杏彩体育,项目推荐 总投资4000万智能无人系统项目落研发基地
企业是主营无人系统定制,生产工业无人机、无人车巡检机器人、智能物联终端设备。企业拥有强大技术研发团队,技术亮点为高精度+全方位采集+智能算法数据(1米/秒,800多个监测数据/17分钟)。产品应用场景多为能源电力、石化、港口、园区、汽车系统等。
随着前沿科技加速应用于军事领域,智能无人系统成为现代战争的重要组成部分,世界主要军事强国均高度重视智能无人系统技术在军事领域的应用,在未来,智能无人系统将深刻影响作战方式,颠覆战争规则。而智能无人系统作为前沿科学技术(如人工智能、智能机器人、智能感知、智能计算等)的集大成者,其代表了一个国家科技实力的最高发展水平。所以,在智能无人系统领域开展研究能极大地推动现有军事、民生领域的发展。
当前,无人系统装备已在军事冲突中崭露头角,例如,在土耳其与叙利亚的冲突中,土耳其利用空军装备的安卡-S型长航时无人机[7]和巴拉克塔TB-2察打一体型无人机,对叙利亚政府军进行了打击;俄罗斯国防部也曾公布叙利亚境内的武装分子利用载有的无人机对其军事基地展开了集群式攻击;2020年,美国利用一架MQ-9“收割者”无人机袭击了伊朗高级军事指挥官并使其当场毙命。无人作战正在到来,智能无人系统作为未来战场的关键利器,将决定整个战争的胜利归属。
发展智能无人系统不仅会推动现有军事科技的升级与进步,还将带动民用科技的智慧性发展,包括智能交通系统、智慧家居系统、智能制造系统与智能医疗系统等。为了更加科学、快速地发展智能无人系统,各科技大国纷纷出台了一系列有关智能无人系统发展的规划与路线,力求在智能无人系统领域的发展中抢得先机,夺取制高点。相关的有美国的自主无人系统综合路线图、俄罗斯的国家武器装备计划、英国的国防创新技术框架、中国的新一代人工智能发展规划以及日本的中长期技术规划等。
近年来,从空中到空间、从陆地到海洋,各种类型的智能无人系统大量涌现,世界各强国已经逐步将智能无人系统部署到军队中,并且在一些地区冲突、反恐战场中,智能无人系统的关键作用日益增加。因此,本文将重点从未来战场的军事需求出发,基于未来战场面临的实际复杂环境的挑战,分析智能无人系统发展与应用所需的关键技术, 并从军事角度分析个体增强与集群增强关键技术,阐述智能无人系统的发展趋势。
智能无人系统概念才提出不久,目前其研究尚处于初级阶段,国际上也未形成统一的定义,暂且将其定义为:由无人平台及若干辅助部分组成,具有感知、交互和学习能力,并且能够基于知识进行自主推理、自主决策,从而达成目标的有机整体。智能无人系统依据其作用的空间范围,可以划分为陆地无人系统、空中无人系统和海洋无人系统三大部分。其中,陆地无人系统主要包括侦察无人车、运输无人车、作战无人车、破障无人车、排爆无人车、无人车编队与指挥系统等;空中无人系统主要包括侦察无人机、作战无人机、后勤运输无人机以及无人机编队等;海洋无人系统主要包括侦察无人艇、作战无人艇、后勤运输无人艇、巡逻搜救无人艇、侦察无人潜航器、作战无人潜航器以及岸基支持系统等。本节将从以上3个部分来对国内外智能无人系统的研究现状进行阐述。
陆地无人系统主要用于情报搜集、侦察巡逻、扫雷除障、火力打击、战场救援、后勤运输、通信中继以及电子干扰等领域,随着陆地无人系统在战斗中的优势愈发凸显,针对其的研究愈发受到各国的广泛关注。
美国曾于1993年11月启动“联合战术无人车”项目,也即“角斗士”无人作战平台项目的前身。2006年,美国完成了“角斗士”无人作战平台全系统的设计,并于2007年正式装备海军陆战队。“角斗士”战术无人作战平台是世界上第1款多用途作战无人平台,搭载的传感器系统有日/夜摄像机、GPS定位系统以及声学与激光搜索系统等,并装备有机枪、冲锋枪、、狙击系统、探测系统等,可以在不同的天气和地形下执行侦察、核探测、突破障碍、反狙击手、火力打击与直接射击等任务。“角斗士”无人作战平台搭载有高机动与高生存底盘,针对该平台,还开发了便携式手持控制系统,并围绕该控制系统的抗干扰性、网络互操作性、小型化与操纵简便化等技术问题完成了一系列开发工作。但因“角斗士”无人作战平台的装甲防护能力较弱,执行任务的隐蔽性差,导致其远程侦察与控制系统面临的干扰较多。除此外,杏彩体育官网美国陆军也服役了一些其他的陆地无人系统,如“蝎子”机器人、“魔爪”机器人等。2017年,美国陆军制定了《机器人与自主系统(RAS)战略》,为开展无人作战能力建设提供了顶层规划。图1所示为美国陆地无人系统。
