吳 勤
無人系統包括空中、地面及海上無人系統。它在枯燥任務、惡劣環境和危險任務領域具有獨特優勢,在軍事、科技、經濟、社會生活等各方面日益發揮重要的作用。未來,無人系統將呈現出智能化、自主化、體系化、集群化發展。
無人空中系統形成完整全譜體系
無人機是發展最成熟、裝備量最大、參戰最頻繁、應用最廣泛的無人系統,已基本形成大、中、小結合,遠、中、近程搭配的無人機體系。
應用領域持續拓展。軍用方面,情報、監視、偵察仍是無人機最基本、最核心的應用領域,美軍在反恐作戰中,約80%的偵察監視任務由無人機完成;隨著察打一體無人機的出現,軍用無人機開始向主力作戰平臺轉變;以貨運無人機在阿富汗戰爭中的成功使用為開端,軍用無人機開始在后勤保障中嶄露頭角。民用領域,農林作業、治安反恐、地理測繪、攝影娛樂、應急救援、氣象監測等應用需求快速增長,以中小型為主的民用無人機正在世界范圍掀起發展熱潮。
部署規模不斷增大。美國列裝的無人機總數已超過1萬架,“捕食者”“死神”長航時察/打一體無人機、“全球鷹”高空偵察無人機等中高端無人機數量超過400架;俄羅斯、以色列、英國等也在快速擴大高端無人機裝備規模;我國的“翼龍”“彩虹”“利劍”等無人機已形成系列化產品并裝備部隊。
積極推進技術驗證。美國X-47B驗證了無人機航母起降、自主空中加油等多項技術;美軍啟動“小精靈”“忠誠僚機”等項目推進有人/無人協同編隊、無人機空投與回收、無人機蜂群作戰等新技術發展;俄羅斯及歐洲在中空長航時、高空長航時、無人作戰飛機等方面均進行多次飛行驗證。
產業規模持續增長。從產業看,預計到2020年全球民用無人機年銷售量將超400萬架,市場規模達260億美元;從研制看,全球有超過500家無人機公司,我國民用無人機研制單位超過130家;從貿易看,我國2017年貿易額超過90億元。
無人地面系統數量功能不斷擴展
無人地面系統已大量裝備使用。目前,國外發展的地面無人系統超過300種,列裝約200余種。其中,便攜式達85%,主要應用于偵察監視等輔助作戰任務;車載式大約占10%,可用于執行探測、摧毀和路線清障等作戰任務;自行機動式地面無人系統的數量很少,主要用于執行班組支援、地雷探測與處理。美國裝備的地面無人系統數量超過1萬套,約占全球地面無人裝備總量的80%,在阿富汗、伊拉克等戰場中投入使用;以色列現裝備了“前衛”和“守護者”等無人車;英、法等歐洲國家已裝備并正在積極發展多款地面無人系統;俄羅斯自2011年以來地面機器人裝備數量增長了3倍。
地面機器人已應用于作戰行動。2016年,地面武裝機器人首次成功應用于實戰。俄羅斯在敘利亞作戰中首次使用6部“平臺”-M和4部“暗語”地面武裝機器人參與進攻,開創了地面武裝機器人實戰的先例。作戰中,兩型地面機器人與無人機協同作戰,無人機負責戰場監視,控制人員通過自動化指揮系統遙控機器人攻擊。
重點加強自主性能力水平提升。美、歐近期重點開展識別模式、自主控制傳感器、自主防護系統、威脅識別與自適應響應、越障、集群協同等多項無人系統自主技術研究。已裝備的無人地面系統中,以色列“守衛者”和“先鋒哨兵”無人車具備一定自主能力,能夠自動設定行駛路線、規避障礙,在網絡中可與其他無人車協同作戰,可自主“跟隨”車輛或士兵行進。
地面無人系統向民用領域拓展。無人駕駛汽車成為各國科技巨頭關注的焦點,谷歌、特斯拉、Uber等多家公司相繼推出無人駕駛項目。特斯拉公司宣稱已生產出能匹配完全無人駕駛系統的硬件,2018年將在美國演示無人駕駛系統汽車;谷歌無人駕駛汽車已實現200多萬英里的道路測試,計劃在2020年前完成無人駕駛汽車的商業化生產;中國的百度、樂視等非汽車制造商,也高調進入無人駕駛領域。無人救援機器人、無人消防機器人、無人拖拉機、家庭服務機器人等均已投入使用。
無人海上系統呈現快速發展態勢
水面和水下無人系統主要執行反水雷、情報監視偵察、反潛戰、港口保護、科學探測等任務,目前已實現服役并日益受到各主要國家的關注。
