未來二十年里，無人機(jī)將不斷補(bǔ)充并支撐傳統(tǒng)飛機(jī)在近距離空中支援、偵察、防空、通信以及補(bǔ)給任務(wù)方面的能力。無人機(jī)蜂群是指由數(shù)十至成百上千架小尺寸、低成本、任務(wù)相同的無人機(jī)組成的群體，在人類指揮或監(jiān)督下協(xié)同開展搜索、干擾或攻擊等行動。無人機(jī)蜂群能夠在提高作戰(zhàn)能力的同時降低作戰(zhàn)成本，極有可能為未來裝備發(fā)展模式帶來深刻變革。美國高度重視并正在開展無人機(jī)蜂群的系統(tǒng)性研究，無人機(jī)蜂群技術(shù)可能會在未來幾年內(nèi)進(jìn)入戰(zhàn)場。本文介紹了美軍主要無人機(jī)蜂群項(xiàng)目的發(fā)展情況。
Perdix無人機(jī)蜂群
Perdix是一種消耗型微型無人機(jī)，可以從各種軍用飛機(jī)的尾部推出，在更大、更昂貴的無人機(jī)或有人機(jī)前方飛行，執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）任務(wù)。2016年，戰(zhàn)略能力辦公室與美國海軍航空系統(tǒng)司令部合作測試了Perdix無人機(jī)蜂群能力。在測試中，加州中國湖海軍航空武器站上空的3架F/A-18“超級黃蜂”無人機(jī)上發(fā)射了100多架微型無人機(jī)。
Perdix微型無人機(jī)能夠執(zhí)行低空ISR和其他短期任務(wù)。它們可以從空中、海上或地面發(fā)射，以小群或大群的形式執(zhí)行任務(wù)。
負(fù)責(zé)采辦、技術(shù)和后勤的空軍助理部長Will Roper稱，由于戰(zhàn)斗的復(fù)雜性，Perdix并不是預(yù)先編程的同步個體，而是一個集合體，共享一個分布式大腦來做決策，并像自然界中的群體一樣相互適應(yīng)。因?yàn)槊考躊erdix都與其他Perdix進(jìn)行通信和合作，所以Perdix蜂群沒有領(lǐng)頭機(jī)，可以自如地適應(yīng)無人機(jī)進(jìn)入或離開團(tuán)隊(duì)。但是，由于很難找到進(jìn)行蜂群作戰(zhàn)測試的靶場，國防部必須調(diào)整思路，以發(fā)展這種技術(shù)。
Roper認(rèn)為無需為蜂群中的每架無人機(jī)制定各自的飛行計(jì)劃，而只需設(shè)定一個邊界，無人機(jī)可以自主完成任務(wù)。但是，在蜂群能夠“超越科學(xué)和技術(shù)的世界”之前，確實(shí)需要解決一些問題：“如何證明它？如何測試和評估它？誰擁有它？它是武器系統(tǒng)嗎？使用無人機(jī)的平臺是否擁有自主、集群和協(xié)同能力？或者是否有一個集群和協(xié)同項(xiàng)目可將這種自主插入到各種平臺中?”空軍測試與評估、作戰(zhàn)測試和適航專家必須創(chuàng)造性地尋求答案。
美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）戰(zhàn)術(shù)技術(shù)辦公室的項(xiàng)目經(jīng)理Scott Wierzbanowski表示，研究人員仍在研究蜂群如何作戰(zhàn)，以及如何結(jié)合人工智能算法和協(xié)同自主。
“小精靈”項(xiàng)目
蜂群在戰(zhàn)爭的各個領(lǐng)域都有應(yīng)用?？紤]到在高端、反介入/區(qū)域拒止（A2/AD）環(huán)境中，對手部署了多個一體化防空系統(tǒng)，使得進(jìn)入對手空域變得極其困難。大量小型、價格低廉的無人機(jī)可使敵方防御系統(tǒng)產(chǎn)生“飽和”而無法全部應(yīng)對，從而降低有人機(jī)和高價值無人機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。這種低成本無人機(jī)可以共享傳感器數(shù)據(jù)并協(xié)同工作，即使它們被擊落，其損失成本也在可接受的范圍之內(nèi)。
DARPA的“小精靈”項(xiàng)目設(shè)想在主機(jī)仍在射程之外的情況下，可從轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射無人機(jī)并對目標(biāo)進(jìn)行攻擊。
