無人與自主系統(tǒng)發(fā)展動力與障礙并存

海軍研究實驗室研制的“盧卡斯”機(jī)器人。

新美國安全中心（CNAS）在《戰(zhàn)場機(jī)器人Ⅰ：作戰(zhàn)范圍、持續(xù)能力與危情處置》這份報告中稱，技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化成軍事用途往往需要關(guān)鍵的使能技術(shù)，例如無人與自主系統(tǒng)帶來作戰(zhàn)范圍、持續(xù)能力與危情處置大幅增長對通信與能源技術(shù)同步發(fā)展的需求。機(jī)器人快速發(fā)展取決于以下關(guān)鍵使能技術(shù)：

（1）彈性通信鏈路。無人系統(tǒng)需要依靠自身自主程序配合與操控人員之間的通信以完成任務(wù)，在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時，一旦通信通道被切斷或干擾，將使其執(zhí)行任務(wù)變得十分困難，目前這類通信通常依賴衛(wèi)星實現(xiàn)鏈接?？刂茻o人機(jī)的指令鏈接帶寬最低要求為0.1mbps（兆位/秒），而傳感器數(shù)據(jù)傳輸所需帶寬范圍較大，例如雷達(dá)和光電傳感器的帶寬要求為1mbps，全動態(tài)視頻為10mbps，高光譜成像等先進(jìn)數(shù)據(jù)傳感器要求高達(dá)100mbps，這就要求無人系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)類型保證通信鏈路的帶寬有一定彈性。對無人系統(tǒng)而言，其可靠的通信結(jié)構(gòu)應(yīng)包含7個方面：①衛(wèi)星或其他常規(guī)通信能力；②配備空中通信層以防范衛(wèi)星通信被切斷，例如聯(lián)合空中通信網(wǎng)絡(luò)JALN。在反介入?yún)^(qū)域外，高空長航時無人機(jī)、無人艇等可扮演通信中繼角色，為區(qū)域內(nèi)的隱身平臺提供通信支持；③低攔截概率（LPI）/低探測概率（LPD）通信技術(shù)；④無人車輛、無人潛航器等具備任務(wù)級自主能力；⑤機(jī)載數(shù)據(jù)處理功能減少帶寬壓力，通過機(jī)載計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，選取目標(biāo)信息；⑥無人機(jī)自主調(diào)整位置，改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈，解決通信節(jié)點受損和敵方干擾等問題；⑦發(fā)展成熟的條令、訓(xùn)練與程序，以適應(yīng)戰(zhàn)時可用帶寬可能出現(xiàn)嚴(yán)重下降的情形。

（2）自主/自動化與人類認(rèn)知。激發(fā)無人系統(tǒng)的潛能必須通過提高其自主性來實現(xiàn)，自動化程度的提高亦可減少通信以及控制指令需要，目前該領(lǐng)域最主要的發(fā)展方向之一是更先進(jìn)的環(huán)境感知能力。無人系統(tǒng)的長處是重復(fù)結(jié)構(gòu)化任務(wù)，速度、可靠性等都高于人類，而人類認(rèn)知在適應(yīng)環(huán)境變化、處理模糊性任務(wù)時優(yōu)勢明顯，因此未來發(fā)展無人系統(tǒng)自主能力可借鑒人類認(rèn)知。此外，也需增強(qiáng)傳感器探測識別目標(biāo)的能力，改進(jìn)算法，提高使用武力的鑒別能力，同時必須處于人類控制范圍內(nèi)。

（3）續(xù)航能力需要先進(jìn)電源的支撐。無人與自主系統(tǒng)杰出的續(xù)航能力需要有先進(jìn)的電源加以保證，可穿戴式和負(fù)重機(jī)器人的發(fā)展程度受限于功率，智能電源管理系統(tǒng)作為解決方案之一，可通過智能調(diào)節(jié)傳感器閑/忙時的功率支配提高續(xù)航力，但不能產(chǎn)生數(shù)量級般的飛躍。因此，因地制宜利用太陽能、波浪能、海洋溫差能等可再生能源，結(jié)合燃料電池的發(fā)展推進(jìn)電源技術(shù)的進(jìn)步。此外，利用放射性同位素?zé)犭妱恿ψ鳛樗鲁L航時平臺的安全動力也十分值得討論。