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當無人機有了一顆會思考的「大腦」,會怎麼樣?

製圖:郭燁瑾

人工智慧在「阿爾法狗」身上驚艷亮相之後,繼續創造著傳奇。雖然在不久前舉辦的無人機室內飛行比賽中,人工智慧「駕駛員」僅以每圈2.8秒之差稍落後於世界頂尖無人機飛行員,但人工智慧依舊憑藉快速的學習能力和平穩的飛行操作,為無人機裝上了一顆會思考的「大腦」。

近年來,人們不斷嘗試開發出具有人類思維的各類智能化機器平台,無人機無疑是人工智慧大顯身手的最佳載體之一。伴隨著「腦力」的優化升級,人工智慧必將進一步拓展無人機的應用範圍。在軍事應用領域,人工智慧的加入好似軍事變革的「催化劑」,全速推動著智能化戰爭的到來:在模擬空戰中,人工智慧軟體操控第三代戰機輕鬆擊敗由人類駕駛的第四代戰機;可獨立完成目標跟蹤、地形識別、偵察補給甚至是進攻作戰等任務的軍用無人機已經躍躍欲試……

入腦走心——

人工智慧向無人機「進軍」

無人機飛行員剛成為一個被認可的職業,人工智慧就趕過來打算「炒人類的魷魚」。

經過長期的技術「蟄伏」,人工智慧在美國國家航空航天局舉行的無人機飛行比賽中再次技驚四座。儘管人類頂尖飛行員在「爭分奪秒」的比賽中最終守擂成功,但也贏得並不輕鬆。這些由谷歌公司資助研製的新型無人機,可通過3D攝像頭對周邊環境進行感知,之後利用人工智慧大腦自主決策飛行路線。儘管人工智慧無人機缺少更多的感知信息和知覺,在速度比賽中的成績稍稍落後於人類飛行員,但它依舊憑藉著穩定的飛行狀態展現出良好的「心理素質」。相比之下,反而是人類飛行員求勝心切,在整個過程中不斷冒險加速,飛行路線也愈發不穩定。

人工智慧特指依託計算機運用數學演算法模仿人類的分析、推理和思維能力。目前得到廣泛應用的語音機器人、搜索引擎和新聞推送,都運用了人工智慧的「深度學習」演算法,正在悄然改變我們的生活。伴隨著相關技術的發展成熟,人工智慧向無人機「進軍」也是大勢所趨。研究人員此前公開展示的人工智慧四旋翼無人機,能自主完成空中拋球、翻滾旋轉等「精彩特技」,甚至還能像魔術師一般在空中載著盛水的杯子飛來飛去。之所以能實現機電、感知以及反饋控制的完美融合,就是因為無人機擁有會思考的「大腦」。

人工智慧在無人機上的「入腦走心」,也將進一步改變未來空戰格局。2017年,美國空軍研究實驗室開展了無人機模擬對抗試驗,裝備有「阿爾法」人工智慧的無人機多次輕鬆擊敗人類飛行員。在此之前,人工智慧軟體就曾在模擬空戰中操控第三代戰機輕鬆擊敗由人類駕駛的第四代戰機。究其原因,人工智慧這一「作戰大腦」可從各類感測器中接收、處理大量數據,反應和做出決定的速度比人類要快出數百倍。

你中有我——

打造空中無人作戰平台

隨著智能化軍事裝備的帷幕緩緩拉開,如今的軍用無人機向著擁有一顆智能「芯」的方向加速發展。當然,人工智慧與無人機發生的「化學反應」,絕不僅僅是實現無人機的自主飛行、自主探測和自主決策,更將打造出智能化空中無人作戰平台。

獲取的海量情報如何處理?還得請人工智慧「出山」解決。從無人機源源不斷傳來的海量視頻資料,一度讓數千名美軍情報分析員忙得焦頭爛額。即便他們每天對著屏幕搜索敵人的蛛絲馬跡,成功率卻並不高。藉助人工智慧演算法,美國國防部「演算法戰跨職能小組」研製出可將無人機收集的海量視頻數據快速分類的軟體,並實現對目標的探測、分類和預警計算,以便為軍事決策提供更多具有實際價值的情報。如今,「演算法戰跨職能小組」已經研發出4套與無人機配合的人工智慧演算法。

