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美國防部推遲一年公開的《無人系統綜合路線圖(2017-2042)》到底講了什麼?

原標題:美國防部推遲一年公開的《無人系統綜合路線圖(2017-2042)》到底講了什麼?


8月28日,美國國防部在推遲了一年後公開了新版的《無人系統綜合路線圖(2017-2042)》,這也是2000年以來美國國防部發布的第八版無人系統路線圖。新版路線圖共58頁,比早期版本更加精鍊,主要內容包括第一章簡介、第二章互操作性、第三章自主性、第四章安全網路、第五章人機協作、第六章總結,以及附錄A基礎性文件和參考文獻、附錄B機器人和自主系統聯合概念、附錄C採辦舉措、附錄D國防部辦公室舉措和附錄E縮略語。本路線圖的目的是為使軍種的無人系統發展目標方向與國防部戰略願景保持一致而提供頂層戰略指導,側重於在整個無人系統行業減少重複工作、明確挑戰、促進協作。


新版路線圖的主要內容

美國防部長辦公室和武裝部隊在將無人系統納入其現有組織結構中付出了艱辛的努力,彰顯了其對無人系統融入現有體系形成有機整體重要性的考量。但同時,美國防部認為,國防部、工業和學術界均擁有先進的技術、戰略和標準,這對無人系統的發展及其有效融入聯合作戰形成了挑戰。來自國防部各個部門的人員組成的綜合小組審查並分析了來自各級國防部門的20多份參考文件,並研究了來自工業界和學術界的技術趨勢,提出了4個共同的主題以及相應的14個推動因素。這些主題和因素是衡量無人系統技術進步、無人系統集成使用以及在條令、組織、訓練、裝備、領導力、人員、設施、政策(DOTmLPF-P)範圍內潛在發展方向的基礎。


第一個主題,互操作性。指出封閉的、互相不連通的系統會使無人自主平台在相互協作時面臨挑戰,出於這個原因,提出尋求通用/開放式體系架構,強調模塊化和組件互換性,進行合規性/測試、評估、校核和驗證,採取合適的數據策略以及主張數據許可權等5項推動因素。其近期、中期和遠期的互操作性發展路線圖如表1。



第二個主題,自主性。指出自主性和機器人技術的進步有可能成為重要的力量倍增器,徹底改變作戰概念,大大提高有人和無人系統的效率和效能,為國防部提供戰略優勢,提出人工智慧和機器學習、提高效率和效能、信任、武器化等4項推動因素。其近期、中期和遠期的自主性發展路線圖如表2。


第三個主題,安全網路。指出無人系統作戰通常依賴網路連接和高效的頻譜接入,必須解決網路漏洞,以防止網路中斷或被操縱;提出網路運營、信息保障、電磁頻譜和電子戰等3項推動因素。其近期、中期和遠期的安全網路發展路線圖如表3。



第四個主題,人機協作。認為面臨的一個主要挑戰是操作者和無人平台之間的信任,未來的前景是通過實現人機的無縫集成,減少人類操控的工作量,提出人機介面、人機編組2項推動因素。其近期、中期和遠期的人機協作發展路線圖如表4。


新版路線圖的幾個特點


一是側重不同,從「事無巨細」到「提綱挈領」。美軍無人系統路線圖相繼經歷了無人機路線圖、無人機系統路線圖和無人系統路線圖三個階段。從07版路線圖開始,各版路線圖均從總體上對空中、陸上、海上無人裝備的未來發展提出了概略性設想,特別是09版路線圖發布以來,美國各個軍種都已經制定了軍種層面的路線圖或者類似文獻,不同的軍種根據各自不同的需求,通過不同的形式在無人系統的研究、採辦和保障等方面均取得了長足的進步。在此基礎上,伴隨著近年來人工智慧、新型能源等技術的發展以及新型作戰概念作戰樣式的出現,17版路線圖側重於對既定規劃計劃的微調,注重從總體上提綱領、指方向,為使軍兵種無人系統的發展目標方向與國防部戰略保持一致提供戰略指導,同時促進各軍種作戰需求提出者、預算編製者、項目管理者、試驗人員、作戰人員及國防部內部的其他重大利益相關者通力協作。


