有人-无人协同作战(MUMT)概念是指在战术层面上,有人平台与无人平台之间的互动,以完成特定的任务和任务。MUMT 适用于陆、海、空各个领域。不过,可以说最热衷于采用 MUMT 概念的是空中领域。
MUMT 发展受到多方面的因素驱动。在 21 世纪三十年代初,软件已经达到了如此复杂的水平,算法可以执行越来越多通常由人类完成的日常和例行任务。软件的发展推动了无人技术的巨大进步。
自第二次世界大战结束以来,无人技术不断发展,但自 21 世纪初以来,其发展势头更为迅猛。2001 年和 2003 年,美国及其盟国分别在阿富汗和伊拉克采用无人机(UAV)技术来支持军事行动,这在很大程度上促进了无人技术的发展。
虽然自 20 世纪 60 年代以来,无人机一直在美国和以色列军队以及其他国家军队中使用,但在 “持久自由 ”和 “伊拉克自由 ”行动中,无人机承担了越来越多传统上由有人驾驶平台执行的任务。这包括空中监视等 ISR 任务,但也发展到使用无人机执行空对地动能任务,如部署空对地导弹和制导炸弹的通用原子公司 “捕食者 ”系列无人机。
这种无人机,即现在的“无人战斗机”(UCAV),可发挥两种有用的作用:在有人机的防空风险可能被认为过高的地区,或在使用这种平台可能造成不可接受的政治影响的地区,对高价值目标进行精确而隐蔽的攻击。
虽然从道德和实践上讲,把人完全从战场上移走并交给机器人可能是不可接受的,但上述讨论的技术进步正在使无人机得以发展,以陪伴人员并发挥辅助角色,承担以前由其他人执行的任务。这也有助于实现减少战场上人员数量的目标,有助于减少人员伤亡和人类提出的后勤要求,尽管无人系统仍需要燃料、备件和维护。
2013 年美国陆军战略简报将 MUMT 描述为 “同步使用士兵、有人和无人空中和地面车辆、机器人和传感器,以实现对态势理解、提高杀伤力和生存能力”。
MUMT 可在多个层面上实施。最基本的是,无人驾驶平台(如无人机)可以将视频实时传输到攻击直升机或近距离空中支援飞机,让机组人员在安全距离内看到潜在目标。北大西洋公约组织的《标准化协议》(STANAG)4586 将这种类型的 MUMT 称为 1 级,涵盖了从无人机发送的数据的间接接收。间接接收是指无人机可能同时向多个平台传输数据。STANAG-4586 还包括其他四个 MUMT :
- 第2 级包括无人机与有人平台之间的直接通信,前者专门为该平台提供数据。
- 第3 级控制中,有人平台不仅可以接收无人机直接传输的数据,还可以控制该无人平台的传感器有效载荷。
- 第4 级控制允许有人平台控制无人机运行的所有方面,但不包括发射和回收。
- 最后,5 级控制涵盖 4 级功能,但由有人平台监督无人机的发射和回收。
值得注意的是,STANAG-4586 不仅适用于无人机,也适用于一般的无人平台。也即无人地面、水面和水下潜航器等同样适用。
MUMT 至关重要,因为它能使人员看到其传感器范围之外的环境和情况,而这些环境和情况可能过于危险,无法在不危及自身安全的情况下进入。这就加深了态势感知。对态势的深入了解有助于做出更好、更快的战术决策。
参照第4/5 级标准,人类操作员可以让无人平台发射动能或电子效应。MUMT 不仅能使人类操作员远离危险,还能促进先发制人的火力攻击:由攻击直升机控制的无人机在一百海里(185 公里)的射程内可能会发现一小队装甲车辆正向蓝军前线防御薄弱的方向移动。利用 4/5 级控制,直升机机组人员可以让无人机发射空对地武器来攻击这些车辆,同时对装甲纵队的通信进行隐蔽干扰,以孤立红军。在短短几分钟内,这种有人/无人组合可能就能阻止蓝军面临的潜在危险威胁。有趣的是,MUMT 概念允许无人平台支持欺骗和突袭。
利用第4/5 级协议,人类操作员可以利用这些飞行器分散红方部队的注意力,同时让蓝方部队机动到有利位置。例如,成群的无人水面艇可 “大规模 ”攻击红方舰队的成员,利用动能和电子效应与红方舰艇交战,干扰其通信和雷达。与此同时,蓝军舰艇机动到位,从意想不到的方向攻击红军舰艇。
技术
技术是 MUMT 的核心。除了无人平台、传感器和武器之外,将无人平台与有人平台连接起来的强大而安全的宽带通信也是 MUMT 成功应用的必要条件。要想获得包括光学和信号情报在内的丰富战术图像,就必须使用常规和卫星无线电进行宽带通信,以传输从无人平台到有人平台的信息,反之亦然。
