機器人集群編隊可能對未來地面戰(zhàn)爭產(chǎn)生革命性影響

美國軍事網(wǎng)站近日報道稱，駐佐治亞州本寧堡的美國陸軍軍官正在嘗試讓單兵具備控制成群的空中和地面機器人系統(tǒng)的能力。此舉表明，美國陸軍正在以無人系統(tǒng)為基礎(chǔ)，發(fā)展集群化機器人作戰(zhàn)技術(shù)，這種嘗試可能對未來地面戰(zhàn)爭產(chǎn)生革命性影響。

發(fā)展路線

美國陸軍對于以無人車為主的無人地面系統(tǒng)始終保持著高度關(guān)注，并進行了長遠(yuǎn)的體系規(guī)劃與系統(tǒng)建設(shè)。早在2010年7月28日，美國陸軍部發(fā)布的《陸軍無人地面車輛戰(zhàn)略》中就確定要發(fā)展士兵可攜帶的地面機器人、由組員共同攜帶的地面機器人、車輛可運送的地面機器人、自主運輸型地面機器人，以及附加到現(xiàn)役有人駕駛車輛上的附加系統(tǒng)等5種模塊化地面機器人。

2011年7月，美國陸軍機器人系統(tǒng)聯(lián)合項目辦公室發(fā)布了《2011-2020無人地面系統(tǒng)路線圖》，確定了未來10年的無人地面系統(tǒng)發(fā)展策略?！?011-2020無人地面系統(tǒng)路線圖》強調(diào)了機器人的現(xiàn)代化與可互操作性，并提出發(fā)展“遙控式反人員地雷清理系統(tǒng)”、PackBot小型可疑目標(biāo)檢查和清理系統(tǒng)、TALON中型可疑目標(biāo)檢查和清理系統(tǒng)、路線偵察與清理機器人平臺、輪式偵察機器人、小型無人地面車輛等多種類型的無人地面系統(tǒng)。

正是在這些規(guī)劃的推動下，近年來美國陸軍對機器人領(lǐng)域的投入逐年增加。其中，研究、開發(fā)、試驗、鑒定和采辦資金預(yù)算從2017財年的1.2億美元增加到2019財年的3.2億美元，科技投資則由7700萬美元增加到1.05億美元，投入的項目涵蓋了單兵便攜式機器人系統(tǒng)、通用個體機器人系統(tǒng)以及通用重型機器人系統(tǒng)等多種類型。

美國陸軍對機器人運用的規(guī)劃設(shè)計充分體現(xiàn)了其由單兵使用到集群使用的發(fā)展思路。特別是其正在致力于將無人機、無人地面系統(tǒng)與地面部隊編組，以擴展編隊攻擊范圍和有效攻擊時間。目前主要是以技術(shù)推動將機器人和自主技術(shù)融入到機動編隊之中去，并據(jù)此研究制定相關(guān)的技戰(zhàn)術(shù)。美國陸軍已經(jīng)進行過幾次技術(shù)驗證演示，重點關(guān)注的是地面戰(zhàn)場上士兵對機器人“助手”的運用程度。

今年4月，美國陸軍負(fù)責(zé)地面戰(zhàn)斗車輛跨職能團隊的領(lǐng)導(dǎo)人戴維·萊斯潘斯準(zhǔn)將表示，美國陸軍機器人戰(zhàn)斗車輛的未來發(fā)展分為三個階段：第一階段（2019~2020年）主要是進行概念設(shè)計和開展“先進技術(shù)演示”；第二階段（2021~2022年）主要是實現(xiàn)有人駕駛和無人駕駛車輛的協(xié)作；第三階段（2023~2024年）主要是實現(xiàn)7輛有人駕駛車輛和14輛無人駕駛車輛的協(xié)同行動。

對此，美國陸軍負(fù)責(zé)裝甲作戰(zhàn)車輛的項目經(jīng)理詹姆斯·希爾默表示，隨著自主性的提高，機器人將在導(dǎo)航和目標(biāo)識別方面做得更好，同時可減少所需信息傳輸和人的監(jiān)督。他預(yù)計操作機器人戰(zhàn)斗車輛的人數(shù)將減少為一個人，最終將實現(xiàn)一個人同時管理多個機器人戰(zhàn)斗車輛。

作戰(zhàn)試驗

2017年3月，在美國陸軍協(xié)會主辦的“多域戰(zhàn)——全球軍力研討年會”開幕式上，美國陸軍訓(xùn)練與條令司令部司令帕金斯提出美國陸軍未來作戰(zhàn)應(yīng)重點發(fā)展的八大關(guān)鍵能力，其中就包括單兵/編隊作戰(zhàn)能力與無人地面系統(tǒng)集群化作戰(zhàn)運用相關(guān)的內(nèi)容。為此，美軍在平臺研發(fā)、協(xié)同技術(shù)、算法開發(fā)以及系統(tǒng)試驗等方面展開了一系列研究。

在平臺研發(fā)方面，2017年10月，美國陸軍與安德瓦機器人公司簽訂了1億美元的“單兵可攜帶機器人系統(tǒng)-增量2”機器人生產(chǎn)合同。該型機器人是一種中型機器人，具有識別和對抗爆炸物以及核生化威脅的能力。

按照設(shè)計，1200臺該型機器人平臺組成的機器人群將采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，在隧道或市區(qū)等限制環(huán)境中實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。2018年3月16日，美國《防務(wù)快訊》報道稱，美國陸軍希望在2019年之前生產(chǎn)全新的無人坦克和“可選擇有人駕駛”的作戰(zhàn)原型車。

