淺析美國無人機智能作戰(zhàn)技術(shù)的重點研究方向

隨著無人機技術(shù)與實戰(zhàn)化應(yīng)用的迅速發(fā)展，美國針對有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)模式、分布式蜂群作戰(zhàn)模式以及無人機消耗作戰(zhàn)模式等無人機智能作戰(zhàn)模式開展了諸多研究。其中主要包括“忠誠僚機”模式、SoSITE分布式作戰(zhàn)模式、有人-無人機自主性空中格斗模式、拒止環(huán)境下協(xié)同作戰(zhàn)模式、可快速部署與回收集群作戰(zhàn)、進攻性蜂群城市作戰(zhàn)模式，以及無人機集群消耗作戰(zhàn)模式等?；趯ι鲜鲎鲬?zhàn)模式的分析，在此進一步調(diào)研了高智能化作戰(zhàn)的技術(shù)發(fā)展方向，智能化“敏捷禿鷲”系統(tǒng)、未來天基指揮通信系統(tǒng)以及高度自動化與自動目標識別技術(shù)等都將是美國無人機智能作戰(zhàn)技術(shù)的重點研究方向。 ? ?

有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)模式研究 “忠誠僚機”模式 ? 無人機距離完全自主作戰(zhàn)仍需要具備對復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)場態(tài)勢的綜合分析與判斷能力以及對敵方戰(zhàn)術(shù)意圖的預(yù)判與響應(yīng)能力等高智能化能力，因此有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)將是早期無人機智能作戰(zhàn)的主要模式。美國已經(jīng)對該作戰(zhàn)模式進行了概念發(fā)展規(guī)劃，而“忠誠僚機”項目與Skyborg項目等則致力于該型作戰(zhàn)模式的技術(shù)研發(fā)，重點研究可重復(fù)使用的無人機，以及裝備于無人機的自主/人工智能系統(tǒng)等。XQ-58A無人機作為“忠誠僚機”項目的研究重點之一，可重復(fù)使用，已于2019年3月成功首飛，之后進行了多次飛行測試，也被作為使用Skyborg技術(shù)進行空軍實驗的平臺。

可重復(fù)使用無人機作戰(zhàn)模式示意圖 ? 該機的最大飛行速度約1050公里/小時，最大航程近4000公里，實用升限超過13700米，其可以攜帶多種電子設(shè)備，內(nèi)置彈艙載荷250千克(可掛載聯(lián)合制導(dǎo)攻擊武器或小直徑炸彈等)，具備對地打擊能力。在此將兩個項目的相關(guān)研究進行梳理，如下表所示。 ? 圖表：“忠誠僚機”項目與Skyborg項目

資料來源：調(diào)研整理 ? “忠誠僚機”項目的主要成果XQ-58A已經(jīng)進行了多次飛行試驗，但其對地攻擊與對敵空中防御的相關(guān)演示與測試尚未見信息披露;而Skyborg項目則致力于發(fā)展人工智能，以使飛機能夠自主運行并有可能從先前的訓(xùn)練任務(wù)中學(xué)習(xí)。Leidos公司作為為Skyborg的設(shè)計代理，已于2020年5月起開始專注于開發(fā)“自主核心系統(tǒng)”所需的技術(shù)，以最終使Skyborg無人機具備半獨立操作能力。AFRL計劃在2023財年提供Skyborg系統(tǒng)的初期作戰(zhàn)版本，后續(xù)版本則可能由下一代空中優(yōu)勢(NGAD)項目或其他單獨項目資助。

? 據(jù)美軍的作戰(zhàn)構(gòu)想顯示，美軍計劃于2023財年開始，洛克希德?馬丁公司的4架F-22戰(zhàn)斗機組成的編隊能夠與裝備了Skyborg人工智能系統(tǒng)的無人戰(zhàn)機共同執(zhí)行任務(wù)，空戰(zhàn)司令部則計劃利用裝備Skyborg的無人機在2025年替換部分F-16戰(zhàn)斗機，在2030替換MQ-9無人機。然而根據(jù)最新測試結(jié)果可知，采用人工智能技術(shù)并執(zhí)行自主通信任務(wù)仍然是該項目亟待解決的技術(shù)難題之一。 ?

