俄乌战争《俄罗斯地面车辆的自主性、人工智能和机器人技术现状》2023最新报告

乌克兰战争将自主性和人工智能（AI）的问题推到了前线，交战双方都在争取并实际利用不同程度的AI和自主行动。在撰写本章时（2023年春），俄罗斯军方已经展示了被认为是 "自主 "的有限范围的地面武器和系统。同样，由于一些经济、工业和军事因素，俄罗斯在军事上对人工智能的所谓应用要么非常有限，要么没有像他们的乌克兰对手那样大规模利用。

在这场战争中，到目前为止，地面车辆的自主性主要限于遥控系统，这首先是由于俄罗斯军队开发这种技术的方法和能力，以及乌克兰非常复杂的战斗空间，充满了反措施。到2023年5月，还没有一个在直接战斗中使用的实际地面自主系统的例子，尽管一些公开来源的数据表明，某些类型的无人驾驶地面车辆（UGVs）可能已经被利用了。本章将回顾俄罗斯利用UGVs作为军事资产的概念和方法，并着眼于在乌克兰的部署。鉴于正在进行的敌对行动，在本章付印时，其中所包含的一些信息可能已经过时，在这种情况下，本稿应被视为研究俄罗斯军事自主权和人工智能研究、开发、测试和评估的状态和性质的分析文献的一部分。

图：Marker UGV的履带式版本的前视图。资料来源：俄罗斯新闻社

俄罗斯军方人工智能和地面系统的自主性

本章将集中讨论影响俄罗斯军方如何在战斗中构想UGV应用的最新发展。这方面的合作得到了一些俄罗斯政府部门、办公室和倡议的推动和帮助，这些部门和办公室在过去几十年里一直在指导军队在自主性和机器人方面的想法和发展。迄今为止，最具影响力的发展之一是国防部（MOD）在2022年8月成立了人工智能主要部门。[1]其职责是作为军队研发生态系统中的主要人工智能节点，负责整个部队的人工智能使用和实施，大致相当于美国国防部的JAIC（联合人工智能中心）。虽然整个国防部机构已经在进行多种自主性和人工智能工作，但这个人工智能部门可能会管理俄罗斯军队迄今为止的技术、工作和经验教训，以及投资于现成系统、产品和武器的资金。

事实上，俄罗斯国家媒体证实，该部门正在利用在乌克兰获得的经验来提高其武器的有效性，尽管没有详细说明如何实现。 [2] 该部门新任命的主任瓦西里-叶利斯特拉托夫证实，人工智能技术被用于俄罗斯的高精度武器[3] ，作为地面、空中和海上系统的交叉技术。 [4] 叶利斯特拉托夫指出，未来的战争将是机器的战争，他强调了人类出环的目标，以最终最大限度地减少人类的损失。 [5] 由于这种情绪在俄罗斯军队中很普遍[6]，国防部至今没有公开说明它打算如何从今天人类密集的战斗中过渡到人类在战斗中的作用越来越小，最终消失的环境。

图：在俄罗斯冬季测试期间的Nerehta UGV。资料来源：俄罗斯国防工业高级研究项目基金会

另一个揭示国防部设想的自主权的最新官方发展是 "俄罗斯武装部队在开发和使用人工智能技术的武器和系统方面的活动概念"（AI概念），该文件于2022年7月首次公布，然后于2023年3月在联合国公布。[7] 这份公开文件有效地将人在回路中作为当前的指导性权威，例如需要保持人类对军事机器的控制，以坚持遵守现行国际法准则。 [8] 这份文件坚持认为，应通过限制目标类型、行动持续时间、地理范围和使用规模等方式进行这种控制；接纳成功掌握负责任地使用人工智能武器的程序的人担任管理和控制角色；并确保人类对独立军事元素和产品的生产过程进行控制。该文件指出，使用具有人工智能技术的武器系统的责任在于为这种武器分配任务并下达使用命令的官员。[9] 《概念》还指示，在人工智能武器的整个生命周期内，人类应继续对开发和使用人工智能武器的决定负责，并根据适用的国际法准则，包括确保在负责任的指挥和控制（C2）链中操作这种系统。

