無人智能化關(guān)鍵技術(shù)及其在火炮系統(tǒng)中的應(yīng)用

常建龍，段心磊，武瑞文，潘玉田，趙永娟，李強

(1.中北大學(xué) 機電工程學(xué)院，山西 太原 030051；2.中北大學(xué) 軍民融合協(xié)同創(chuàng)新研究院，山西 太原 030051；3.中國兵器工業(yè)集團 北方科技信息研究所，北京 100032)

從海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭以及近期的亞阿戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場環(huán)境來看，在未來戰(zhàn)爭中精準(zhǔn)打擊彈藥將處于主導(dǎo)地位，使用比例將達(dá)到90%以上，其精度將達(dá)到1.5 m左右，使得戰(zhàn)場的環(huán)境空前復(fù)雜。與此同時戰(zhàn)場使用有人裝備的成本越來越高，2021年美國軍人的人員費用將消耗國防部預(yù)算的大約一半(46%)，會擠占研發(fā)與采購?fù)顿Y以及軍事行動和訓(xùn)練的資金，因此目前現(xiàn)有的有人裝備或載人系統(tǒng)將逐漸失去優(yōu)勢，必須加緊武器系統(tǒng)無人智能化的研發(fā)來應(yīng)對這些變化[1]。

當(dāng)前的先進技術(shù)催生無人系統(tǒng)發(fā)展，包括云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、先進制造和小型化機器人等，技術(shù)的快速發(fā)展使得無人系統(tǒng)的優(yōu)勢將會得到充分體現(xiàn)，提高了陸軍的作戰(zhàn)能力和自主能力[2]。目前全世界至少75個國家在投資無人系統(tǒng)，美國是世界上裝備軍用無人系統(tǒng)數(shù)量最多的國家，裝備類型也最為齊全，目前美國陸軍已裝備1萬余套遙控型地面無人系統(tǒng)，功能包含目標(biāo)探測與識別、掃雷排爆、火力打擊、核生化偵察和后勤保障等[3]，其現(xiàn)役系統(tǒng)以偵察監(jiān)視、掃雷排爆為主，均采用遙控操作方式。

無人智能化武器裝備代表著當(dāng)前先進軍事技術(shù)的方向，并在世界范圍的軍事行動中發(fā)揮著越來越重要的作用，將會帶來一場新的軍事技術(shù)革命[4]。筆者以智能化武器系統(tǒng)的發(fā)展為引，就陸軍無人智能化火炮武器系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展展開探討。

1 無人智能化武器基本概念定義研究

1.1 技術(shù)等級定義

2014年，美國陸軍工兵研究與發(fā)展中心在《智能無人系統(tǒng)自主等級與自主系統(tǒng)性能評估》報告中，將無人車自主等級劃分為遙控、半自主、自主和全自主4級[5]，如表1所示。這種劃分方法主要是從無人車自身的“智能化”程度提出的，其實質(zhì)思想與2011年美國國防部《無人系統(tǒng)綜合路線圖》的劃分方法基本類似[5]。

表1 美國陸軍工兵研究與發(fā)展中心無人系統(tǒng)自主等級劃分

1.2 無人智能化武器系統(tǒng)具備的五大優(yōu)勢

與傳統(tǒng)武器系統(tǒng)相比，無人智能化武器系統(tǒng)應(yīng)該具備以下五大優(yōu)勢。

1.2.1 士兵傷亡更少

復(fù)雜多維度且高強度的未來作戰(zhàn)環(huán)境和敵方的防范對抗措施，往往限制了營級(含)以下士兵的偵察和作戰(zhàn)能力，加大了士兵暴露在危險情況下的可能[6]。無人智能化武器系統(tǒng)的發(fā)展，大大拓展了武器系統(tǒng)在更廣闊的地區(qū)對敵方持續(xù)的監(jiān)視和偵察能力，拉大了與敵方編隊、火箭彈、加榴炮和迫擊炮之間的間隔距離，因此無人智能化武器系統(tǒng)能有效地避免在執(zhí)行任務(wù)期間將更多的士兵置于高危險的環(huán)境中，為保護有生力量、提高士兵生存能力創(chuàng)造了有利條件，可極大地減少士兵傷亡。