設(shè)想在一個寬松的環(huán)境下進(jìn)行一次秘密行動。在這種環(huán)境下，可以從C-130尾部發(fā)射2到4架無人機(jī)組成的小蜂群，部署傳感器或拓寬C-130或其他飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的航路。這種完成任務(wù)的方式更簡單，不需要“Reapers”或“全球鷹”或戰(zhàn)斗機(jī)來壓制敵人防空。
2018年4月，DARPA授予Dynetics公司一份為期21個月、價值3860萬美元的合同，為小精靈項(xiàng)目的第三階段提供資金。小精靈項(xiàng)目專注于開發(fā)未來分布式作戰(zhàn)所需的使能技術(shù)。具體來說，該項(xiàng)目旨在證明多架無人機(jī)可從一架遠(yuǎn)離敵方防御系統(tǒng)的C-130安全發(fā)射并進(jìn)行回收。在小精靈無人機(jī)完成既定任務(wù)后，C-130將使用一個類似于空中加油裝置的水平對接站來回收無人機(jī)。這些小精靈無人機(jī)機(jī)身大約有14英尺長，加滿油后重約1600磅，比Perdix微型無人機(jī)大得多。
在第三階段，DARPA計(jì)劃于2020年1月進(jìn)行第一次大規(guī)模演示，期望30分鐘內(nèi)能夠回收4架小精靈無人機(jī)。從長遠(yuǎn)來看，根據(jù)作戰(zhàn)要求，一架C-130飛機(jī)最多可以回收16架無人機(jī)。從概念上講，小精靈無人機(jī)也可以從F-16、B-52和其他飛機(jī)上發(fā)射，而幾乎不需要對這些飛機(jī)進(jìn)行改裝。這可能會顯著增加蜂群中的系統(tǒng)數(shù)量。
2019年2月初，該團(tuán)隊(duì)在中國湖的對接站進(jìn)行了飛行測試，但是測試中并未出現(xiàn)小精靈無人機(jī)。Dynetics公司計(jì)劃于4月初在一架有人駕駛的Learjet噴氣式飛機(jī)上測試小精靈的航空電子設(shè)備。小精靈的第一次飛行將于今年夏天進(jìn)行，它將在與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)前證明自己的能力。
與Perdix不同，小精靈不會加入人工智能或自主行為，至少現(xiàn)在還不會。
拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)（CODE）項(xiàng)目
CODE項(xiàng)目著眼于無人機(jī)群協(xié)同工作所需的自主性，在這種情況下，操作員更多地處于戰(zhàn)略層面或監(jiān)督層面。操作員只是提供了指揮官的意圖，而系統(tǒng)能夠從指揮官的意圖中找出系統(tǒng)能夠做什么。
CODE項(xiàng)目將支持多架裝備CODE的無人機(jī)協(xié)同感知、適應(yīng)并響應(yīng)預(yù)期之外的威脅和新目標(biāo)。該項(xiàng)目系統(tǒng)可支持共享信息、規(guī)劃并分配任務(wù)目標(biāo)、協(xié)調(diào)戰(zhàn)術(shù)決策并在高威脅環(huán)境中作出響應(yīng)。
DARPA于去年年底在亞利桑那州尤馬試驗(yàn)場測試了裝備CODE的無人機(jī)在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中適應(yīng)和響應(yīng)意外威脅的能力。這些無人機(jī)最初能夠與一名負(fù)責(zé)監(jiān)督的任務(wù)指揮官進(jìn)行交互，但當(dāng)通信遭到破壞或被拒絕時，這些無人機(jī)證明它們可以在沒有真人指揮的情況下完成任務(wù)。DARPA將繼續(xù)管理CODE項(xiàng)目，直到今年春天，該項(xiàng)目將過渡到海軍航空系統(tǒng)司令部。
無人機(jī)蜂群進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)將不再遙遠(yuǎn)，但要將高端作戰(zhàn)所需的人工智能和自主性結(jié)合起來，還需要一段時間。美國空軍正進(jìn)行人工智能轉(zhuǎn)型，試圖在匹配傳統(tǒng)采辦規(guī)則的同時，開發(fā)跨多個系統(tǒng)的軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)將在未來一兩年內(nèi)實(shí)施，可以用于現(xiàn)有武器系統(tǒng)或其衍生品。
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