译文《无人水面航行器（USV）在海洋控制活动中的潜在用途分析》23页报告

1 目的

近年来，无人系统在军事行动中变得越来越重要。然而，对无人水面航行器（USVs）的作战运用的关注相对较少。本研究的目的是分析如何、在什么情况下、以及在多大程度上可以在海上控制活动中使用它们。本报告旨在确定USV适合的任务和功能，同时也强调为确保USV有效融入海军行动而应考虑的行动问题以及技术和计划要求。

2 引言

"为了保持安全，我们必须共同着眼于未来。我们正在处理新技术的广度和规模，以保持我们的技术优势，同时维护我们的价值观和规范。" 北约领导人--伦敦宣言 2019年12月4日

上述声明在某种程度上是对联盟在更广泛的创新任务范围内正在进行的一项重要工作--北约海上无人系统倡议。

诚然，就其本身而言，这听起来既是技术性的，在新兴技术的背景下又有点狭隘。这个背景包括：人工智能、大数据、太空、高超音速武器、生物技术、量子研究、自主性等等。那么，为什么海上无人系统现在是相关的？简单地说，开发无人系统以跟上潜在对手的步伐，可以提高作战效率，限制人的生命风险，降低作战成本。

北约的海上无人系统倡议是在2018年10月达成的。重点有三个方面：利用世界领先的研究，提高盟军常规部队和无人机之间的互操作性，为我们的水手建立新的战术，以真正利用这些技术，并为所有领域（空中、海上、陆地、网络和空间）的军事无人机开发安全数字通信。

本文旨在解决和回答UV和自主系统为何以及如何在北约的海上优势中发挥作用。此外，它将概述UV的使用将如何使北约盟国在从和平时期到MLE的关键作战领域更加有效。与传统的海军资产一起工作，这些无人系统将改善北约的核心任务，并作为部队的增殖资产，协助指挥官进行全方位的战争。

历史背景

"我代表海军说，无人驾驶系统必须解决海军运作的所有领域.....我们在海面，在海面上空，在太空中行动，但我们又在海面下行动。因此，当我们谈论无人驾驶和......当我们把所有这些能力结合在一起时，它必须考虑到我们在所有这些不同的领域中运作" - 加里-罗格海德上将，2007-2011年海军作战部长（CNO）。

无人水面航行器（USV）的历史至少可以追溯到第二次世界大战，但只是从20世纪90年代开始，由于技术的进步，无人系统出现了大量的扩散。这些系统的使用代表了美国海军以及世界上许多其他国家海军的模式转变，即采用无人系统来执行传统的载人系统可能不适合的任务，或减少对最重要的资源--人的风险!

第二次世界大战见证了USVs的首次实验。加拿大军方在1944年开发了COMOX鱼雷的概念，作为诺曼底入侵前的USV，旨在入侵期间投放烟雾。COMOX被指定为鱼雷，因为它只能被编程为穿越一个固定的路线。尽管COMOX没有被部署，但它还是建造了一个飞行器并成功完成了测试。与此同时，美国海军开发并演示了几种类型的 "爆破火箭艇"，用于在冲浪区清除地雷和障碍物。"箭猪（Porcupine）"、"长橇（Bob-Sled）"和 "Woofus 120 "是改装的登陆艇型号，以不同的配置携带大量的扫雷火箭。

战后USV的应用范围扩大了，1946年在比基尼环礁的阿伯和贝克原子弹试验后，美国海军使用无人艇收集放射性水样。1950年代美国海军防雷实验室的DRONE项目在1954年建造并测试了一艘遥控扫雷艇。到20世纪60年代，海军在遥控 "航空救援 "船的基础上使用靶标无人艇进行导弹射击练习，瑞安火鱼靶标无人艇被用于炮术训练。与无人机类似，目标无人机USV的开发和使用多年来一直在继续并不断发展。

1950年代后，人们对USV作为扫雷无人机和其他危险任务的兴趣继续增长，美国海军的进一步发展包括小型 "无人艇 "概念。它由一个15英尺的USV组成，用于部署无人驾驶的弹药。1965年，它被迅速开发出来，并在1965年越南战争期间以10个车辆套件部署到舰队。更大的扫雷无人机（MSD）USV也被开发出来，并在60年代末部署在越南。这些早期USV的成功，向一些国家展示了无人驾驶扫雷系统的价值，促使国际社会在世界各地进行研究和开发。

