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美尝试打造机器人集群编队 成群机器人冲锋或成现实

2018-8-10 16:26| 发布者: 西独欧阳风| 查看: 157| 评论: 0|来自: 新华网

摘要: 美国陆军正在以无人系统为基础,发展集群化机器人作战技术。

       美国军事网站近日报道称,驻佐治亚州本宁堡的美国陆军军官正在尝试让单兵具备控制成群的空中和地面机器人系统的能力。此举表明,美国陆军正在以无人系统为基础,发展集群化机器人作战技术,这种尝试可能对未来地面战争产生革命性影响。

  发展路线

  美国陆军对于以无人车为主的无人地面系统始终保持着高度关注,并进行了长远的体系规划与系统建设。早在2010年7月28日,美国陆军部发布的《陆军无人地面车辆战略》中就确定要发展士兵可携带的地面机器人、由组员共同携带的地面机器人、车辆可运送的地面机器人、自主运输型地面机器人,以及附加到现役有人驾驶车辆上的附加系统等5种模块化地面机器人。

  2011年7月,美国陆军机器人系统联合项目办公室发布了《2011-2020无人地面系统路线图》,确定了未来10年的无人地面系统发展策略。《2011-2020无人地面系统路线图》强调了机器人的现代化与可互操作性,并提出发展“遥控式反人员地雷清理系统”、PackBot小型可疑目标检查和清理系统、TALON中型可疑目标检查和清理系统、路线侦察与清理机器人平台、轮式侦察机器人、小型无人地面车辆等多种类型的无人地面系统。

  正是在这些规划的推动下,近年来美国陆军对机器人领域的投入逐年增加。其中,研究、开发、试验、鉴定和采办资金预算从2017财年的1.2亿美元增加到2019财年的3.2亿美元,科技投资则由7700万美元增加到1.05亿美元,投入的项目涵盖了单兵便携式机器人系统、通用个体机器人系统以及通用重型机器人系统等多种类型。

  美国陆军对机器人运用的规划设计充分体现了其由单兵使用到集群使用的发展思路。特别是其正在致力于将无人机、无人地面系统与地面部队编组,以扩展编队攻击范围和有效攻击时间。目前主要是以技术推动将机器人和自主技术融入到机动编队之中去,并据此研究制定相关的技战术。美国陆军已经进行过几次技术验证演示,重点关注的是地面战场上士兵对机器人“助手”的运用程度。

  今年4月,美国陆军负责地面战斗车辆跨职能团队的领导人戴维·莱斯潘斯准将表示,美国陆军机器人战斗车辆的未来发展分为三个阶段:第一阶段(2019~2020年)主要是进行概念设计和开展“先进技术演示”;第二阶段(2021~2022年)主要是实现有人驾驶和无人驾驶车辆的协作;第三阶段(2023~2024年)主要是实现7辆有人驾驶车辆和14辆无人驾驶车辆的协同行动。

  对此,美国陆军负责装甲作战车辆的项目经理詹姆斯·希尔默表示,随着自主性的提高,机器人将在导航和目标识别方面做得更好,同时可减少所需信息传输和人的监督。他预计操作机器人战斗车辆的人数将减少为一个人,最终将实现一个人同时管理多个机器人战斗车辆。

  作战试验

  2017年3月,在美国陆军协会主办的“多域战——全球军力研讨年会”开幕式上,美国陆军训练与条令司令部司令帕金斯提出美国陆军未来作战应重点发展的八大关键能力,其中就包括单兵/编队作战能力与无人地面系统集群化作战运用相关的内容。为此,美军在平台研发、协同技术、算法开发以及系统试验等方面展开了一系列研究。

  在平台研发方面,2017年10月,美国陆军与安德瓦机器人公司签订了1亿美元的“单兵可携带机器人系统-增量2”机器人生产合同。该型机器人是一种中型机器人,具有识别和对抗爆炸物以及核生化威胁的能力。