分布式作戰(zhàn)體系構(gòu)建

建立分布集成、全域覆蓋的“殺傷網(wǎng)”是美軍全域聯(lián)合作戰(zhàn)行動的主旨所在，而實現(xiàn)有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)的信息交互與無縫連接等則是其研究重點之一，因此，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)于2015年提出了體系集成技術(shù)與試驗(SoSITE)項目。該項目旨在將武器與傳感器載荷從單一龐大的空中平臺拆分到大量有人和無人平臺上，運用開放系統(tǒng)架構(gòu)方法，實現(xiàn)平臺間實時數(shù)據(jù)共享、多機組網(wǎng)、協(xié)同配合及平臺上不同任務(wù)模塊的即裝即用、無縫連接，形成分布式的空中作戰(zhàn)體系。 ? 早在2018年DARPA已經(jīng)在開發(fā)適應(yīng)性算法與軟件等以建立配備先進任務(wù)系統(tǒng)的有人-無人機作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，并且進一步探究了自主技術(shù)在推進各個平臺協(xié)同作戰(zhàn)中所發(fā)揮的作用。該項目將有助于加快美國空軍先進作戰(zhàn)管理系統(tǒng)達到初步作戰(zhàn)能力的進度。 ? 在SoSITE項目所設(shè)想的作戰(zhàn)模式中，只需單架次有人機與單架次無人機即可執(zhí)行任務(wù)，由空中指控系統(tǒng)控制有人機，再由有人機控制無人機，具有電子干擾、雷達探測和成像能力以及有殺傷力的武器裝備將由無人機平臺發(fā)射，而非將這些能力全部集中于同一作戰(zhàn)平臺上，由此將兼具低成本與出色的作戰(zhàn)效果。 ?

SoSITE項目分布式空戰(zhàn)概念圖

該項目組已經(jīng)成功演示驗證了以下四種能力： ?

即使采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈，亦能夠?qū)崿F(xiàn)多個系統(tǒng)之間自動組合和傳輸信息的能力;

首次在飛行中使用Link-16創(chuàng)建更為快速、高效的現(xiàn)代化信息交互;

實現(xiàn)了將陸基座艙模擬器與真實飛機系統(tǒng)實時互聯(lián)的能力，基于SoS減少了從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策的時間跨度;

將當前在F-35上使用的APG-81雷達與DARPA的“自動目標識別”軟件進行集成，創(chuàng)建一個全面綜合的戰(zhàn)場空間圖像。

該項目的最終目標是從以平臺為中心的戰(zhàn)斗力模型轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽慨悩?gòu)、低成本平臺的多種組合中的分布式功能的模型。 ? 波音公司和美海軍已于2020年2月4日在美海軍作戰(zhàn)發(fā)展司令部舉辦的年度艦隊演習(xí)中成功利用一架有人駕駛型EA-18G電子戰(zhàn)飛機控制了兩架無人版“EA-18G”飛機，由此驗證了該項目相關(guān)技術(shù)的有效性，并將進一步推動F/A-18E/F戰(zhàn)斗機與“EA-18G”電子戰(zhàn)飛機控制無人機等無人平臺執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的進程。 ? 該項測試中有兩點關(guān)鍵技術(shù)尤其引人關(guān)注，一是對“EA-18G”電子戰(zhàn)飛機進行改裝，并采用開放式架構(gòu)處理器與先進網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)該機的無人駕駛;二是有人機控制無人機的技術(shù)。此外，據(jù)稱經(jīng)無人化改裝的有人機還可與美海軍在研的其他無人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)，能夠大幅提升美海軍的態(tài)勢感知能力以及有人飛機的生存能力。 ? 結(jié)合該次測試與美國的技術(shù)應(yīng)用慣性推想，美國有可能會將即將退役的F-16戰(zhàn)機改裝為無人戰(zhàn)機，并采用F-22與F-35等先進戰(zhàn)機與無人機進行協(xié)同作戰(zhàn)，最終實現(xiàn)單架次有人機控制多架無人機形成編隊作戰(zhàn)的目標。 ?