海军对用于侦察和监视任务的USV的兴趣出现在20世纪90年代末，开发了自主搜索和水文测量车（ASHV），其变体被称为猫头鹰和Roboski。Roboski最初是作为舰载部署的水面目标（SDST）开发的，是一种喷气滑雪类型的目标，用于舰艇自卫训练。此外，这种USV还作为侦察车的试验平台。美国海军在2003年开始了几个新的USV项目。海军研究办公室（ONR）向美国海军设施工程支持中心（NFESC）提供资金，以开发一种名为海狐的小型ISR USV。

通过加快创新步伐，一艘无人驾驶的 "海猎 "号原型自主舰于2019年从圣地亚哥驶向夏威夷，在无人驾驶、完全自主的海军舰艇设计和生产方面引领世界潮流

在过去的几十年里，人们对USV的发展有很大的兴趣。随着系统的成熟，传感器和电子器件的保真度大大增加，体积也缩小了。此外，通信设备的发展允许小型有效载荷包的增长，并为几乎所有的USV平台提供重要的信息收集能力，包括数字和视频相机、光电/红外线（EO/IR）传感器和雷达系统。这些技术的快速发展将继续推动USV在未来的创新和改进。

3. USV分类

UV是几种新的能力之一，与定向能武器、高超音速武器、人工智能和网络能力一样，一些国家的海军正在追求以相对便宜的方式（包括资金和人员）应对新的军事挑战和填补任务空白。USVs可以配备各种传感器、武器或其他有效载荷。它们可以根据特定的任务进行定制，可以遥控操作、半自动或（随着技术的进步）完全自主。它们的采购成本可能比载人舰艇和飞机低，因为它们的设计不需要为水手/操作人员提供空间和支持设备。紫外光武器特别适合于长时间的任务，这些任务可能会对船上的人类操作员的身体耐力产生影响，或者对船上的人类操作员构成高风险的伤害、死亡或捕获。因此，UV有时被认为特别适合所谓的 "3D"任务，即 "枯燥、肮脏或危险 "的任务，这一点在下一章有解释。各级指挥部的规划人员应了解USV的一般能力和限制，以及使用这些系统所带来的效果。较新的无人驾驶系统具有更高的自主性和隐蔽性，使其在行动中比冒险部署人员更具吸引力。

美国海军将其USV采购项目分为四个基于尺寸的类别：大型、中型、小型和极小型，其无人水下航行器（UUV）采购项目也同样分为四个基于尺寸的类别：特大型、大型、中型和小型。

图1和图2所示的较小的UVs，可以从海军有人驾驶的舰艇和潜艇上部署，以扩大这些舰艇和潜艇的作战范围。相比之下，大型UV武器更有可能直接从码头部署，以执行原本可能分配给有人舰和潜艇的任务。如图3所示，美国海军已经为其USV和UUV项目确定了五个关键的技术组[1]。

为了本研究的目的，适用以下定义：[2][3]

无人系统（Unmanned System）： 一个综合系统的总称，其主要载体是无人的。无人系统包括飞行器、控制设备、发射和回收设备、有效载荷（传感器、武器或货物）以及相关支持设备。

海上无人系统：可包括水面舰艇、水下舰艇或空中飞行器等资产，在海区（以及从海区）作业，至少有一个组成部分：无人飞行器。

无人驾驶飞行器：一种不携带人类操作员的动力飞行器，可以预先编程/自主或远程操作，可以是消耗性的或可回收的，并可以携带致命或非致命的有效载荷。

无人水面航行器系统： 该系统的组成部分包括必要的设备、网络和人员，以便在没有船员的情况下控制水面上的无人驾驶船只，包括半潜式车辆。这些飞行器在静止状态下将水置换出来，并在运行时与水面几乎持续接触。车辆与水面的界面是一个主要的设计驱动因素。

