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世界主要军事强国的智能化武器装备发展

[导读]:战争,从一开始,就与科学结下了不解之缘。随着机械化、信息化发展逐渐接近天花板,军事领域的智能化革命正汹涌而来,未来战争也必将进入智能化的时代。智能科技的军事应用也...

  战争,从一开始,就与科学结下了不解之缘。随着机械化、信息化发展逐渐接近“天花板”,军事领域的智能化革命正汹涌而来,未来战争也必将进入智能化的时代。智能科技的军事应用也正从战术层面演进到战略层面,从武器装备延伸到作战方式,加速渗透扩张。以美国为首的世界军事科技强国都在围绕军事智能化进行战略布局,加强军事智能化建设,研发各种用途的人工智能系统,努力抢占未来军事竞争战略主动权。

  在智能武器的各项指标中,自主性无疑是判断其是否“智能”的最核心指标。所谓的智能化武器装备,可理解为操作人员只需赋予任务,无需预先编程和设置,武器装备就能在智能算法的支持下,利用人工智能技术自动寻找、识别并自主执行攻击任务的无人化武器装备。但我们也要看到,无人化武器并不能等同于智能化武器。只有当武器装备发生了从“自动化”到“自主化”的质变,具备了“自主”的特征和“智能”的能力,才能称得上智能化武器装备。

  当代智能化武器装备主要表现为可以独立遂行较复杂任务的无人化武器平台,以及辅助操作系统,包括智能化的指挥控制系统、无人机、无人车、地面机器人、无人水面艇、无人潜航器等。世界上已列装的无人装备型号多达百种,各主要军事强国也在加紧研制各类智能化的无人作战平台,一个机器战争新纪元正在到来。

  鉴于人工智能的迅猛发展和军事应用的前景,美国已将人工智能置于维持其主导全球军事大国地位的科技战略核心,在其推出的第三次“抵消战略”中,将人工智能作为发展的重点,不断探索研究应对未来智能化战争的“分布式”作战概念和装备发展体系。美国国防部从2000年开始,通过制定无人装备发展战略与路线图并定期更新,从国防部层面加强无人装备与技术发展的顶层规划和统管。各个军种都发布相应的无人系统路线图,推动了智能化的指控系统、机器人、无人作战平台、智能弹药、智能单兵配套系统等领域的基础和应用研究。目前,美军的无人装备数量最多,类型最齐全。据统计,美军已有各类无人机1.13万架以上,各种地面机器人1.5万个,预计到2040年美军将有一半以上的成员是机器人。在控制方式上,其现役无人装备仍主要采用遥控或预编程自动控制方式,不过随着其算法战、蜂群、忠诚僚机等项目的持续深入,预计无人装备的自主性、以集群或编组方式完成任务、有人—无人协同等能力都将取得较大突破。

  在地面无人兵器方面,美军先后出台了一列地面无人系统技术发展规划,包括《无人系统自主路线图》《美国地面无人系统路线图》《美国机器人路线图》等。路线图中详细规划了美军地面无人自主系统发展的近中远期目标。美陆军预计,2020年以后,自主地面无人装备可以初步应用于运输、巡逻、检测等简单任务;到2030年,可实现有人—无人系统的智能编队和协同行动;到2040年,能够实现合成兵力机动。已装备魔爪系列、派克博特系列、侦察兵XT机器人等地面无人装备总数超过1万套,且许多已在伊拉克和阿富汗战场广泛应用。由美国波士顿动力公司研发的仿生机器人和机器狗实现了算法巨大突破,阿特拉斯人形机器人的运动技能已接近人类,大狗四足机器人已能够适用于山地等复杂地形环境,可帮助士兵携载装备和物资。随着人工智能、深度学习、新型动力能源等技术发展,地面无人装备的自主化程度和智能化水平将不断提高,将加快有人—无人协同作战能力和实用化进程。

  美空军是最早发展无人机并投入实战的国家,并通过一系列专项规划,为其无人机的发展提供了长远、全面和持续的指导,已基本形成了覆盖高、中、低空,大、中、小微型,普通与长航时较完备的空中无人装备体系。其在役无人机已实现近可用于现场作战支持,远可满足远程任务需要的无缝覆盖。美军的RQ-11大乌鸦、RQ-16沙漠蜘蛛等近程无人机飞行高度可至近地,伴随地面部队前进;MQ-1B捕食者、MQ-9死神等长航时无人机可在高空实现广域持久覆盖。灰鹰、死神和全球鹰等无人机已初步具备低水平的自主机动能力,可自主完成起飞和着陆,并初步具备机上航路再规划能力。X-47B是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的试验型舰载隐身无人战斗机,已完成了自主空中加油与自主航母起降等一系列测试,虽然项目被取消,不过已显示出强大的自主性和智能化程度。美海军首个航母舰载无人航空作战中心已于今年9月在艾森豪威尔号核动力航母上组建完成,正在为竞标胜出的波音公司的MQ-25A黄貂鱼无人舰载加油机上舰进行相关准备工作。入役后,可携带6.8吨燃油,实现自主空中加油,能让F/A-18E/F舰载战斗机的作战半径从450海里增加到700海里,并具备一定隐身能力,且为后续发展侦察攻击能力留出了空间。

