无人机的自主性开发

乌克兰冲突的严峻考验正在传授许多东西。无人机战争的多个方面几乎处于经验教训层次的顶峰——很快就成为一个独立的战争领域。

传感器、推进器、数据处理和传播、效应器和有效载荷——所有这些都表现出为应对长期太空挑战而不断寻求创新解决方案的趋势。然而，打破围绕这场持续两年的冲突的营销炒作和误导性宣传并没有那么简单。尤其是在平台自主性的问题上。

当然，“自主性（autonomy）”这个词对不同的利益相关者有不同的含义，这一事实也无助于解决这种困惑。这个词可以表示平台的可用行动范围或续航时间-将问题解析为无人机（UAV）；也表示组织或区域政治独立程度。其他人则认为这是独立思考、推理或行动能力的表现。从无人机的角度来看，续航和独立行动的解释是相关的，虽然不同，但在一定程度上是一致的。

发展早期无人机的主要动机之一在于远距离投射效果的能力。这种效果可能是执行情报、监视和侦察（ISR）任务，并为战术级指挥官提供数据和支持，以改进决策——也可能是对目标施加动能效应。因此，有效航程、飞行续航时间以及控制和通信信号的安全性问题变得至关重要。解释制造商的数据，阅读规格和要求，在应用于无人机时，自主性一词往往可以替代航程、续航时间或巡飞时间。

图：Anduril Roadrunner的前提是实现从无人值守发射器到目标区域的快速运输，然后在自主攻击之前进行自主目标检测，定位和分类。

在乌克兰的作战行动显示，迫切需要在距离上产生效果，并减少产生效果的时间，这反过来又影响了平台的发展。例如，Anduril Industries Roadrunner无人机开发的关键概念之一就是利用高“冲刺速度”。凭借高亚音速能力，该系统的战术实用性大大增强，能够比“传统”作战中的正常情况更快地将效果传递到需要的点。从定义的角度来看，这增强了行动的自主性。

然而，在讨论无人系统领域时，另一种定义更为普遍。执行任务的能力——并在可能的情况下，根据不断变化的情况调整任务参数——以独立或至少半独立的方式，很少或没有人为干预，是无人系统界的顶级能力。为此目的投入了大量资源和知识资本，结果各不相同，而且出现了一系列需要尽早解决的长期问题。

这些问题分为两大类-行动和政治。行动问题虽然棘手和复杂，但更容易以良好的军事方式加以处理，办法是将一个复杂的问题分解为各个组成部分，按顺序解决每个子问题。政治问题需要一种更微妙和更有凝聚力的方法。

自主行动

在大多数情况下，围绕自主能力的行动问题围绕着控制行动的独立性。这听起来可能违反直觉，但举个例子，一个战斗侦察部队指挥官有许多无人机可供他使用，他的任务是在30公里的范围内确定敌对部署和意图。他的一些平台配备了ISR，而其他平台则配备了武器系统。他的一些担忧将围绕着他的ISR资产是否足够可靠，能够将目标信息直接传递给武器化飞机，有效地将他排除在决策圈之外。

图：短程无人机或游荡弹药，如澳大利亚开发的DefendTex D40，在进行攻击时，包括最后阶段，通常是完全自主的。

观察、定向、决策、行动（OODA）循环的概念是在考虑作战行动的情况下发展起来的，尽管它越来越多地应用于非军事组织结构。然而，它是在智人的思想中发展起来的，智人是进行所有这四种活动的思维机器。利比亚、纳戈尔诺-卡拉巴赫、叙利亚、加沙和乌克兰都或多或少地开始改变军队对这一概念的态度。智能机器能够在特定环境中进行所有四个组成活动，并且-根据精心制定的指导方针和算法-以安全，可靠和可重复的方式进行。

对于军事和安全应用的空中平台的自主行动的影响是巨大的。远程效果极大地扩展了可以监控和/或保护的感兴趣区域，无论该区域是机场的直接环境还是整个安达曼海。高空无人机在数周或数月内监测一个区域以确定“生活模式”的变化并生成适当警报的能力是有价值的。有些人会说，它决定如何应对观察到的变化的能力同样有价值--而且，在节省时间和避免人类决策过程的不确定性方面，它可能节省关键时间并拯救生命。有些人认为这是一座太远的桥。

审查、怀疑和安全

无人机发展并变得如此突出的时代恰逢公众获得前所未有的信息和通信能力的时代，不可避免的后果是辩论变得更加频繁，并且包含比以前更多的不同观点。一个后果是公众对“当局”的行动（或不行动）的监督增加，可以说，这在政治中更为普遍，国际关系和军事力量的使用在监票人的议程上占有很高的地位。那些赞同阴谋论的人认为每一个行动的核心都是恶意的，许多人担心智能系统可能会推翻人类的意图，并在全球范围内造成混乱。