1.2.2 戰(zhàn)術(shù)機動更活

未來戰(zhàn)場作戰(zhàn)雙方都將在前進道路上設(shè)置更多的障礙，大大減緩陸軍的作戰(zhàn)推進速度，使部隊的作戰(zhàn)能力大打折扣，而無人智能化武器系統(tǒng)可以極大地提高部隊的戰(zhàn)術(shù)縱深和機動能力。

無人智能化武器系統(tǒng)為陸軍對敵方陣地的機動突擊能力進行了大力開發(fā)，提高了前沿部隊克服機動障礙的能力。采用無人智能化武器系統(tǒng)可以提前掃清障礙，擴大行動區(qū)域深度、增加陸軍部隊可利用的時間和空間，可使陸軍部隊能夠在更遠(yuǎn)的距離、更早的時間打擊未來之?dāng)场?/p>

此外無人智能化武器系統(tǒng)通過收集、組織和優(yōu)化數(shù)據(jù)，可以為提高戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)機動性、降低來自多維度的干擾提供有效的輔助支持，并提高指揮官在關(guān)鍵時刻對任務(wù)的快速決策和有效指揮。

1.2.3 戰(zhàn)場偵察能力更強

無人智能化武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場偵察能力的提高主要體現(xiàn)在兩個方面：一是地面無人裝備可以進入有人系統(tǒng)由于生理因素通常達(dá)不到的地方，結(jié)合其在感知、計算、機動、火力等方面的優(yōu)勢，從而有效發(fā)揮人員指揮與籌劃的優(yōu)勢，有效提升戰(zhàn)場態(tài)勢感知和目標(biāo)偵察的能力；二是時效性更強，無人智能化武器系統(tǒng)能夠快速傳遞前方偵察信息，準(zhǔn)確實現(xiàn)指揮人員的行動意圖，在對敵方進行目標(biāo)偵察并分析后立即傳回后方指控系統(tǒng)，使后方平臺指揮官能夠迅速感知敵情狀態(tài)，了解敵我差距，為指揮官決策留有更多的反應(yīng)時間和空間。

1.2.4 后勤補給線更穩(wěn)

在戰(zhàn)場上，前方士兵以及作戰(zhàn)部隊始終處于補給線的末端，隨著作戰(zhàn)地域的不斷拓展和延伸，后勤補給和配送也會變得越來越困難。無人智能化武器系統(tǒng)中的無人補給車具有目標(biāo)特征小、抗沖擊過載能力強、可靜默行駛以及戰(zhàn)場隱蔽效果好等優(yōu)點，在機器人和無人機的多方位自主協(xié)同配合下，可在作戰(zhàn)的每個階段都有效提高其后勤補給運輸能力。另一方面無人智能化平臺具有較高的物資管理效率和物資分配能力，能夠高效地將戰(zhàn)場物資及時運輸?shù)阶钇惹械男枨簏c，為處于極度危險的陸軍前線士兵和作戰(zhàn)部隊提供及時可靠的戰(zhàn)場補給，并在后勤分配時為士兵提供更多的選擇。

1.2.5 單兵裝備更輕

為適應(yīng)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境，單兵裝備也變得繁雜多樣，例如美國陸軍的步槍手除了單兵武器外，一般身著防核生化的三防衣以及手套、面具等，還配備裝有子彈、水壺、GPS、掌上電腦、偵察設(shè)備、生化武器檢測儀等的單兵攜行具，還有標(biāo)準(zhǔn)配置的防彈背心、望遠(yuǎn)鏡、瞄準(zhǔn)鏡、夜視儀及電池等[7]。如此繁多的裝備使作戰(zhàn)人員生理負(fù)荷較重，極易損耗士兵的戰(zhàn)場耐力、作戰(zhàn)毅力和戰(zhàn)斗意志。

