(xiàn)階段可以將傳感器與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,通過具有強大“算力”的中心計算機群,對整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機器和設(shè)備實現(xiàn)實時的管理和控制,在遭受入侵時可以快速反應(yīng),具有一定的網(wǎng)絡(luò)保護能力。隨著無人武器系統(tǒng)自主性的提高,其對抗入侵將具有自主修復(fù)能力,此時的無人武器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性將得以大幅提升。
2.2.3 可互操作技術(shù)
要想實現(xiàn)無人武器系統(tǒng)的實戰(zhàn)應(yīng)用,互操作性是基礎(chǔ),良好的互操作性能實現(xiàn)無人武器系統(tǒng)之間信息的快速傳輸,可以促進各個作戰(zhàn)系統(tǒng)之間的合作。互操作性需要的關(guān)鍵技術(shù)有通用的AI接口、開放且通用的整體架構(gòu)、設(shè)計模塊化的子系統(tǒng)、良好的零件互換性以及通用的數(shù)據(jù)倉庫和高密能源技術(shù)等。
1)在無人武器系統(tǒng)中要建立通用的AI接口,使得其他新研發(fā)的AI智能體可以不修改或者少修改后即可接入系統(tǒng)使用,提高研發(fā)效率,減小試驗成本。
2)建立開放且通用的架構(gòu)能使指揮控制和交流標(biāo)準(zhǔn)化,方便系統(tǒng)間和多領(lǐng)域的協(xié)同,實現(xiàn)多平臺間的共同控制,也可以改善零件互換性,使系統(tǒng)內(nèi)或各系統(tǒng)之間的零件更換更加便捷。
3)設(shè)計模塊化的子系統(tǒng)可以促進多系統(tǒng)之間管理控制的效率,使得系統(tǒng)升級更加方便,簡化了可行性論證,極大地節(jié)省研發(fā)的時間成本。
4)構(gòu)建通用的數(shù)據(jù)倉庫,在多編隊作戰(zhàn)時統(tǒng)一各個系統(tǒng)之間的不同的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),形成集成的聯(lián)合數(shù)據(jù)傳輸能力,可以對未來全球化作戰(zhàn)中的數(shù)據(jù)傳輸、信息保障以及網(wǎng)絡(luò)保護等能力有較大的提升。
5)對于武器系統(tǒng)所使用的能源,應(yīng)該向小型化、高密化發(fā)展,可以滿足在戰(zhàn)場上的快速補充或者快速更換,大大提高無人武器系統(tǒng)的互操作性。因此開發(fā)研制新型的小型高密能源以及如何將其應(yīng)用到無人智能武器系統(tǒng)中,使其更加實用,是未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題。
在敘利亞戰(zhàn)場上,俄軍的各型無人機被用于偵察、校準(zhǔn)炮火以及發(fā)動攻擊等,各型大小各異的排雷機器人在浩大的排雷任務(wù)中表現(xiàn)出色,俄軍在敘利亞戰(zhàn)場上的經(jīng)驗已經(jīng)表明,大規(guī)模使用無人智能化武器裝備將顛覆戰(zhàn)爭的形態(tài),不對稱技術(shù)優(yōu)勢將徹底打破戰(zhàn)爭天平。
在阿塞拜疆與亞美尼亞之間的納卡沖突中,作為近幾年新崛起的武器裝備,武裝無人機再次大放異彩。借助土耳其提供的武裝無人機,阿塞拜疆收獲頗豐,單是曝光的視頻就有多部亞美尼亞一方的地面裝備被摧毀,其中還包括防空專用裝備,在阿塞拜疆的武裝無人機面前,亞美尼亞一方不具有防空能力的坦克等裝備,根本毫無還手之力,因此亞美尼亞戰(zhàn)敗的主要原因是沒有戰(zhàn)場制空權(quán)和強電磁場控制權(quán)。
無人機最大的優(yōu)勢就是可以減少己方的傷亡,以亞阿戰(zhàn)爭為例,亞美尼亞一方雖然擊落了多達(dá)幾十架阿塞拜疆的武裝無人機,但是阿方相應(yīng)的損失,幾乎可以忽略不計。為了應(yīng)對無人機對地面防空裝備的挑戰(zhàn),應(yīng)加快使地面防空火炮裝備實現(xiàn)無人智能化,為其配備能快速反應(yīng)的復(fù)合式偵搜系統(tǒng),包括雷達(dá)、無線電、紅外線及聲波等探測手段,使其擁有快速的接戰(zhàn)反應(yīng)速度,以降低防空裝備的邊際成本。