有人-無人機自主性空中格斗模式

將無人機用于實戰(zhàn)，空中格斗必將是其未來要面對的作戰(zhàn)模式之一，但目前無人機的自主性尚且不足以實現(xiàn)該能力，因此基于可靠的人工智能軟件，利用有人-無人機協(xié)同，實現(xiàn)自主空戰(zhàn)格斗能力是現(xiàn)階段美國的研究主線之一。DARPA已經(jīng)于2019年授予卡爾斯潘公司4年期的研發(fā)全尺寸空戰(zhàn)試驗基礎(chǔ)設(shè)施的“空戰(zhàn)演化”(ACE)項目，旨在提高作戰(zhàn)人員對自主作戰(zhàn)技術(shù)的信任度，是戰(zhàn)略技術(shù)辦公室(STO)旨在實現(xiàn)DARPA“馬賽克戰(zhàn)”的戰(zhàn)略項目之一，而馬賽克戰(zhàn)又是將戰(zhàn)爭概念從空戰(zhàn)專屬于有人機，轉(zhuǎn)變?yōu)橛腥藱C和低成本無人機的混合編隊，從而實現(xiàn)利用最新技術(shù)進行快速研發(fā)、部署與升級，以應(yīng)對變化莫測的威脅。 ? 該項目將培訓(xùn)人工智能(AI)遵守空戰(zhàn)規(guī)則，并將按如下三個階段開展工作。 ?

目前該項目尚且處于研究工作的第一階段，并將開展的名為“Alpha Dogfight試驗”的空中格斗競賽作為研發(fā)空對空自動作戰(zhàn)軟件的第一步。該競賽由不同公司研發(fā)的AI與駕駛虛擬F-16的人類飛行員對決，競賽的最終結(jié)果為赫倫系統(tǒng)公司研發(fā)的超級AI于2020年8月20日在虛擬空戰(zhàn)中以5:0的戰(zhàn)績擊敗了駕駛虛擬F-16戰(zhàn)斗機的人類飛行員。由此驗證了AI算法進行空戰(zhàn)的能力，同時也將助力ACE項目基于參賽的AI技術(shù)研發(fā)出更為可靠的人工智能空中格斗軟件，從而進一步促進人機協(xié)同作戰(zhàn)編隊的發(fā)展。 ? 卡爾斯潘公司還將使用其專有的自主電傳線控飛行控制系統(tǒng)技術(shù)，對4架Aero Vodochody L-39 Albatros噴氣教練機進行改裝，以實現(xiàn)和演示先進的人機界面(HMI)和AI算法。 ? 此外，DARPA還于2020年11月選定波音公司、埃皮塞公司(EpiSci)、佐治亞理工學(xué)院、蒼鷺系統(tǒng)公司和物理人工智能公司開發(fā)智能空戰(zhàn)算法，以實現(xiàn)有人-無人飛機編隊的近距離自主空戰(zhàn)格斗能力。該項研究將在ACE項目下進行“技術(shù)領(lǐng)域1”(TA1)內(nèi)容的研發(fā)工作，包括單機和編隊的空戰(zhàn)機動算法。每家機構(gòu)將分別從1對1空戰(zhàn)格斗開始研究，逐步擴展至2對1和2對2，隨后轉(zhuǎn)入建模仿真、縮比例無人機驗證和全尺寸飛機驗證階段，計劃于2023年完成全部工作。 ? 現(xiàn)階段，美國在有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)模式方面的研究重點在于，研發(fā)可靠的“自主核心系統(tǒng)”實現(xiàn)無人機的“半獨立”操作能力;采用開放系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)有人-無人機平臺之間的實時數(shù)據(jù)共享、多機組網(wǎng)、協(xié)同配合與無縫連接等，以形成分布式的空中作戰(zhàn)體系;研究可靠的人工智能空中格斗軟件，以及單機和編隊的空戰(zhàn)機動算法等，以提升有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)的自主空中格斗能力。 ?

