 |
| 综述：智能无人化机器作战系统 |
|
|
| NEWS.SOHU.COM 2003年12月04日16:24 人民网 |
|
| 页面功能 【我来说两句】【我要“揪”错】【推荐】【字体：大 中 小】【打印】 【关闭】 |
|
| |
日本探测和清除地雷的六脚机器人“彗星2号”
据外刊报道，美军近日公布了一份关于无人飞机或地面机器人组成的蜂群状“集群”分布网络的能力报告，在为此进行的模拟试验中，装有传感器和武器的100架无人机集群与现有的一个作战单元进行了比较，无人机集群摧毁了63个目标，并探测到了90％的模拟敌军部队，而现有的作战单元只歼灭了11个目标并探测了不到33％的目标。因此认为，这种传感器群比单一的复杂平台更为有效，试验结果表明使用“集群”网络扩大战果的潜力，“集群”战术具有很高的投资回报潜力，美军应加快发展与这一重要作战概念相关的能力。
美国的研究报告和实验让人关注里面的“主角”：智能无人化机器作战系统，专家预测未来战争将是在人的控制下智能无人化系统直接交锋的战争。智能无人化机器系统主要是指具有智能、自主性、能自由活动的机器装置，是一种机械与电子系统和传感器相结合制成的具有人的某些智能的自动化机器：无人飞机、无人战车、无人舰艇、机器动物、自主自行式机器人等等，广泛应用在航天、水下作业、军事、科研等方面。应用于作战目的就是智能无人化机器作战系统。
一、地面智能化机器系统，二战时已见雏形，目前已经初步进入战场。
美国的国防高级研究计划局在2000年11月中旬提出的无人驾驶地面战车计划中，三个主要因素是（1）作战能力包括射程（至少450KM）和续航能力（14天以上）；（2）跨越障碍的能力，15-20KM/H速度行进时跨越25CM的障碍，行进慢时要跨越1M高的障碍；（3）有效负荷至少25%。主要包括五种功能：（1）侦察、监视和目标搜索；（2）城市地形的军事行动；（3）爆炸物处理；（4）安全巡逻；（5）反雷战。
在二战中，德国就研制数千辆遥控无人自爆式坦克，这是无人战车的最早雏形。美国国防高级研究计划局已经与卡耐基·梅隆大学国家机器人工程协会和波音公司签订了制造和测试无人地面战车（UGCV）样车合同，这将是人类首次尝试生产在所有地形条件下都能够正常工作的无人地面战车。该无人战车称为“蜘蛛”。该车在各种复杂地形上都具有较高的机动力，使它能快速部署，完成侦察、警戒、目标突击、追击乃至解救人质、街巷战斗、反恐作战、反装甲作战等多种作战任务。配备相应的装备，如现代化的通信器材、夜视装置和卫星全球定位仪，在战时，可在车上装备机枪、榴弹发射器、导弹发射架等武器装备，使之具有了强大的攻击杀伤力。
美军在研制无人侦察车辆方面，主要是为了支援城区和其他特殊地形的远距离侦察任务。“帕克波特”（PackBot）在阿富汗的“持久自由行动”中首次使用就获得成功。使美军对无人地面车辆的需求就不断提高。美国陆军在“自由伊拉克行动”中部署其最新型无人地面车辆，这种系统被称做“城市勇士”MATILDA机器人平台。基本型的MATILDA系统装备有昼夜照相机、彩色显示器和录音设备。此外，根据作战环境需要还有其他一些即插即用的设备。可增加操控臂组件、照明组件、光电控制系统组件、无线电频率记录系统组件和核生化传感器组件。
美国正在根据阿富汗战争中的经验和士兵们的要求研究多种型号机器人，特别是在城镇战场，士兵们需要能随手扔到墙后或扔进窗户里的小型机器人。这种能侦察房前屋后、建筑角落，并清除屋内敌人的机器人很可能被用在未来的战场中打巷战。还研究一种“有袋”作战机器人，这种机器人能随身携带比较小型的机器人，一旦遇到碉堡或类似的建筑，当它本身太大进不去时，它就会让它身上的小型机器人去执行任务。正在研制这些新型战场机器人，比阿富汗战场试验的机器人用途更广泛，性能更优越。他们能适应复杂地形，能更灵巧地躲避障碍；施放烟幕；探测化学武器，并可以伸出“脖子”侦察房屋角落的情况。