在算法研究方面，今年7月，在美國電氣與電子工程師協(xié)會“機器人與自動控制國際會議”上，美國陸軍研究實驗室、開發(fā)和工程司令部研究實驗室聯(lián)合卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機器人研究所共同發(fā)布了一項新技術(shù)成果，研究重點是利用機器人智能根據(jù)人類的一些示范進行學(xué)習(xí)，研究目標(biāo)是為美軍士兵提供可靠的機器人隊友。該項技術(shù)有望未來用于地面部隊的各類無人和有人車輛上，使其能夠在既定環(huán)境中自主導(dǎo)航并執(zhí)行人們預(yù)期的動作。

在協(xié)同技術(shù)方面，美國陸軍正在通過“聯(lián)合能力技術(shù)演示驗證”，即“僚機”項目發(fā)展武裝機器人作戰(zhàn)車輛，使其將來能與士兵進行編隊作戰(zhàn)。該項目于2017年正式啟動，為期3年，計劃投入2000萬美元。目前，該項目已經(jīng)實現(xiàn)一輛無人駕駛的武裝機器人作戰(zhàn)車輛和一輛有人駕駛的“悍馬”指揮控制車組成編隊進行作戰(zhàn)，下一步將擴展到M113步兵戰(zhàn)車或更大型的作戰(zhàn)車輛，進行有人/無人編隊作戰(zhàn)試驗。

在系統(tǒng)試驗方面，美國陸軍研究實驗室早在2014年就舉行過有人/無人編隊演習(xí)，演練無人系統(tǒng)與步兵的編隊作戰(zhàn)情況，目的是研究士兵在作戰(zhàn)環(huán)境中應(yīng)如何利用自主系統(tǒng)。今年4月，美國陸軍在德國進行了“機器人復(fù)雜突破行動概念演示”，演示了各種無人機系統(tǒng)和無人地面系統(tǒng)與第2裝甲旅部隊的士兵共同實施復(fù)雜的地面突破行動。據(jù)悉，今年秋季和明年還將在本寧堡和德國舉行類似的演示試驗。

未來影響

按照美軍設(shè)想，未來集群化的無人地面系統(tǒng)將在美軍地面部隊?wèi)?yīng)對現(xiàn)實威脅、提高作戰(zhàn)能力、變革作戰(zhàn)編組等多個方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

在應(yīng)對現(xiàn)實威脅上，美國陸軍正在逐漸將研究重點轉(zhuǎn)向與掌握尖端技術(shù)的對手展開大規(guī)模地面戰(zhàn)爭。尤其是在與俄羅斯等這類具有高度“反介入/區(qū)域拒止”能力的對手作戰(zhàn)時，需要能夠抵御對手電子戰(zhàn)攻擊的高度自主的無人機與機器人。為此，美國陸軍實驗室重點關(guān)注的核心問題包括：無人系統(tǒng)何時能夠集結(jié)并發(fā)揮作用，以及如何將自主機器人加入作戰(zhàn)指揮中。這些集群化地面無人系統(tǒng)將能夠獲取和分析數(shù)據(jù)、預(yù)測對手行為，具有自我感知、持續(xù)學(xué)習(xí)和自主能力。美軍力求打造集群化無人地面系統(tǒng)形成對俄羅斯、中國等對手在地面戰(zhàn)場上的非對稱優(yōu)勢。

在提高作戰(zhàn)能力上，美國陸軍要求未來遠(yuǎn)征機動部隊通過運用機器人和自主系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)、共享戰(zhàn)場態(tài)勢感知、確保分散行動的相互支援，以及建立并維護廣域安全。在今年4月10日美國國防工業(yè)協(xié)會主辦的地面機器人會議上，時任美國陸軍卓越機動中心的副指揮官桑多表示，一旦開發(fā)并大量部署無人地面戰(zhàn)車，旅級作戰(zhàn)部隊控制的戰(zhàn)場區(qū)域?qū)⒛茉黾?0倍。機器人除了提供更強的殺傷力，還將減少人員傷亡，并通過自主再補給極大提高保障能力。

在作戰(zhàn)編組上，美國陸軍能力集成中心2015年發(fā)布的《2015-2040機器人和自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》中就提出，機器人和自主系統(tǒng)必須成為支援遠(yuǎn)征和聯(lián)合兵種機動作戰(zhàn)的有效力量，從而能夠有助于陸軍部隊在聯(lián)合地面作戰(zhàn)中取得勝利。而美國陸軍將于2019年中期確定通用控制器的選型，最終目標(biāo)是讓一個士兵一次控制多個機器人或“機器人群”。為此，美國陸軍下一代戰(zhàn)車將取代現(xiàn)有的“布萊德利”裝甲運兵車，機器人戰(zhàn)車最終將作為未來作戰(zhàn)編隊中的地面“僚機”出現(xiàn)。

從這一系列變革中可以預(yù)見，集群化機器人將成為未來地面戰(zhàn)場的主角。正如美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心研究員米克·瑞安所撰寫的《人-機組合與未來地面部隊》報告中指出的那樣，在不久的將來，軍隊將充滿機器人和自主系統(tǒng)。地面部隊將通過人和機器人、人工智能以及人體機能增強技術(shù)組成人-機團隊，從而極大地提高部隊的作戰(zhàn)能力和后勤保障能力。