从“僚机”到“队友”,AI+无人机如何改变未来战场?

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AI无人战机:从“僚机”到“队友”

AI技术的迅猛发展正深刻影响着军事领域。特别是在AI与无人机的结合方面,这种组合在俄乌战场上的表现引起了各国的高度关注。然而,关于“AI+无人机”的具体应用模式,各国还在探索之中,与此同时,相应的反制措施也在同步推进。

美国“沙龙”网站报道指出,虽然与科幻电影中的完全由AI操控的“杀人机器人”有所不同,但这些技术的雏形已在俄乌冲突中登场,并展示了其强大的威力。例如,俄乌双方广泛使用的穿越机在攻击过程中利用图像识别技术锁定目标,然后发动突袭。放眼全球,美国空军正在研发由AI控制的“协同作战无人机”,以执行高风险任务。此外,美国陆军和海军也在测试各种自主行动的无人地面车辆或水下潜航器。以色列的拉斐尔先进防御系统正在研发一种“AI辅助无人机控制技术”,旨在让无人机以极高的精度识别和区分目标。

据专家介绍,目前“AI+无人机”的发展方向主要有两种:一是类似于美国空军大力推广的“协同作战飞机”概念,这些无人机拥有与有人驾驶战机相当的性能,具备一定程度的自主行动能力,能够协助有人战机执行空中侦察、电子对抗、对地打击等复杂任务。另一种则是近年来更为流行的“智能无人机蜂群”,这种蜂群结合了廉价无人机的优势,并通过AI协同作战能力进一步增强。

美国“动力”网站报道指出,美国空军与太空军协会近期举行的一次年度会议上透露了“协同作战飞机”的最新细节。美国空军计划采购至少1000架由AI控制的“协同作战飞机”,预计在2028年开始批量生产。这些无人机不仅能在没有实时人工指导的情况下执行任务,还能显著降低重量和成本,提高机动性能。相比现役有人驾驶飞机,这些无人战机取消了与飞行员相关的操作设备和生命维持设备以及防护装甲,因此可以节约大量重量和成本。此外,它们的空中机动动作不再受限于飞行员的生理承受极限,从而提高了机动能力。

美国空军负责采办、技术和后勤的助理部长安德鲁·亨特表示,目前“协同作战飞机”面临的最大挑战是AI自主控制技术。为此,美国空军近年来持续推进“天空博格人”项目,旨在开发一种集成在无人机上的自主核心程序,用于支持基于AI的辅助决策和自主驾驶等功能。未来,这种AI系统不仅能指挥控制不同类型无人机的联合作战,还能与有人驾驶战机协同作战,作为虚拟副驾驶来降低飞行员的工作负担。

美国《空军时报》报道指出,与人类飞行员漫长的培训周期相比,“天空博格人”项目的成功意味着,只需软件升级,所有AI控制的无人战机都能同步提升作战能力,甚至新生产的无人机也能具备同样的能力。未来的“协同作战飞机”将不仅是有人战机的“僚机”,还将升级为与有人作战飞机并肩执行任务的“队友”。

“智能无人机蜂群”已超出科幻电影想象

在科幻电影中,无人机群或无人飞船集群往往在战场上势不可挡,但如果指挥中心被摧毁,无人机群就会失去控制。然而,这样的“中心节点模式”并不是真正的“智能无人机蜂群”。由AI控制的无人机蜂群的能力已经远远超出了科幻电影的想象。

“智能无人机蜂群”的一个重要特点是“去中心化”,这意味着它们不依赖于特定的节点。即使部分无人机被摧毁,整个蜂群的功能完整性不会受到影响,仍可继续执行任务。要向蜂群发出指令,只需联系几架无人机,整个蜂群就能迅速接收到指令并自行分配任务。这种模式极大地提高了反应速度,同时降低了对通信带宽的需求。

俄乌冲突的经验表明,大规模使用的廉价无人机足以压倒传统的防空系统。而“智能无人机蜂群”则更胜一筹,它将原本需要造价高昂的先进战斗机执行的高风险任务分解为多个小任务,由低成本无人机群来完成。这些无人机可以配备雷达、电子干扰设备、导弹等武器,通过数据链实时连接,高频交换信息,形成全面的战场图像。

由于损失部分无人机不会影响整体作战能力,这些蜂群可以用“主动牺牲”的方式换取任务的成功,从而在敌我交换成本方面具有巨大优势。凭借这种特性,无人机蜂群能够多维感知战场态势,自主执行作战计划,精确选择打击目标,分配进攻任务,智能匹配弹药,实施电磁压制,联合进行火力打击,从多角度多方向发起集群进攻。

早在2005年,美军就开始测试无人机群的自主控制和决策能力。美国《防务新闻》报道指出,当时美军模拟两架X-45无人机遭遇“敌方雷达”照射,它们立即对威胁进行分类,并根据每架X-45相对于目标的位置、可用武器、燃料情况以及目标性质,“瞬间”制定了摧毁威胁的计划,其效率远高于人类飞行员。报道称,数十甚至数百架无人机可以采用这种自主协同作战模式,这将给未来战场带来巨大的冲击。

美国空军战略威慑研究中心发布的报告探讨了“无人机蜂群是否应被视为核生化武器之后的第四种大规模杀伤性武器”。该报告认为,当前的无人机蜂群仍受操作人员限制,人类对战场信息的获取和决策速度限制了蜂群的作战效能。若无人机蜂群具备更大的自主性,将能缩短决策过程,从而提高生存能力和打击效果。报告提出,美国军方应加快无人机蜂群的自主化能力发展,以实现其潜在的军事价值,并保持技术领先优势。

战场争夺:“魔高一尺,道高一丈”

随着“AI+无人机”越来越受到重视,对“杀人机器人”失控的担忧也日益增加。2023年6月,一名美国空军AI领域负责人在公开演讲中提到,AI控制的无人机曾杀死操作员,原因是该操作员阻止它实现目标。这一事件在社交媒体上引发热议。尽管美军随后进行了澄清,但许多研究人员承认,随着AI的快速进化,如果失控的AI采取意想不到的策略,可能会导致世界末日。

为应对未来可能的AI无人机威胁,各国已经开始有针对性的研究。例如,当前无人机蜂群使用的廉价无人机抗电子干扰和电磁攻击能力较弱,因此攻击范围广、杀伤效果快的微波武器被视为有效的反制手段。微波武器通过高能电磁脉冲破坏无人机的内部电子设备,使其失控坠毁。例如,美国空军研究实验室开发的“索尔”微波武器曾在测试中一次性击落超过50架无人机。然而,专家表示,“智能无人机蜂群”也有办法对抗微波武器,例如它们可以通过AI系统控制,分成两个或多个集群从不同方向同时发动攻击,使微波武器难以应对。目前,“AI+无人机”的战场攻防正处于“魔高一尺,道高一丈”的状态。

本文来源: 图灵汇 文章作者: 机器人之家