在無人智能武器系統(tǒng)中，單兵裝備中的智能頭盔將具備抬頭顯示、綜合通信、空氣過濾、夜視和光學(xué)偵察等功能；智能作戰(zhàn)服質(zhì)量輕、柔韌性好，通過小型傳感器、功能結(jié)構(gòu)件和致動器將負(fù)重分布于士兵全身，減輕負(fù)重對關(guān)節(jié)的損傷，同時帶有生物傳感器，可以實時健康檢測，具備自主治療輔助等功能。單兵裝備的智能化、輕量化可極大限度地減輕作戰(zhàn)人員的裝備負(fù)荷，并有效提高士兵的速度、機動性、耐力和效能。

2 無人智能化武器系統(tǒng)發(fā)展探討

現(xiàn)代戰(zhàn)爭已完全脫離了傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的軀殼，成了“見物不見人”的超視距、多維度以及強電磁環(huán)境的高科技立體戰(zhàn)場。因此，無人智能武器系統(tǒng)的發(fā)展勢在必行。

2.1 成體系、成系統(tǒng)的研發(fā)思路

無人智能武器系統(tǒng)研發(fā)需要有成體系的論證才能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的作戰(zhàn)場景，理清武器裝備體系的層次結(jié)構(gòu)，優(yōu)化裝備的應(yīng)用流程；必須成系統(tǒng)的進行設(shè)計才能滿足復(fù)雜環(huán)境下的裝備需求，才能根據(jù)裝備的運用方式準(zhǔn)確地評估裝備的實戰(zhàn)效能，并為裝備研制提出明確的技術(shù)指標(biāo)。因此對于無人智能化武器系統(tǒng)的研發(fā)要成體系論證、成系統(tǒng)設(shè)計，才能統(tǒng)籌解決武器系統(tǒng)的諸多重大問題，使無人智能武器系統(tǒng)成為適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求的新型武器系統(tǒng)之一[8]。

2.2 核心關(guān)鍵技術(shù)研究

無人智能化火炮武器系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)主要有3個方面，即自主性關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)和可互操作技術(shù)。

2.2.1 自主性關(guān)鍵技術(shù)

自主性的提高將對作戰(zhàn)理念帶來革命性的變化，要提高無人智能化武器系統(tǒng)的自主性，需要大力發(fā)展以下四大關(guān)鍵技術(shù)，即態(tài)勢感知技術(shù)、規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)、快速反應(yīng)技術(shù)以及人工智能/機器學(xué)習(xí)(Artificial Intelligence/Machine Learning，AI/ML)。

1)實現(xiàn)無人智能化武器系統(tǒng)自主控制必須不斷發(fā)展態(tài)勢感知技術(shù)，通過各種信息獲取設(shè)備(如傳感器等)自主地對任務(wù)環(huán)境進行建模，包括對三維環(huán)境特征的提取、目標(biāo)的識別、態(tài)勢的評估等。對于復(fù)雜環(huán)境下作戰(zhàn)的無人系統(tǒng)，只有足夠精準(zhǔn)地感知周圍環(huán)境，才能提高其自主能力，適應(yīng)未來戰(zhàn)場的需要。

2)規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)涉及兩個方面：路徑規(guī)劃和協(xié)同控制，這兩個方面相互依托，互相聯(lián)系。無人車底盤路徑規(guī)劃與重規(guī)劃能力是無人車底盤自主控制系統(tǒng)必須具有的，即系統(tǒng)可以根據(jù)探測到的態(tài)勢變化，實時或近實時地規(guī)劃、修改系統(tǒng)的任務(wù)路徑，自動生成完成任務(wù)的可行軌跡。未來無人智能化武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)模式可能涉及到多系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)，協(xié)同控制技術(shù)可以使不同系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)，在兼顧自身任務(wù)的情況下實現(xiàn)重構(gòu)控制和多方配合。

3)無人智能化武器系統(tǒng)自主控制技術(shù)發(fā)展的最終目的是使其對戰(zhàn)場環(huán)境和任務(wù)的變化具有快速的反應(yīng)能力，其應(yīng)該具有通用的平臺架構(gòu)，使得在面向任務(wù)、面向效能時包含最大的可拓展性。

