智能無人飛行器的發展現狀及趨勢

（荊楚理工學院，湖北荊門市，448000） 夏鑫宇 肖君如

1 智能無人飛行器的概念

智能無人飛行器是由無人機、導彈等無人平臺及其有關設備組成的有機整體，具有感知、學習、決策等智能特征，是可自主完成預期使命任務的無人飛行裝備。

2 智能無人飛行器研究現狀

2.1 智能自主能力評價

隨著智能無人飛行器技術的發展，如今智能無人飛行器正朝著智能化、擬人化的方向發展，美國軍方根據無人機的智能化、擬人化和自主程度將智能無人飛行器分為了三個等級。首先是半自主操作的無人機，半自主操作的無人機需要在回路階段由飛行員完成相應的判斷和操作，其次是監督式自主操作，這一等級的無人機在回路階段具備一定的感知能力，能夠對感知到的信息作出一定的判斷和決策，但在具體進行判斷和操作的過程中尚不能夠實現全面的自動化，還需要人工輔助監測和指揮，最后是全自主操作類型的無人機，這一類型的無人機無需人處在回路內，無人機能夠實現對周圍環境全面的感知和分析判斷，并依據判斷的結果進行決策，并進行相應的操作，人只需要自回路外對無人機的執行質量進行評估，并根據評估結果對無人機進行相應的改進。

2.2 美國智能無人飛行器研究進展

為了提升智能無人飛行器的研究和應用水平，早在20世紀90年代，美國多個相關機構就展開了對智能無人飛行器相關技術的研究，并將研究的重點放在了無人機精準打擊目標對象、無人機群體作戰以及智能無人機全自主操作等方向。

在精準打擊方面，目前美國在這一方面已經取得了一定的進展，美國研發的遠程反艦導彈不僅能夠在飛行的過程中對周圍的環境進行感知，并對未知的威脅進行一定的判斷，從而改變原定飛行路徑，繞開未知威脅，而且還能夠對預設的打擊對象進行感知和識別，并找出打擊對象的薄弱之處進行精準打擊，從而提升攻擊效果。

在智能飛行器方面，美國目前也取得了不俗的成就，美國研發的X-47B無人攻擊機首次實現了人工利用電腦遠程操作使無人機完成目標任務，2011年這一無人機實現了無人飛行測試，并取得了成功，而在2013年，研發人員對這一無人機進行了更新和改進，在人工通過電腦對無人機進行遠程監控和指導下，無人機完成了彈射和著艦任務，不僅如此，2015年，美國還實現了無人機空中加油操作，而上述幾種無人機智能操作均有不小的難度。

在集群作戰方面，美國研發了微型無人機，微型無人機的體積較小，能夠完成大型無人機不能完成的任務，特別是在監察敵情方面微型無人機更加靈活、不易被發現，更為重要的是，微型無人機群能夠通過飛機發射和收回。

3 智能無人機飛行器發展趨勢

3.1 智能分布作戰

在傳統的作戰中，對于作戰平臺的要求非常高，需要作戰平臺能夠綜合探測制導、武器裝備、火力打擊等功能，而要具備這些綜合功能就需要作戰平臺具備相應功能的各個系統，這導致作戰平臺的體系復雜且造價成本高昂，一旦平臺遭受打擊，則所有的功能都會失去效用，損失比較大。

而基于智能計算和分布式技術的智能協同作戰技術則能夠實現智能分布作戰，將平臺的各個功能分散開來，使不同類型的無人機承擔特定的功能，作戰任務由指揮控制無人機、攻擊型無人機、探測型無人機、電子戰無人機等各種類型無人機緊密協作、共同完成任務，這樣的操作一方面能夠節省成本，且某一飛行器受到打擊時，喪失的僅僅是這一飛行器所具備的某一功能，而不會影響其他飛行器的功能，不僅如此，通過無人機群體協同作戰也能夠提升任務完成的效率。

3.2 集群化作戰

通過群體智能技術能夠實現無人機群體作戰，聽過智能群體作戰不僅能夠將單個無人機的優勢集中起來，同時通過無人機之間的相互配合還能夠發揮出更大的效用，在實際的戰爭中，通過無人機之間的相互配合能夠大大提升戰爭獲勝的可能性，不僅如此，在戰爭環境中，即便無人機群體中部分無人機受到攻擊失去效用也不會影響無人機群的整體功能，這使得無人機在攔截敵方進攻和打擊敵方目標的過程中均具有傳統飛行器所不具備的優勢。

4 智能無人機飛行器關鍵技術

4.1 智能態勢感知技術

為了在未來戰爭中更好地應用無人機技術，使得無人機能夠發揮更大的效用，無人機需要具備智能態勢感知體系，能夠對周圍環境、打擊目標以及無人機自身的運行情況進行感知。

智能環境感知，智能環境感知主要是指無人機能夠對周圍的環境進行感知，通過對周圍大氣環境、戰場環境等進行感知，從而判斷是否存在潛在的威脅，從而為無人機后續的操作提供信息基礎。

智能目標對象感知，智能目標對象感知主要是指無人機能夠在戰場環境中對敵方情況進行感知和識別，由于戰場環境較為復雜，采用圖像感知的導彈對目標區域可視度、戰場環境

復雜度要求較高能故障感知，加之無人機可能還會遭到人為的信息干擾，因此在智能目標感知的過程中，可以合理的使用人工智能技術，從而提升無人機對目標環境的感知效率和效果。

智能故障感知，智能故障感知是指無人機在執行任務的過程中對自身的運行情況進行感知，從而使無人機在發生故障時能夠對自身的情況進行判斷，通過改變飛行途徑等措施使自身在存在故障的情況下依然能夠完成任務。

4.2 智能決策技術

智能決策技術是指，無人機在執行任務的過程中能依據周圍的環境變化進行自主決策，從而在瞬息萬變的戰場中完成任務。然而這一技術的實現具有較大的難度，在執行任務的過程中無人機如何改變預定飛行路徑躲避未知的威脅是一大問題，同時在躲避威脅后，如何重新規劃飛行路徑繼續執行任務同樣是一大技術難題。

4.3 智能控制技術

智能控制技術主要應對無人飛行器在大范圍跨域飛行、存在參數擾動或者突發的故障等情況下的智能、容錯控制等問題，確保無人飛行器穩定完成飛行作戰任務。

隨著社會科技的發展，當前及未來的戰爭范圍將大大增加，在這樣的背景下，飛行器所面臨的環境更加復雜，如何提升飛行器的適應性和穩定性則需要要依靠智能控制技術來解決，通過智能控制技術使得飛行器的相關運行條件維持在一定的范圍內，使飛行器能夠實現長距離長時間的作戰。

5 總結

將人工智能技術與無人機技術進行結合是未來智能無人飛行器的一大發展趨勢，通過這兩大技術的結合能夠使無人機模仿人類的行為進行信息感知，并對依據信息進行相應的決策和行動實現自主、高動態與分布協同作戰。