机器人革命引爆“蜂群”战

时间:2022-05-30 10:45:02 公文范文 浏览次数:

2014年10月5日,美国海军宣布,其无人艇技术研究实现重大突破。试验表明,无人艇不仅能保护本方舰艇,还能以“蜂群”战术向敌方舰艇发起自主攻击。无独有偶。10天后,美国著名智库“新美国安全中心”发布了一份由保罗·斯查瑞撰写的研究报告《战场上的机器人:即将到来的蜂群》。该报告认为,在信息化军事革命的浪潮中,战争进入网络化时代;未来,随着机器人技术的发展,战争将进入“蜂群”化时代。“蜂群”化部队比网络化部队数量更多,协调能力更强,更智能化。未来战场,数量将再次成为重要因素,而制胜的关键可能是最智能的算法,而非最强大的武器。

“蜂群”概念的提出

二战期间,美国凭借强大的工业实力,从数量上压倒了敌人。到1944年,美国及其盟友在一年内生产了超过5.1万辆坦克、16.7万架飞机,而德国一年内生产1.78万辆坦克,轴心国生产的飞机总数不到6.8万架。尽管德国很多坦克、飞机的性能超过同盟国,但仍然无法抵消同盟国武器数量的优势。

如今,美军更看重的是质量优势。从20世纪70年代起,美军大力发展隐形技术、先进传感器、指挥控制网络和精确制导武器。1991年的海湾战争充分展示了武器质量的重要性。美国及其盟国军队利用先进的传感器和弹药,大败装备处于劣势的伊拉克军队,前者仅战亡358人(其中美军战亡148人),而伊军战亡达1.2万人。

然而,在未来战争中,美军的质量优势可能行不通了。一方面,美军的对手也逐渐掌握了精确制导武器,借以威胁美军目标,特别是舰船和基地。另一方面,由于美军作战平台的成本不断上涨,其采购数量日益下降,少量平台很容易成为精确制导武器饱和攻击的目标。统计表明,从2001到2008年,美国海空军的预算分别增长22%和27%,同期美国军舰数量下降10%,军机数量下降了近20%。曾有研究者开玩笑说,到2054年,美国全部国防预算仅够买一架战术飞机,由海空军共用,每家每周各用三天半,而在闰年时多出来的那天,供海军陆战队使用。

形势逼人,美军必须调整发展思路。一个可行的办法是,将昂贵的多任务作战平台分解为数量更多、尺寸更小、成本更低的分布式平台,利用无人系统“蜂群”(也有译作“集群”)恢复数量优势。这种数量优势体现在多个方面。其一,“蜂群”的战斗力是分散的,体现为众多目标,迫使敌人使用更多弹药进行攻击;其二,“‘蜂群’恢复力”的概念取代了平台的生存能力,只要有足够数量的个体来维持“蜂群”的总体战斗力,损失少量个体也不要紧;其三,随着群内个体的不断损耗,“蜂群”战斗力的损失是逐渐而温和的,如果是昂贵的大型平台,即便损失一个,也会导致军队战斗力陡然下降;其四,可利用“蜂群”发起饱和攻击,瘫痪敌人防御。那么,如何以创新的方式运用无人系统,实现上述优势呢?

“蜂群”的创新运用

空中无人系统。小型无人飞行器不仅可用于战术侦察,还可以执行空中打击、电子攻击等多种任务。例如,“弹簧刀”无人机可为地面部队提供建制内近距离空中支援。这种无人机重量仅为2.5千克,可以装入单兵背包。步兵班可在接敌时发射“弹簧刀”,凭借机上的传感器发现敌人,然后利用机上加装的弹头实施精确打击。美军已经在阿富汗战场上部署该型无人机,并计划增加采购数量。此外,还可以发展类似于微型空射诱饵的低成本、一次性小型无人飞行器,从潜艇、无人导弹艇、大型轰炸机或运输机上发射出去。这些无人飞行器可以降落在机场附近,之后根据敌人飞机起降声音的音纹或者随机设定的时间起飞,像蝗虫一样盘旋在敌人机场上空,使敌机难以起降、敌方机场陷入瘫痪。

地面无人系统。美军可改装现有地面车辆,打造一支“机器人敢死队”。美国陆军现在有成千上万辆状况良好的地面车辆,如“悍马”、M113装甲运兵车,由于缺乏重装甲,无法在未来冲突中使用。但是,只需要花上数万美元,为每辆车加装传感器及指控系统套件,就能将其改装为机器人系统。因为这些车辆不再载人,没有重装甲也不成问题。陆军能以很低的成本打造一支规模庞大的“机器人敢死队”,改变机动战的面貌。无人车辆既可以充当先头部队的“尖刀”,主动接敌,也可以包抄敌人,或发动佯攻,还可以空投至敌后,执行自杀性任务。目前,美国陆军已经试图将货车改装为无人车辆,但尚未开始研发无人地面战斗车辆。