分布式無人機智能蜂群作戰(zhàn)樣式研究 ? 拒止環(huán)境下協(xié)同作戰(zhàn)模式

該型作戰(zhàn)模式下，現(xiàn)有的大多數(shù)系統(tǒng)需要由專門的飛行員與傳感器操作員進行操作，既限制了無人機操作的可擴展性與經(jīng)濟性，也增加了在復(fù)雜電磁環(huán)境中對于高機動目標的動態(tài)、遠程對抗的操作難度。因此針對上述問題，DARPA于2014年啟動了拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)(CODE)項目。該項目致力于創(chuàng)建人工智能算法與模塊化軟件架構(gòu)，拓展現(xiàn)有無人機執(zhí)行任務(wù)的能力，提升無人機蜂群的自主協(xié)作能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對帶寬限制和通訊中斷的彈性化設(shè)計，兼容現(xiàn)有標準，以進一步加強美軍在拒止環(huán)境或競爭性空域中執(zhí)行任務(wù)的能力。 ? ?

CODE允許無人機與其他無人機一起自主工作，部分依賴于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，通過多個節(jié)點傳遞信號，而不局限于從單個傳輸點傳遞，實現(xiàn)多架無人機共享信息，從而使得敵方難于一次性封鎖所有節(jié)點;

CODE無人機群在執(zhí)行任務(wù)的過程中可以相互或向指揮官分享數(shù)據(jù)，共同協(xié)商任務(wù)分配，實現(xiàn)行動同步。

CODE項目主要著眼于無人機群協(xié)同自主領(lǐng)域技術(shù)的提升，而其中的關(guān)鍵技術(shù)在于單架次無人機的自主能力、無人機群的自主能力、人機接口以及開放式架構(gòu)，而飛機如何在惡劣的條件下繼續(xù)協(xié)同工作則是該項目最具挑戰(zhàn)性技術(shù)難點之一。在自主協(xié)作下，CODE軟件驅(qū)使的無人機集群能夠根據(jù)既定交戰(zhàn)規(guī)則，發(fā)現(xiàn)目標并接觸，以最小監(jiān)督利用周圍配備CODE的平臺系統(tǒng)，并及時適應(yīng)友軍消耗與動態(tài)威脅等動態(tài)環(huán)境。 ?

在此將較具代表性的測試任務(wù)進行梳理如下所示。 ?

2019年2月裝備CODE軟件的6架RQ-23無人機與14架虛擬無人機在無法使用GPS，通信中斷的情況下，針對虛擬目標與威脅等采取了對策，成功地完成了任務(wù)目標。該次飛行試驗參與的無人機均由一個小型作戰(zhàn)中心的任務(wù)小組監(jiān)控，并采用了雷神公司的軟件和自主算法等。

美國通用原子公司于2020年12月4日稱，在無人工輸入的情況下，CODE項目研發(fā)的人工智能軟件控制“復(fù)仇者”無人機機動運行超過兩個小時，該次演示進一步深入研究了針對空對空目標的大型無人機平臺上的人工智能處理技術(shù)，并且采用支持網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)術(shù)目標網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(TTNT)進行了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)任務(wù)通信。

通用原子公司還擴展了CODE基本軟件的行為功能，將其安裝在小型商用計算機上，在設(shè)定飛行任務(wù)目標的情況下，即可協(xié)調(diào)6架飛機完成空對空協(xié)同搜索，其中五架虛擬飛機用于演示。該次演示的成功代表了無人機將向更復(fù)雜的自主能力發(fā)展，并且預(yù)示著人工輸入將最小化以實現(xiàn)復(fù)雜空戰(zhàn)中各平臺系統(tǒng)的最佳組合。 ? 總之，CODE項目已于2019年完成，項目的相關(guān)技術(shù)成果等已經(jīng)移交給美國海軍航空系統(tǒng)司令部。該項目已經(jīng)建立了超出了當前技術(shù)水平的模塊化軟件體系結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)對帶寬限制和通信中斷，在用于異構(gòu)系統(tǒng)的自主技術(shù)研究方面已經(jīng)邁出了重要的一步。 ?

