美軍如何培養(yǎng)無人機飛行員

無人機的發(fā)展與無人作戰(zhàn)方式的廣泛應用，不但豐富了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的攻擊方式與作戰(zhàn)手段，而且使傳統(tǒng)的裝備訓練模式面臨嚴峻挑戰(zhàn)，其獨特的作戰(zhàn)方式給戰(zhàn)斗員帶來一種疏離感——他們坐在遠離戰(zhàn)場的軟墊座椅上，用操控桿和油門踏板操控戰(zhàn)斗。在遠離真實戰(zhàn)場的虛擬環(huán)境下，如何實現(xiàn)飛行員與無人機之間的人裝結合，這成為裝備訓練領域的一個嶄新課題。作為全球無人作戰(zhàn)力量的先行者，美軍近年來逐步完善無人機飛行員培訓制度，探索出“生理·心理·物理”融合的訓練模式。

生理層面——利用生命科學進展提升生理機能 美軍無人作戰(zhàn)中心首席科學家阿諾·丘奇指出，自然人的能力開始與科技提供或需要的巨大的數(shù)據(jù)量、處理能力、決策速度不相稱。較之傳統(tǒng)飛行員，無人機操作員需要具有更強的戰(zhàn)場感知能力。美軍軍事訓練部門認為，在實戰(zhàn)化的軍事訓練環(huán)境中，無人機飛行員所需要面臨的一個關鍵問題是如何在一個高度機動、混雜、變幻的戰(zhàn)場環(huán)境中，迅速、準確地發(fā)現(xiàn)目標并下達攻擊指令。

神經(jīng)藥理科學的發(fā)展為大幅度提升飛行員的戰(zhàn)場感知能力提供了可行的路徑。美國空軍2011年出版的《技術地平線——美國空軍2010—2030年科學技術發(fā)展展望》一書指出，美國空軍在提高人員自身能力領域已經(jīng)取得了相當大的進展。未來十年的研究成果，將使提高人的工作效能成為可能。這樣的變化來自于多方面……抑或是直接源于人員能力的增長。后者包括使用神經(jīng)藥物或植入某些可以改善記憶力、警覺性、認知力以及視覺和聽覺靈敏度的藥物。美國軍事科學技術委員會發(fā)布的技術報告顯示，在明確神經(jīng)藥物藥理功效的前提下，美軍已經(jīng)嘗試將藥物投送到特定的神經(jīng)組織，以提升作戰(zhàn)人員的情景知覺能力。此種能力作為戰(zhàn)場感知能力的核心組成部分，對于無人機飛行員生理機能的提升至關重要。

在生理層面，無人機飛行員面臨的另一個重大挑戰(zhàn)是“反應延遲”問題。長期以來，地面控制站顯示屏上的影像總比在無人機上實時的影像滯后幾秒，這是因為無人機的信號要經(jīng)過通訊衛(wèi)星中轉(zhuǎn)。受“反應延遲”效應的影響，無人機飛行員對移動目標的打擊變得異常困難。

“反應延遲”現(xiàn)象的存在，從一個側(cè)面反映了飛行員大腦與無人機系統(tǒng)的結合效率問題。腦機接口技術的發(fā)展，為解決困擾無人機飛行員的“反應延遲”問題提供了可行的解決方案。美國國防部先進技術研究署自20世紀90年代起長期關注腦機接口技術，歷經(jīng)20余年的發(fā)展，其應用領域已經(jīng)不局限于神經(jīng)修復領域，其對人體功能的增強，已經(jīng)受到美國軍方的高度重視。美軍實驗室正在聚焦腦機接口領域下的新興學科——神經(jīng)工效學，分析大腦如何通過信號輸出直接控制外部武器系統(tǒng)，其中就包括無人機系統(tǒng)。美軍認為，神經(jīng)工效學所提供的腦機接口，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)接口更高的效率，可以用于提升戰(zhàn)斗員對無人機飛行員的訓練與作戰(zhàn)水平。

心理層面——探索情景切換模式下的心理調(diào)試 美國紐約大學法學教授菲利普·埃爾森認為，由于無人機作戰(zhàn)的控制完全可以通過計算機屏幕和遠程聲頻反饋來實施，因此存在以游戲的心態(tài)來看待殺人的風險。這種作戰(zhàn)方式帶來一種特別的疏離感，感官上與現(xiàn)實戰(zhàn)場的隔絕，可能會逐漸演化成精神上的割裂，無人機的操作人員日益與他們的行為所產(chǎn)生的后果分割開來，其結果是抑制了他們對殺戮行為的愧疚感，進而威脅他們作為軍人的職業(yè)道德和作為人類的基本良知。