4)AI/ML對于解決非邏輯性行為有著非常關(guān)鍵的作用。AI/ML通過提高機器自主學(xué)習(xí)的能力，可以使無人智能武器系統(tǒng)的目標(biāo)搜尋、彈道修正等功能實現(xiàn)真正的無人化。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)

無人智能化武器系統(tǒng)的有效運行是非常依賴網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)的，電磁頻譜的有效接入和網(wǎng)絡(luò)連接的方便快捷等都是至關(guān)重要的。對于網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)的發(fā)展，大致可以分為兩個階段：第一階段是防御階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展可以為無人系統(tǒng)的深度防御提供技術(shù)支撐；第二階段是在遭受入侵時的彈性恢復(fù)能力，具有自主修復(fù)能力的無人網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將大大提升陸軍在未來的電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)中的戰(zhàn)斗力。

物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，其具有智能、先進、互聯(lián)的3個重要特征[9-10]。對于戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng)的傳感器，需要實現(xiàn)的功能有目標(biāo)探測、目標(biāo)識別、目標(biāo)定位、目標(biāo)跟蹤以及通信傳輸。

1)目標(biāo)探測。實現(xiàn)目標(biāo)探測考慮使用紅外/熱傳感器、振動傳感器、紅外探頭(PIR)和超聲傳感器，其中紅外/熱傳感器的作用是檢測熱信號特征，并通知其他傳感器開始收集信息，局限性是作用距離有限，而超聲傳感器通過發(fā)送和接收超聲波，可以在遠(yuǎn)距離檢測變化情況，通常用于觸發(fā)其他傳感器，使其開始收集周圍地區(qū)的數(shù)據(jù)，以幫助進行目標(biāo)識別。

2)目標(biāo)識別。實現(xiàn)目標(biāo)識別考慮使用敵我識別器(IFF)、話音傳感器(傳聲器)和攝像儀(成像傳感器)等，可以通過學(xué)習(xí)敵方和友方的語言、識別制服的顏色圖案等方法來自主進行目標(biāo)識別。還可以識別不同武器的的聲音，并通過聲音的距離，判斷某些威脅的可能距離。

3)目標(biāo)定位、跟蹤。目標(biāo)定位通常采用全球定位系統(tǒng)(GPS)以及北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要作用是跟蹤和定位目標(biāo)，缺點是衛(wèi)星信號極易受到干擾。目標(biāo)跟蹤大多選擇使用射頻測量傳感器，該傳感器是基于對相應(yīng)區(qū)域的無線電頻率及其強度測量來確定目標(biāo)位置，從而實施目標(biāo)跟蹤。

4)通信傳輸。通信傳輸主要選用XBee2類型的產(chǎn)品，通過串口與單片機等設(shè)備間進行通信，具有收/發(fā)雙向功能，能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速網(wǎng)絡(luò)接入，但是傳輸距離會受到室內(nèi)外障礙物的影響[8]。

具體說，物聯(lián)網(wǎng)就是把傳感器裝備到無人武器系統(tǒng)的各種物理器件中，使無人武器系統(tǒng)對目標(biāo)擁有自主的態(tài)勢感知能力。

現(xiàn)階段可以將傳感器與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，通過具有強大“算力”的中心計算機群，對整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機器和設(shè)備實現(xiàn)實時的管理和控制，在遭受入侵時可以快速反應(yīng)，具有一定的網(wǎng)絡(luò)保護能力。隨著無人武器系統(tǒng)自主性的提高，其對抗入侵將具有自主修復(fù)能力，此時的無人武器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性將得以大幅提升。

2.2.3 可互操作技術(shù)

要想實現(xiàn)無人武器系統(tǒng)的實戰(zhàn)應(yīng)用，互操作性是基礎(chǔ)，良好的互操作性能實現(xiàn)無人武器系統(tǒng)之間信息的快速傳輸，可以促進各個作戰(zhàn)系統(tǒng)之間的合作。互操作性需要的關(guān)鍵技術(shù)有通用的AI接口、開放且通用的整體架構(gòu)、設(shè)計模塊化的子系統(tǒng)、良好的零件互換性以及通用的數(shù)據(jù)倉庫和高密能源技術(shù)等。