無人智能化火炮系統(tǒng)是無人智能化武器系統(tǒng)的重要組成部分,是武器系統(tǒng)實現(xiàn)無人智能化的關(guān)鍵要素,是戰(zhàn)場實現(xiàn)打擊、防空、攔阻、對抗、壓制和摧毀目的的主要手段,也是奪取戰(zhàn)場主動權(quán)的重要依靠。
無人智能化火炮系統(tǒng)的基本功能有:自主就位-自動感知-自動分析-自動識別-自主判斷-智能決策-自主處置-自報評估-自動復(fù)位,其中自主處置環(huán)節(jié)目前還需要加入可人為授權(quán)干預(yù)的功能以應(yīng)對復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境,使其更加精準(zhǔn)地打擊目標(biāo)。
火炮的發(fā)射循環(huán)系統(tǒng)通常包括擊發(fā)、后坐、復(fù)進、開閂、抽殼與排殼、彈藥輸送、彈藥裝填、關(guān)閂閉鎖、待擊發(fā)[11]。對于無人智能化的火炮體系來說,需要將發(fā)射循環(huán)設(shè)計為一個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊,使其適用于各種不同型號的智能火炮。目前的火炮發(fā)射器大多使用化學(xué)發(fā)射器,但是像電能發(fā)射器、電磁發(fā)射器等其他各種新型發(fā)射器正如雨后春筍般發(fā)展起來,因此亟需設(shè)計出一套標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊以提高無人智能火炮體系的通用性。
除標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊外,對于火炮系統(tǒng)的毀傷、控制以及彈道瞄準(zhǔn)等功能都應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)模塊化發(fā)展,設(shè)計出系統(tǒng)適配度較高的標(biāo)準(zhǔn)毀傷單元、標(biāo)準(zhǔn)控制模塊以及標(biāo)準(zhǔn)彈道模塊。
火控系統(tǒng)是未來無人戰(zhàn)場的核心,是以計算機技術(shù)為關(guān)鍵的控制火炮瞄準(zhǔn)與射擊的自動化系統(tǒng),其主要目的是解決射擊命中問題,其核心使命是實現(xiàn)快速目標(biāo)捕獲、對目標(biāo)高精度跟蹤、精確火控解算、控制武器高精度射擊[12]。在火控系統(tǒng)中,目標(biāo)的自主搜索、目標(biāo)的自動跟蹤、作戰(zhàn)任務(wù)的動態(tài)規(guī)劃、智能化的控制、無人系統(tǒng)和有人系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)等技術(shù)突破和工程實現(xiàn),是火炮系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。
火控系統(tǒng)通常包括3個模塊:目標(biāo)探測與跟蹤系統(tǒng)、火控計算系統(tǒng)和武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。目前的武器火控系統(tǒng)基本可以實現(xiàn)火控計算系統(tǒng)的無人化,但必須3個模塊都實現(xiàn)智能化才是真正的智能火控系統(tǒng),為此需要加快發(fā)展其自主探測和識別戰(zhàn)略目標(biāo)以及快速解算后自主瞄準(zhǔn)并準(zhǔn)確打擊的技術(shù)。同時火控系統(tǒng)必須由人來把控最后一道關(guān),故自動跟蹤技術(shù)也是不可忽視的,使其在自主瞄準(zhǔn)并鎖定目標(biāo)后,可以自動跟蹤目標(biāo),等待發(fā)射指令。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,重型機械化部隊是陸軍的主力,為保證主力部隊能按照既定戰(zhàn)術(shù)展開,最大限度的發(fā)揮其戰(zhàn)力,解決火炮的行駛問題是重中之重。目前的自行火炮大多需要3個乘員,即車長、炮手和駕駛員,3人分工合作以保證自行火炮正常行駛。為了實現(xiàn)真正的無人自主行駛,對于智能行駛系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)研究應(yīng)該從3個方面來入手,即遙控指揮或自主導(dǎo)航、自動駕駛以及彈藥自動裝填。當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)可以實現(xiàn)彈藥自動裝填以及遙控指揮,隨著AI技術(shù)的迅猛發(fā)展以及我國國家政策層面的大力支持,實現(xiàn)自主導(dǎo)航以及自動駕駛也指日可待。
