对于希望提高能见度和控制能力,同时降低风险和伤亡的军队来说,无人机蜂群被证明是一种强大而有效的工具。

蜂群是大自然的固有组成部分。黄蜂、蜜蜂、蝗虫和鸟类--它们成群结队是一种旨在保护鸟群的保护行为--形成了一种群体智慧,长期以来一直是大自然防御战略的基本组成部分。这启发了在 "蜂群 "中使用自主的无人机集群,以便在军事行动中提供情报、保护和控制。

预计到 2030 年,蜂群智能市场价值将达到 4.472 亿美元,复合年增长率为 40.47%。MarketsandMarkets 认为,这是一个令人印象深刻的增长百分比,其驱动力是使用无人机群来收集情报、解决大数据问题,以及为普遍存在的问题找到智能解决方案。这项技术还被用于革新战术、提高军事能力和降低风险。

无人机本身能够评估目标、扫描安全区域并提供空中支援,但当它们被纳入一个蜂群时,其智能就会成倍增加,从而在监视和作战方面取得令人印象深刻的成果。2018 年进行的一项研究发现,无人机群有可能将无人机攻击的杀伤力提高 50%,同时将无人机在敌方火力下的损失减少同样多。

军事精度和预算将敏锐地感受到这些百分比的影响。

技术背后的智能

蜂群智能本质上是无人机模仿动物和昆虫的行为,遵循一系列规则,从而提高智能能力和效率的能力。在自然界中,蜜蜂都知道自己的总体目标,鸟儿也都知道自己要去哪里--它们通过协同工作来实现这些目标。在军事领域,无人机由操作员指挥飞往某个地点,然后由蜂群智能决定如何执行任务。 这是人与人工智能(AI)的融合,可以改善决策,减轻操作员同时管理多个环境或情况时的人工负担。

用于驱动这些蜂群的不同类型的分析模型也在其有效性和应用方面发挥着作用。最常见的有蚁群优化(ACO)、粒子群优化(PSO)、蜜蜂交配优化(HMO)、萤火虫算法(FA)和洗牌蛙跳算法(SFLA)。

这些算法主要通过遵循三条核心规则,使无人机蜂群的思维保持在正轨上: 分离(Separate)、对齐(Align)和一致(Cohere)。这是 20 世纪 80 年代人工智能专家克雷格-雷诺兹(Craig Reynolds)提出的三条规则,他根据蜂群行为进行了模拟。应用这些规则意味着大型无人机群可以智能地相互保持设定的最小距离(分离),以相同的速度瞄准相同的平均航向(对齐),并相互保持位置,从而使群体保持凝聚力(凝聚)。

创新的演变

市场并未忽视无人机群技术的潜力。包括 Maris-Tech、洛克希德-马丁、波音、vHive Tech 和松下在内的领先企业已将无人机蜂群创新和技术列为优先事项,根据 GlobalData 的数据,该领域有 60 多家供应商,都专注于该细分市场的开发和应用。在过去几年中,该领域发布了一些有趣的消息,其中包括

  • Icarus Swarms 在 2021 年的 CES 上发布了一款新产品,可同时部署多达 50 架无人机。
  • 俄罗斯航空航天部队(Russian Aerospace Forces)--在喀琅施塔得(Kronstadt)开发的解决方案,专注于无人机群,供俄罗斯军方使用,能够使用高精度制导弹药。
  • Escribano Mechanical & Engineering 公司--也是在 2021 年,该公司获得了西班牙国防部的一份合同,为满足情报、监视、目标获取和侦察(ISTAR)需求开发自主无人机群解决方案。
  • 蓝熊系统公司(Blue Bear Systems)--20 架无人机群解决方案,提供多种有效载荷和集成能力。
  • 派拉蒙先进技术公司(Paramount Advanced Technologies)--2021 年,该公司披露了 N-Raven 系统,该系统提供由蜂群技术驱动的自主飞行器,旨在实现各种任务参数。
  • Shield AI--该公司披露了一种新的无人机群能力,他们称之为 V-Bat Teams,使用一种名为 - - - Hivemind 的人工智能。它可以在不需要 GPS 或通信指令的情况下,在高威胁情况下自主运行。
  • Replicator--与其说它是一种无人机,不如说它是一种战略,Replicator是美国国防部大规模制造廉价无人机的方法,可在战斗中提供快速、即时的支持。
  • 蜂巢大脑(Hive Brain)--红猫控股公司(Red Cat Holdings)与 Sentien Robotics 公司的合作项目,主要是扩大红猫公司可同时发射的无人机数量,同时增强智能和能力。

塑造无人机蜂群智能的趋势

2023 年底发布的《商用无人机新闻》(Commercial UAV News)报告强调了将在 2024 年及以后影响整个行业的七大趋势。首先当然是人工智能。没有无人机群背后的智能算法,就没有无人机群。最近有一篇文章对人工智能驱动的无人机如何带来令人惊讶的结果进行了解读,不仅是在增强自主作战方面,文章也表达了同样的观点。

第二个趋势是反无人机系统和规划--由于技术不断发展,风险也在不断增加,因此有必要改进反无人机投资。消除这些智能目标和创造这些目标一样,正成为当务之急。监管变化、道德和安全是公司和国家的另一个核心优先事项。从评估这些无人机如何保持安全,防止外部黑客试图获取控制权,到管理无人机开发的道德影响,随着技术的发展,我们需要进行对话。

无人机蜂群能力也要求我们关注如何大规模制造无人机。无人机的制造成本高昂,编程成本也很高,因此如何管理规模,以确保无人机的功效和价值,同时又不影响其完整性?在军事领域,这也需要在保持安全的前提下降低国家成本。

总结

无人机蜂群已迅速成为军事行动中不可或缺的一部分。无人机蜂群能够彻底改变战术、增强能力和降低风险,作为统一的团队协同工作,可以凭借数量优势和协调行动战胜敌人,发挥力量倍增器的作用。

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