这两项官方发展指向一个不断发展的概念，它建立在国防部2014年启动的 "到2025年创建前瞻性军事机器人 "的分类目标计划之上，作为空中、地面和海上机器人发展的主要路线图。 [11] 为了增强这一进程，国防部还制定了到2030年的军事机器人使用概念。 [12] 上述举措的一个主要考虑和背景是，俄罗斯在入侵乌克兰的过程中花费了大量人力、物力和技术，强调开发和使用由人类直接或遥控操作的武器和系统。然而，国防部对人工智能和自主性的审议往往包括关于这种技术作为最终的、不可避免的或有限的人类替代品的演变程度的辩论。

图；在俄罗斯展出的Uran-9 UGV。资料来源：俄罗斯国防部

最近在国防部出版的《军事思想》（Voennaya Mysl'）中的这样一个讨论，其内容针对现役和退役的军事/安全专业人士，指出人工智能作为一种计算机现象并不具备人的智力。[13]文章特别指出，智力化（类似人类的人工智能表现）和自动化（有限的预先分配的任务集）之间的主要区别是计算机在具有重大不确定性的条件下，根据异质和不完整的信息，经常变化的情况，包括编程算法以外的情况做出决定的能力。

这个特别的讨论指出，如果人工智能有能力在各种和快速变化的情况下以类似于人类的方式做出决定，[14]那么关键点应该是系统独立分析数据、做出决定并实施，而不需要与人类达成一致，无论是操作员、所有者还是程序员。[15]一个被赋予这种人工智能的军事系统理论上应该比只是一个简单的自动化技术设备更独立，有能力根据持续的信息分析得出结论并做出决定。

更具体到UGV的概念，一些俄罗斯军事学者认为，由于车辆C2的自主性，提高智能化程度应该逐步进行。[17]这种活动将逐步减少操作者在管理UGV方面的作用，授权各种行动，如使用武器的程序或到指定地点的路线。考虑到人类决策者能力的心理、精神和其他限制，以及目前自动化在决策中的作用不大，俄罗斯国防部研究人员认为[19]越来越需要使用 "智能 "系统来规划和管理日常和战斗活动，将非结构化数据转化为可立即使用的知识。在他们的审议中，目标设定目前[20]只是人类的特权，但由于人工智能系统的可扩展性越来越强，转移到它们身上的'人类'功能的数量也可能增加。

这一点和类似的俄罗斯军事辩论指出，人工智能有可能进行自我学习和适应，通过外部条件或刺激改变其算法以达到预期的结果。[21]潜在的担忧是，这样的军事系统可以通过自我编程独立地改变和改进最初嵌入其中的软件，因此解决了在最初创建这一特定系统时没有预见的问题。[22]很可能国防部的人工智能概念最终被公布，以解决这种担忧，将人类的责任分配给尚不清楚的一套AI军事发展。

俄罗斯军事学者和专家也在努力了解人工智能如何模拟人类指挥官在战斗中的决策。据国防部的一些人说，神经网络训练[23]是在受专家知识以及官方文件和手册中的信息量限制的样本上进行的，从而得出结论，人工智能将无法复制实际的人类思维。目前的这种训练水平会导致人工智能采用的解决方案不会超出训练样本本身的界限。同时，在关键和紧张的情况下，通常与人类思维相关的巧妙、机智、创造性和高风险的解决方案将被忽视，或者干脆不被学习[24] 。

图：测试中的Marker轮式版本。资料来源：俄罗斯新闻社

这意味着，在战场上可能会出现这样的情况[25]，人工智能与人类指挥官不同，无法做出实际的 "智能 "决定。在国防部看来，人类作为人工神经网络的'生物原型'，在其一生中在内部和外部因素的持续影响下得出[26] 知识。正是这种大量的特定条件和行动--即整个一生的经验--"原则上不适合任何计算机程序"[27]：

识别不同程度的来袭威胁；
快速识别战场环境和地形，以便采取后续行动；
确定并了解物理障碍物的性质和范围；
与不同的地面和空中资产协调进行战场管理；
考虑不同程度的不确定和不可预测的因素，作为战场上计划或意外情况的结果；

除此以外，还有许多与现代战斗有关的其他标准，如在乌克兰发生的战斗。[28]其中一些问题可以通过不断的训练和通过日益复杂的人工智能学习模块更新数据集来缓解，但UGV完全模仿人类的直观行为可能是不确定和不可能的。