由自主性水平驱动的基本分类如下：

手动：人在循环中连续或接近连续。

半自主：一些车辆的行为是完全自主的（例如，转运到站点，激活传感器）。车辆在受到操作者的指示或自己对情况的认识时，会提到其操作者（例如，要求允许开火）。

自主或完全自主：飞行器管理自己的决定，从发射点到回收点都由自己决定。大多数操作可能是这三种模式的某种组合。

4 海洋控制

"谁统治了海浪，谁就统治了世界"。- 阿尔弗雷德-塞耶-马汉

海军思想家们经常写到 "海洋统治权"，这是一支海军部队优于所有竞争者的一般条件。海上指挥权可以是区域性的，也可以是全球性的，这取决于所考虑的时代和行使指挥权的国家，它既存在于和平时期，也存在于冲突时期。虽然它是一个对历史分析有用的术语，但在现代的说法中却不那么有用。

另一方面，海上控制权表示一种可以在时间上和地理上受到限制的条件。当一支海军建立了海上控制权，它就可以在该地区内和从该地区行使它所能行使的全部行动。在行使海上控制权时，一支海军在所有领域都占优势。

当一支海军部队能够在可接受的风险水平内，根据威胁和预期的作战目标，实施全方位的作战行动时，海上控制权就是一种存在的条件。海上控制权可以是实际的--即战斗行动已经发生，海上领土已经被夺取；也可以是假定的--即占优势的海军部队可以合理地预期在必要时能够行使全方位的战斗行动[4]。

海军提供了一种广泛的、灵活的和可扩展的能力，可以在所有领域运作，并可以使国家权力的所有原则发挥作用。他们可以为正在进行的或随后的行动提供联合部队的整合和部署。海军部队的属性在可能发生的广泛行动中具有实用性。这些行动被归入战争和战斗、海上安全和安全合作这三个一般活动中，并且可以在从单个单位到大型任务组的范围内进行。

在冲突的低端，海军部队的存在可以确保航行自由。在许多其他情况下，在沿海地区开展行动时，如保护港口和锚地、两栖行动或为陆地战斗提供支持，必须实现并保持对海岸线的海上控制。然后可能还需要在近岸的某个距离上对空中和陆地进行控制。

海洋控制的必要性并不取决于是否存在实质性威胁。即使行动自由面临的风险很小，建立海洋控制也可能是必要的，而且可能需要付出不成比例的努力。

海洋控制基本上可以通过两种方式实现：歼灭对手或通过封锁遏制对手的海军力量。或者，可以通过威慑来遏制对手。所需的以及确实可以实现的海上控制水平，将取决于威胁、任务、海上力量的规模和能力。

为了行使海洋控制权，部队指挥官必须有相应的手段、权力和决心来使用他的权力。在当代作战环境中，政治意愿和一套合适的交战规则是任何行动的规划阶段都需要解决的主要因素。

在许多海洋行动中，为了实现力量投射，必须要有海洋控制权。获得制海权确实是任何海上或远征行动的一个主要组成部分。

指挥官所需要的海洋控制权的地理范围可能会有所不同，从需要对战略咽喉或有限的部队集中区进行局部控制，到对大片海域的主导权，此外，它可能是也可能是没有争议的。由于海洋环境的复杂性，在濒海地区实现制海权是一项比在公海地区更复杂的任务，它可能要求扩展多域作战空间的支配权，包括周围的空域和内陆纵深地区。

所有实施海洋控制的部队指挥官将确保在同一地区或邻近地区进行独立行动时与其他部队指挥官进行有效协调。

海洋控制通常是利用海上资产实现的，包括具有多种作战能力的无人系统，并通过反潜、反空、反水面、海军水雷、电子和声学战、打击、两栖、特种和沿河的联合或单一服务活动进行。

关于海洋控制，有很多误解。首先，海洋控制只是一种手段，以确保利用水空间的特权。水域的主要用途是运输货物或信息。因此，我们可以得出结论，自由使用海上交通线（空中和地面路线或电缆和通信枢纽）应该是海上控制行动的主要目的。其次，水面空间不能像陆地领土那样被占领或控制，尽管封锁行动在海上战役中仍然是实用的。封锁行动实际上是在执行一种海上拒止，作为海上控制的一种功能[5]。

最后但并非最不重要的是，有三个主要因素：武力、空间和时间，这些因素在行动层面上与实施海上控制密切相关。实施海上控制计划所需的力量是由海洋空间的规模和利用那里的海上活动所预期的时间长度决定的。此外，对手部队挑战这一特权的能力也是整个海上控制方案的一个主要变量。海上控制的过程始终是互动的。