在無人水面艦艇方面,美國、以色列、法國等均開展了相關裝備研制。美國“浮潛”級的“遙控獵雷系統”和“艦隊”級的“斯巴達偵察兵”反潛無人艇已服役,“X”級和“港口”級無人艇正處于研發階段。美國在反潛持續跟蹤無人艇“海上獵手”的研發方面取得突破。美國近期重點關注無人水面艇蜂群技術發展,已驗證了多艘無人艇自主區域巡航、敵我識別、探測追蹤、跟蹤敵船等復雜任務能力。
在無人潛航器方面,美國、俄羅斯、以色列、挪威等國已有多型裝備交付部署,“大直徑無人水下航行器”“海洋多用途系統”等多型號處于探索和發展中。在已部署系統中,多數用于反水雷,其余用于海洋調查、潛艇搜索和通信等任務;在研型號除反雷外,重點用于偵察/察打一體任務。世界先進國家已基本解決單個無人潛航器技術,正在向多系統自主集群協同及海陸空集群協同發展,體系化、集群化及對新概念無人潛航器的探索成為顯著特點。我國無人潛航器技術取得突出進展,研發了“探索者”“潛龍”等標志性成果。
無人系統已經滲透到工業生產、社會治理、戰場空間等領域,極大改變了作戰樣式與生產生活方式,在軍事、產業、監管、倫理等方面對國家安全和社會治理形成新的挑戰。
開啟了戰爭走向無人化的大門。一是將使傳統戰爭理念不斷更新突破。無人系統武器化、隱形化、智能化程度不斷提高,現代戰爭日益呈現出零傷亡、非接觸、小型化等特點,作戰目的轉向節點摧毀、結構破壞、體系癱瘓。二是大幅減少時空因素對作戰行動的影響。無人系統無需考慮人的生理極限因素,能夠長時間、高速度、大強度地執行各種作戰和勤務保障任務,活動范圍可達太空、深海、高原、核生化污染等人類行動受限區域。三是對抗空間拓入全域多維。無人作戰系統將廣泛滲透到戰場各個角落,使未來戰爭成為完全意義上的全天候、全方位戰爭。四是對抗重心轉向智能較量。無人作戰系統的廣泛應用使現代化戰爭更多地依賴于智能較量,并對戰斗范圍和戰爭進程產生直接性或決定性作用。五是使得戰與非戰的界限模糊,戰爭進程和毀傷程度可控,明顯降低戰爭的政治、外交風險。
對作戰樣式提出新挑戰。無人裝備不受人類生理因素的限制,具備有人裝備難以具備的能力,將改變傳統作戰樣式,甚至產生新的作戰樣式,催生新的作戰理論。一方面,無人系統的大量使用對傳統的偵察發現、武器對抗、軍事行動方式等均構成挑戰,傳統的作戰方式已日益不合時宜。另一方面,無人系統大量使用后,出現了“蜂群理論”“遙控作戰”“武庫機”等新的無人作戰理論,應用無人裝備進行精確打擊成為重要的作戰樣式。其中,運用大量小型廉價智能化無人系統,以“蜂群”或有人—無人協同作戰方式實施偵察監視、突防、攻擊等行動,將對雷達、防空火力、各種保障平臺等構成嚴重威脅,現有防御武器難以有效應對。
對裝備建設提出新要求。隨著無人系統日趨成熟并走上戰爭前線,無人化作戰力量將具備全譜系任務完成能力,從信息支援/攻擊與特種作戰支援為主轉向戰場各領域:從地面、海上、空中對作戰對手實施全天時、全天候、不間斷地偵察監視,實時發現和傳遞各種信息;通過電磁干擾和直接摧毀對手雷達系統,成為電子對抗的中堅;遂行對地、對海、對空等打擊任務,成為沖鋒陷陣的主角;執行自動加油、裝卸運輸、維護保養等任務,成為裝備保障的平臺。無人系統的這些發展趨勢將極大改變未來作戰力量與裝備體系構成,對現有裝備建設思路與模式提出新的要求。如何適應無人作戰新要求,加快推進無人系統獨立編隊和“無人+有人”混編裝備體系建設,成為未來部隊裝備建設的新課題。
對反恐維穩構成新威脅。小型無人系統具有用途廣、獲取容易、使用門檻低、威脅模式多等特點,很契合恐怖主義、極端組織的需求。隨著無人系統的應用日益廣泛,恐怖分子、極端組織、犯罪團伙等開始逐步使用無人機、無人車等進行偵察、襲擊,對國家反恐防暴、社會維穩等構成威脅。其主要威脅包括:闖入軍事設施、政治場所等進行拍攝、監聽等,為后續恐怖襲擊等提供準確情報;進入人口密集區、大型活動、重要集會等場所制造恐慌氣氛,進行爆炸襲擊、投放生化毒劑等;在國境邊境等地區偷運毒品、爆炸物等各種違禁品。例如,2017年1月,美國觀察者網報道稱“伊斯蘭國”武裝力量在摩蘇爾使用商用無人機投擲爆炸物,造成了平民傷亡。因此,如何增強對無人系統的防御,逐漸成為世界主要國家維持安全穩定面臨的新問題。