  按照设计,1200台该型机器人平台组成的机器人群将采用网状结构组网,在隧道或市区等限制环境中实现联网。2018年3月16日,美国《防务快讯》报道称,美国陆军希望在2019年之前生产全新的无人坦克和“可选择有人驾驶”的作战原型车。

  在算法研究方面,今年7月,在美国电气与电子工程师协会“机器人与自动控制国际会议”上,美国陆军研究实验室、开发和工程司令部研究实验室联合卡内基梅隆大学机器人研究所共同发布了一项新技术成果,研究重点是利用机器人智能根据人类的一些示范进行学习,研究目标是为美军士兵提供可靠的机器人队友。该项技术有望未来用于地面部队的各类无人和有人车辆上,使其能够在既定环境中自主导航并执行人们预期的动作。

  在协同技术方面,美国陆军正在通过“联合能力技术演示验证”,即“僚机”项目发展武装机器人作战车辆,使其将来能与士兵进行编队作战。该项目于2017年正式启动,为期3年,计划投入2000万美元。目前,该项目已经实现一辆无人驾驶的武装机器人作战车辆和一辆有人驾驶的“悍马”指挥控制车组成编队进行作战,下一步将扩展到M113步兵战车或更大型的作战车辆,进行有人/无人编队作战试验。

  在系统试验方面,美国陆军研究实验室早在2014年就举行过有人/无人编队演习,演练无人系统与步兵的编队作战情况,目的是研究士兵在作战环境中应如何利用自主系统。今年4月,美国陆军在德国进行了“机器人复杂突破行动概念演示”,演示了各种无人机系统和无人地面系统与第2装甲旅部队的士兵共同实施复杂的地面突破行动。据悉,今年秋季和明年还将在本宁堡和德国举行类似的演示试验。

  未来影响

  按照美军设想,未来集群化的无人地面系统将在美军地面部队应对现实威胁、提高作战能力、变革作战编组等多个方面产生深远影响。

  在应对现实威胁上,美国陆军正在逐渐将研究重点转向与掌握尖端技术的对手展开大规模地面战争。尤其是在与俄罗斯等这类具有高度“反介入/区域拒止”能力的对手作战时,需要能够抵御对手电子战攻击的高度自主的无人机与机器人。为此,美国陆军实验室重点关注的核心问题包括:无人系统何时能够集结并发挥作用,以及如何将自主机器人加入作战指挥中。这些集群化地面无人系统将能够获取和分析数据、预测对手行为,具有自我感知、持续学习和自主能力。美军力求打造集群化无人地面系统形成对俄罗斯、中国等对手在地面战场上的非对称优势。

  在提高作战能力上,美国陆军要求未来远征机动部队通过运用机器人和自主系统实现远距离作战、共享战场态势感知、确保分散行动的相互支援,以及建立并维护广域安全。在今年4月10日美国国防工业协会主办的地面机器人会议上,时任美国陆军卓越机动中心的副指挥官桑多表示,一旦开发并大量部署无人地面战车,旅级作战部队控制的战场区域将能增加10倍。机器人除了提供更强的杀伤力,还将减少人员伤亡,并通过自主再补给极大提高保障能力。

  在作战编组上,美国陆军能力集成中心2015年发布的《2015-2040机器人和自主系统战略》中就提出,机器人和自主系统必须成为支援远征和联合兵种机动作战的有效力量,从而能够有助于陆军部队在联合地面作战中取得胜利。而美国陆军将于2019年中期确定通用控制器的选型,最终目标是让一个士兵一次控制多个机器人或“机器人群”。为此,美国陆军下一代战车将取代现有的“布莱德利”装甲运兵车,机器人战车最终将作为未来作战编队中的地面“僚机”出现。

  从这一系列变革中可以预见,集群化机器人将成为未来地面战场的主角。正如美国战略与预算评估中心研究员米克·瑞安所撰写的《人-机组合与未来地面部队》报告中指出的那样,在不久的将来,军队将充满机器人和自主系统。地面部队将通过人和机器人、人工智能以及人体机能增强技术组成人-机团队,从而极大地提高部队的作战能力和后勤保障能力。

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