可快速部署與回收的無人機集群作戰(zhàn)模式

采用無人機進行分布式集群作戰(zhàn)的難點之一在于小型無人機作戰(zhàn)半徑有限，無法實現(xiàn)遠程作戰(zhàn)，因此利用有人軍用飛機進行遠程投放與回收被美軍作為解決方案之一，小精靈(Gremlins)項目由此被DARPA于2015年啟動。該項目旨在研究一型低成本無人機，能夠搭載情報、監(jiān)視、偵察(ISR)等傳感器模塊和非動能有效載荷，同時開發(fā)一個無人機發(fā)射和回收裝置，使得未來的作戰(zhàn)飛機可以快速部署廉價、可重復(fù)使用的無人機集群。 ? “小精靈”無人機的續(xù)航時間約1～3小時，按照DARPA的設(shè)想，“小精靈”無人機蜂群將在敵防區(qū)外由包括運輸機、轟炸機和戰(zhàn)斗機在內(nèi)的各類平臺發(fā)射，在滲透到敵防區(qū)內(nèi)之后，針對特定目標共同執(zhí)行情監(jiān)偵、電子攻擊或地理空間定位等作戰(zhàn)任務(wù)，任務(wù)完成后退出敵防區(qū)，并由C-130運輸機完成空中回收。

該項目包括四個階段，前兩個階段主要包括承包商的選拔以及全尺寸驗證系統(tǒng)的初始設(shè)計，第三階段則始于2018年主要進行多架無人機的發(fā)射與安全回收試驗，X-61A無人機是第三階段的演示目標之一。在此將該項目的最新測試進展梳理如下。

? 圖表：“小精靈”項目研究新進展

資料來源：調(diào)研整理

據(jù)稱第四次飛行與回收等測試將于2021年春季進行。此外，DARPA已于2020年與美國空軍達成協(xié)議，計劃在完成第三階段之后，開啟第四個階段，一方面開發(fā)協(xié)作自主軟件，以實現(xiàn)只需一名操作員即可控制多架無人機，從而使得無人機能夠在通信不暢或?qū)Ш叫盘栍邢薜牡貐^(qū)與地面移動目標/海上目標進行長距離交戰(zhàn);另一方面還可能會在“小精靈”無人機上裝載各種傳感器，以將不同的情報、監(jiān)視和偵察傳感器集成在無人機的自主編隊中進行演示，但該型無人機尚不具備自主能力與人工智能能力。 ? 預(yù)計該項目的第四階段將持續(xù)27個月，最終測試將包括DARPA在CODE項目所開發(fā)的協(xié)作自主技術(shù)，其中，美國空軍自主的項目研究部分將為美國空軍提供作戰(zhàn)技術(shù)。 ?

進攻性蜂群城市作戰(zhàn)模式

美國的進攻性蜂群城市作戰(zhàn)模式在DARPA于2016年啟動的進攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)(OFFSET)項目中被深入研究，該項目旨在通過集成已有的自主集群與人-無人集群協(xié)同新技術(shù)，利用多達250臺大型無人機與無人車等組成的蜂群系統(tǒng)架構(gòu)，助力地面作戰(zhàn)部隊完成復(fù)雜城區(qū)環(huán)境下的多種作戰(zhàn)任務(wù)，從而實現(xiàn)自主集群系統(tǒng)城市作戰(zhàn)能力的突破性進展。 ?

OFFSET項目蜂群沖刺的關(guān)鍵技術(shù)

? OFFSET項目計劃約每6個月舉行一次集群沖刺，并且每一次蜂群沖刺均以集群戰(zhàn)術(shù)、集群自主性、人-群協(xié)同、虛擬環(huán)境與物理實驗平臺五個關(guān)鍵技術(shù)中的一個或多個為突破點。 ?

第一次蜂群沖刺重點關(guān)注集群戰(zhàn)術(shù)集成，實現(xiàn)使用50架無人機蜂群定位一個目標;

第二次蜂群沖刺重點提升單體自主性;

第三次蜂群沖刺重點突破人-群協(xié)同與中級集群戰(zhàn)術(shù);

第四次蜂群沖刺重點突破虛擬環(huán)境下的集成技術(shù)和人工智能技術(shù)在集群戰(zhàn)術(shù)中的應(yīng)用;

第五次蜂群沖刺將重點突破城市環(huán)境中的集群實戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)和創(chuàng)新的集群化學(xué)平臺原型，以利用250架(輛)無人機與無人車集群在具有8個城市規(guī)模的街區(qū)自主執(zhí)行6小時的任務(wù)。