因此，如果人类的经验是任何先进的智力系统都无法复制的因素，那么人工智能的能力仍然有限，即使它可以提供快速和精确的计算和结论。这种将人工智能作为辅助人类的决策工具的概念是今天整个俄罗斯国防部阐述的一个关键原则，尽管在整个国家的军事力量中参与了关于更多未来能力的讨论。展望未来，国防部的优先事项包括[30]将人工智能元素引入无人机控制系统、蜂群开发、人-无人机组队（MUM-T），以及将这些系统与有人驾驶飞机整合到一个共同的操作环境中。据称，俄罗斯军事工业和服务部门正在进行人工智能测试，以实现多种地面机器人系统[31]。[32]尚不清楚乌克兰战争在多大程度上影响了这些优先事项，但目前没有迹象表明国防部正在偏离这些长期计划。

俄罗斯军事UGV的实践

截至2023年，俄罗斯军事开发者已经创造了多种战斗和支持型UGV系统，包括Platforma-M、Nerehta、Soratnik、Kungas、Vihr、Shturm、Marker、Uran-6、Uran-9、Prokhod、Scarab和Scorpion，仅举几例。到2023年5月，其中一些已经作为遥控系统在乌克兰使用，操作者可以牢牢控制并相对接近UGV本身。2022年7月，俄罗斯军方在乌克兰顿巴斯地区测试了'Prohod-1'排雷UGV，以清除地雷和未爆弹药（UXO）。[33] 俄罗斯国防部还指出，Prohod-1与Uran-6一起在叙利亚测试。[34] 俄罗斯军方工兵在乌克兰使用'Kobra-1600'UGV进行ISR和探测未爆地雷、导弹碎片和简易爆炸装置。俄罗斯军方还使用Uran-6排雷车在顿巴斯和乌克兰南部清除大面积的未爆弹药[35] 。

图;在俄罗斯测试期间的Kungas UGV家族。资料来源：Zvezda电视台

2022年4月，俄罗斯承诺开始对主要为城市作战而设计的Shturm重型攻击机器人进行实弹测试，该机器人是在T-72的基础上创建的。[36]鉴于缺乏后续媒体报道，不清楚涉及用125毫米炮向目标开火的测试是否真的进行了。上面提到的大多数UGV项目也是如此--在对Kungas、Vihr、Nerehta和Soratnik UGVs进行初步测试后，它们要么被指定为后续设计的测试平台，要么俄罗斯媒体对其继续开发保持沉默。就目前而言，俄罗斯在入侵乌克兰前开发战斗型UGV所产生的最大问题是它们在当前战争中没有进入前线作战。

这种缺席很可能是由2018年在叙利亚进行的Uran-9 UGV压力测试所决定的。在对Uran-9的失败进行综合分析后，俄罗斯国防部表示，在未来10-15年内，一次性的、最好是固定的UGV使用可能是最可行的运用方式。目前这一代UGV的最终作战任务是作为其他系统、部队和单位的补充而被消耗掉。[38]试图找回受损或被摧毁的UGV的后勤和人力密集型困难应该超过其生产和开发成本。因此，乌兰-9之后的国防部指令提出，这种战斗车辆应与其他军事编队一起使用，而决不能单独使用，因为它们的故障会对军事任务的速度和效果产生负面影响。[39] 2019-2020年，俄罗斯军队接收了数量有限的乌兰-9UGV，据推测是为了测试和评估，但这可能是由于乌克兰战争的人力和物质资源分配而被推迟了[40] 。

图：2019年5月9日在莫斯科阅兵前的乌兰-9UGVs 资料来源：俄罗斯新闻社

俄罗斯国防部对作战UGV的愿望清单包括自主性，以加快决策速度，特别是在快速变化的城市作战环境中。 [41] 一些驻俄罗斯的军事专家认为，根据目前人工智能技术的发展，能够自行寻找目标的完全自主作战系统可能在几十年后出现。 [42] 无人驾驶和自主地面作战的关键特征应包括最大限度的统一性、模块化、多功能性、与不同系统的兼容性，以及融入现有和未来军事编队的能力。[43] 这种平台应能在混合群或不同地面和空中飞行器群中的UGV之间进行信息交流，包括与有人驾驶的系统，并能抵抗反措施。

实用的战斗型UGV应用

2023年2月，俄罗斯的德米特里-罗戈津（Dmitry Rogozin），一位前俄罗斯航天局局长，现在在乌克兰的顿巴斯地区工作，宣布他已经接收了几辆'Marker'UGV。 [45] 他承诺开始向车辆的C2模块上传目标图像和战斗算法，并安装反坦克武器，以可能对抗西方提供的M1艾布拉姆斯和豹2坦克。 [46] 这标志着战斗型UGV首次出现在乌克兰，但仍有疑问，为什么是罗戈津--他现在是一个私人公民--而不是实际的国防部负责这一测试和评估。