1)在無人武器系統(tǒng)中要建立通用的AI接口，使得其他新研發(fā)的AI智能體可以不修改或者少修改后即可接入系統(tǒng)使用，提高研發(fā)效率，減小試驗成本。

2)建立開放且通用的架構(gòu)能使指揮控制和交流標(biāo)準(zhǔn)化，方便系統(tǒng)間和多領(lǐng)域的協(xié)同，實現(xiàn)多平臺間的共同控制，也可以改善零件互換性，使系統(tǒng)內(nèi)或各系統(tǒng)之間的零件更換更加便捷。

3)設(shè)計模塊化的子系統(tǒng)可以促進多系統(tǒng)之間管理控制的效率，使得系統(tǒng)升級更加方便，簡化了可行性論證，極大地節(jié)省研發(fā)的時間成本。

4)構(gòu)建通用的數(shù)據(jù)倉庫，在多編隊作戰(zhàn)時統(tǒng)一各個系統(tǒng)之間的不同的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，形成集成的聯(lián)合數(shù)據(jù)傳輸能力，可以對未來全球化作戰(zhàn)中的數(shù)據(jù)傳輸、信息保障以及網(wǎng)絡(luò)保護等能力有較大的提升。

5)對于武器系統(tǒng)所使用的能源，應(yīng)該向小型化、高密化發(fā)展，可以滿足在戰(zhàn)場上的快速補充或者快速更換，大大提高無人武器系統(tǒng)的互操作性。因此開發(fā)研制新型的小型高密能源以及如何將其應(yīng)用到無人智能武器系統(tǒng)中，使其更加實用，是未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題。

2.3 無人智能化武器系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

在敘利亞戰(zhàn)場上，俄軍的各型無人機被用于偵察、校準(zhǔn)炮火以及發(fā)動攻擊等，各型大小各異的排雷機器人在浩大的排雷任務(wù)中表現(xiàn)出色，俄軍在敘利亞戰(zhàn)場上的經(jīng)驗已經(jīng)表明，大規(guī)模使用無人智能化武器裝備將顛覆戰(zhàn)爭的形態(tài)，不對稱技術(shù)優(yōu)勢將徹底打破戰(zhàn)爭天平。

在阿塞拜疆與亞美尼亞之間的納卡沖突中，作為近幾年新崛起的武器裝備，武裝無人機再次大放異彩。借助土耳其提供的武裝無人機，阿塞拜疆收獲頗豐，單是曝光的視頻就有多部亞美尼亞一方的地面裝備被摧毀，其中還包括防空專用裝備，在阿塞拜疆的武裝無人機面前，亞美尼亞一方不具有防空能力的坦克等裝備，根本毫無還手之力，因此亞美尼亞戰(zhàn)敗的主要原因是沒有戰(zhàn)場制空權(quán)和強電磁場控制權(quán)。

無人機最大的優(yōu)勢就是可以減少己方的傷亡，以亞阿戰(zhàn)爭為例，亞美尼亞一方雖然擊落了多達(dá)幾十架阿塞拜疆的武裝無人機，但是阿方相應(yīng)的損失，幾乎可以忽略不計。為了應(yīng)對無人機對地面防空裝備的挑戰(zhàn)，應(yīng)加快使地面防空火炮裝備實現(xiàn)無人智能化，為其配備能快速反應(yīng)的復(fù)合式偵搜系統(tǒng)，包括雷達(dá)、無線電、紅外線及聲波等探測手段，使其擁有快速的接戰(zhàn)反應(yīng)速度，以降低防空裝備的邊際成本。

3 無人智能化火炮系統(tǒng)發(fā)展路徑

無人智能化火炮系統(tǒng)是無人智能化武器系統(tǒng)的重要組成部分，是武器系統(tǒng)實現(xiàn)無人智能化的關(guān)鍵要素，是戰(zhàn)場實現(xiàn)打擊、防空、攔阻、對抗、壓制和摧毀目的的主要手段，也是奪取戰(zhàn)場主動權(quán)的重要依靠。