當(dāng)然,除了車輛行進過程中的無人化,自主行駛系統(tǒng)的實現(xiàn)還要考慮后勤裝備保障層面的標(biāo)準(zhǔn)化,如采用通用無人智能化底盤等,增強無人火炮系統(tǒng)的可靠性、通用性和可維修性[13]。
火炮作為機械化陸軍主要的火力支援武器,一旦彈盡油枯,將成為一堆廢鐵,因此為火炮配備彈藥補給車,是保證陸軍火炮持續(xù)作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。而將無人智能化技術(shù)應(yīng)用到彈藥補給車的研制中,可以大大提高其補給效率。
無人智能化彈藥補給車應(yīng)采用自動化裝載系統(tǒng),不僅能夠為火炮補給彈藥,自動向榴彈炮或其專用供彈車輸送彈藥,還應(yīng)該能夠補給燃料和水。對于自行火炮系統(tǒng)編隊,無人智能化彈藥補給車還可以自主監(jiān)測各炮的彈藥量,具有較高的彈藥分配能力。
無人智能化彈藥補給車應(yīng)設(shè)計輪式和履帶式兩種底盤,使自行火炮可根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境的需要選用最合適的彈藥補給車。除此之外,為使其具備精確的空中補給能力,要對空降的補給物資進行隱蔽包裝,并結(jié)合無人駕駛技術(shù)和自動裝填技術(shù),使其自主行進至前沿陣地對地面火炮群進行補給,大大保證了火炮系統(tǒng)的彈藥補給能力。
在無人智能技術(shù)的發(fā)展過程中,按表1所示將其技術(shù)等級分為4個階段,其中最高級的是全自主階段,全自主階段的人類處于整個系統(tǒng)控制回路的外部[14-15]。這樣的好處是即使不加入人工干預(yù),判斷系統(tǒng)也可以完全正常使用,但也存在安全隱患,智能武器與人類一樣,同樣需要“學(xué)習(xí)”,在“學(xué)習(xí)”的過程中不斷完善,因此戰(zhàn)場的不確定性以及隨時可能出現(xiàn)的意外情況,都有可能讓其系統(tǒng)“大腦短路”。
在無人智能化武器系統(tǒng)總體研制過程中,人類必須具備臨時直接干預(yù)的能力,或者應(yīng)至少在以下兩種緊急情況下進行臨時干預(yù)。一是即將面臨意外危險,而智能武器系統(tǒng)卻沒有采取可以降低意外發(fā)生概率的行為,此時應(yīng)在人類指揮中心進行危險提示,由人類進行決策,是否繼續(xù)該行為;二是已經(jīng)處于危險情況中,而智能武器系統(tǒng)還繼續(xù)執(zhí)行錯誤行為,此時人類指揮中心應(yīng)及時按下應(yīng)急按鈕或者暫時接管系統(tǒng)為“半自主模式”。也就是說,無論何時,最終控制權(quán)應(yīng)該由人類掌握而非智能系統(tǒng)。
對于無人智能化火炮系統(tǒng)的發(fā)展,首先要準(zhǔn)確把握新時代國防戰(zhàn)略思想,即“積極防御”和“堅決打贏高水平現(xiàn)代化戰(zhàn)爭”,并且要解決好未來打什么仗、和誰打仗的問題。其次是堅持無人智能化裝備體系化研發(fā)思想,構(gòu)建新時代陸軍無人智能化火炮作戰(zhàn)體系,必須堅持成體系論證、成系統(tǒng)設(shè)計、成建制開發(fā)、系列化發(fā)展。最后要按照軍民融合戰(zhàn)略思想開展核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),目前自動化、無人化技術(shù)正在飛速發(fā)展,民用領(lǐng)域的某些關(guān)鍵技術(shù)已有一定基礎(chǔ),其中一些基礎(chǔ)元器件及傳感器在國際上處于領(lǐng)先地位,要利用好民用領(lǐng)域的資源,按照軍民融合的戰(zhàn)略實現(xiàn)軍用產(chǎn)品的更新?lián)Q代。