图：轮式Marker UGV在与小型四轴飞行器的测试中。资料来源：俄罗斯新闻社

俄罗斯的Marker UGV是由先进研究基金会（ARF，类似于俄罗斯的DARPA组织）和俄罗斯主要机器人开发商之一的安卓技术公司联合开发的。Marker是自主、机器人和人工智能技术的试验台，如计算机视觉、通信、导航、自主运动和群体控制。[47] 到2023年初，有几个履带式和轮式版本，包括一个侦察UGV[48] ，有一个系留无人机（UAV）的无人机，以更好地进行情报、监视和侦察（ISR）。此外，还有一种战斗型[49]，可以装备反坦克制导导弹（ATGMs）、自动榴弹发射器（AGLs）、机枪和/或能够携带无人机或游动弹药的吊舱。马克尔护卫型配备了日间和红外摄像机。在2022年2月的入侵之前，"Marker"作为反无人机平台进行了测试[50]，以防御在乌克兰战争中变得非常普遍的小型无人机。还有一个 "Marker"后勤版[51] ，用于货物运输和医疗后送。罗戈津的计划包括用反坦克导弹测试战斗版，并测试Marker的系留无人机作为侦察平台，UGV隐藏在乌克兰潜在的反措施中。

马克尔的关键作用之一是在不确定的环境中协调自主行动，通过深度神经网络协助车辆决策，在离操作者很远的地方独立执行任务[52]。ARF还设想Marker学习人类的语音命令，此前它为MUM-T测试了语音控制技术。马克尔的技术解决方案，如人工智能、机器视觉和群体控制，可以潜在地扩展到大型坦克或其他无人驾驶的地面车辆的水平，暗示了未来可能的计划，如果这种UGV在乌克兰通过了设想的测试[53] 。

图：在俄罗斯冬季测试期间的Marker轮式版本。资料来源：RIA Novosti

2021年，Marker的开发者用几辆UGV进行了一次实验，这些UGV自行穿越[54]森林地形，前往预先选定的目的地。罗戈津的测试计划包括Marker应该可以通过数据集区分战斗中的对手车辆。[55] 目前还不清楚这种数据集是否会来自ARF和/或安卓技术公司，或者罗戈津的组织可以从其他地方获得它们。有俄罗斯公司正在为军用无人机的人工智能C2研究类似的图像识别机制。[56]这一说法涉及神经网络学习算法，以在各种环境条件下识别北约军事设备，包括短的曝光时间。

目前还不清楚罗戈津的实验是否会涉及：

一个完全遥控的 "Marker"版本，以减轻乌克兰战场的复杂性和不确定性；
人在环中的方法，由Marker自主行驶，由操作员做出最后的目标选择和终止决定，或者；
人在环上的方法，由Marker自行选择并决定打击哪些目标，由操作人员进行最后的批准。

可能Marker ISR版本可以最好地适用于乌克兰。这将涉及到UGV发射一个系留的无人机，该无人机通过电源线运行到150米的高度，同时它位于掩体后面以避免被发现，允许车辆 "看到 "15-20公里，作为提供关键战场观察和态势感知解决方案的一部分。 [58] 如果声称的两项测试都不成功，UGV可以被用作挖掘的固定炮台，俄罗斯国防部对Uran-9在叙利亚的性能审查表明这是一种合理的策略。

图：在俄罗斯测试期间的跟踪Marker UGV 资料来源：Rusandroid，通过维基共享资源

用UGV向前冲？

在俄罗斯军队在乌克兰的灾难性表现之后，一些俄罗斯军事评论家提出了可能改善坦克和地面作战的想法。2022年6月，备受尊敬的俄罗斯《祖国兵工厂》（Arsenal Otechestva）杂志的主编维克多-穆拉霍夫斯基提出，改善坦克性能的主要领域是态势感知和C2。[59] 穆拉霍夫斯基建议为坦克配备微型无人机，这些无人机将在视线范围内运行，最长可达4-5公里，在对手地面部队往往集中的范围，以更准确地引导坦克炮弹到达目标并避免被发现。 [60]可能是受到入侵开始几个月俄罗斯坦克乘员重大损失的影响，穆拉霍夫斯基指出，坦克内部战斗过程的逐步自动化和机器人化以及乘员的减少是坦克战的另一个未来发展方向。 [61] 穆拉霍夫斯基认为，在不久的将来，由有乘员的坦克和无乘员的车辆组成的混合编队可能会出现在战场上。[62] 在这种情况下，遥控机器人坦克可以成为前线进攻梯队，进行侦察，提供安全，并执行其他任务，以取代今天的有人驾驶的坦克。