除提供情報支持,人工智慧在「決策輔助支持」領域也頗有作為。裝配有人工智慧的無人機將一改幾個人控制一架無人機的局面。美國空軍已經展開「無人僚機」項目研究,未來F-35、F-22等先進戰鬥機將依靠人工智慧,帶著一群無人機上戰場。經過這般智能升級,F-35戰機的飛行員可在座艙內直接控制無人機,執行偵察監視、火力打擊等作戰任務。無獨有偶,美軍下一代B-21遠程轟炸機也將探索與無人機的混合編隊,人工智慧無人機的戰爭應用已經「曙光」初現。

最能體現人工智慧價值的當屬「集群智能」。在無人機飛行員的監視下,無人機集群可相互配合,實現較高程度的自主協作。未來無人機集群還將憑藉人工智慧技術開展戰場「飽和攻擊」,成為一個誰都不敢捅的「戰場馬蜂窩」。

大鵬起兮——

智能化追求永不止步

還記得那個在聯合國特定常規武器公約會議上出現的「小不點」無人機嗎?由於配備了人工智慧系統,巴掌大小的無人機竟可通過人臉識別技術自主鎖定目標並發起攻擊。哪怕是把臉遮住了,它也可以依託神經網路與大數據,通過膚色、性別、步態和聲音來找到你,真可謂「防不勝防」。

其實,在無人機智能化應用上,人們已經進行了長期探索。據報道,X-47B就是人類歷史上第一架完全由電腦操縱的「無人駕駛飛機」。要實現人工智慧無人機的應用,首先要解決的問題就是如何在漫無天際的空中自主避障。目前已經出現通過攝像頭初步完成障礙物感知的商用無人機。然而,要想實現人工智慧無人機的「大鵬展翅」,還必須大力提升無人機的自主飛行和大數據演算法分析能力。

隨著人們對未來智能化應用追求的永不止步,人工智慧或將與無人機搭檔成「神鵰俠侶」。美國國家航空航天局開展的人工智慧技術研究,也在打造可幫助機器人在空間站導航的相關技術。在此之前,美國國家航空航天局曾計劃在火星探測器上配備人工智慧「大腦」,實現探測車的自主運動,從而避免星際之間長達數小時的運動指令接收。

此外,澳大利亞正在開展的「鯊魚識別」項目,將通過無人機拍攝海水圖像,實現海岸邊鯊魚來襲的預警。雖然目前只是將人工智慧用於後台圖像識別處理系統,但未來也將實現人工智慧演算法在無人機上的智能升級。諸如此類「腦洞大開」的構想,正伴隨著人工智慧無人機在應急救援、遙感測繪、醫療教育等領域展開。未來,人工智慧無人機或將更完美地「滲透」進我們的生活。

網路安全是軍事安全的焦點

■袁國強

沒有網路安全就沒有國家安全,沒有信息化就沒有現代化。網路安全就好比國家安全體系的「神經系統」,在整個安全體系鏈路中處於牽一髮而動全身的戰略地位。一旦網路安全出現問題,與網路技術高度融合滲透的政治安全、國土安全、軍事安全、經濟安全和社會安全等方方面面都會發生系統性重大風險。

然而,絕對安全的系統並不存在。在一個「一切皆由網路控制」的信息時代,震網病毒、「稜鏡門」風波、勒索病毒等一系列事件告訴我們,網路安全「零日威脅」近在咫尺。互聯網不僅消弭了線上線下和前方後方的邊界,也使得軍事安全對網路技術的依賴性越來越強,整個安全體系中任何一個信息化設備都有可能成為信息安全屏障的突破口,直接威脅軍事安全,最終破壞總體安全。正如一位震網病毒設計者所言:總有笨蛋不注意自己手裡的U盤。震網病毒正是在攻擊伊朗布希爾核電站行動中名聲大噪的。