5 作战部署

目前无人驾驶车辆的作战经验，特别是诸如 "捕食者"、"全球鹰 "和最近冲突中使用的特殊用途系统，已经表明，当作战人员使用这些车辆（AV）时，其价值是不言而喻的，并为进一步将这些车辆纳入未来行动建立了支持[6]。

概述

一般来说，USV可以提高对态势的认识，减少人的工作量，并改善任务的表现，但往往不能带来优于载人系统的能力。USV提供了持久性、多功能性、生存能力，并减少了对人类生命的风险。在许多情况下，USV是执行枯燥、肮脏、危险或需要在恶劣环境中长期忍耐的任务的首选选择。枯燥的任务是长时间的平凡任务，不适合于载人系统。长时间的观察，如空中ISR、港口安全监测或海底测绘，是无人系统可以提供价值的任务的例子。肮脏的任务有可能使人员暴露在危险条件下，如化学、生物和核威胁。无人平台可以在这种危险地区执行任务，而不会有任何人员暴露。危险的任务涉及高风险。系统性能和自动化的进步将减少人员的风险，增加危险任务，如在有争议或危险地区的ISR，例如雷区[6]。

开发这样的系统超越了尽量减少人员伤亡的愿望，并延伸到需要在这样的环境中进行操作，这种环境的物理压力和敌意是人类无法有效操作的，即使假设决策者对人员伤亡有一定的容忍度。先进的自主技术在军事上的意义不仅仅是为了避免伤亡，它也是为了在载人系统根本无法提供的环境中实现行动。

能力及其挑战

不断进步的技术肯定会扩大USV的功能。事实上，随着时间的推移，它们可能完全或部分地取代载人资产来执行某些任务，因为它们比载人系统有许多优势。其中包括成本、耐力（执行跟踪任务的一个关键能力）、更大的ISR覆盖范围和隐身性。此外，USVs不需要基础设施来支持船上人员，而且无人系统的运输能力通常超过同等大小的载人水面舰艇或潜艇。也许最重要的是，未来肯定会见证USV在网络中的合作使用，如美国海军的综合海底监视系统（IUSS），该系统的建立是为了监视大片海洋并在海洋领域提供早期预警和信息优势。

然而，相对于载人系统，USVs也有缺点。它们更依赖于通信，因为失去通信链路有时会使它们完全丧失功能，或至少损害其功能或效用。此外，USVs可能有设计上的局限性，使它们在某些情况下无法发挥作用，而载人系统的人员可能对这些情况有更好的反应（故障）。同样，载人系统通常对开发同等USV时可能没有考虑的情况有更强的适应性[7]。

尽管这意味着大多数USV的规模可以提供某种程度的 "情报、监视和侦察"（ISR）能力，但对于更大和更复杂的拖曳式传感器，也就是强大的地雷战或反潜战能力所需要的，USV必须有大量的有效载荷和拖曳能力，以及平台稳定性和耐久性，这是决定模块化USV在多任务应用中的效用的关键因素。

任务集

如前一章所述，USVs可以在海上控制活动中做出贡献，在克服具有挑战性的A2/AD环境方面可以非常有效，特别是在C4ISR、军事欺骗、信息操作、电子战和网络战任务中，刚好低于战争门槛或/及以上。[6]

此外，由于USVs从水面上操作，它们在参与水体、水面和超临近空域的活动方面更具有多样性。相比之下，无人水下系统（UUVs）的隐身能力往往比USV大得多，因为限制水下通信的特征本身就可以起到屏蔽作用，使其不被发现。

按照美国海军目前的设想[3]，USV的主要任务按优先顺序是：反水雷（MCM）、反潜战（ASW）、海上安全（MS）、水面战（SUW）、特种作战部队（SOF）支持、电子战（EW）和海上拦截行动（MIO）支持。

第一种，扫雷，是为了在海上清除大面积的地雷，以便安全行动，维持过境路线和通道，并打开即将进行行动的区域，特别是在浅水区，有人驾驶的扫雷车或猎手不能支持两栖登陆等沿岸行动。可以采用各种方法来履行这些功能。例如，一些国家的海军使用影响扫雷来引爆水雷