無人智能化火炮系統(tǒng)的基本功能有：自主就位-自動感知-自動分析-自動識別-自主判斷-智能決策-自主處置-自報評估-自動復(fù)位，其中自主處置環(huán)節(jié)目前還需要加入可人為授權(quán)干預(yù)的功能以應(yīng)對復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，使其更加精準(zhǔn)地打擊目標(biāo)。

3.1 發(fā)射系統(tǒng)模塊化

火炮的發(fā)射循環(huán)系統(tǒng)通常包括擊發(fā)、后坐、復(fù)進、開閂、抽殼與排殼、彈藥輸送、彈藥裝填、關(guān)閂閉鎖、待擊發(fā)[11]。對于無人智能化的火炮體系來說，需要將發(fā)射循環(huán)設(shè)計為一個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊，使其適用于各種不同型號的智能火炮。目前的火炮發(fā)射器大多使用化學(xué)發(fā)射器，但是像電能發(fā)射器、電磁發(fā)射器等其他各種新型發(fā)射器正如雨后春筍般發(fā)展起來，因此亟需設(shè)計出一套標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊以提高無人智能火炮體系的通用性。

除標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射模塊外，對于火炮系統(tǒng)的毀傷、控制以及彈道瞄準(zhǔn)等功能都應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)模塊化發(fā)展，設(shè)計出系統(tǒng)適配度較高的標(biāo)準(zhǔn)毀傷單元、標(biāo)準(zhǔn)控制模塊以及標(biāo)準(zhǔn)彈道模塊。

3.2 火控系統(tǒng)智能化

火控系統(tǒng)是未來無人戰(zhàn)場的核心，是以計算機技術(shù)為關(guān)鍵的控制火炮瞄準(zhǔn)與射擊的自動化系統(tǒng)，其主要目的是解決射擊命中問題，其核心使命是實現(xiàn)快速目標(biāo)捕獲、對目標(biāo)高精度跟蹤、精確火控解算、控制武器高精度射擊[12]。在火控系統(tǒng)中，目標(biāo)的自主搜索、目標(biāo)的自動跟蹤、作戰(zhàn)任務(wù)的動態(tài)規(guī)劃、智能化的控制、無人系統(tǒng)和有人系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)等技術(shù)突破和工程實現(xiàn)，是火炮系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。

火控系統(tǒng)通常包括3個模塊：目標(biāo)探測與跟蹤系統(tǒng)、火控計算系統(tǒng)和武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。目前的武器火控系統(tǒng)基本可以實現(xiàn)火控計算系統(tǒng)的無人化，但必須3個模塊都實現(xiàn)智能化才是真正的智能火控系統(tǒng)，為此需要加快發(fā)展其自主探測和識別戰(zhàn)略目標(biāo)以及快速解算后自主瞄準(zhǔn)并準(zhǔn)確打擊的技術(shù)。同時火控系統(tǒng)必須由人來把控最后一道關(guān)，故自動跟蹤技術(shù)也是不可忽視的，使其在自主瞄準(zhǔn)并鎖定目標(biāo)后，可以自動跟蹤目標(biāo)，等待發(fā)射指令。

3.3 行駛系統(tǒng)自主化

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，重型機械化部隊是陸軍的主力，為保證主力部隊能按照既定戰(zhàn)術(shù)展開，最大限度的發(fā)揮其戰(zhàn)力，解決火炮的行駛問題是重中之重。目前的自行火炮大多需要3個乘員，即車長、炮手和駕駛員，3人分工合作以保證自行火炮正常行駛。為了實現(xiàn)真正的無人自主行駛，對于智能行駛系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)研究應(yīng)該從3個方面來入手，即遙控指揮或自主導(dǎo)航、自動駕駛以及彈藥自動裝填。當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)可以實現(xiàn)彈藥自動裝填以及遙控指揮，隨著AI技術(shù)的迅猛發(fā)展以及我國國家政策層面的大力支持，實現(xiàn)自主導(dǎo)航以及自動駕駛也指日可待。

