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原标题:无人机集群作战将带来什么www.4858com

浏览次数:113 时间:2019-12-17

今年七夕之夜,湖南长沙橘子洲头上演了浪漫一幕:777架无人机临空起舞,时而模拟烟花绽放,时而摆出牛郎织女和爱心图案,打造了一场“全民告白夜”。这份“浪漫”的背后,要归功于无人机集群技术。

近日,俄军驻叙利亚军事基地遭无人机集群攻击的新闻持续发酵。武装分子在一次行动中使用13架无人机的做法引起了各国军队高度关注。有媒体惊叹,当美、中、俄等大国竞相发展集群作战能力时,最先在实战中运用集群战术的竟然是叙利亚的武装分子!不少防务分析师认为,此次袭击开创了无人机集群作战的先河,标志着人类战争正式步入集群作战时代。事实果真如此吗?

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集群作战的灵感来自蚁群、蜂群等自然界生物群落,目的是通过模仿群居生物的沟通和协作方式,成倍增强整体功能,自主协同完成复杂任务。集群作战的主体是智能机器,本质上是智能时代的非对称性消耗战。需要指出的是,机器集群并非是大量无人作战平台的简单聚集,它要求平台之间能够进行沟通并形成集群智能,进而完成复杂任务。正如蚁群,单只蚂蚁的智商并不高,但整个蚁群却能高效寻找食物,并找出将食物搬回蚁穴的最佳路线。

在生物界,我们随处可见这种类似的集群现象——蜂群高度协作进行防御和觅食、狼群分工明确捕获大型猎物、蚁群合力搬运重于自身千百倍的东西……这些智能有限、行为规则简单、决策机制并不复杂的个体,在一定的规则组织协同下,整体层面涌现出惊人的群体智能。 无人机集群并非单个平台的简单叠加,而是通过集群中的个体紧密协作,实现集群整体能力的跃升。因此,在军事领域,无人机集群作战拥有单个平台作战无法比拟的优势,可在反恐维稳、广域搜索、侦察监视、精准打击等任务中大显身手。 一是作战成本低。无人机集群作战的显着特点是将复杂的作战任务细化,按照一定的规则分配给执行个体,然后通过简单、低成本的集群个体相互间的协作,共同完成作战任务。这使得无人机集群作战的综合作战成本较低,而敌方在应对集群攻击时,往往需要付出更高成本。 二是战争胜算大。根据兰切斯特平方律理论,在交战过程中双方兵力变化关系影响着战争结局,与单个参战平台的作战能力相比,参战平台的数量在战争胜负上几乎起到了决定性的作用。无人机集群作战正是充分利用数量优势占据战场主动权,从而提高局部战争的胜算率。 三是生存能力强。无人机集群具有“无中心性”或“多中心性”的特征,并且集群个体可以自主协同,在进行集群对抗时,少数个体的损坏对集群整体的影响甚微,甚至通过一定的技术手段还可以使个体之间相互补充愈合,从而继续执行作战任务,保证了无人机集群整体的生存能力。 四是作战效能高。单个作战平台尽管功能完善、作战能力强,但是极易遭受火力打击,在毁伤后短时间难以再形成战斗力。无人机集群中的个体按照一定的规则组合后,能够各司其职,实现整体作战能力的提高,无人机集群多平台作战相对于单个平台参战,侦察、打击、防御、自愈等能力都呈指数级提升。 尽管无人机集群的研究发展如日中天,但是在军事应用领域,无人机集群面对的环境复杂多变且对抗性强,集群成员间进行高效协作的难度很大。因此,如何实现无人机集群作战任务的合理分配、完成无人机集群的智能优化控制、保障无人机集群成员间的高效信息交联,成为无人机集群作战实现过程中极具挑战性的问题,也是世界各大军事科研机构广泛研究的重要课题。

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一般来讲,集群作战具备三大基本特征。一是网络化沟通,集群成员通过数据链相互联通,实时共享传感信息,进行非等级化沟通。

www.4858com,二是自适应协同,集群成员能够感知彼此方位,通过自主协同实现步调一致,形成有机整体。“无协同,不集群”,狼群和群狼的区别就在于此。

三是拥有集群智能,集群成员在交互过程中涌现出高水平智能,形成1 1>2的倍增效应。例如,大量无人机可通过分布式“投票”有效解决目标识别、导航定位等复杂问题。

显然,此次攻击俄军基地的无人机群并非真正意义上的集群,攻击行动也不具备上述特征中的任何一条,因此不属于集群作战。目前而言,集群作战的复杂性远远不是恐怖组织或者非正规武装能够驾驭的,即便是美、俄等大国军队也尚不具备集群作战能力。美军是集群作战研究的抢跑者,早在2005年美国国防部就委托兰德公司研究信息技术支撑下的集群作战。2014年以来,美军各军种启动了一系列集群作战演示项目,虽然取得了长足的技术进步,但至今未能在实战中开展集群作战。

当前,集群作战要从构想变成现实,仍需克服两大难关。

一是技术瓶颈。目前,研究人员在实验中已经成功演示了简单的机器集群,但还没有开发出通用模型用于理解“简单的规则如何生成复杂的行为”。2016年10月,美国国防部战略能力办公室在恶劣天气条件下开展了一次无人机集群测试,103架“灰山鹑”无人机共享一个分布式“大脑”进行集体决策,可自主规划航线和协调行动,并成功识别和包围了目标。然而,要使无人机集群从实验室走向战场,还需要在集群控制算法、通信网络设计、编队控制技术等方面取得较大突破,否则难以适应复杂的战场环境。事实上,目前的无人机集群尚不能有效执行点对点补给任务,更不用说实施攻防作战了。

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二是理论短板。近年来,许多未来学家大胆畅想了机器集群将如何主导未来战场,部分军事科学家也预言集群战术将演变成机动战的一种高级形式。然而,绝大多数理论研究聚焦于探讨集群作战的优势,而对于如何在作战中运用机器集群往往浅尝辄止。事实上,集群作战依然停留在构想层面。除非开发出可行的作战概念,并制定相应的战术、技术和程序,否则集群作战仍将是“水中月、镜中花”。

尽管存在上述障碍,围绕发展集群作战能力的竞赛已经在各国军队间悄悄展开。在这场竞争中,中、美处于第一梯队,其中美国在技术研发和理论积累方面略胜一筹。为了加快推进机器集群的实战化运用,美国国防高级研究计划局在去年启动了“进攻性集群赋能战术”项目,意图让机器集群在复杂城市环境中完成多样化任务;美国陆军也启动了“分布式和协作式智能系统和技术”项目,计划到2022年解决异构化集群的控制问题。虽然如此,从现有项目的规划以及技术成熟度看,集群作战要走进战场,将是5~8年后的事情。

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