尽管概念热炒,真正的无人机集群技术尚未实现。美军认为其长期聚焦硬件制造与GPS等平台能力输入,却忽视无人机协同架构的核心命题。当前所谓"集群"仅是机器编队机动。但变革性战略飞跃已触手可及:实现无单点故障、机器速率的弹性协同自主决策。达成此愿景需将采办重点转向分布式系统基础设施,而非单纯追求平台数量质量。
作为分布式系统、协同自主及军事现代化战略专家(双方均持安全许可资质),经百余位公私领域权威访谈,确认全球尚无真正无人机集群实证。那些震撼的无人机灯光秀?非集群。主从式自主编队?非集群。单人操控百架无人机?非集群。真正的集群其压倒性优势不仅体现规模,更在于统一性与弹性。它以机器速率智能适应环境变化,实现"整体大于部分之和"的分布式系统效应。
美国防务界迄今未能交付具备实用弹性协同能力的自主平台分布式集群系统。承包商滥用"集群"标签营销产品组的行为,已消解概念本义、迷惑客户并钝化本应催生突破性能力的需求信号。若无竞争者开发真分布式集群,此乱象尚可容忍——但现实绝非如此。
军事行动历经无序混战、集中兵力与机械化机动的复杂化演进。20世纪末起,决定性武器与基础设施使冲突僵化,迫使机动战退居次要地位。21世纪以来,原始工具战术相对昂贵基础设施渐显效能优势,2025年制胜新范式或是部署大量小型自主廉价平台。
战争发展每阶段皆提升三大制胜核心要素:
集群代表触手可及却尚未实现的技术新阶段。近年小型自主廉价平台的成就,实质是集中化与机动化阶段的自动化叠加——这些平台仍是需飞行员遥控或单机智能的独立个体。
机器编队机动固然重要:用自主设备消耗替代人员伤亡更可接受;这些设备能牵制敌方大量资源;且对强调存在感与技术精密的美国军事文化具颠覆性。但这仅是机械化的人类步行或载具机动复刻,远非质变突破。
战争发展的真正阶跃非改良前代,而是颠覆前代:集中兵力通过消耗战与组织化击败混战;机动战通过弱点打击与制造混乱战胜集中兵力。但非协同的小型自主设备群仅能通过更大规模更快机动战胜机动部队。
除核武器外,何物能击败机动卓越的大型自主设备群?唯有真集群——即不依赖中央控制器、主控机甚至互联网连接的分布式智能系统,能实时动态适应环境变化。率先实现真集群的军队不仅赢得战役,更将碾压未预见协同自适应攻击、自愈网络或群体智能的整个体系战略。此愿景现已具备可行性。
蓝方500架无人机由单操作员控制完美同步机动,执行预设编队。每架无人机自主决策攻击附近目标并避撞,形似机器速率的军乐团,以规模与紧密协同蔽日遮天。
红方500架无人机则通过协同评估以1:1比例分配目标,节省弹药并最小化附带损伤。其核心非单机而是群体——借群体智能如蚁群、蜂巢乃至黏菌般自组织,达成《星际迷航》博格人或《安德的游戏》虫族式的"群体心智"。即便与后方通讯中断,仍通过临时短距连接保持作战态势同步。
红方展现集群能力时,蓝方仅实现机器编队机动——通过"一对多"模型单人多机操控或"主从"模型层级控制。当突发态势变化,蓝方无法如红方集群般实时机器速率自适应。集中控制更使蓝方存在脆弱单点故障。
将集群与集中化/机动化改良混为一谈危险且误导。这不只是语义问题——术语滥用已使真集群需求信号模糊不清,业界无从响应。基于三年跨领域专家访谈评估:美国防务技术产业正集体偏向蓝方路径(将机器编队机动作为人类替身),而非真集群。
决策者听到"集群"时,却总幻想博格人、蚁群或椋鸟群飞——他们期待的是红方式未来能力。决策者尚未意识到需明确排除所有蓝方路径的缺陷。若此差异持续模糊,决策者将错失传递真实需求信号的机会,美军则丧失部署最强战力的契机。
达成真正集群需集成分布式系统基础设施,以提供通用作战图景并将控制点分散至集群全域。此特性使集群具备战略变革性:其态势感知与控制权分布于多个同步引导节点(非单一节点)。集群通过周期性同步系统状态并协同决策后续行动,构建一致的自愈式通用作战图景。该方法在个体节点故障与网络通信中断预期下仍能维持协同。超大规模数据中心工程已深入理解分布式系统,新兴研究正将分布式架构应用于物理世界的无线连接自主系统。
对植根于AI、机器人或自动化领域的国防集成团队而言,实现该目标的计算机科学与数学原理可能极反直觉。这些专业领域围绕集中式系统构建——预设单一中央处理器吸收所有传感器输入并指挥系统其余部分。此乃"一对多"与"主从式"协同自主的基础,虽比分布式系统更易扩展,却也更易被击溃。
AI无法创造集群,因智能与架构本质迥异。一组由先进AI驱动的高智能无人机,若无法持续可靠达成对世界认知的共识,便无法形成集群。此共识属于分布式系统领域。AI可增强集群效能,却无法独立实现集群。简言之:AI使多平台更智能,唯分布式系统能使集群具一致性。
采办与研发测试评估负责人应在涉及真集群的倡议中纳入分布式系统术语。例如:"解决方案应利用基于共识的状态管理与数据安全基础设施层,实现大规模安全分布式操作"。
此举必要,因招标书与提案请求常混淆两类问题:分布式系统解决的问题 vs 需网络/应用/AI方案解决的问题。美国防部及各军种几乎所有"协同自主集群"能力招标,均描述契合分布式系统的目标,却仅要求网络/应用方案且模糊系统特性。这导致分布式系统供应商未获明确需求信号而不参与竞标,参与者亦难阐释方案差异最终放弃。
混乱例证:研究访谈的25名美陆军军官与文职现代化专家均提及"带宽限制阻碍边缘弹性通用作战图景"。但带宽属网络约束——带宽提升无法实现本地通用作战图景,仅使本地设备能通过超大规模云服务商获取远程图景。弹性可扩展的分布式系统本应本地部署,无需依赖云连接。前线终端用户无需理解此差异,但现代化与采办专业人员必须明晰。
更广泛而言,为避免部署脆弱低效的分布式军事系统,应明确制定独立于云服务商的分布式系统基础设施研发、测试与采办倡议。因依赖云端分布式基础设施的带宽需求远超作战部队保障能力,且构成单点故障。项目执行办公室与需求开发方须规定分布式软件基础设施应云独立且本地自包含。
云独立本地分布式系统的研究领域惊人地不成熟,其需求信号模糊且易受混乱信息干扰。但该能力是美军现代作战方法的基石技术前提——各军种官方作战概念均预设某分布式基础设施层能使分散平台群以机器速率协同。
因集群(协同自主的机器速率环境自适应)代表军事作战能力的阶跃式进化,是赢得未来战争的关键能力。认同此概念前提者,应将"云独立弹性分布式系统"融入协同自主及所有任务关键型国防基础设施。
然而,若缺乏对当前与未来预期能力的清晰认知,恐将耗费巨资设计出失调、脆弱且无力应对未来挑战的系统与战略。集群是作战能力重大演进的下个阶梯,任何严肃对待的一方皆可触及。
参考来源:warontherocks