無(wú)人化與集群作戰(zhàn)新模式掀熱潮

技術(shù)的突破往往會(huì)導(dǎo)致社會(huì)生產(chǎn)生活、軍事行動(dòng)等發(fā)生變化。隨著無(wú)人化技術(shù)的迅猛發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)的使用掀起新的浪潮，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)行業(yè)等各領(lǐng)域，同時(shí)在軍事方面也催生了無(wú)人偵察、無(wú)人打擊等新型作戰(zhàn)形式。近來(lái)，智能集群技術(shù)成為了無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，直接地催生了一種作戰(zhàn)新模式——智能無(wú)人集群作戰(zhàn)。

集群作戰(zhàn)的技術(shù)基礎(chǔ)

集群技術(shù)產(chǎn)生的靈感來(lái)源于自然，就像飛機(jī)的靈感來(lái)自于飛鳥(niǎo)、雷達(dá)的靈感產(chǎn)生自蝙蝠，集群技術(shù)產(chǎn)生的靈感來(lái)源于蜂群。蜂群內(nèi)部分工明確，每個(gè)個(gè)體都只進(jìn)行著簡(jiǎn)單的勞動(dòng)，但整個(gè)蜂群卻可以從事各種復(fù)雜的行為。從數(shù)學(xué)層次上看，這是一種涌現(xiàn)，是一種“相變”；個(gè)體遵循著簡(jiǎn)單的行為和邏輯規(guī)則，不需要有中心的中央?yún)f(xié)調(diào)，便能自發(fā)地形成一個(gè)有機(jī)的整體；例如魚(yú)群可以用整體性對(duì)付海獅、蜂群具有比個(gè)體生命長(zhǎng)很多的集體記憶……

智能無(wú)人集群技術(shù)不是某項(xiàng)單一技術(shù)，而是無(wú)人控制、群體智能、人工智能、無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等多種相關(guān)技術(shù)的綜合運(yùn)用；其需要的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：環(huán)境感知與認(rèn)識(shí)、多機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃與決策、信息交互與自主控制、人機(jī)智能融合與自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)。

首先，個(gè)體需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行了解與感知。集群系統(tǒng)需要具備在各種環(huán)境，特別是某些復(fù)雜、極端環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的能力，這就要求系統(tǒng)要對(duì)環(huán)境進(jìn)行全面的感知；利用相關(guān)的光電、雷達(dá)設(shè)備收集所處環(huán)境的信息數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)并理解目標(biāo)環(huán)境態(tài)勢(shì)。

其次，每個(gè)個(gè)體之間要進(jìn)行信息的共享與交互，并在交互后產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃與決策，從而在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)中完成情報(bào)、偵察、目標(biāo)進(jìn)攻等任務(wù)；協(xié)同任務(wù)分配的關(guān)鍵技術(shù)在于集群智能的算法實(shí)現(xiàn)，如比較經(jīng)典的粒子群、蟻群算法，以及近幾年比較新的貓群算法、蟑螂算法等，集群智能具有分布式、無(wú)中心、自組織等特點(diǎn)，使得集群具有很強(qiáng)的魯棒性與自組織性，不會(huì)因?yàn)閹讉�(gè)個(gè)體的故障而導(dǎo)致整個(gè)集群失去戰(zhàn)斗能力并擁有一定程度的宏觀智能能力；信息交互的關(guān)鍵技術(shù)在于單機(jī)情報(bào)信息的穩(wěn)定實(shí)時(shí)共享，這是合理任務(wù)規(guī)劃的基礎(chǔ)。

最后，無(wú)人機(jī)集群受機(jī)體性能限制，不具備遠(yuǎn)距離的作戰(zhàn)任務(wù)能力，因此需要人機(jī)交互與自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力來(lái)加強(qiáng)其作戰(zhàn)能力；“平臺(tái)無(wú)人，系統(tǒng)用人”是集群作戰(zhàn)系統(tǒng)的典型特征，其關(guān)鍵技術(shù)包括人機(jī)交互、無(wú)人機(jī)自主學(xué)習(xí)等，使得智能集群和有人系統(tǒng)之間可以進(jìn)行高效協(xié)同作戰(zhàn)。