据联合国有关报告，目前全世界埋在地下的地雷约有两亿枚。而这种“物美价廉”但又隐蔽极具杀伤力的常规武器在战争中被普遍使用。地雷的清理工作的高度危险性和人工低效率，清除地雷的机器人应运而生。2002年1月18日，日本文部科学省在东京展示了他们开发的用于探测和清除地雷的六脚机器人“彗星2号”。“彗星2号”机器人不但可以探测到普通的地雷，而且可以发现金属探测器采用声波雷达无法发现的塑料地雷。美军近年来使用一种由M60坦克改装而成无人驾驶扫雷车。车上装有摄像机和计算机控制系统，车体前方装有工具滚轮式排雷装置，可在进入雷区时压发地雷就地销毁。它的炮塔内另装有两条90米长的直列式炸药，炸药的前端连有一枚小型火箭弹。扫雷车的工作可由控制中心从10公里外遥控，也可由驾驶员将车开到雷区附近，然后离开扫雷车进行遥控操作，控制火箭弹拖着炸药向前飞行，引爆炸药后炸出一条100米长、6米宽的雷区通道，然后用滚轮压辗个别未引爆的地雷。全部地雷被清除后，车上另一小箱自动打开，抛出一根根涂有发光材料的小棍，为后续部队标示夜间黑暗中的行军通道。
英国科学家已经发明了一种蛇形机器人间谍。这种机器人即使在受到敌方炮火的损坏后也能继续移动。根据设计，它将从直升机上抛出并在战场周围爬行，机器人将使用光学、音频和其它传感器来建立敌人活动的图面。由于这种蛇形机器人紧靠地面并且滑行，因此很难发现并且比常规的侦察机器人更加灵活。
美联合部队司令部(JFCOM)“阿尔法计划”中的战术自动战士(TAC)能够在陆、海、空、天以及水下环境作战，能够在极冷或极热的恶劣条件下作战。此外，TAC还可代替人类在化学、生物或辐射污染的环境中执行任务。TAC将在人类有限的监督下实现基本自主运行，必要时还需要人类配合。由于使用的是可调自主或监督自主，人类仍必须与机器进行交互，以更好地指导机器。
二、无人飞机发展最全面，广泛应用在现在高科技局部战争，将是未来作战的主角之一。
在刚刚结束的伊拉克战争中，可以控制无人机在9660千米以外的地点执行任务的能力，图像收集、传输、利用以及传送到联合空战中心，完成这些任务所用的时间不到10分钟。因此美国空军官员对未来无人机系统，如联合无人作战飞机、无人战斗旋翼机和建制飞行器，以及它们所具备的持久稳定的情报、监视和侦察潜力和在某些情况下的杀伤能力持乐观态度。2003年7月16日，在无人飞行器系统协会举办的2003年国际无人系统年会上，美空军部长詹姆士·罗奇高度称赞了无人机，如“捕食者”和“全球鹰”在作战中所证实的能力。“我们需要高度注视无人战车和遥控无人机，我们应把它作为一种新形式的空中力量，而不只是给我们提供无人驾驶能力的一种手段，因为对于没有驾驶员的这种能力，我们早已具有。”，并认为无人飞机要在要成为主要角色，作为有人和航天系统的补充，而且要在战场上实现理想的效果。
世界上没有一个国家如此重视无人飞机的战场实际使用，一方面美国在无人方面已经在整体上处于绝对遥遥领先的地位，另一方面美国军事思想一直主张打高科技、低伤亡甚至零伤亡的战争来避免国内民众的反战情绪和“赢得战争，失去选举”的覆辙。
美国防部利用无人驾驶飞行器已经有很长的历史了。早在越南战争时代，美国防部就使用了无人驾驶飞机和遥控飞行器，不同类型、形状、型号和能力的无人驾驶飞行器一直服役于美国武装部队，主要用来从事情报搜集，监视、侦察，以及目标探测活动。但科技发展已经使得美国无人飞机锋芒毕露。波音公司研制的X―45A无人战斗机的验证机是世界上第一种无人轰炸机；RQ-1“捕食者”无人驾驶飞机（UAV）是历史上第一次飞行中的无人机自携带并发射另一架微型无人机；“全球鹰”是世界上无人机中最大的一种。该机是一种高空长航时无人侦察机，续航时间大于42小时，可以提供高质量的实时图像，对大面积区域进行监视。美国使用10多种无人机支持对伊拉克的军事行动，包括美国陆军的“猎犬”、“指针”和“影子”，美国海军陆战队的“龙眼”和“先锋”，美国空军“全球鹰”和“捕食者”。