去年8月18日,美國總統特朗普宣布美軍網路司令部升級,升級後的網路司令部從此前的二級功能司令部成為美軍第十個聯合作戰司令部。此舉折射出美軍戰略部署的重大調整,預示著美國網路安全戰略的重心將持續轉向國家級網路攻擊與防禦的能力體系建設。也許有人會提出疑問,美國是互聯網的發源地,它憑藉技術優勢一直壟斷著操作系統、計算機晶元、互聯網設備等多個領域的技術與資源,為何還要以國家之力在網路安全方面大動干戈?原因之一是美國欲借網路安全之名行霸權主義之實;其二就是網路安全確實離不開系統優化的資源整合。

現代戰爭需要依靠軍事指揮信息系統實現指揮控制、情報偵察、預警探測、情報交互、安全保密、信息對抗等功能,這種以計算機網路為核心的軍事信息系統,即便實行物理隔離也不能高枕無憂。其實,看似安全的物理隔離並不是絕對安全的,目前網路攻擊的手段已經可以將計算機病毒調製成電磁波發射出去,注入千里之外的無線電接收設備,還可以靈活地利用電力線通信、微波傳播等技術,投送並擴散計算機病毒。

攻與防總是在動態對抗的過程中不斷探尋彼此的漏洞和短板,儘可能地獲得階段性對抗的相對優勢。傳統安全觀強調,沒有武裝保護的主權是脆弱的主權,沒有國防捍衛的邊疆是瀕危的邊疆。網路安全作為非傳統安全領域的核心內容,如今不僅關乎國家整體安全,亦是體現國家主權的重要標誌。在網路安全的戰場上,面對信息領域的隱蔽攻勢和迷霧一般的對抗隨機性,奪取作戰空間控制權的不是炮彈和子彈,而是網路里流動的位元組,軍事安全尤其要向網路安全聚焦,從總體國家安全觀的戰略高度認識網路安全、築牢國家安全的新邊疆。

美利用人工智慧進行衛星圖像識別

■張吉才  杜彥昌

美國密蘇里大學研究人員在新近的《應用遙感》雜誌刊文,展示了一種用於遙感衛星圖片識別的深度學習模型,據稱能夠從海量衛星圖片中識別並標記出軍事裝備設施。研究人員還將識別出的原始圖像轉換為訓練樣本,供深度學習模型持續開展數據訓練,以提升目標識別的精準度。

長期以來,情報機構主要依賴情報分析人員從衛星遙感圖像中識別諸如核設施或秘密軍事據點等目標,但人工識別面臨效率低下、無法應對海量數據等問題。隨著以深度學習為代表的人工智慧技術日益成熟,將其引入遙感衛星目標識別成為發展趨勢。2017年7月,美國情報高級研究計劃局啟動「世界功能地圖挑戰賽」,尋求人工智慧解決方案,更好地從海量衛星圖像中挖掘高價值信息,力求將情報分析人員工作量減少75%。「數字地球」公司還開發了 「地理空間大數據」平台,尋求利用深度學習演算法自動探測和識別高價值目標。

目前,利用人工智慧開展衛星圖像識別仍面臨不少挑戰。一方面,遙感衛星圖像構成更加複雜,易受到天氣、成像角度、感測器類型、偽裝隱蔽手段等因素的影響。另一方面,深度學習演算法依賴大量衛星圖片數據,但通常很難獲取這些數據來準確識別衛星圖像的特徵。

此時「無人」勝「有人」

——無人作戰系統發展趨勢前瞻

■張 鵬  花 吉

據以色列媒體報道,俄軍在敘利亞使用戰鬥機器人作戰群實施陣地攻堅戰。在這次以機器人為主的戰鬥中,履帶式機器人衝鋒、打擊、吸引武裝分子開火,並引導自行火炮群將暴露火力點逐個摧毀,奪佔了久攻不下的多個高地。

戰爭實踐表明,無人作戰系統所具有的優勢,必將加速推動未來戰爭向無人化方向發展。

更長的續航能力

拿破崙曾經讚譽:「軍人的第一美德在於不懼疲勞,而勇氣尚在其次」。戰場上,武器裝備的持久性要遠遠高於人的持久力,人已經成為制約武器裝備效能的重要因素之一。無人作戰系統可以將技術裝備的作戰性能放至最大,實現戰場持續作戰能力的巨大突破。

