無人與自主系統(tǒng)發(fā)展動力與障礙并存

海軍研究實驗室研制的“盧卡斯”機器人。

新美國安全中心（CNAS）在《戰(zhàn)場機器人Ⅰ：作戰(zhàn)范圍、持續(xù)能力與危情處置》這份報告中稱，技術創(chuàng)新轉化成軍事用途往往需要關鍵的使能技術，例如無人與自主系統(tǒng)帶來作戰(zhàn)范圍、持續(xù)能力與危情處置大幅增長對通信與能源技術同步發(fā)展的需求。機器人快速發(fā)展取決于以下關鍵使能技術：

（1）彈性通信鏈路。無人系統(tǒng)需要依靠自身自主程序配合與操控人員之間的通信以完成任務，在執(zhí)行復雜任務時，一旦通信通道被切斷或干擾，將使其執(zhí)行任務變得十分困難，目前這類通信通常依賴衛(wèi)星實現(xiàn)鏈接。控制無人機的指令鏈接帶寬最低要求為0.1mbps（兆位/秒），而傳感器數(shù)據(jù)傳輸所需帶寬范圍較大，例如雷達和光電傳感器的帶寬要求為1mbps，全動態(tài)視頻為10mbps，高光譜成像等先進數(shù)據(jù)傳感器要求高達100mbps，這就要求無人系統(tǒng)根據(jù)任務類型保證通信鏈路的帶寬有一定彈性。對無人系統(tǒng)而言，其可靠的通信結構應包含7個方面：①衛(wèi)星或其他常規(guī)通信能力；②配備空中通信層以防范衛(wèi)星通信被切斷，例如聯(lián)合空中通信網絡JALN。在反介入區(qū)域外，高空長航時無人機、無人艇等可扮演通信中繼角色，為區(qū)域內的隱身平臺提供通信支持；③低攔截概率（LPI）/低探測概率（LPD）通信技術；④無人車輛、無人潛航器等具備任務級自主能力；⑤機載數(shù)據(jù)處理功能減少帶寬壓力，通過機載計算機進行數(shù)據(jù)篩選，選取目標信息；⑥無人機自主調整位置，改變拓撲結構，實現(xiàn)網絡自愈，解決通信節(jié)點受損和敵方干擾等問題；⑦發(fā)展成熟的條令、訓練與程序，以適應戰(zhàn)時可用帶寬可能出現(xiàn)嚴重下降的情形。

（2）自主/自動化與人類認知。激發(fā)無人系統(tǒng)的潛能必須通過提高其自主性來實現(xiàn)，自動化程度的提高亦可減少通信以及控制指令需要，目前該領域最主要的發(fā)展方向之一是更先進的環(huán)境感知能力。無人系統(tǒng)的長處是重復結構化任務，速度、可靠性等都高于人類，而人類認知在適應環(huán)境變化、處理模糊性任務時優(yōu)勢明顯，因此未來發(fā)展無人系統(tǒng)自主能力可借鑒人類認知。此外，也需增強傳感器探測識別目標的能力，改進算法，提高使用武力的鑒別能力，同時必須處于人類控制范圍內。

（3）續(xù)航能力需要先進電源的支撐。無人與自主系統(tǒng)杰出的續(xù)航能力需要有先進的電源加以保證，可穿戴式和負重機器人的發(fā)展程度受限于功率，智能電源管理系統(tǒng)作為解決方案之一，可通過智能調節(jié)傳感器閑/忙時的功率支配提高續(xù)航力，但不能產生數(shù)量級般的飛躍。因此，因地制宜利用太陽能、波浪能、海洋溫差能等可再生能源，結合燃料電池的發(fā)展推進電源技術的進步。此外，利用放射性同位素熱電動力作為水下超長航時平臺的安全動力也十分值得討論。