美国的无人机从侦察等任务已经开始直接作战并取得战果。在2001年11月15日，“捕食者”无人飞机向塔利班停车场发射了两枚“海尔法”导弹，“基地”组织重要头目在这次空袭中毙命。使无人飞机的实际作战能力得到验证。美国进行了改进工作使之增加空战能力，“捕食者”经常混合悬挂1枚“海尔法”空地导弹和2枚“毒刺”空空导弹在伊拉克上空巡逻。下一步把射程更大的AIM-9“响尾蛇”和AIM-120“阿姆拉姆”空空导弹装到尺寸更大的“捕食者”B无人机上。在战斗中，“捕食者”A和B混合编队很可能从同一机场起飞作战。
美国正在加紧研究和规划无人飞机的发展前景，美国五角大楼正计划研发一种可以重复使用的高超音速无人驾驶飞机可从太空投放的炸弹等。无人驾驶飞机能搭载1.2万磅弹头，可在常规的军用飞机跑道上起飞和降落，并以10倍音速的速度在不到两小时的时间内打击远距离或防区外的敌方目标。确保美军在未来不需要前方基地支援，仍能对全球范围内的敌对国家和国际恐怖组织发动迅速和决定性的打击。
相对于美国的全面领先、全面发展的势头，其他国家步步跟进，并有所突破。俄罗斯由于缺乏经费无人机发展项目处于停滞状态。实际上在苏联时代，苏联在发展和部署无人机方面处于世界领先水平，图波列夫设计局和雅克福列夫设计局是两家苏联时代的无人机发展的主要设计局。图波列夫设计局研制的图-123/DBR-1“鹰”高空远程战略侦察无人机在1965年就进入服役，速度达到M2.5。俄罗斯在无人机发展领域的新军是苏霍伊设计局，在最近的莫斯科航展上展示了3个无人机设计方案Zond1、Zond2和Zond3。以色列飞机工业公司、OerlikonContraves公司(该集团的重要伙伴)和RUAG航宇工业公司组成工业集团研制“巡逻兵”无人机系统，已经被瑞士、芬兰采购。法国SAGEM公司设计的"麻雀"无人机系统，具有超视距监视、侦察和目标截获能力。已经在法国、荷兰、瑞典、希腊、丹麦和加拿大武装部队服役，很快将在德国军队服役。以色列艾尔比特系统和银箭公司生产的“赫尔墨斯（Hermes）”450无人机被美国艾尔比特系统公司采购用来支持美国国防部办公室试验和鉴定处的联合无人机的联合试验和鉴定（JUAV-JT&E）。
对下一代无人飞机的研究和设计，波音公司承担综合任务的陆军未来战斗系统（FCS）中要求是小型化、静音化、隐形化。主要通过采用低成本的综合手段来实现，涂层和新结构设计有助于减少雷达反射，降低飞机的可见性；无人旋翼机新旋翼桨叶设计能减小雷达截面，降低噪音来实现静音，并改进设计来取消尾桨，这就减少50％的噪音。
三、海军舰船是一个高度集中集成系统，因此无人智能作战系统发展只限于侦察、制导等方面。
因为海军并不是每个国家都有的兵种之一，另外海军先进舰船的高昂成本和较长的制造周期使一些国家没有足够的资金投入到海军。相对于陆军的单兵作战、战斗机单飞行员驾驶的人的数量要求，现代舰船实行完全无人化面临很大难题，因此各国主要是采取高度智能化操作来尽量减少人员编制。但舰载无人机和无人微型潜艇、无人智能反水雷或布水雷装置等开始逐渐应用。
美国IS机器人技术研究所提议研制“羚羊”机器人探雷器，从而通过探雷机器人探测拍岸浪区的水雷，（此工程由美国国防部高级研究计划局主办）。这种有腿的水下机器人因形状酷似羚羊而得名。美国其他公司还研制可携带小型多功能“海狗”机器人，主要是用来克服障碍物。“海洋观察”侦察机器人也已经产生，用于浅水侦察，配合两栖登陆作战，能携带600KHZ的LGA3S声纳，探测距离20-30M。美国“阿尔文”号是军民通用型潜水机器人，目前“阿尔文”号已经进行了3500次多种海洋科学探索，还曾经在地中海850米深的海底找到了一颗遗失的氢弹。乌克兰也为武装部队配备了一种集搜寻、维修、排险功能于一体的新型水下侦察装置“侦探1号”，用以侦察水下物体并搜集相关信息。
美国开始研发小型“斯巴达”无人船系统，是一种既可遥控也可自动运行的高速船。“斯巴达”可执行的任务包括沿海地区反潜战、反水雷战、防御鱼雷、情报收集、监视和侦察等。目前对无人船的研究仅着手于体积小型的以侦察为主的种类在沿海活动，能够用于远洋的大型无人船系统估计很难实现。