美國國防部2020財年預(yù)算文件顯示，DARPA為OFFSET項目申請的預(yù)算達2000萬美金，并將用于：演示驗證可行的集群戰(zhàn)術(shù)行動方案的接口和執(zhí)行;繼續(xù)整合先進的集群戰(zhàn)術(shù)，開展以能力為基礎(chǔ)的試驗;開始集群沖刺，重點改善虛擬環(huán)境和擴大物理實驗床，以實現(xiàn)任務(wù)目標，由此推斷該項目將進行多次技術(shù)突破型集群沖刺試驗。在此將集群沖刺試驗的新進展與新計劃梳理如下表所示。 ? 圖表：集群沖刺試驗新進展與新計劃

資料來源：調(diào)研整理

由上表可知，自第三輪蜂群沖刺測試起，DARPA更為注重集群實戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)、人-機群協(xié)同以及蜂群內(nèi)部通信等方面的技術(shù)需求。據(jù)稱每一輪測試過后，基于DARPA提供的實時蜂群數(shù)據(jù)與場景分析，系統(tǒng)集成商都將提出新策略改善后續(xù)的測試運行，以及未來的技術(shù)開發(fā)，并致力于將新型蜂群技術(shù)整合到各自的體系結(jié)構(gòu)中。由此可知，美國正從無人集群協(xié)同戰(zhàn)術(shù)等多方面進行技術(shù)攻關(guān)，通過人工智能、自主技術(shù)、虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實技術(shù)等提升無人機在城市作戰(zhàn)戰(zhàn)場上的綜合作戰(zhàn)能力。 ? 基于對拒止環(huán)境下協(xié)同作戰(zhàn)模式、可快速部署與回收集群作戰(zhàn)以進攻性蜂群城市作戰(zhàn)模式等相關(guān)研究的梳理可知，美軍現(xiàn)階段主要致力于通過CODE項目研發(fā)先進的自主化算法和監(jiān)督控制技術(shù)，以增強無人機或尖端導(dǎo)彈在拒止環(huán)境的作戰(zhàn)能力;利用小精靈項目對小型低成本無人機的遠程投送與回收等空中分布式作戰(zhàn)模式相關(guān)技術(shù)進行集成驗證;OFFSET項目則將集成已有的自主集群與人-無人集群協(xié)同新技術(shù)，通過無人機/無人車等自主集群系統(tǒng)實現(xiàn)小型地面部隊城市作戰(zhàn)能力的突破。

? 無人機集群消耗作戰(zhàn)模式研究

? 在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中，敵方的綜合防空系統(tǒng)會增加空域的進入難度，而數(shù)量眾多的小型、低成本無人機能夠飽和敵方的雷達系統(tǒng)，降低有人機與高成本無人機的風(fēng)險。因此，美軍在無人機集群消耗作戰(zhàn)模式方面開展了多項研究，在此僅以展開相關(guān)技術(shù)研究的低成本無人機蜂群作戰(zhàn)(LOCUST)項目與山鶉(Perdix)項目為例對美軍在該作戰(zhàn)模式方面的研究進展進行梳理。

? 圖表：LOCUST項目與Perdix項目所研究的無人機性能參數(shù)對比

資料來源：調(diào)研整理 ? 其中： ?

郊狼無人機裝有雷神公司開發(fā)的軟件，從而能以最優(yōu)作戰(zhàn)陣型飛行，也能擴大人類操作員的能力范疇，并且關(guān)鍵決策仍由人類操作員作出，還能依據(jù)需要對無人機群的任務(wù)進行校正;

Permix項目中，據(jù)稱SCO的目標是實現(xiàn)1000架Perdix無人機的批量生產(chǎn)，保證低成本的同時，盡快將該型無人機投入實戰(zhàn)，但該項目截至2020年12月未見更新研究進展，2018年開始負責Perdix項目的空軍助理部長Will Roper在2019年2月曾宣稱難于找到蜂群作戰(zhàn)的測試靶場，這可能是項目進展放緩的原因之一。

綜上可知，美軍發(fā)展低成本無人機集群作戰(zhàn)模式的主旨在于一方面以數(shù)量優(yōu)勢壓制敵人，一方面執(zhí)行空中監(jiān)視與信息共享，甚至打擊任務(wù)。尤其Perdix項目所研發(fā)的微型無人機還能夠基體決策并具有編隊飛行能力。而蜂群作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)，以及人工智能算法與協(xié)同自主的結(jié)合是該作戰(zhàn)模式的關(guān)鍵技術(shù)難點。 ?

