人工智能應用從簡單到復雜、從初級到高級,可以分為弱人工智能、強人工智能、超人工智能3個等級。在航空裝備應用方面,目前基本處于弱人工智能的初級AI階段,正在向強人工智能的中級AI階段發展。弱人工智能是初級AI階段,主要是在程序化+自動化基礎上實現簡單智能。這一階段,初級AI能夠從事簡單重復的勞動,開始取代人類一般性的行為,跨學科的綜合性創造還處于幼兒期,仍取代不了人類的思維和創意。智能制造將得到飛速發展,能提供標準化的制造業解決方案,通過發展工業智能機器人、無人工廠、智能物流、大數據等手段迎來工業4.0時代,會對作戰飛機、機載導彈等大規模制造與裝備帶來深遠影響。同時,非對抗性的無人智能駕駛、強調編隊的無人機群將迎來飛速發展期,快速形成裝備。
航空武器系統人工智能技術應用主要存在如下需求。
一、火控及機載懸掛物管理系統(SMS)智能化
戰斗機駕駛員要實現從“操作員”到“指揮員”地位的轉變。現代作戰飛機所配備的機載設備和機載武器種類越來越多,飛機的作戰任務越來越復雜,而飛機所處的作戰環境則越來越惡劣,駕駛員的工作達到了自身智力、心理和體力能力的極限。大量匯集到座艙的信息流和許多必須由手動操作實現的飛行控制和武器控制大大削弱了飛行員對戰術態勢的評估能力、對不同操作方法的分析能力和采取最優方案完成作戰任務的決策能力。機載火控系統的智能化就是在這種需求下產生和發展的。智能火控技術是利用人工智能技術將飛機任務系統中的空戰信息和知識融合、目標信息分析、敵我戰術態勢評定、武器資源調度、火力效能評估、攻擊軌跡控制等技術進行智能化設計,并且以專家系統、神經網絡、模糊控制等為實現基礎,以對付現代空戰日趨嚴峻的不確定性和復雜性。其可大大地提高飛機任務系統的自動化、智能化水平和作戰效能,并且具有極強的系統自適應能力和人機互換性。
二、機載導彈及制導彈藥智能化
機載導彈對外部復雜戰場環境的感知主要是通過導引頭來實現的,因此機載導彈智能化首先是導引頭智能化。隨著電子集成和微系統等技術的快速發展,導引頭的硬件能力將進一步大幅提高,為實現智能化提供物質基礎。同時,多彈智能協同可以克服單枚導彈導引頭探測體制局限與性能瓶頸,通過彈群中不同體制導引頭在不同距離、不同角度下對目標的多條件聯合探測,實現比獨立個體更優的目標識別和抗干擾能力,達到“1+1>>2”的效果。
三、機載電子對抗裝備智能化
隨著信息技術的不斷發展,戰場電磁環境日益復雜,新型雷達與通信設備中智能技術、網絡技術以及抗干擾技術的廣泛應用,給傳統電子戰系統帶來了新的挑戰。電子戰領域對自適應、自動化、智能化要求越來越高,為認知電子戰提供了旺盛的軍事需求,帶來了以認知電子戰為代表的人工智能干擾技術理論、技術、裝備的興起。認知電子戰與傳統電子戰相比具有明顯的特點,主要包括以下幾個方面:
· 認知電子戰具備快速感知威脅的能力,具備對干擾環境及目標記憶和學習的能力;
· 認知電子戰能夠自主分析威脅環境,并選擇適當的干擾策略;
· 認知電子戰能夠依據對外界環境的探測,分析、評估干擾效果;
· 認知電子戰能夠根據評估后的干擾效果自動調整干擾樣式和參數。
四、智能自主無人飛行器
智能自主無人飛行器將成為未來戰場的新生力量。在“傳感器-射手-武器”作戰鏈中,隨著人工智能和人機融合技術的不斷進步,智能自主無人飛行器將在未來作戰鏈中占據越來越大的份額。人類戰爭將形成“人在回路、機器沖鋒、半自主式攻擊”的新模式。美軍戰略能力辦公室正在推進一個“阿凡達”項目,計劃使用有人駕駛的F-35戰斗機與無人版的F-16聯合編組,高度自主的F-16能夠與F-35自動編隊飛行,接收F-35的飛行員指令對目標實施攻擊。
國外航空武器系統人工智能技術應用趨勢
隨著人工智能化水平的提升,未來空戰武器在以下幾個方面將會發生階躍式的變革性發展。
更快:天下武功唯快不破
諸如傳統空戰武器最貼近實戰的空空導彈,所面臨的就是如何打擊未來超聲速飛行的戰機。突破高超聲速的飛行,所有圖像的傳輸與處理、飛行與控制都將伴隨人工智能的深度學習才能有進一步的發展。由此看來,對抗的不斷升級加劇了單個武器技術的進步,而單個武器系統的進步需求又訴求于人工智能技術的發展。仿生學、動力學、機電一體化等學科將會在人工智能技術的推進下更付諸于武器應用,這便是變革的開始。
更準:精確點穴遠程打擊
從點源到面陣,從單色到雙色,從單一波段到寬頻多光譜,紅外探測器的發展已經使紅外導彈發生了巨變,而深度學習所帶來的人工智能圖像處理又將把紅外導彈發展到新的紀元——超高的識別能力、抗干擾能力、大視場的全捷聯系統等。人工智能模塊的嵌入將大大加速越肩發射,以及發射后截獲的成功概率。
激光智能武器將會走向輕量級、低功耗,作為未來智能防御網的最為關鍵一環,將狙擊來襲空域武器使其致盲,高能激光將成為變革中那濃墨重彩的一筆。
更精:智能千慮萬無一失
智能化的武器將伴隨人工智能技術水平的提高,能夠適應環境的復雜變化,實現目標的偽裝辨識等智能分析。武器的智能化將從仿生進化到類人,最后超越人類判斷決策。這必將掀起未來空戰變革的帷幕——以機器大腦推演未來戰爭的對局與走向,以及下達每一個戰斗決策的后果與代價。
來源:戰略前沿技術