智能化無(wú)人化條件下陸軍工程裝備發(fā)展探析

翟仕奇，錢兵兵，孫志丹，錢 坤

（1.陸軍工程大學(xué)，江蘇 南京 210007；2.31619 部隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212421）

引言

現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，滲透在人類生活的方方面面，徹底改變了人們的生活方式。備受關(guān)注的人工智能技術(shù)，有望給未來(lái)帶來(lái)新的突破，也會(huì)給軍事領(lǐng)域帶來(lái)新的變革。軍事智能化離人們?cè)絹?lái)越近，無(wú)人化裝備逐漸走上戰(zhàn)場(chǎng)，新的作戰(zhàn)樣式正深刻影響著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的制勝機(jī)理[1]。

1 智能無(wú)人化技術(shù)的發(fā)展對(duì)未來(lái)作戰(zhàn)的影響

人工智能、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和機(jī)械化技術(shù)群，是支撐未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的三大支柱。大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，使人工智能逐漸被應(yīng)用于實(shí)踐；5G 技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)新一輪網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的變革，5G 技術(shù)與云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的融合，構(gòu)建起現(xiàn)代化智能網(wǎng)絡(luò)；智能無(wú)人化裝備、空天武器裝備、智能化作戰(zhàn)平臺(tái)等的發(fā)展和互聯(lián)互通，使機(jī)械化技術(shù)群在未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)中有了更廣闊的發(fā)揮空間[2]。

1.1 改變未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)

軍事智能化的發(fā)展被世界各國(guó)列入重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)正在加速?gòu)男畔⒒蛑悄芑~進(jìn)。無(wú)人化作戰(zhàn)立足信息化、關(guān)聯(lián)智能化，其中以無(wú)人機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)器人等智能無(wú)人裝備為代表的新型武器裝備已廣泛應(yīng)用于作戰(zhàn)行動(dòng)，推動(dòng)新一輪軍事變革，進(jìn)而孵化出智能化戰(zhàn)爭(zhēng)。

1.2 改變未來(lái)作戰(zhàn)樣式

隨著“類人腦”機(jī)器人的投入使用，機(jī)器人將從作戰(zhàn)輔助角色中的“配角”轉(zhuǎn)向人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的“主角”，使戰(zhàn)場(chǎng)上“零傷亡”的實(shí)現(xiàn)成為可能，并可將人類從戰(zhàn)場(chǎng)面對(duì)面作戰(zhàn)中解脫出來(lái)，可極大地避免部隊(duì)人員的傷亡。在未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)中，作戰(zhàn)人員可依托智能化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，利用戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)鏈接至所有智能無(wú)人裝備，形成各作戰(zhàn)單元相互協(xié)同配合的作戰(zhàn)集群，因此未來(lái)智能無(wú)人裝備集群式自主作戰(zhàn)將成為主要的作戰(zhàn)樣式。

2 國(guó)外智能無(wú)人化工程裝備發(fā)展現(xiàn)狀

所謂工程裝備智能化無(wú)人化，是指裝備系統(tǒng)在指揮員的遠(yuǎn)程控制下，按照給定的任務(wù)，根據(jù)敵情、作戰(zhàn)環(huán)境、突發(fā)情況等因素進(jìn)行自主決策，從而遂行工程偵察、布雷掃雷、排爆、工事構(gòu)筑等任務(wù)。近年來(lái)，智能無(wú)人化工程裝備的發(fā)展日益蓬勃，越來(lái)越多的傳統(tǒng)工程裝備正逐步被取代，工程裝備的遙控、半自主或自主作業(yè)能力顯著增強(qiáng)，已成為工程裝備智能化建設(shè)的重要內(nèi)容[3]。

2.1 美國(guó)智能無(wú)人化工程裝備發(fā)展概況

人工智能一直是美軍重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，其聯(lián)合人工智能中心發(fā)布了《人工智能戰(zhàn)略》，旨在使美軍在未來(lái)智能化全球競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)地位。美軍曾提出要撥款1 270 億美元經(jīng)費(fèi)專門研發(fā)軍用機(jī)器人，甚至計(jì)劃用150 個(gè)各種機(jī)器人士兵組成一個(gè)旅級(jí)作戰(zhàn)單位，這個(gè)單位可以協(xié)助配合無(wú)人機(jī)偵查、進(jìn)入無(wú)法通過(guò)區(qū)域排爆、通過(guò)聲控對(duì)巷戰(zhàn)中的殘骸障礙進(jìn)行排除等。