當(dāng)然，除了車輛行進過程中的無人化，自主行駛系統(tǒng)的實現(xiàn)還要考慮后勤裝備保障層面的標(biāo)準(zhǔn)化，如采用通用無人智能化底盤等，增強無人火炮系統(tǒng)的可靠性、通用性和可維修性[13]。

3.4 彈藥補給無人化

火炮作為機械化陸軍主要的火力支援武器，一旦彈盡油枯，將成為一堆廢鐵，因此為火炮配備彈藥補給車，是保證陸軍火炮持續(xù)作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。而將無人智能化技術(shù)應(yīng)用到彈藥補給車的研制中，可以大大提高其補給效率。

無人智能化彈藥補給車應(yīng)采用自動化裝載系統(tǒng)，不僅能夠為火炮補給彈藥，自動向榴彈炮或其專用供彈車輸送彈藥，還應(yīng)該能夠補給燃料和水。對于自行火炮系統(tǒng)編隊，無人智能化彈藥補給車還可以自主監(jiān)測各炮的彈藥量，具有較高的彈藥分配能力。

無人智能化彈藥補給車應(yīng)設(shè)計輪式和履帶式兩種底盤，使自行火炮可根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境的需要選用最合適的彈藥補給車。除此之外，為使其具備精確的空中補給能力，要對空降的補給物資進行隱蔽包裝，并結(jié)合無人駕駛技術(shù)和自動裝填技術(shù)，使其自主行進至前沿陣地對地面火炮群進行補給，大大保證了火炮系統(tǒng)的彈藥補給能力。

4 人類在智能武器系統(tǒng)中扮演的角色

在無人智能技術(shù)的發(fā)展過程中，按表1所示將其技術(shù)等級分為4個階段，其中最高級的是全自主階段，全自主階段的人類處于整個系統(tǒng)控制回路的外部[14-15]。這樣的好處是即使不加入人工干預(yù)，判斷系統(tǒng)也可以完全正常使用，但也存在安全隱患，智能武器與人類一樣，同樣需要“學(xué)習(xí)”，在“學(xué)習(xí)”的過程中不斷完善，因此戰(zhàn)場的不確定性以及隨時可能出現(xiàn)的意外情況，都有可能讓其系統(tǒng)“大腦短路”。

在無人智能化武器系統(tǒng)總體研制過程中，人類必須具備臨時直接干預(yù)的能力，或者應(yīng)至少在以下兩種緊急情況下進行臨時干預(yù)。一是即將面臨意外危險，而智能武器系統(tǒng)卻沒有采取可以降低意外發(fā)生概率的行為，此時應(yīng)在人類指揮中心進行危險提示，由人類進行決策，是否繼續(xù)該行為；二是已經(jīng)處于危險情況中，而智能武器系統(tǒng)還繼續(xù)執(zhí)行錯誤行為，此時人類指揮中心應(yīng)及時按下應(yīng)急按鈕或者暫時接管系統(tǒng)為“半自主模式”。也就是說，無論何時，最終控制權(quán)應(yīng)該由人類掌握而非智能系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

對于無人智能化火炮系統(tǒng)的發(fā)展，首先要準(zhǔn)確把握新時代國防戰(zhàn)略思想，即“積極防御”和“堅決打贏高水平現(xiàn)代化戰(zhàn)爭”，并且要解決好未來打什么仗、和誰打仗的問題。其次是堅持無人智能化裝備體系化研發(fā)思想，構(gòu)建新時代陸軍無人智能化火炮作戰(zhàn)體系，必須堅持成體系論證、成系統(tǒng)設(shè)計、成建制開發(fā)、系列化發(fā)展。最后要按照軍民融合戰(zhàn)略思想開展核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，目前自動化、無人化技術(shù)正在飛速發(fā)展，民用領(lǐng)域的某些關(guān)鍵技術(shù)已有一定基礎(chǔ)，其中一些基礎(chǔ)元器件及傳感器在國際上處于領(lǐng)先地位，要利用好民用領(lǐng)域的資源，按照軍民融合的戰(zhàn)略實現(xiàn)軍用產(chǎn)品的更新?lián)Q代。