可以預(yù)料，無(wú)人集群作戰(zhàn)必將成為無(wú)人化、智能化作戰(zhàn)的重要構(gòu)成元素之一，將會(huì)成為戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要角色。

集群作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)設(shè)想

不同于執(zhí)行“孤狼”式作戰(zhàn)任務(wù)的大型無(wú)人機(jī)單機(jī)，無(wú)人集群的“蜂群戰(zhàn)術(shù)”注重于利用其數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)對(duì)敵方產(chǎn)生非對(duì)稱性的局部壓制。

在作戰(zhàn)中，無(wú)人集群的不同無(wú)人單機(jī)將各司其職，經(jīng)過(guò)多頻段、全方位的偵察，并通過(guò)群間網(wǎng)絡(luò)將戰(zhàn)場(chǎng)信息在集群內(nèi)傳輸；此時(shí)無(wú)人單機(jī)將發(fā)動(dòng)攻擊。在電子戰(zhàn)中，各單機(jī)可協(xié)作確定相對(duì)位置，制定最佳攻擊時(shí)刻，使電磁干擾攻擊波盡可能同時(shí)到達(dá)目標(biāo)；而在火力毀傷中，集群可以采取“分散兵力，集中火力”的戰(zhàn)術(shù)，使敵人難以防御，同時(shí)形成高強(qiáng)度的飽和打擊。此外，無(wú)人集群中或?qū)⒊霈F(xiàn)扮演“誘餌”角色的無(wú)人單機(jī)，通過(guò)其自殺式襲擾迫使敵人不斷消耗導(dǎo)彈等高成本武器進(jìn)行防御。這樣會(huì)使敵人的防御力量逐漸薄弱，為己方后續(xù)的攻擊鋪平道路，也通過(guò)無(wú)人單機(jī)與敵人高端武器制造成本之間的巨大差異給敵人帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

未來(lái)階段，無(wú)人集群與有人戰(zhàn)機(jī)、大型無(wú)人單機(jī)等平臺(tái)的協(xié)同作戰(zhàn)也是必不可少的。當(dāng)下各軍事大國(guó)競(jìng)相設(shè)計(jì)無(wú)人集群與大型戰(zhàn)機(jī)的協(xié)同戰(zhàn)術(shù)，其中比較流行的戰(zhàn)術(shù)充分體現(xiàn)了無(wú)人集群的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：在戰(zhàn)斗中首先由無(wú)人集群對(duì)敵方陣地發(fā)動(dòng)多波次的火力打擊和電磁壓制，在敵方防御體系達(dá)到臨界狀態(tài)——為了防御無(wú)人集群而無(wú)法調(diào)集更多防御力量時(shí)，再出動(dòng)有人戰(zhàn)機(jī)和大型無(wú)人單機(jī)進(jìn)行精確的“手術(shù)刀式”打擊，從而一舉擊潰敵人。這樣的戰(zhàn)術(shù)，有望在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。

集群作戰(zhàn)的作戰(zhàn)潛力

以無(wú)人機(jī)為代表的無(wú)人軍事裝備以其優(yōu)異的機(jī)動(dòng)性、隱蔽性及其較低的成本備受各國(guó)軍隊(duì)的重視，并逐漸成為戰(zhàn)場(chǎng)上不可或缺的作戰(zhàn)力量。但單體的無(wú)人軍事裝備存在著一些先天不足：例如，無(wú)人機(jī)的載荷相對(duì)有限，在一次作戰(zhàn)任務(wù)中其打擊能力與偵察范圍與傳統(tǒng)的戰(zhàn)機(jī)相比略顯不足；無(wú)人機(jī)在面對(duì)敵方的攔截與干擾時(shí)，與傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)相比容易被毀傷而導(dǎo)致任務(wù)失敗。這些問(wèn)題在無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)的過(guò)程中都是難以避免的。

而無(wú)人化集群作戰(zhàn)的產(chǎn)生，很大程度上彌補(bǔ)了無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)存在的“先天不足”。無(wú)人集群作戰(zhàn)又有著一個(gè)更加生動(dòng)貼切的名字——“蜂群戰(zhàn)術(shù)”。正如自然界中的蜂群，集群中的個(gè)體單位小巧輕便、具有一定的攻擊力，因?yàn)槠鋽?shù)量龐大，使得整個(gè)集群擁有了強(qiáng)大的火力；是一種強(qiáng)有力的新型作戰(zhàn)力量。