高智能化作戰(zhàn)研究 ? 智能化“敏捷禿鷲”系統(tǒng)

AFRL與錫拉丘茲研究公司早在2015年就合作開發(fā)了一款高性能嵌入式計算體系結(jié)構(gòu)——“敏捷禿鷲”吊艙，該吊艙是聯(lián)合人工智能中心視頻處理人工智能原型的重要組成部分。該吊艙將采用人工智能技術(shù)，使機載高性能嵌入式計算與機器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，以探測、關(guān)聯(lián)、識別和跟蹤感興趣的目標，不僅降低了與其他平臺共享目標信息的通信帶寬要求，還能夠?qū)崟r高效地進行數(shù)據(jù)處理與傳輸。 ? 此外，“敏捷禿鷹”吊艙可以集成各類傳感器或者算法，還能夠配裝至不同的有人機與Skyborg智能無人機等無人機平臺，進行編組處理數(shù)據(jù)和分享信息，目前該型吊艙之間的通信能力已經(jīng)成功進行了地面驗證，但尚未進行空中試驗。 ?

“敏捷禿鷲”行動概念

? 2019年9月，美軍空軍將“敏捷禿鷹”人工智能系統(tǒng)裝備在MQ-9無人戰(zhàn)斗機上，進行為期10個月的集成與演示驗證，以驗證該人工智能系統(tǒng)能否使MQ-9無人機進行廣域監(jiān)視，能否無需人工干預(yù)，自主識別預(yù)先定義的感興趣目標并共享位置信息，自行決定是否執(zhí)行致命打擊。據(jù)稱美國通用原子航空系統(tǒng)公司(GA-ASI)與SRC公司已經(jīng)于2020年9月成功將“敏捷禿鷲”吊艙與MQ-9無人機集成并飛行，盡管未見測試詳情披露，但由“敏捷禿鷲”所具備的人工智能技術(shù)特點可以推斷，其與MQ-9的集成必將使該型無人機具備利用機載光電/紅外(EO/IR)傳感器與GA-ASI的Lynx合成孔徑雷達進行廣域目標自主識別的能力。 ? 未來“敏捷禿鷲”吊艙一旦投入實戰(zhàn)，無論被裝備在有人機，亦或是無人機平臺之上，勢必將提高戰(zhàn)機的自主性，更進一步提高戰(zhàn)機廣域下的自主目標檢測與快速決策能力;同時未來該型吊艙之間的空中通信能力一旦實現(xiàn)，對于提高有人-無人機協(xié)同作戰(zhàn)與蜂群作戰(zhàn)的信息交互能力將大有裨益。 ?

未來天基指揮通信系統(tǒng)

太空戰(zhàn)略空間是美國多年來的野心所向，美國SpaceX公司的“星鏈計劃”則大大利于美國實現(xiàn)其全球霸權(quán)的野心。因為該計劃將于2024年之前，在低軌道近地空間布置12000顆“星鏈”衛(wèi)星(據(jù)稱該公司還計劃再投放3萬顆，使總數(shù)達到42000顆)，其中約有2/3的衛(wèi)星將被置于距地面550公里的低軌道上，將有四千顆衛(wèi)星被置于距地面1200公里的軌道上，數(shù)量如此之大的衛(wèi)星將形成覆蓋全球的空天網(wǎng)絡(luò)。 ?

美國SpaceX公司已經(jīng)于2020年11月24日發(fā)射了60枚最新批次的Starlink衛(wèi)星，至此該公司已經(jīng)發(fā)射了955顆Starlink衛(wèi)星，其中895顆在軌，建立了全球最大的衛(wèi)星星群，并且SpaceX還計劃利用獵鷹9火箭發(fā)射系統(tǒng)每月將120顆星鏈衛(wèi)星發(fā)送到軌道中。 ? 據(jù)稱美方為SpaceX投入大量資金，該公司的部分發(fā)射基地即在美國空軍基地，其衛(wèi)星驗證也需與美國空軍合作，由此可知“星鏈”系統(tǒng)未來必將被美國軍方征用，成為其超級殺手锏，屆時將為美國軍方發(fā)揮重要作用。 ?