潜艇水下侦察开始使用无人驾驶潜航器，用于侦察隐蔽的水雷，美国海军已经部署了第一代产品，美国海军水下作战中心（NUWC）的纽波特分部正在研制新一代无人驾驶潜航器。无人驾驶潜航器研制目的是强化在困难和危险的近海水域中协助执行任务的潜艇的功能，已经实现简单的侦察功能；在互相联系的以网络为中心的战争中，将增加传感器系统用来助长主平台传感器的作用。潜艇的主平台传感系统如声纳等工作在被动状态，而利用无人潜航器的工作在主动状态的传感器来感知周围环境，来隐蔽潜艇的位置。用于潜射武器引导，加大了对武器射程的约束，远远超越目前的作战视野。因此可以看到，潜艇防御圈外打击模式正在初步形成。
美国海军在无人机的应用种类远远比不上美国空军和美国陆军的繁多种类。目前由诺·格公司开发和低速生产的“火力侦察兵”系统被视为海军在海上及海军陆战队在海岸上的武力倍增器。“火力侦察兵”设计飞行高度达6000米（20000英尺），可以侦察到地面控制站150海里范围内的威胁。它带有精确目标定位或者机载激光指示器,可以精确制导海军和海军陆战队的武器命中目标。
美国通用原子航空系统公司为了竞标美海军广域海上监视计划的方案，设计了增程系统无人机方案，机身长10.98米，翼展26.23米。该机采用霍尼维尔公司的TPE331-10T燃气涡轮发动机，续航时间48小时，该机飞行高度约为15600米，并在机身中部下方装有一个吊舱，内装一部360度海上监视雷达。还将携带模块式载荷，如彩色摄像系统、红外照相机、电子情报(ELINT)设备、通信中继设备和为其他飞机指示目标的激光指示器等。
相对于已经初具规模的无人飞机集群作战，水下无人智能系统无人集群作战研究正在进行摸索尝试工作。如正在研究建立高效、高速、高机动性的微小型仿生机器鱼平台；开展多机器鱼协调游动的水动力学模型研究、多机器鱼协调运动、队形控制等一系列关键技术研究；为未来水下机器人的微小型化、群体协作等，提供必要的理论和技术基础。
四、无人智能集群作战系统作为未来作战系统重点发展系统之一，将使战场呈现崭新面目。
正是基于无人作战飞机、无人地面战车、无人地面机器战士和机器动物等等科技飞跃化发展的趋势和现状，智能无人化机器集群作战系统的概念开始被关注。而且按照美国的未来军事发展设想，智能无人化机器作战系统不再是辅助和可选择项目，而是和战机、战车等一样，做为一种标准而应用部署都战争中去。
据2003年8月1日报道，美联合部队司令部(JFCOM)目前正在“阿尔法计划”下探索机器人作战的可行性。计划中初步设想到2005年，战场上的自主机器人将是一种标准(norm)；到2025年，自主机器人将是一种网络化和一体化的高度智能综合体而不需要人的直接参与。该计划还提出类似美国Ｆ35联合攻击隐形战斗机的设计思想，希望促成建立一个国防部级的办公室，以便跨军种协调整合不同研究，乃至发展联合无人计划，综合性计划能明确机器人的发展前景，使陆海空各军兵种之间可以合作、机器人之间可以进行通信以及与人类进行互动。
已经正式列入美国国防财政预算的美陆军“未来作战系统”投资数额高达150亿美元，这是美国陆军现代化的重要部分。“未来作战系统”的核心部分是高科技坦克、战术机器人以及网络化的指挥与控制系统。“未来作战系统”还突出了战术机器人的作用，它们既包括无人机、遥控武装侦察车等“机器人间谍”，也包括能够运载后勤物资的“机器袋鼠”，更有能够执行战斗任务的“机器人士兵”。此外，“未来作战系统”的机器人概念还包括全天候自动传感系统、目标定位系统等。
在未来战争中没有绝对的事情，无人智能作战系统和有人操作作战系统将构成一个庞大的作战集体，只是在战争进程中或某一层面的具体使用和分配上，无人智能作战系统将的承担最危险、最频繁、长时间、高强度的作战任务。但终究智能无人作战系统是由人操纵的，是人在战场上的延伸。X―45UCAV将在未来战争中和战斗机共同作战以色列“赫尔墨斯（Hermes）”450无人机“羚羊”机器人探雷器美国海军“火力侦察兵”无人机来源：人民网
|
| |
|
|
|
-- 给编辑写信