鑒于真實與虛擬環(huán)境之間的差別，美軍無人機飛行員訓練首先必須最大程度還原真實的戰(zhàn)場環(huán)境。在培訓無人機飛行員的霍勒曼空軍基地，無人機訓練系統(tǒng)力求在每個細節(jié)上顯現(xiàn)真實的戰(zhàn)爭情境。按照這一理念，美軍設計了兼顧作戰(zhàn)和訓練的Block系列無人機系統(tǒng)地面控制站，按照人體環(huán)境改造學理念，對視聽設備和控制裝置進行全新設計，使學員身臨其境地感受戰(zhàn)場全景。為了突出訓練的實戰(zhàn)化特征，在基地建立的開放式訓練系統(tǒng)中，模擬訓練的場景必須包含作戰(zhàn)的全部本質(zhì)，這也就包括了戰(zhàn)爭與生俱來的不確定性。在系統(tǒng)的設計者看來，飛行員能夠逐步在不確定的環(huán)境下掌握無人機的操控技能，才能確保他們有足夠的心理調(diào)節(jié)能力應對突發(fā)事件并完成作戰(zhàn)任務。

為了應對虛擬與現(xiàn)實轉(zhuǎn)換中的心理困境，美國空軍教育和訓練指揮部航天醫(yī)學中心成立專項研究組，對無人機飛行員所承受的此類心理問題展開調(diào)研。他們認為，要確保飛行員在工作中隔離生活環(huán)境因素的影響，就必須具備狙擊手的關鍵心理特征，從而在長期單調(diào)無聊的等待后進行高水平的快速決策和精準行動。為此，美軍采取了3種主要的標準化測驗，邁爾斯布里格斯性格分類法，馮德里克人員測試和國防語言測試，以及明尼蘇達多項人格類型測驗，用以評估無人機飛行員的心智能力和心理素質(zhì)。

物理層面——致力于提升訓練模擬器的人機耦合度 與其他武器裝備一樣，無人機要在戰(zhàn)場上發(fā)揮應有的作戰(zhàn)效能，有賴于飛行員進行大量的飛行訓練。由于成本過高且風險大，無人機飛行員不能完全依靠真機進行訓練。為此，設計具有高度仿真性的訓練模擬器成為必然的選擇。事實上，早在2005年8月，美國空軍就與L-3通訊集團的鏈路仿真和訓練公司簽訂合同，委托其設計制造“捕食者”無人機組人員訓練系統(tǒng)，這是第一款專為無人機研制的訓練模擬器。在此之后，美軍先后委托多家公司研制無人機訓練系統(tǒng)，并按照“人機耦合”的要求，持續(xù)推動訓練模擬器的升級換代。

通過高水平的仿真技術實現(xiàn)無人機飛行員與無人機系統(tǒng)之間的人機耦合，始終是美軍研制無人機訓練模擬器的核心內(nèi)容。在早期的訓練中，由于人機耦合度不高，無人機飛行員通過屏幕里的狹窄視野操控飛機，難以判斷飛機降落時相對于跑道的方位，導致大部分的訓練事故發(fā)生在無人機降落的過程中。針對此類問題，美國空軍器材司令部下屬的空軍研究實驗室展開專項研究，依據(jù)人機系統(tǒng)綜合原則優(yōu)化無人機訓練系統(tǒng)的設計方案，實現(xiàn)人機耦合程度的逐步提升。目前，美軍無人機的地面控制站歷經(jīng)Block15、Block30、Block50共3個發(fā)展階段，現(xiàn)已采用觸摸式命令和狀態(tài)顯示屏、“手不離桿操縱桿/油門桿雙桿控制、高分辨率數(shù)字圖像/小孔徑雷達圖像分發(fā)硬件、可調(diào)腳蹬以及人體工學鍵盤等設備，為無人機飛行員營造人機功效更好的操控環(huán)境。

美軍”生理·心理·物理“三位一體的無人裝備訓練模式，建立在跨學科交叉融合的基礎上，以科學前沿進展推動傳統(tǒng)訓練模式的變革，無疑具有值得我們借鑒的一面。雖然囿于科學技術水平的差距，我軍裝備訓練尚未與世界軍事強國處于同一技術水平線上，但是，從理念層面來看，在軍事訓練中實現(xiàn)人類自身體能、技能與智能水平的同步增長，已成為大數(shù)據(jù)時代突破人裝結合瓶頸的關鍵因素之一。鑒于此，積極運用生命科學、心理學前沿成果，突破物理戰(zhàn)視閾下訓練觀念的局限性，應當成為實現(xiàn)我軍信息化條件下軍事訓練轉(zhuǎn)型的必由之路。