其他行动概念可能包括部署遥控车（ROV）的USV，它将自己推进到一个可疑的地雷，核实它是如此，并发射一个子弹药来摧毁地雷。另一种是由USV运输车将能够在地雷上放置炸药的UUV部署到雷区。最终的反雷目标是让USV在一次扫雷中完成所有四种反雷功能--探测、识别、定位和失效。

USVs可以为反潜战（ASW）而设计或模块化。在某些情况下，它们可以作为单一的传感器使用，也可以作为载人水面任务部队的一部分，以探测、识别、跟踪，并在某些情况下，攻击敌方潜艇。USVs可以部署浮标，并依靠主动和被动的拖曳式或船体安装的声纳传感器，在高价值资产运输的前方清理路线。此外，USV也可以执行任务，包括跟踪和报告潜艇离开港口或通过阻塞点的情况。

在其海上安全的作用中，USVs可以从主机平台或从岸上发射，以收集信息。数据可以连续、实时地传送给作战部队，或者当系统确定某些预先定义的标准（如存在特定的威胁）得到满足时。这样的行动可能涉及指挥USV对付特定的船只，或让它在特定区域内巡逻。USVs也可以在海上安全行动中发挥更直接的作用。这方面的例子包括通过 "大喇叭 "来警告离开的船只，用油漆球或无线电标签来标记它们，以及用船上的枪支、导弹或鱼雷来攻击它们。类似的能力可以被用来执行水面战任务。

USVs可以通过提供ISR，运输或渗透/渗入SOF部队，在SOF行动附近保持存在以提供安全，以及对岸上的部队进行补给来支持特种作战部队。

他们的电子战能力包括对特定威胁提供指示和警告，以及欺骗和干扰。然而，由于其通常的低姿态，USVs通常缺乏 "视线高度 "来进行长距离的此类活动（尽管一些拖曳式飞行器已经在最近的作战实验活动中进行了测试，如在葡萄牙举行的年度机器人实验和原型设计（REP）MUS演习）。

最后，USVs可以协助海上拦截行动。说明这一作用的情景包括对可疑船只进行初步接近，以确定它是否有敌意，例如，监测被登船的船只的所有侧面，以提供形势意识，并检查货物是否被抛出或其船员是否逃跑、 用传感器或可能的小型无人潜航器检查船底，以确定活门、月池、投放槽和其他特征，并使用船上的传感器寻找和定位隐藏的货物，如被贩卖的个人群体或化学、生物、核、放射性或爆炸材料。

作战角色

"杀伤链"指的是为实现作战效果所需的一系列事件。使用'杀戮'并不意味着该过程的结果是某人或某物的死亡，而是意味着多个相关的过程步骤导致了一个明确的和期望的结果。尽管杀伤链出现在许多文件中，并被大多数用户所理解，但它似乎并没有一个理论上的定义。然而，在不同的战争领域，杀伤链的步骤通常包含一些发现、修复和完成的组合，或者，更广泛地说，情报准备、探测、定位、瞄准和接触。

杀伤链方法已被用于描述从瞄准高价值个人到加强部队准备的过程[8]。

USVs可能会增强，而不是取代任何现有的能力，部分原因是大多数载人平台的多任务角色，至少在最初。USVs可能会改变、转移和/或强加给被支持的船只或指挥节点上的人员的额外功能，而这些新功能将需要与现有的任务责任相协调。

根据USVs的能力/传感器/有效载荷，从战术指挥军官的角度来看，可部署的USVs将只是他完成其目标和任务的另一种资产，而不会明显偏离理论上对载人资产的使用，它们各自带来的优势和劣势。

6 未来的实践和挑战

研究和开发正在快速发展，原型在达到全面作战能力之前就有被淘汰的危险。传感器技术、照相机和人工智能的持续进步将继续促进这一步伐；然而，今天的USV有能力和相关性，但并非没有挑战。自主性方面的进展是渐进的，但过渡到能够对环境中的意外变化作出反应的系统还没有发生，而且可能在很长一段时间内不会发生。