  美军的无人潜航器发展较早,相继开发出多类型、用途广泛的无人潜航器。其任务领域已从最初执行简单情报监视侦察、反水雷作业,发展到反潜、特种作战等多个领域。美海军战略司令部还提出了“先进水下无人舰队”的概念,要求加强前沿水下无人系统预制,打造新型水下作战体系。正在探索利用多个无人潜航器组成机动式一体化侦察、探测、打击网络,提高反潜作战能力。水下蜘蛛是其正在研发的一型察打一体式水下无人装备,将携带8对被动声呐线平方千米范围的声学探测,可携带4枚轻型鱼雷。其“海德拉”项目,旨在发展一种能在敌方近海长期潜伏,并可隐蔽部署多种空海无人作战装备的智能水下平台,预计今年完成功能验证。预计到2020年,美国海军将拥有2000~4000套无人潜航器。美海军已装备有海狐、斯巴达侦察兵等水面无人艇,其任务领域也在不断拓展,也将具备更高的自主和编队作战能力。除了水下的无人潜航器,美海军的水面无人艇也取得突破,其第一艘反潜无人艇海上猎手号也完成了海上首秀,接受了一系列测试,迈出了水面无人艇“人机合作”的重要一步。

  算法战由第三次“抵消战略”的设计师罗伯特·沃克于2017年首次提出,并建立了美军算法战跨职能小组,以推动人工智能、大数据及机器学习等战争算法关键技术的研究,成立不到半年已开发出首批4套算法。可以说,算法就是软武器,算力就是战斗力。掌握更强算法不仅能快速准确预测战场态势,而且能创造出最优战法,实现“未战而先胜”。2016年,美国辛辛那提大学开发的人工智能系统阿尔法驾驶三代机,在高保真空战模拟器上,击败了有预警机支持、驾驶四代机的美空军王牌飞行员,展现了算法的巨大应用潜力。2017年,美国密苏里大学训练出的深度学习算法,可在TB级的数字图像中检测、识别地空导弹阵地。2018年,美国谷歌公司与美军算法战跨职能小组建立合作,共同进行机器学习相关研究。随着人工智能技术的不断突破,尤其是类脑芯片的发展,战争算法将在处理数据、计算能力等方面发生跃迁,将牵引美军人工智能军事化应用,为后续战场预演、战时感知与智能决策奠定基础。

  美国作为智能化武器装备的引领者,长期不懈研究,已装备了相当数量的无人装备,正在新兴智能技术研发、智能化装备发展等方面持续用力,总体呈方兴未艾之势。

  早在苏联时期,就开展了自动化和模糊控制相关领域的研究。智能化浪潮的来袭,让俄罗斯意识到军备竞赛的前沿战场。总统普京将人工智能的潜在破坏力类比于核武器,并表示,掌握人工智能的国家将成为“世界的统治者”。俄政府在2015年成立了国家机器人技术发展中心,陆续出台了《2025年前未来军用机器人技术装备研发专项纲要》和《未来俄军用机器人应用构想》,制定了研制统一标准并进行了全面规划。

  俄罗斯的地面无人装备发展较快,制定了相关规划并成立了专门的研发试验中心。在2016年初的叙利亚军事行动中,首次使用6部平台-M履带式无人战车和4部暗语轮式无人侦察车参与进攻并占领敌方阵地,开创了地面无人装备从辅战走向主战的实战先例。除了直接参与战斗,其在人形机器人方面也取得了较大成效。2017年推出的菲多尔人形机器人,具备灵活和精细的运动技能,可完成将钥匙插入锁中、开门、拧灯泡、越过障碍物、双手持枪等复杂动作。