这种链路必须灵活,能够在任务需要时以最小的延迟在视线内和视线外的管道之间无缝移动。这些通信必须能够进行移动自组织网络,并使用跳频和加密等通信/传输安全协议来确保安全。认知通信的出现,即软件定义无线电根据当时的电磁条件和以往的经验自动适应环境,将大大有助于开发通信链路,使 5 级及以上的 MUMT 成为现实。
同样,AI/ML 也将在支持 MUMT 方面发挥重要作用。既要确保 MUMT 为人类操作员带来真正的益处,又要避免他们被大量信息淹没,其中许多信息可能是多余的,这两者之间存在着微妙的界限。无人驾驶平台上配备的处理器可能能够“筛选”平台收集的数据。例如,如果操作员只想跟踪城市部分区域内的几辆车,那么处理程序就可以过滤掉所有其他图像,只发送这些车辆的图片和位置详情。
这不仅能减少操作员的工作量,还能减轻通信系统的负担,因为只向有人平台发送相关数据,而不是发送大量无关或不相关的信息。同样,人类操作员可能会让无人机负责监视一栋在特定时刻将投入使用的建筑物,以支持指挥官的意图。然后,人工智能算法可以提醒疲惫或紧张的人类操作员,他们无意中发送了攻击错误建筑物的坐标,在发动攻击之前向他们发出警告,从而有可能帮助避免造成平民伤亡,或破坏民用基础设施。
MUMT 的首要目标是让人类的工作变得更轻松,而不是更加苛刻或危险。有鉴于此,MUMT 伙伴关系必须以不会剥夺人类操作员的态势感知或导致空间迷失方向的方式为人类操作员提供信息或实现效果。
在未来十年及以后,将有数十辆无人驾驶机进入北约和盟国服役。同时,这些国家不太可能单方面执行大规模行动。
因此,必须确保未来几年开发的 MUMT 软件能够促进真正的互操作性。例如,意大利的攻击直升机可能需要与波兰的无人机协同工作。或许可以进一步加强 STANAG-4586 等举措,为 MUMT 协议和软件规定互操作性标准。
这个问题也与有人和无人平台的制造商息息相关。是否有理由在行业内广泛采用 MUMT 协议和标准,以实现即插即用的 MUMT 互操作性?
其他领域也大有可为。例如,欧盟航空安全组织制定的通用结构化欧洲监控信息交换标准 (ASTERIX),为来自不同制造商的空中交通管制 (ATC) 雷达提供了数据语言协议,使其能够轻松接入 ATC 数据通信网络。这种方法是否能为 MUMT 带来希望?
MUMT 的应用
虽然 MUMT 的似乎还很遥远,但它已经被一些平台采用。值得一提的是美国陆军的麦道/波音 AH-64D/E 阿帕奇/卫士直升机机队。它已经可以执行从 2 级到 4 级的有人-无人协同。
在空中领域,波音公司于 2020 年 5 月推出了绰号为 “忠诚僚机 ”的空中力量协同系统(ATS)。ATS概念是围绕一种可以配置为执行多种任务的无人机构建的,并且从一开始就设计为与有人机配合使用。无人机使用人工智能软件,将由有人机控制。“忠诚僚机 ”将执行一系列任务,包括收集支持任务的 ISR 数据,或在有人机受到攻击时充当诱饵以吸收火力,从而为有人机提供支持。ATS 计划由波音公司的澳大利亚子公司负责实施,澳大利亚皇家空军可能在未来十年内购买该计划,以支持其有人机队。
法德未来作战航空系统第六代战斗机计划预计将包括 MUMT,使飞行员能够直接从驾驶舱控制无人机(图 1)。
目前正在陆地环境中探索有人-无人协同作战,通过收集 ISR 数据,并可能在人类监督下提供电子和动能效果,以支持骑乘和步兵部队进行机动(图 2)。
图 2 陆地 MUMT
在海上领域,人们也对 MUMT 概念产生了兴趣。美国海军计划于 2023 年启动 LUSV(大型无人水面航行器)计划。这些舰艇将与携带传感器和武器的常规战舰密切合作,以收集 ISR 并从特遣小组投送效果。毫不奇怪,MUMT 在海洋领域的另一个应用是危险的扫雷任务。法国海军和英国皇家海军参与了 MMCM(反水雷措施)计划。该计划正在开发一系列用于清除海上鱼雷和爆炸物的无人系统。
上述例子表明,MUMT 已不再是概念,而是战场上的现实。未来的冲突将不可避免地包括数量和质量不断增加的有人-无人协同作战。人工智能和机器学习双重技术趋势,再加上军事平台技术的进步,将促进以越来越具有成本效益的方式采用 MUMT 概念。
这将是一把双刃剑。虽然技术先进的国家将处于 MUMT 开发和应用的前沿,但未来这种技术的日益普及可能会使其落入非国家行为体和相关国家的手中。各国必须推进 MUMT 概念的发展,同时确保这项可能改变游戏规则的技术不会落入坏人之手。
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