自主性

随着自动驾驶车辆自主水平的提高，它们所能执行的任务的数量和复杂性也会增加。更复杂的任务需要更多的决策能力。例如，某些USVs可能有能力提供高保真成像，而不考虑其机动能力。当前和未来的USV的能力和局限性必须在规划过程中及早考虑到。最后，自主性的提高将使任务越来越复杂，并将为指挥官提供更多的价值，特别是对于通信能力受到影响或不可行的系统（例如，GPS拒绝或水下UV）。

随着适应性和越来越智能的自主性的发展，控制能力必须/将变得更加强大。这些系统参与合作自主行为的潜力将越来越大，允许这些飞行器群作为强大的、容错的和自适应的网络一起运作。UUVs和USVs都有可能为执行海战任务做出重大贡献，特别是在与其他有人和无人平台、传感器和通信节点整合成一个系统配置时。

尽管开发工作的重点是多功能、模块化的高度复杂系统，但一些更有前途的自主性用途可能是使用简单的系统，对大多数功能进行有限的自主性。此外，我们必须开始建立系统之间相互协调的能力，这也是系统的系统概念的一部分。拥有大量合作的单传感器平台可以大大加快杀伤链的时间线（蜂群）。

与最复杂任务相关的主要限制不一定与自主性有关，而是与其他因素有关。发电和数据存储等问题仍然构成重大挑战。因此，在目前的杀伤链和作战概念（CONOPs）下，自主权通常被用来直接复制杀伤链中的项目；完全像有人驾驶的系统那样。交战规则的政策问题，特别是在处理USV的武器化和增加自主性时，提出了各种可能难以克服的挑战；因此，通过在循环中插入人类来减缓自主系统的决策将可能在高强度的环境中失去关键的时间优势。这种延迟是一种选择，不能通过技术改进来缓解。

高水平的自主性将提高无人系统的决策速度，并使这些系统能够对直接的威胁/行动做出即时反应，这远远超过了值班人员和/或指挥官的反应时间（如弹道/高超音速导弹防御）。

人工智能

在无人驾驶系统方面，人工智能已经有了长足的进步。除了下一章讨论的法律问题外，基于人工智能的系统的安全性、可靠性和信任度也必须得到详细的解决。底线是，人工智能必须克服关键的认知和信任问题，才能被接受和有效利用[9]。

无人驾驶系统在尺寸、重量和功率限制方面也有独特的技术要求。此外，目前的许多人工智能数据处理平台在云环境中运行计算，这可能不适合在通信受阻的环境或水下应用中运行的无人系统。然而，这一挑战在未来可能会得到缓解，因为工业界开发的系统自主性与机载解决方案可能需要较少的云计算和数据访问。

数据质量是另一个必须解决的问题，以将人工智能/ML纳入无人系统。高质量的数据是自动分析的基础，也是随后为支持行动而做出的决定。需要这种高质量的数据来实现更多的自动化，以支持机载战术处理、蜂群技术、时间主导的决策，并最终实现完全自主。[10]

在不久的将来，人工智能/ML解决方案可能已经成熟到有可能将其嵌入无人系统的程度。随着系统的心态逐渐包括更多具有AI/ML能力的USV，细化CONOPS以包括这些系统在有人/无人搭配中的整合将越来越重要。人工智能的发展应侧重于开发独特的集成能力，以加强无人驾驶和有人驾驶系统之间的互操作性。

增加人工智能/ML将使无人系统能够执行更大范围的任务，这将直接提高作战能力。更高保真度的人工智能也将消除对人类操作员持续输入的需求。这将允许同时对多个无人资产进行更高层次的控制或监督，并通过减少操作人员的认知负荷来提高有效性，使操作人员能够做出指挥决策并执行其他高层次任务。自主系统之间的机对机互动将促进效率，特别是在复杂环境中，通过实现自我组织、任务分工和活动协调。自主系统摄取、处理和分析大型复杂数据集并通过数据可视化向人类传达有价值的数据趋势或相关性的能力，将对人类和自主系统都有好处。

未来几十年，无人系统能力的扩展将在很大程度上取决于在部队结构中有效地组合人类和自主系统的能力。在中期，自主算法、改进的传感器和计算机处理将改善人类和机器的合作，从任务级支持发展到行动支持，并将允许机器在各种行动中直接协助人类。最后，从长远来看，人类将与几乎完全自主的无人系统组成综合团队，能够在有争议的环境中开展行动[10]。