由美國(guó)iRobot 公司開(kāi)發(fā)制造的510 PackBot 軍事安防機(jī)器人，其外形小巧，可隨身攜帶，被美國(guó)士兵稱為“背包”機(jī)器人。該機(jī)器人集成了多種通信系統(tǒng)，安裝了多個(gè)高分辨率攝像機(jī)，移動(dòng)速度約為9.3 km/h，能爬坡60°，可以執(zhí)行監(jiān)視、偵察、建筑和路線探測(cè)、排爆、危險(xiǎn)品處理等任務(wù)。該機(jī)器人曾應(yīng)用在伊拉克、阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上，并出色地完成了偵察、排爆等任務(wù)。

2.2 俄羅斯智能無(wú)人化工程裝備發(fā)展概況

在俄羅斯《2018—2025 年國(guó)家武器發(fā)展綱要》中，研發(fā)和裝備智能化武器裝備被列為重點(diǎn)內(nèi)容，而俄羅斯聯(lián)邦國(guó)防部《2025 年先進(jìn)軍用機(jī)器人技術(shù)裝備研發(fā)專項(xiàng)綜合計(jì)劃》則要求，至2025 年，無(wú)人作戰(zhàn)裝備的比例將占到30%。

據(jù)報(bào)道，俄羅斯的新型履帶式“船長(zhǎng)”機(jī)器人系統(tǒng)，全重35 kg，配備有無(wú)線控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，最快移動(dòng)速度為5.5 km/h。其采用模塊化設(shè)計(jì)，有專門的對(duì)接組件，根據(jù)需要可裝配偵察系統(tǒng)、掃雷裝備、輕武器等。在裝配特種機(jī)械臂時(shí)，能提起和運(yùn)載重達(dá)7 kg 的地雷和其他爆炸物，可完成開(kāi)辟雷場(chǎng)任務(wù)，已成為俄羅斯工兵部隊(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)上的“得力助手”。

2.3 其他國(guó)家智能無(wú)人化工程裝備發(fā)展概況

法國(guó)自主研發(fā)的多用途地面無(wú)人偵察機(jī)器人NERVA LG，重4.5 kg，長(zhǎng)35 cm、寬31 cm、高15 cm，移動(dòng)速度可達(dá)15 km/h。配備360°高清攝像機(jī)、熱成像/紅外相機(jī)，允許在低光/夜間條件下操作，可實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。在進(jìn)行工程偵察時(shí)，能夠在開(kāi)闊地形條件下收集1 km 范圍內(nèi)的信息，在城市地區(qū)收集300 m 范圍內(nèi)的信息。

英國(guó)生產(chǎn)的“魔爪”系列機(jī)器人也采用模塊化設(shè)計(jì)，允許切換多種任務(wù)組件，包括傳感器、機(jī)械臂和武器，新型的“魔爪”軍用機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于排爆、偵察、戰(zhàn)斗工程支援等領(lǐng)域，安裝機(jī)械臂的“魔爪”智能機(jī)器人逐漸成為戰(zhàn)場(chǎng)上的排雷先鋒。

德國(guó)研制的“清道夫2000”掃雷車、“路得”爆炸物清除機(jī)器人等用于掃雷和爆炸物清除，“阿山多”無(wú)人地面車輛，可用于預(yù)警偵察爆炸物清除和未爆彈藥處理等[4]。