尽管在某种程度上是科幻小说，但这种恐惧的内核仍然是现实。但是，大多数不明真相的评论者忽略了一个事实，即自主性并不是像蝴蝶一样从一个新近编织的茧中破壳而出的，而是经过了数十年的发展和考虑、实验和修改。在所有无人驾驶系统领域，精明的制造商和有关当局都进行过辩论、讨论和合作，以开发满足操作安全和持久人类控制严格限制的运行架构。我们现在才看到无人驾驶飞行器在有人驾驶飞机的空域进行例行操作，这证明我们花了 20 多年的时间来考虑和构建必须进行此类操作的监管环境。

图：同时定位和地图绘制（SLAM）算法是该能力的核心，已经存在了近三十年。然而，研究人员现在正在推动不同方向的研究，重点是应用于智能无人机的可靠性和深度机器学习。

在战场上，这种考虑是次要的。当务之急不同。然而，保持 "人在环内"的能力，对致命武力的使用行使最终权力，仍然是允许无人系统相对独立运行的有力论据。莱茵金属公司（Rheinmetall）在宣布地面和空中无人系统的发展时，都不忘保证在任何情况下人的权威都是至高无上的。AeroVironment 公司强调对 ISR 无人机和无人战斗飞行器（UCAV）的积极控制。软件和分析算法的开发商将潜在客户的注意力集中在每个新版本中内置的多种安全预防措施上。然而，担忧依然存在。

自主性走向何方？

自主性的发展方向仍然存在问题--我们将如何协调多种需求，并高效、有效地利用我们通过无人系统释放出的广泛能力？我们如何确保人类主动性的首要地位，并限制机器人系统不可阻挡的前进步伐？

从长远来看，似乎没有什么可以接受的答案，因为相关问题的复杂性很少有人能解释清楚，能充分理解的人就更少了。人类历史上的每一次发展都蕴含着危险，我们不应自欺欺人地认为机器自主的发展不会带来任何潜在的灾难。但实际上，我们已经享受到了自主机器在一定程度上开展日常活动所带来的好处。在伦敦码头区和许多其他城市，无人驾驶火车已成为一道熟悉的风景。在每次载客飞行中，机组人员往往会以惊人的高比例监控客机的活动，在航段的两端仅介入几分钟。当然，一旦系统出现故障，他们仍可立即进行干预。远程手术已经在挽救生命，否则医疗干预可能是不可能的。但国防和安全则不同。

图：MQ-20 "复仇者"，全球各国政府部署的较大型无人机的典型代表。资料来源：GA-ASI

乌克兰冲突中令一些观察家担忧的一个方面是，急功近利的心态在多大程度上忽略了能力发展中的谨慎需求。乌克兰当局和前线部队在对现有系统进行拼凑、改装和哄骗，使其完成原本设计不具备的功能方面极具创新性。这方面的例子包括将民用无人机改装成投掷手榴弹。然而，人们却很少关注潜在的灾难，尽管有可怕的预测，但似乎尚未发生。在立竿见影的效果面前，绝对安全成了祭坛上的牺牲品--这是战争史上的一个共同特征。人们关注的焦点是，在非人的层面上做出的决定会造成大规模的 "附带损害"。

然而，有一些强大的大脑正在规划未来的自主进程。传感器和计算领域的巨头，如亨索特公司和微软公司，都在努力开发和整合各种能力，使能力更强的机器人系统的日常操作成为可能。从洛克希德-马丁公司（Lockheed Martin）和英国宇航系统公司（BAE Systems）到 Milrem 机器人公司（Milrem Robotics）和 Anduril 工业公司（Anduril Industries）等大大小小的公司都在开发强大的能力，使蜂群攻击和防御成为不久的将来空中作战的可行考虑因素。

图：鉴于大多数军队中反无人机系统的数量较少，许多噩梦场景之一就是对抗成群的智能、自主敌对无人机的难度很大。

至少从目前来看，未来的发展方向很可能是我们在过去四十多年间在作战飞机航电环境中所看到的持续演进。先进战斗驾驶舱的早期迭代提供了传感器输出，供人类解读、决策和行动；玻璃驾驶舱推进了机器生成数据供机组人员干预的方法；以 F-35 驾驶舱为例，它在此基础上更进一步，传感器融合依靠传感器和计算能力来收集、分析和解析数据，然后为飞行员提供一系列选择。这一切都节省了时间，减轻了飞行员的认知负担，从而将认知重点转移到决策而不是分析上。这是否能充分满足人类对控制感的需求，还有待观察。

最重要的是，这个精灵太好了（而且太独立了），不能再被放回瓶子里了。无人驾驶系统的自主性将继续存在，事实上，这对它们在中短期内取得人们所期待的成功至关重要。

参考来源：欧洲安全与防务杂志