體積小、質(zhì)量輕、成本低，這是無(wú)人機(jī)群中單個(gè)飛行器最直觀的特點(diǎn)。比如美軍試驗(yàn)中所用的“郊狼”無(wú)人機(jī)，長(zhǎng)約1米，質(zhì)量?jī)H在6千克左右。這樣的“羽量級(jí)”體積與質(zhì)量使得集群中的無(wú)人機(jī)在面對(duì)敵人的電磁偵察時(shí)，反射更少的電磁波，降低了被敵人發(fā)現(xiàn)的概率。伴隨著技術(shù)的成熟，無(wú)人集群?jiǎn)蝹�(gè)飛行器的經(jīng)濟(jì)成本也得以大幅度下降。經(jīng)濟(jì)成本的下降帶來(lái)的影響是巨大的。對(duì)于己方而言，這使得無(wú)人機(jī)能夠大量生產(chǎn)并裝備。在戰(zhàn)場(chǎng)上，無(wú)人集群具有數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，形成更強(qiáng)烈的火力網(wǎng)和偵察網(wǎng)。

此外，數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)單個(gè)無(wú)人機(jī)載荷有限的短板，實(shí)現(xiàn)數(shù)量本身就是質(zhì)量的戰(zhàn)術(shù)價(jià)值；大數(shù)量決定了無(wú)人機(jī)群中無(wú)人機(jī)功能可以趨于分化，單個(gè)無(wú)人機(jī)可以攜帶不同的裝備，諸如偵察、打擊、通信等不同模塊，使無(wú)人集群建立起完備的作戰(zhàn)體系。另一方面，對(duì)于敵人而言，無(wú)人集群的龐大體量使其成功突防并造成有效毀傷的概率大幅提高，再好的防御系統(tǒng)也難免會(huì)有“漏網(wǎng)之魚(yú)”，讓敵人“防不勝防”。最具有說(shuō)服力的例子是，美海軍使用裝備宙斯盾系統(tǒng)的伯克級(jí)驅(qū)逐艦對(duì)8架無(wú)人機(jī)的集群進(jìn)行多次攔截實(shí)驗(yàn)，平均每次有2.8架無(wú)人機(jī)可以突防并造成毀傷。此外，必須關(guān)注到的是，對(duì)無(wú)人集群的成功防御反而會(huì)使敵人“得不償失”，因?yàn)閱蝹�(gè)無(wú)人飛行器的價(jià)格遠(yuǎn)低于某些防空武器的成本價(jià)格，擊落無(wú)人機(jī)的成本變得很高，敵人將在持續(xù)防御中耗費(fèi)大量的物力與財(cái)力。

除了小巧尺寸、龐大數(shù)量、高性價(jià)比外，無(wú)人集群最亮眼的當(dāng)屬其高度智能化與集成化。集群中單個(gè)無(wú)人機(jī)只有較為簡(jiǎn)單的智能，但是集群內(nèi)部可以通過(guò)有限的信息傳輸和簡(jiǎn)單控制，使整個(gè)集群的智能大增，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果，即群體智能化。無(wú)人集群除了是空中的“利刃”、“偵察兵”，還起到了重要的平臺(tái)作用，其搭載的多樣化載荷，使集群成為具有強(qiáng)大指揮控制能力的平臺(tái)。比如“彩虹4”四機(jī)集群，具有超視距飛行載荷、多路衛(wèi)星通訊載荷、多機(jī)態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)載荷及協(xié)同飛行載荷等多種載荷，成為了集區(qū)域偵察、監(jiān)視、打擊和控制等性能于一身的空中作戰(zhàn)平臺(tái)。

科技的革命會(huì)帶來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)上的革命；內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)生拉開(kāi)了機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)的序幕，同樣，人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展也會(huì)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)帶來(lái)極大的改變，智能化、無(wú)人化、集群化作戰(zhàn)必將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的主要特征。（郗豐毅 王勁 申起有 劉軼丹）