速度快火力猛，無人艦艇上都有哪些黑科技？
導語
無人艇的關鍵平台技術是自主智能航行技術，它可以利用多類感測器信息進行自適應視覺圖像提取從而獲取準確海面環境信息，並通過自主控制系統生成自主規避策略，從而實現自主規避和自主識別。而且，配合上合適的武器模塊，無人艇還能進行軍事化應用，火力打擊能力十分兇猛。
出品| 網易新聞
作者| 鴻鵠，科技愛好者
上個月，中國在萬山群島海域開展了一場大規模水面無人艇「多艇協同」技術測試，編隊由56艘小型無人艇組成，打破了美國此前創造的40艘無人艇協同自主演練的世界紀錄，還變幻出複雜的「軍民」兩個漢字以及航母造型，展示了中國無人艇集群技術的實力。而就在去年，中國剛剛發布了一款世界上最快的無人艇「天行一號」。
那麼，無人艇的出現是否會像無人機一樣改變未來海戰格局，同時也像無人機一樣大規模的民用轉化，方便人們的生活呢？又快又猛的無人艇如何造就？
（一）世界最快無人艇，關鍵技術在於艦艇控制
中國擁有300萬平方公里的海洋國土面積，這片蔚藍的「國土」上蘊藏著豐富的礦物、生物資源，如何有效地利用和開發海洋資源、保護海洋，建設海洋強國，關係到中國實現可持續發展的戰略空間和資源保障。
國家863計劃就特別設立了深遠海海洋動力環境監測關鍵技術與系統集成重大項目，其中明確提出利用水面無人艇，對淺海、油氣平台周邊及特定海域進行測繪、監測海洋環境。
「天行一號」水面無人艇就是在這樣的背景下設計製造的，無人艇全長12.2米，滿載排水量 7.5 噸，配有油電混合動力系統，最大航程1000公里，最高航速超過50節，是目前世界上速度最快的水面無人艦艇。
雖然有人快艇速度可以達到70節，但更快的航行速度也對駕駛員的經驗提出了更高的要求，而且，面對大風浪和海洋障礙物，人的判斷不是總能及時到位，相比之下無人艇應對這些問題會更加輕鬆。
不過，想要在複雜的海洋環境下實現無人艇快速航行狀態的控制可不簡單。
（「天行一號」新型無人艇）
自主智能航行技術是無人艇平台技術的關鍵點所在，包括自主控制、自動規避、自主識別等。設計人員通過大量的實際實驗，採集經驗豐富的駕駛員操作艦艇的樣本數據，然後進行深度數據挖掘，構建了人工控制情況下的樣本資料庫，再利用神經網路學習人工駕控的經驗和方法，最終實現了機槳有人駕駛與計算機控制的有效結合。
水面無人艇平台由於尺度相對較小，海上涌浪對其造成的顛簸更為明顯，極容易影響無人艇視覺系統的正常工作，研究人員利用多類感測器信息進行環境建模，設計多輸入的深度神經網路，能夠自適應地提取最深層、本質視覺圖像數據，在控制成本的前提下，獲得了準確的海面環境信息，為無人艇的自主規避和自主識別打下了基礎。
在高航速、大風浪和複雜障礙環境下如何實現自主規避是一個難題。「天行一號」的研究團隊通過模擬實驗，在綜合考慮決策系統、認知系統、控制系統等各系統變數下，構建一套完整的自主控制系統，該系統可以根據艦艇自身狀況、外部環境信息，針對複雜環境中的動靜態障礙目標生成自主規避策略，智能水平很高。
「天行一號」為海洋開發而設計，除了高航速、大航程外，自主識別和監測能力也很強。由於採用了先進的目標檢測識別演算法的環境認知系統，「天行一號」可根據實際情況，實時建模，實現對目標的高精度跟蹤。
不僅如此，作為無人艇平台，其用途需求是模塊化設計的，在自主決策系統的指導下，「天行一號」能自主完成海洋環境監測、海底地貌測繪等多種任務。
（二）無人艇不僅速度快，火力還可以很兇猛
對無人艇的技術開發，美國一直走在世界前列，目前全球近半的無人艇是由美國研製的。中國在開發使用無人艇技術方面起步較晚，不過追趕速度卻很快。
（ORW-1遙控武器站）
「天行一號」提供了手操、遙控、半自主、全自主四種工作模式，在展出期間，其船身還裝備了一個遙控武器站，證明了其可以作為軍用無人艇使用。該遙控武器站與中國生產的ORW-1遙控武器站類似，能夠在未來為這款無人裝備進行海上執法提供武力幫助。
遙控武器站作為相對獨立的模塊化、通用化武器系統，本身就適用於多種平台，所以在「天行一號」無人艇平台上使用遙控武器站是完全可行的。