對航空安全形成新影響。小型無人機等“低慢小”無人航空器“黑飛”、侵擾事件不斷增長,對國家空域管理、航線安全等形成了新的挑戰。近年來,美、英、法及我國等多個國家先后數十次遭受各類小型無人機侵擾,挑戰公共安全、挑釁執法能力的勢態愈演愈烈。例如,2015年1月,一架無人機失控后墜落白宮院落東南部。
對法律監管帶來新命題。由于無人系統的特殊性,其在規范運行、法律責任以及監管等方面已成為全球共性難題,對國家安全與社會治理產生了新的威脅。一是對無人系統的法律監管缺乏。近年來,全世界各類無人機“黑飛”挑戰法律底線,造成人員與財產損害的事件不斷增多,已暴露出在無人系統法律方面存在的障礙和漏洞。二是無人系統出現違法行為的事故賠償與責任追究,無人自主系統是否享有權利并對自身行為承擔責任等一系列新的法律問題不斷涌現。
對社會倫理造成新沖擊。一是無人系統智能化和自主化水平的不斷提升,存在超出人類規則設置與控制的風險,將可能對人類產生傷害。二是由于技術故障、判斷失誤等原因,在使用無人系統作戰時將出現對人類的誤傷甚至是誤殺。三是具有自主攻擊能力的無人作戰系統難以準確識別和判斷戰場上主動放下武器或被剝奪武器的敵方人員的真正意圖,或將造成濫殺無辜的情況發生。四是在無人化戰場上,“死傷”的主要是可以大量再造的“智能機器”,這就會因戰爭風險的降低而導致武力的過度與隨意使用,降低觸發戰爭的門檻。五是無人作戰系統操控人員與無人作戰平臺形成空間分離,對戰爭殘酷性的感知度降低,進一步弱化了人類對戰爭的約束力。
不斷提高系統性能水平。隨著新型動力與能源、多樣化探測、識別技術、先進通信和控制等技術的發展,未來無人系統持續任務時間、態勢感知、信息傳輸、自主控制等能力將大幅增加,更高、更遠、更大、更小、更快的無人系統將不斷問世應用。
持續拓展應用任務領域。軍事方面將繼續提升無人系統的運用范圍、靈活性、效能和適應性,最終全面涉足于對地、對海、對空、導彈防御和網電攻防等各任務領域;民用方面將在農林牧副漁、娛樂、物流、應急救援、公共服務等行業領域擁有巨大市場前景。
著力提升智能自主水平。自主能力是無人系統發展的最終目標。隨著無人系統自主性的逐漸增長,將來無人系統在完成任務過程中所需人類干預將大大減少,最終無人系統將具備自主學習并適應環境的能力,并能自主決策和向人類提供建議,從而達到更自主的“人在回路上”甚至是“人在回路外”的層次。無人系統智能技術還將朝聚合眾多單體智能實現群體智能、魯棒性體系架構、更高效費比方向快速發展。
發展無人系統協同能力。實現有人與無人、無人系統間的協同作戰能力是各類無人系統未來的重要發展方向。美軍在最新的無人系統路線圖中進一步強調了無人裝備的協同發展和聯合應用;美國陸軍計劃建設一支由有人—無人系統團隊組成的現代化部隊;美國空軍驗證了有人機/無人機編組對目標進行自主打擊的能力;美海軍正在大力推進空中、水面和水下無人系統協同能力發展,已驗證了水下—水面—空中人機編組跨域協同作戰能力,力圖打造高效協同的新型海上作戰體系。
加快形成集群作戰優勢。無人系統集群是指數十或數百套同類低成本無人系統像“蜂群”那樣成群結隊地執行任務,在局部區域迅速集結形成大規模裝備優勢,具有集群替代機動、數量提升能力、成本創造優勢等特點,是無人系統的重要發展方向。美國已經開展了無人系統的集群研究,進行了數十次無人機、無人艇的集群測試以及編組和機動飛行試驗。我國2017年完成了119架無人機集群飛行試驗,刷新了無人機集群試驗世界紀錄。
發展無人系統是有效應對傳統與非傳統威脅,確保國家安全與加強社會治理的客觀要求和重要措施。我國必須高度重視無人系統這一重大戰略前沿技術發展,準確把握全球無人系統發展態勢,找準突破口和主攻方向,結合我國實際需要,加快推進無人系統的發展與應用。