  在俄罗斯最新制定的《2018年—2025年国家武备计划》中,将攻击无人装备确定为未来发展重点之一。近年来,俄罗斯不断加大投入,无人机已按任务性质和航程距离区分,实现多款式研发列装,包括遂行侦察、指挥和通信中继任务的石榴-4、超光速粒子近程无人机,海鹰-10、前哨等中型无人机,以及正处于研发状态的猎户座-Y远程察打一体高速无人机,海盗察打一体小型无人机,有的已在中东战场经受实战检验。目前,俄军已在各个军区和舰队组建了独立无人机部队,配备了超过1900架在役无人机。

  苏联是世界上最早研制无人潜航器的国家,深潜达6000米的L-2型潜航器影响力几乎与第一颗人造卫星相当。俄罗斯海军也将无人潜航器作为发展重点,虽在役无人潜航器种类和数量不多,但在研项目呈现出研发活跃、后劲十足的特点。在役潜航器包括大琴键-1R大型无人潜航器、马尔林-350小型无人潜航器、视野-600微小型无人潜航器等。正研发大琴键-2R、朱诺、波塞冬等多型无人潜航器,特别是由红宝石设计局制造的波塞冬无人潜航器,可潜深1000米,以60~70节的航速,隐蔽航行超过1万千米,可在智能化系统的控制之下机动至敌国沿海地区并引爆所携带的常规弹头或核弹头。

  总体来讲,俄罗斯的智能化武器装备虽与美国还有一定差距,不过随着其国力的复苏以及对智能技术的重视,在智能化无人装备方面也将紧步追赶,加紧研制和列装。

  以色列在尖端数据分析、软件和硬件工程人才以及创新能力方面具有一定的优势,再加上有强大军事背景下的实际技术做支撑,有望成为第三大人工智能超级体。

  陆战装备方面,以色列守护者无人车已经装备部队,是世界上第一种可控的自主式无人车,代表了世界现役地面无人装备最高水平。据悉,以色列还将为其梅卡瓦4型战车安装人工智能系统与虚拟现实头盔,可实现自动驾驶并为战车指挥官提供360°的外部环境影像,驾驶员可将精力专注于路线规划上,并可实现与附近战车共享数据。

  以色列是无人机技术的先驱、无人机制造强国,已成为世界最大的军事无人机出口国,占世界无人机出口量61%。以色列无人机主要型号包括:小型战术远程操控无人机侦察兵、手抛发射的小型无人机云雀系列、垂直起降长航时无人机黑豹、大型高空战略长航时无人机苍鹭和赫尔姆拉系列无人机等等。近年来,更是不断有新型号无人机问世,种类已有数十种之多。

  海上装备方面,以色列与美国是世界上仅有的已将无人水面艇装备部队的国家,装备了保护者、黄貂鱼等多型无人水面艇,保护者无人艇已出口新加坡等多国。其研制的海鸥无人艇可执行反潜、反水雷、反蛙人等多样化任务。

  以色列具备完善的军工体系,其国内的高科技企业众多,无论是技术开发还是作战运用,均成果显著,走出了一条特色发展之路。

  欧洲各国在智能武器装备方面虽起步较晚,但正紧跟美、俄、以色列等国发展步伐,纷纷制定发展战略,积极发展多款智能无人装备。由法国牵头研制的神经元无人机,同样是一款察打一体无人作战平台。该机运用相关智能技术,具有自动捕获和自主识别目标能力,并且实现了自主编队飞行,数架神经元可同时接受1架阵风战斗机的指挥控制,智能化水平不逊于美国的X-47B。

  日本是世界上工业机器人生产和应用较为领先的国家,在2016年发布了首版以空中无人装备为主的无人装备发展规划。随着其防卫预算不断增加,日本也将发展重点放在了智能无人装备的研究上。2017年福岛核事故中,日本开发的可抗强辐射地面机器人应用于受损反应堆的勘察,显示出其在机器人领域的雄厚实力。日立工程研究实验室已研制出一种能随着地形变化而改变外形的可变形态履带样车模型。日本的无人潜航器技术也达到世界领先水平,但主要用于民用的深海开发领域,随着其军事战略的转向,其潜航器的水下情报、侦察能力将有较快发展。

  印度也在大力发展智能无人装备,从以色列大量采购了搜索者、苍鹭等型号无人机,2017年还斥资20亿美元从美国采购了22架MQ-9B捕食者察打一体无人机。另外,印度军方也在努力研制国产武装无人机,目前在研的鲁斯图姆中空长航时等型号无人机仍未形成作战能力。

  今天,军事智能已经成为决定未来战争胜负的关键要素,智能化武器装备层出不穷、类型日益丰富。随着未来强人工智能技术的突破,智能武器的“有限主观能动性”肯定会进一步提高,武器装备智能化的建设将全面提速,整体作战能力将大幅跃升,将对未来战争产生颠覆性影响。

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