提供全天候軍事偵察，以及更為精確的制導(dǎo);

基于“星鏈”系統(tǒng)的監(jiān)測與變軌功能，系統(tǒng)中的衛(wèi)星可被用于攻擊其他國家的衛(wèi)星;

“星鏈”的萬顆低軌衛(wèi)星將成為美軍無人機集群作戰(zhàn)的“天基大腦”，使其不受陸基通信系統(tǒng)的限制，通過“天基云計算”平臺即可進行飛行控制、態(tài)勢感知、信息共享、目標分配和智能決策。

由此可知，這一天基指揮通信系統(tǒng)未來一旦被美國軍方所用，必將大幅提升美國無人機的信息共享與智能決策等能力，從而推進無人機的智能化作戰(zhàn)實戰(zhàn)化進程。 ?

將開展高度自動化與自動目標識別研究

? DARPA還于2020年1月首次在空戰(zhàn)中對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能力進行了試驗。美國喬治亞州理工學(xué)院與Aurora Flight Sciences、EpiSCI、Heron Systems、Lockheed Martin、Perspecta Labs、physicsAI、SoarTech 7家公司創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，在虛擬F-15C鷹式戰(zhàn)斗機上與DARPA研制的“RED”人工智能系統(tǒng)進行了戰(zhàn)斗。而“RED”人工智能系統(tǒng)項目的研究目標則是開發(fā)能夠自動識別攻擊中使用的工具和過程并識別對手獨特弱點的算法與技術(shù)，以及可擴展的攻擊工具鏈數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)有針對性的智能響應(yīng)。據(jù)稱該次測試取得成功，雖然未透露測試細節(jié)，但根據(jù)DARPA在該測試后針對用于無人戰(zhàn)斗機的人工智能系統(tǒng)開發(fā)提出了競標這一消息可以推斷，這次測試的結(jié)果很可能達到美軍預(yù)期，從而促使美軍進一步將無人戰(zhàn)機的高度自動化能力建設(shè)提上日程。 ? 此外，美國空軍裝備司令部還于2020年9月28日授予Leidos公司一份價值1294.7292萬美元的合同，以開發(fā)緊湊型自動目標識別技術(shù)和可持續(xù)環(huán)境支持技術(shù)，以提高對空中和地面目標作戰(zhàn)識別能力，預(yù)計該項目將于2025年10月30日完成。

小結(jié)

未來智能化作戰(zhàn)必將基于先進的隱身戰(zhàn)機、半自主無人戰(zhàn)機以及人工智能等產(chǎn)生，因此美國十分重視從無人機的自主智能、有人-無人機協(xié)同、人機交互能力以及集群協(xié)同技術(shù)等方面進行技術(shù)攻關(guān)，致力于通過人工智能提升無人機的智能自主化能力，通過采用開放系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)有人-無人機的實時數(shù)據(jù)共享、多機組網(wǎng)、協(xié)同配合與無縫連接等，以形成分布式空中作戰(zhàn)體系;通過“敏捷禿鷲”吊艙實現(xiàn)廣域目標識別與實時通信等，通過仿真實驗以及蜂群沖刺試驗等推進蜂群戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)的創(chuàng)新、融合與集成，提升無人機的綜合作戰(zhàn)能力。盡管美國在該領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量的研究，并獲得了一定技術(shù)儲備，進一步推動了有人-無人機協(xié)同以及無人機蜂群作戰(zhàn)模式的實戰(zhàn)化進程，但無人機的自身性能、作戰(zhàn)中的實時通信、融入人工智能算法與自主能力的技術(shù)、遠程控制技術(shù)以及小型無人機的空中回收等仍然是無人機智能作戰(zhàn)模式下亟需攻克的技術(shù)難題，將高端作戰(zhàn)所需的人工智能與自主性結(jié)合尚需時日。 ? ? ?

編輯：黃飛

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