ORW-1遙控武器站的火力裝備是一挺12.7毫米口徑的88式重機槍（可換裝14.5毫米艦載機槍），並裝有紅外光電感測的瞄準系統和陀螺穩定器的穩定模塊，可消除艦艇搖擺對武器瞄準造成的影響，提高射擊精度，最大射程1500米，對1000米內的輕型裝甲防護目標也能造成有效打擊。
該武器平台還具有高度自動化的特點，可對敵目標進行發現、識別、跟蹤、監視、並進行高精度全自動火力打擊，如果裝備於無人艇上，可對水面和岸上的目標進行全天候探測、警戒、跟蹤、測距、毀傷。
實際上，從國外對無人艇的使用經驗看，如果配合上合適的武器模塊，無人艇還能發揮出更強大的戰力。以「海鷗」為例，作為以色列設計的無人艇反潛平台，它可以攜帶聲納，對海底情況進行偵察，發現潛艇等具有威脅性的目標後還能自主發射魚雷，破壞敵對潛艇。
（以色列造無人艇「海鷗」在進行發射魚雷實驗）
（三）那麼問題來了，無人艇技術值得大力發展嗎？
各國發展無人化裝備，主要看重的還是其以小博大的潛力。像無人機可以在空中「蜂群作戰」，無人艇也具備在海上展開「鯊群作戰」的強大潛力，這對傳統的作戰模式會形成巨大的顛覆。
就像中國以前通過改裝大量老舊型號的飛機當作無人機應用一樣，任何船隻如果合理的配置上機器人智能指揮與感知的控制體系架構，也都能改裝成無人水面裝備。通過自主控制和遠程控制協同，就能實施無人水面艇集群共同攻擊、協同巡邏，甚至可以完成護航等任務。
既可以全新設計專用的無人艦艇設備，也可以通過老舊型號改裝，加上無人艦艇平台雖小，但卻可以裝備不同模塊。這些特徵有利於快速生產大量無人艇裝備，合理控制成本。
無人艇的強自主能力也是其使用優勢之一，不需要像有人裝備需要輪班執勤，無人艇可以24小時在線，進行執行巡邏、攻擊等任務。由於不需要人在內操縱，也無需考慮傷亡問題，更不用進行戰爭前的動員和準備工作，有利於大幅提升戰爭效率，以更小代價達成戰爭的目的。
軍用無人艇在未來可能會改變海戰格局，同樣的，民用無人艇也能拓展出更多的應用。除了前面提到的基本的海洋勘探開發，利用無人艇在複雜海況下展開應急救援活動等也具有很大優勢。
舉例來說，目前的無人機有應用於消防救火的版本；而國外也對應的開發出了用於處理港口火災的無人消防船。相比有人船，其自主性更高、可以遠程操作，所以可以在更近距離進行滅火救援，對於涉及集裝箱，石化產品等可能導致有毒煙霧或爆炸危險的滅火更有優勢，在快速滅火的同時，保障了消防人員的人身安全。
（無人消防船用於滅火）
（四）世界最大無人船試驗場在中國，未來驚喜無限
無人艇技術只是未來無人船技術推廣應用的一環，無人船在降低排放、減小營運成本、提高船舶航行方面勢必會掀起未來航運業的革命，國外無人船技術領先的國家都有專門設立的無人船試驗場用於測試無人船的新技術。
（珠海萬山群島）
今年年初，中國位於珠海萬山的無人船試驗場也正式開工建設。試驗場將依託礁島附近海域建造網路、通信、導航雷達、光電子、自動系泊碼頭等試驗現場系統工程和基礎設施，為無人船進行自主避障、遠程駕駛、自主操作、警衛巡視、通信測試等提供一個安全固定的全場景、綜合試驗區。
作為亞洲首個無人船試驗場，規劃一期的調試測試場占海面積為21.6平方公里、二期性能測試場的占海面積為750平方公里，總面積達到771.6平方公里，建成後將成為世界上面積最大的無人船海上測試場，可以容納的船體噸位上限是10萬噸級，能夠為中國未來研製更大噸位的無人貨船，提供充分的保障。
建設無人船試驗場能夠推動無人船的產業發展、促進無人船的相關行業技術研發、應用示範標準的形成，未來的無人航運更是一個萬億美元的市場。試想一下，操作人員只要坐在船務控制中心，就可以遠程控制貨船往返，輕鬆完成海上運輸任務，這對現有航運模式的顛覆是巨大的。
（中國在研的「筋斗雲」號無人貨船）
結語
智能時代大幕已經開啟，無人化裝備引起的戰爭手段和人們生活的變化是多方面的，以無人船、無人機、無人車為代表的無人化裝備群，有望改變信息化的生活方式，給人類的未來帶來無限可能。
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編輯| 史文慧
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