持久力對於提高空中和海上的作戰優勢更為明顯。空中,無人機能夠長期執行任務,「捕食者」「死神」和「全球鷹」等無人機滯空時間超過24小時,遠遠超過有人駕駛飛機。高空長航時無人機或無人飛艇能作為衛星的緊急備份,當衛星被干擾、摧毀時,它們可以在近大氣層空間長時間充當「偽衛星」,實施長期的通信和導航保障。長航時的隱身無人飛機,甚至能將通信、導航網路秘密擴展至敵方領土,開闢一個新的「中繼站」。

未來,隨著海洋溫差能量轉換技術、海浪能量轉換技術等新型能源動力的突破,無人駕駛水下航行器將可以在水中工作數月甚至數年,甚至可能成為海戰規則的改變者。

更強的抗風險力

縱觀戰爭史,甘冒風險、不懼挑戰的作戰力量能在戰爭中發揮關鍵作用。無人系統不會將乘員或參戰人員置於險境,能夠執行高風險任務,裝備無人作戰系統的軍隊可以實施更為大膽的作戰計劃。如空中和地面機器人可以抵近危險區域實施偵察;兩棲和水下機器人可以作為登陸作戰的第一梯隊,在登陸前對海灘進行測繪和偵察,發現並清除近岸水雷及海灘的障礙物;小型消耗型無人飛行器可以及時提供打擊後的戰損評估。

如果有可靠的通信保障,無人作戰系統還能被派遣至敵方據點執行自殺式攻擊,或偵察敵方防禦部署情況,發送回有價值的情報,也可以攜帶電磁和紅外誘餌實施佯攻機動,迷惑敵方並消耗敵方彈藥。

更好的隱身性能

未來戰爭,武器裝備的低可探測性決定其生存能力和隱蔽攻擊能力。無人作戰系統體積、動力一般小於有人作戰裝備,暴露自己的可能性更小。同樣的隱身技戰術手段運用於無人作戰系統,就可以實現更好的隱身效果,執行更加隱秘的軍事任務。

無人作戰系統的低可探測性本來就優於有人作戰系統,加之無人作戰系統的防護能力通常都不如載人作戰系統,更需要強化其隱身性,提高戰場生存力。為增強隱身能力,可以將先進的隱形技術用於無人作戰系統,如通過採用複合材料、雷達吸波材料和低雜訊發動機,減小武器表面縫隙,降低雷達反射率;使用新型表面塗層,達到更好的雷達、紅外和可見光隱身效果。

更高的效費比

與無人作戰平台相比,有人武器裝備的技術性能升級成本較高。比如,新型的主戰坦克以千萬計,作戰飛機和衛星以數億、十億計,而先進的作戰艦艇、潛艇更是以數十億計,有人武器裝備成本的爆炸式增長極大增加了國防預算的壓力。而無人作戰系統能在多個方面減小費用開支,以更低的製造成本、使用成本,提高武器裝備的全周期效費比。

無人作戰平台的動力、生存力和防護力等性能要求通常都低於有人作戰系統,有利於降低成本,減小研製和生產開支。同時,無人作戰系統能長時間執行任務,減小遂行任務的作戰單元數量,從而間接縮減生產成本。

未來,隨著武器裝備自主化程度的提升,無人作戰系統對人的依賴性更小,能進一步縮減參戰人員數量,降低人員消耗。

人工智慧耳機兩秒完成同聲傳譯

近日,日本一家通信研究機構研製出一款可自動識別翻譯漢語、日語、英語三種語言的人工智慧耳機,僅需兩秒就可同步翻譯出對方語言。它首先將收集到的聲音傳輸到智能手機上並轉化成文字,再通過終端設備完成翻譯。對方佩戴了這種耳機,就可以在兩秒後聽到語音翻譯。這款耳機不同於以往的翻譯軟體,它採用人工智慧「深度學習」技術,大大提高了翻譯準確度。

(肖晨晨)


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