军事行动将需要无人系统和人类（即飞行员、海军陆战队员、水手、士兵或平民）之间的团队合作。人机界面（HMI）是人类操作和从无人系统收集信息的机制。人机界面的直观和高效程度将直接影响任务的成功。人机界面在历史上一直是针对特定领域和/或车辆的，导致该部获得了多个独立的非集成系统。设计和实施的重点是单个无人驾驶系统的控制，而不是任务或使命目标。

在未来，最好是让每个操作员控制多个无人系统，从而将人的角色从操作员转向任务管理者。为了确保灵活性，人机界面必须支持一系列的控制选项，在这些选项中，人既可以是对自主系统没有控制权的 "脱环"，也可以是监督无人系统的 "在环"，或者是行使命令控制特定车辆的路径或有效载荷的 "在环"。能够实现多车辆控制的人机界面将能够支持新的能力，如无人系统合作提供广域搜索；从多个角度检查目标；跟踪移动目标；以及中继通信以减轻 "失联 "情况。此外，新的人机界面有必要支持未来的战争团队概念（如蜂群和 "忠诚战术僚机"），以管理增加的可用信息和更复杂的控制传输和协调要求。

法律问题

USV是否可被视为 "船只 "或 "船舶 "是一个具有法律意义的决定，因为符合条件的船只拥有某些权利。国际法中没有任何内容表明，USV不能被视为 "船只 "或 "船舶"。另一方面，也没有任何规定说它们可以或必须被这样认为。这个问题的解决对USV来说具有关键意义，但不幸的是，有一些复杂的情况使这一决定变得非常困难。

在《国际海上避碰规则》中，"船舶 "一词经常出现（"船舶 "一词在《国际海上避碰规则》中没有定义）。事实上，该条例只适用于条例定义中所说的 "船舶"。COLREG的规则1规定："本规则适用于公海上的所有船只和与之相关的所有可供海船航行的水域"。COLREG规则3(a)对 "船舶 "进行了定义，其中指出 "船舶 "一词包括各种类型的水上交通工具，包括用作或能够用作水上运输工具的非排水船（...）。第5条规定，每艘船都应通过视觉和听觉以及在当时的环境和条件下的所有可用手段，随时保持适当的观察，以便对情况和碰撞的风险进行全面评估。这是自主或无人驾驶船只的法律问题的评论员们更加坚持阐述的主要障碍之一：为了有效执行，船上必须有人在场。在任何情况下，不管这是否仍然是不可能的，对COLREG规则的修改可以使无人驾驶的船只合法地运行。

就更精确地定义USVs的地位而言，故障点在于以下几个方面[11]：

i. USVs应该被视为独立的实体，还是作为其部署平台的附属品或组成部分？

ii. 哪些（如果有的话）USVs可以被视为 "船 "或 "舰"，哪些（如果有的话）不能（在这种情况下，它们必须被视为其他东西，如 "设备 "或 "物体"）。

iii. 对于那些可以被视为 "船只 "或 "船舶 "的USVs，如果有的话，哪些可以进一步被视为 "军舰"？

iv. 对于有武器的USVs，哪些可以被认为是运送武器的 "发射或运载平台"，哪些本身可以被认为是 "武器或武器系统"？

简而言之，将USV称为 "船 "或 "舰 "并非没有困难4。可能需要对法律进行修改，或者对某些现有的法律条款进行扩展性解释，以使无人驾驶的水面飞行器被视为符合适用于船舶的法律和法规。

军舰是为非商业目的运营的政府船只的一个特殊子类，它本身就是一类船只。联合国海洋法公约》第29条将 "军舰 "定义为：： "属于一国武装部队的船舶，带有区别其国籍的外部标志，由该国政府正式任命的军官指挥，其名字出现在适当的服役名单或同等的名单上，并由受到正规武装部队纪律约束的船员操作。" 乍一看，USV似乎永远不可能有资格成为军舰，因为除其他问题外，它不会有船员。

对第29条 "军舰 "定义中的各个组成部分进行细分，可以得出以下结论：军舰必须是一艘船；该船必须属于一个国家的武装部队；军舰必须有表明其国籍的外部标志；军舰必须由该国政府正式任命的军官指挥，其名字必须出现在适当的服役名单上。这里的要求的实质是，必须有人--具体地说，是一名正式任命并列名的军官--实际行使对船舶的控制。这个人不一定要亲自在船上行使必要程度的控制权。