3 我國(guó)智能無(wú)人化工程裝備發(fā)展展望

在慶祝中華人民共和國(guó)成立70 周年閱兵式上，無(wú)人作戰(zhàn)方隊(duì)閃亮登場(chǎng)，展示了多款無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)。2020 年9 月，中國(guó)人民解放軍陸軍裝備部舉辦的“跨越險(xiǎn)阻2020”陸上無(wú)人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽，涉及無(wú)人車機(jī)動(dòng)偵察、仿生機(jī)器人伴隨保障等12 個(gè)比賽項(xiàng)目，進(jìn)一步促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)無(wú)人系統(tǒng)科技創(chuàng)新向?qū)崙?zhàn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。為應(yīng)對(duì)這一快速發(fā)展的科技浪潮，陸軍工程裝備的智能無(wú)人化研究更應(yīng)該緊隨發(fā)展潮流，盡快奪占相關(guān)領(lǐng)域的科技高峰，加緊研發(fā)適應(yīng)未來(lái)智能化條件下的無(wú)人化工程裝備[5]。

3.1 優(yōu)先發(fā)展輕型無(wú)人化工程裝備

當(dāng)前陸軍工程裝備信息化程度低，智能無(wú)人化裝備較少，在研發(fā)技術(shù)上與美國(guó)、俄羅斯等國(guó)存在較大的差距。面對(duì)未來(lái)的工程保障任務(wù)和復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境，不僅要求相關(guān)裝備具有全地形通過(guò)能力和高機(jī)動(dòng)性能，還要輕型化、小型化，便于操作和控制。因此，我國(guó)陸軍應(yīng)立足研發(fā)現(xiàn)狀，以任務(wù)為牽引，合理制定發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)先發(fā)展無(wú)人工程偵察車、無(wú)人排爆裝備、無(wú)人工程機(jī)械等輕小型無(wú)人化工程裝備，并著重提高其精確性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，進(jìn)而帶動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的突破和創(chuàng)新，為后續(xù)的智能化研究提供技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 注重模塊化多功能設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的無(wú)人化裝備大多功能單一，只能遂行單項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)，如工程偵察或工程排爆等。但在未來(lái)作戰(zhàn)中，會(huì)遇到各種不同的地質(zhì)狀況和惡劣天氣，更會(huì)面臨敵人的突然襲擊和干擾，不確定性將大為提高，因此在研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重功能的模塊化設(shè)計(jì)，在作戰(zhàn)時(shí)，指揮員可以根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行模塊化的組合裝配，在較短時(shí)間內(nèi)獲取所需的裝備類型，以實(shí)現(xiàn)不同的作戰(zhàn)功能。此外，模塊化的設(shè)計(jì)，也利于實(shí)現(xiàn)無(wú)人化裝備的產(chǎn)業(yè)化，為后續(xù)批量裝備部隊(duì)提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)條件。

3.3 逐步開(kāi)展裝備智能化

當(dāng)前世界各國(guó)無(wú)人裝備的智能化程度仍然不高，如機(jī)械技術(shù)群協(xié)同作戰(zhàn)難以實(shí)現(xiàn)、遠(yuǎn)程操控現(xiàn)場(chǎng)感不強(qiáng)、物體識(shí)別不夠精準(zhǔn)等。而真正的智能化機(jī)器人，將具有“類人腦”功能，其能夠通過(guò)深度學(xué)習(xí)，逐漸積累作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)自主決策能力。面對(duì)智能化發(fā)展的低洼地帶，我國(guó)陸軍應(yīng)緊抓機(jī)遇，在發(fā)展無(wú)人化的基礎(chǔ)上逐步推進(jìn)智能化的研究，搶占科技創(chuàng)新的先機(jī)，突破技術(shù)發(fā)展的瓶頸，掌握未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然目前的智能化無(wú)人化水平發(fā)展仍不夠成熟，離智能化戰(zhàn)爭(zhēng)還有較遠(yuǎn)的距離，但隨著各種技術(shù)和裝備設(shè)計(jì)的日臻完善與發(fā)展，智能無(wú)人化工程裝備戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力將變得越來(lái)越強(qiáng)，要求其能遂行各種條件下的作戰(zhàn)行動(dòng)。在此背景下，我國(guó)陸軍應(yīng)持續(xù)跟蹤外軍的最新發(fā)展動(dòng)向，立足陸軍實(shí)際情況，統(tǒng)籌規(guī)劃智能無(wú)人化工程裝備的發(fā)展策略，爭(zhēng)取未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代的主動(dòng)權(quán)。