图：在俄罗斯测试期间的Uran-9 UGV。资料来源：俄罗斯国防部

虽然在叙利亚，"乌兰-9 "未能发挥穆拉霍夫斯基为未来战斗机器规定的作用，但考虑到乌克兰战场的复杂性，以及包括大量用于发现目标和侦察的商业无人机在内的众多对抗措施的存在，"Marker"可以再次尝试证明这种作用首先在技术上是否是可行的。其他俄罗斯国防部UGV提案指出了一个在MUM-T模式下工作的半自动控制系统。在这种设想中，战斗UGV在步兵之间移动，它的路线可以由最近的战士用语音命令来纠正。[63] 战斗UGV也可以在步兵前面移动，关注邻近士兵的动向。

俄罗斯军事专家正在考虑其他的UGV概念和战术，比如设想由轻型和重型UGV组成的小组与无人机一起攻打城市目标。这种团队合作包括ISR和打击单位，以发现对手的武器和防御，然后是由四旋翼飞机和轻型无人机组成的空中侦察和作战无人机组，使用制导弹药对敌人进行打击。中型和轻型UGV以压制火力掩护进攻部队，打击建筑物或防御结构中的敌人射击位置。如果对手被证明是有弹性的，则将带有炸药的遥控平台送至目标并引爆。[68] 之后，摩托化步枪和突击部队完全占领目标区域。

这种UGV-UAV团队的概念有可能在城市作战环境之外应用，在打击同行对手的部队和削弱他们的能力时，越来越多地使用无人驾驶的地面资产与其他武器系统协同行动。这种情况下设想的UGV有些是遥控的，有些是半自动的，有些可以在其任务集的狭窄范围内完全自主。在入侵乌克兰之前，俄罗斯国防工业有迹象表明，它实际上倾向于在城市环境中应用重型UGVs。对于类似乌克兰的战斗环境，特别值得关注的是基于T-72坦克平台的Shturm UGV，以及基于BMP-3步兵战车（IFV）平台的Vikhr/Udar UGV。

图；测试中的Udar UGV。资料来源: Sputnik

俄罗斯大部分UGV开发和测试的一个关键问题是缺乏标准化--这是多年前在第一次 "俄罗斯武装部队机器人化 "年度会议上发现的一个问题。多个UGV项目被单独开发和测试，而没有明确的数据显示这种测试是否事实上模仿了实际的复杂战场环境。[71]同样，对俄罗斯国防工业和俄罗斯高科技公司的国际制裁可能会影响到必要的人工智能和自主技术在现有的几个UGV例子之外的规模化发展。Marker的开发者声称，该UGV将在乌克兰的试验结束后进入大规模生产--鉴于俄罗斯在乌克兰损失了大量的军用地面车辆，以及国防部需要用更多的现代和现代化设备来补充库存，这可能是一个重要的成就。[72] 同时，没有迹象表明军方早先声称购买的乌兰-9UGV，也许这也是军工行业在战争期间的压力。

由于在实际战斗中测试的俄罗斯UGV非常少，很难判断国防部声称的在此类系统中进行人工智能和自主性测试的全部程度和范围。遥控的UGV在战争的这一阶段似乎更实用，在某些领土被确保后，用于清除地雷和未爆弹药。然而，这种使用将操作人员置于不可避免的相对接近车辆的位置，如果UGV的位置被乌克兰军队跟踪和攻击，可能会使他们处于危险之中。多年来，"Marker"UGV项目一直是俄罗斯最公开的人工智能和自主性的例子，如今随着德米特里-罗戈津团队声称的测试，它仍然如此。在乌克兰进行的这种测试可能为其他车辆的后续试验提供了可能性。在战斗中使用UGV而不是人类士兵，正是这种技术存在的原因。俄罗斯军方和工业界是否能够迎接挑战，证明这种技术可以用于战争，还有待观察。