最后，一艘军舰必须由受正规武装部队纪律约束的船员来操作。同样，"船员 "不一定要在军舰上；如果远程控制人员或程序员是受正规武装部队控制的个人，那么无人舰艇就符合 "人员配备 "的要求[11]。

USV的地位具有重要的法律影响。舰艇/非舰艇/军舰问题的解决将决定它在多大程度上有权行使某些航行权利，允许特定的豁免权，有资格履行一些重要的海事职能，受其他国际海事法律制度的约束；并有权行使交战权利[11]。

从享有权利和免除义务的角度看，将USV定性为军舰对作战国来说是最合适的。这种定性取决于两点：满足《海洋法公约》第29条对 "军舰 "的定义，以及接受被如此定性的USV可被视为 "船只 "这一事实。

对于自主武器化的USV，本身并没有禁止。相反，与所有其他武器系统一样，USVs的使用必须符合武装冲突法。这一结论与美国国务院无人机问题法律顾问得出的结论相一致： "战争法并不禁止在武装冲突中使用技术先进的武器系统--如无人驾驶飞机或智能炸弹--只要它们的使用符合适用的战争法。" "那么问题是，这些系统的使用方式是否对其合法性提出了挑战。

7 结论

尽管在过去的20年里，USV的能力有了广泛的增长，但许多最有希望的技术进步仍然处于研究和实验的领域。自主性和有保障的通信是USVs行动中的力量倍增器，但这些能力在短期内将是有限的。USV的发展也可以通过商定一个具有模块化有效载荷的共同USV平台，以及投资于提高USV续航能力的技术而得到加强。

从UAV和UUV操作中得到的一个广泛接受的教训是，无人系统并不是真正的 "无人"；更准确地说，它们是 "无人居住"。随着自主性的增加，每个无人系统所需的操作人员数量将减少，这似乎是一种直观的期望。然而，可能存在技术、维护或文化上的限制，需要一定数量的USV控制和支持人员，特别是在USV在有人和无人舰艇的混合海军部队中运行的情况下。

计算能力的提高使机器能够完成更多过去由人类完成的重复性和高要求的工作。这些工作职责的范围从简单的自动化任务到更复杂的人工智能应用，直至自动驾驶车辆和农业设备。事实上，军队正越来越多地采用自主和半自主机器，以减少人类在危险环境中长期作业的风险或提高军事效力，海军也不例外。

人工智能和机器人技术的进步很可能继续下去，并导致更广泛地使用机器，特别是在危险环境中的重复性任务，这种环境对于在军队服役的人来说非常熟悉：

• 完全自主化的进展一直很稳定，但过渡到能够对环境中的意外变化作出反应的系统还没有发生，而且可能在几年内不会发生。

• 如果没有大量的投资和开发，设想中的无人驾驶车辆的军事应用是不可能发展的。

• 在目前的杀伤链和作战概念下，通常采用自主权来复制有人系统进行的行动。

• 政策--与自主系统及其应用交战规则的能力有关的法律问题确实存在。这些系统在设计上不可能避免这些问题，也不可能避免人类的积极监督。通过在循环中插入人的行动来减缓自主系统的决策，很可能会在一个高强度和快速变化的环境中丧失关键的时间优势。接受这种延迟，现在是，将来也是，一个无法通过技术改进来缓解的指令性道德决定。

除非依靠决定性的威慑，海洋控制基本上可以通过两种方式实现：通过封锁消灭或遏制对手的海军力量，并通过反潜、反空、反水面、海军水雷、电子和声学、打击、两栖、特种和沿河联合或单兵作战来实现。

所有上述类型的战争都可以有效地看到USVs的有益整合，特别是在武器化的情况下，确保在更大的区域、更多的时间、更少的成本和更少的风险下进行海洋控制，而不是部署有人的平台。当然，在有些任务中，有效载荷的重量、续航能力以及其他作战和战术要求（包括潜在的阻碍性法律考虑）将排除对无人驾驶能力的完全依赖，而是寻求与传统载人平台的协同合作。在任何情况下，无人系统，特别是无人水面飞行器，都非常可能被广泛部署，以支持国家和盟国的战略。