海上无人系统。美军可以发展无人“武库”船,提升海军的进攻及防御能力。美军的阿利伯克级导弹驱逐舰性能优越,既能摧毁敌人的近程和中程弹道导弹,也能用“战斧”导弹攻击内陆目标。美中不足的是,该型舰垂直发射系统的载弹量只有96枚,一旦导弹用完,其进攻和防御能力将显著下降。但是,无人“武库”船能很好地弥补这一缺陷。这种无人船可以仅装备大量垂直发射单元和可靠的通信系统,不需要雷达、舰炮和其他战斗能力,也不需要太强的生存能力,因而成本更低。它主要由有人舰艇为其提供目标数据、攻击指令。在其他因素相同的条件下,大量低成本的无人导弹船,要好过一艘昂贵的军舰,因为前者给敌人的瞄准打击造成更多困难。装载导弹的水下载荷模块则更好,因为它可以潜伏在敌方海岸线附近,一旦开战便可发射导弹或无人机。美军在2012年进行过相关测试,利用小型无人导弹艇发射导弹,拦截蜂拥而至的敌方小艇,应该在此基础上再接再厉,研发、设计大型无人“武库”船。

随着3D打印技术的发展,未来美军可能部署数以亿计的昆虫机器人。哈佛大学研究人员利用3D打印技术,开发出一种廉价的微型机器人,名叫Mobee,只有蜜蜂大小。如果未来微型机器人的单价能降至1美元一个,美国国防部完全可以采购10亿个。就像昆虫一样,单个微型机器人可能并不是特别聪明,但大量机器人组成的“蜂群”则能完成复杂的任务,在作战中出奇制胜。

建设大量低成本无人系统,目的并不是打算在战场上以劣势装备打败优势装备,而是要改变评判质量优势的视角。未来,质量优势并不仅仅是一个平台的属性,也是一个“蜂群”的属性。作为整体的“蜂群”,战斗力应当超出敌军。在未来冲突中,关键是如何将价廉量多的装备与昂贵量少的装备结合起来,实现性能与数量的恰当平衡。

“蜂群”攻击的反制

正如廉价的简易爆炸装置在伊拉克和阿富汗战争中对美军构成了严重威胁,低成本的无人机也可能极具破坏性,美军现在就必须思考如何以经济的方式应对这些威胁。如果美军需要动用一枚价值100万美元的导弹才能摧毁一架价值1000美元的敌军无人机,即便敌军无人机被摧毁了,某种程度上敌军也获得了胜利,因为他们让美军付出了高昂的代价。面对“蜂群”,可能的对策有3种:单发成本低的武器、“蜂群”、电子攻击。

单发成本低的武器。这类武器既包括激光、电磁轨道炮等新概念武器,也包括机枪等传统武器。美国海军正在研发激光武器和电磁轨道炮,2014年在海上测试激光武器、2016年在海上测试电磁轨道炮。激光和轨道炮都使用电力,单次发射的成本显著低于导弹。美军已经演示了用激光击落一架敌方无人机的能力,但挫败整群的无人机却很困难。此外,海基“密集阵”近程防御系统和陆基反火箭、火炮及迫击炮系统,也能以低成本打击来袭的炮弹或无人机。

“蜂群”。也可以用一个“蜂群”来打败另一个“蜂群”。美国海军研究生院正在研究“蜂群”作战战术,打算测试50对50的空中“蜂群”战斗。“蜂群”战术方面的基础研究十分重要,因为“蜂群”战斗中的关键制胜因素可能是最佳的算法,而非最佳的平台,最佳的算法可以使“蜂群”更好地进行内部协调,并缩短其反应时间。

电子攻击。诱骗、干扰、网络武器和高能微波等电子对抗手段,能有效地反制“蜂群”,因为在理论上,上述手段能够在大范围内应用,不必针对“蜂群”中的个体。“蜂群”依赖通信进行相互协同,如果干扰或网络攻击使“蜂群”的通信中断,那么,“蜂群”中的个体只能各自为战,“蜂群”战就会退化为混战。诱骗攻击使用虚假数据来欺骗“蜂群”,甚至有可能控制整个“蜂群”。与有人系统相比,无人系统遭遇电子对抗的后果往往更严重。因为机器认知缺乏人类的“常识”能力,面对预料之外的新情况时,可能会“手足无措”。

当然,未来战争中人类仍要参与作战,只不过是新技术使人类能从更远的距离外发起更致命的攻击,同时更好地保证自己的安全。要想充分利用机器人革命带来的好处,不仅要在机器人硬件研发上加大投入,还要增强机器人的自主能力、研究“蜂群”作战方法。只有不断地研发、运用高新技术,才能保持美国在军事上的主导地位。

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