二是簡潔明了,對總體性問題和未來方向「拉單列表」。本版路線圖,一個突出特點是針對軍事需要,直面問題,從聯合和融入的角度,提出努力的方向。主題和促成因素中的問題和挑戰包括(17項):缺乏共同的需求,需要發展測試、評估、校核和驗證(TEVV)標準,需要軍種間進行更多協作,缺乏靈活性設計和保護數據許可權的先見之明,尺寸、重量和功率限制,法律和政策限制,缺乏對人機交互的理解,缺乏信任,缺乏敏捷的採辦,指揮控制的複雜性,易受攻擊的網路,困難、繁瑣、滯後的軟體升級,缺乏高質量的信息保障方案,需要發展的頻譜策略,缺乏精確的人機介面,維護陳舊的設備,未來平台和網路的可承受性。


未來的發展方向包括(11項):柔性敏捷採辦,架構要求,自主系統要求,架構/模塊化設計政策,用於自主系統的測試、評估、校核和驗證(TEVV)新方法,保護數據許可權的新方法,加強與私營部門發展進步的聯繫,增加信任的道德要求,武器化自主系統政策,信息保障政策、程序、技術,人機-戰術、技術、程序。涉及到的關鍵技術包括(11項):機器人技術,優先考慮的通用/開放架構,通用數據存儲,自主性建模和模擬,機器學習,人工智慧,尺寸、重量和功率/小型化,集群能力,增強現實,虛擬現實,感測器升級,避免碰撞,領導者-追隨者,GPS拒止方案,網路的彈性和穩健性,信息保障方案,增加網路和頻譜容量,人機介面的進步,採用自適應數據策略。


三是樹立願景,使各利益相關者「及時對錶」。聯合部隊制定了2016年機器人和自主系統聯合概念(JCRAS),描述未來的機器人和自主系統(RAS)的使用,以指導聯合部隊的全面發展和未來的採辦方案。指出隨著機器人和自主系統集成到軍事應用中,聯合部隊的能力將得到成倍擴展。包括,學習能力,更強的態勢感知能力,實現更高的性能,效率和效能的提高,提供更大的柔性,提高作戰節奏,提供潛在的湧現,實現分散式和分散作戰。同時,指出實現機器人和自主系統聯合概念願景,需要廣泛的創新性合作。包括穩健的實驗、兵器推演、建模和模擬,以及DOTmLPF-P的持續發展。

四是舉措鮮明,可執行性強。採辦舉措方面。一是提出更好的購買力BBP3.0,目的是確保項目的可負擔性,對行業進行激勵,強調競爭,減少官僚主義,改善軍種採辦合同,以及建立專業精神。重點關注國家技術優勢面臨的風險,支持採辦周期努力方向涉及科技、組件開發、技術示範、早期原型設計、全面開發和技術產品滲透。BBP3.0計劃旨在提高採辦的專業水平,以提高國防部識別技術和創新源頭的能力;二是尋求其他交易協議,在此支持下,國防部可以為與提高軍事效能直接相關的原型項目進行獎勵,並且在授權的範圍內,政府、行業和學術界可以快速有效地形成合作夥伴關係,為作戰人員提供創新技術解決方案。


三是加強國防創新實驗部,其終極目標是將技術加速應用到作戰人員手中。國防創新實驗部能夠與傳統上沒有參與國防部項目的公司開展業務,例如能夠與公司合作在60天內共同設計項目、協商付款里程碑、條款和條件、知識產權。國防部辦公室舉措方面。提出一個架構框架,為軍種和工業方提供發展方向,包括小型無人系統自主架構,無人系統聯合架構(JAUS),UAS控制段(UCS)架構,無人系統聯合通信架構(JCAUS),無人機地面控制站人機介面開發與標準化指南,以及開放式商業模式(OBM)。


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