以色列、俄罗斯、英国和德国也相继进行了陆地无人系统的研制工作,并研发出了一系列先进的产品,产品列表如表1所示。例如,以色列研发的“守护者”系列自主无人车可以结合搭载的传感器与融合算法,自主侦察与识别危险障碍,执行巡逻、监视与小规模的火力打击任务;俄罗斯研制的MARS A-800无人车可以执行运输和后勤保障以及跟踪监视等任务,并可以在执行任务的过程中实现自主路径规划,规避障碍,该无人车已在叙利亚战场进行部署。英国和德国对陆地无人系统的研究也开展得较早,英国于上世纪60年代就推出了手推车排爆机器人,后来又推出Harris T7触觉反馈机器人,用于执行拆弹、排爆等危险任务;德国莱茵金属公司开发的“任务大师”地面武装侦察无人车主要用于执行战术监视、危险物检测、医疗后送、通信中继以及火力支援任务。
空中无人系统主要以单个无人机平台和无人机集群为主。无人机由于具有视野开阔、飞行自由、设备搭载性好等优点,被广泛应用于军事领域,并在近年来的军事冲突中起到了极大的作用。空中无人系统的主要功能包括:情报搜集、侦察监视、诱饵靶机、目标跟踪、战术打击与空中救援等。
美国空军研究实验室(air force research laboratory)于2000年提出了针对无人机自主作战的概念,并对无人机的自主程度进行了量化定义,制定了发展规划。无人机自主程度量化内容与发展阶段如图2所示。
2003年,美国将空军和海军的无人作战飞机系统项目合并,启动了“联合无人作战系统”(J-UCAS)项目,开始了对无人作战飞机X-47B的研究。2006年,美海军提出了“海军无人作战航空系统”(N-UCAS)项目,旨在为航母舰载机联队引入无人作战飞机,并继续对X-47B开展研究。在2012—2014年间 ,又多次完成了航母弹射、着舰、触舰复飞等试验,并于2015年完成了自主空中加油试验。X-47B攻击型无人机是一款可以自主操纵、隐身性能好且适用于陆基和舰载的无人作战飞机,具备高航程和高航时的特点,杏彩体育官网装备有照射雷达、光电制导系统和孔径雷达等先进的传感器,主要功能包括情报侦察、目标追踪、电子战干扰、火力打击等。美国研制的其他空中无人系统,如“全球鹰”、“捕食者”、“猎人”和“大乌鸦”等也已在军队服役,如图3所示。
以色列研制的“哈比”无人机配备有反雷达感应器、光电制导系统和导弹,可自主攻击敌方雷达系统,如图3所示。
单个空中无人系统在执行任务时容易被干扰和打击从而导致任务失败,而空中无人系统集群则可以弥补这一缺陷,更大程度地发挥空中无人系统的优势。美国国防先进研究计划局(DARPA)针对空中无人系统集群先后启动了“小精灵”低成本无人机项目、低成本无人机集群项目、“山鹑”(Perdix) 微型无人机机载高速发射演示项目、进攻性蜂群使能战术(OFFSET)项目等,通过开发和测试用于无人系统集群的体系架构、通信系统以及分布式控制算法,发展了无人机集群自主控制系统,并利用人工智能、态势感知、虚拟现实及增强现实等前沿科学技术,提升了空中无人系统集群在战场上的综合作战能力。
海洋无人系统包括水面无人系统和水下无人系统2类。其中,水面无人系统主要指水面无人艇(以下简称“无人艇”),主要用于执行海上搜救、侦察监视、火力打击、巡逻安防、电子干扰、后勤保障和诱饵靶船等任务;水下无人系统主要指无人潜航器,与载人潜艇相比,其具有无人员伤亡、高隐蔽性与高自主性等优点,主要用于执行情报搜集、目标监测、战力威慑、火力打击等任务。2018年,美海军发布了《海军部无人系略路线年,又发布了《海军人工智能框架》,为海军作战与海洋无人系统的发展提供了路线规划与指南。
在水面无人系统方面,美国提出了“美国先进概念技术演示项目”(ACTD),其重要任务之一便是开展“斯巴达侦察兵”无人艇的研究。该项目已于2007年完成,并在伊拉克战区进行了试验。“斯巴达侦察兵”无人艇搭载有无人驾驶系统与视距/超视距通信系统,并搭载有电光/红外搜索转塔、高清摄像机、导航雷达、水面搜索雷达、全球定位系统接收机等先进传感器,以及舰炮、反舰导弹及反潜感应器等武器,主要用于执行情报搜集、目标监视、信息侦察、反水雷和海上安防等任务,具有一定的自主能力。美国研制的“海上猎人”无人艇搭载有声呐与光电传感器,以及近距、远程雷达探测系统与可扩展模块化声呐系统,主要用于执行识别、监测可疑目标,引导火力打击等任务。美国海洋无人系统如图4所示。以色列研制的“保护者”无人艇主要用于执行情报侦察、可疑目标辨别、战术拦截、电子干扰和精确打击等任务(图4)。俄罗斯研制的无人水面侦察艇可以在母舰的指挥下执行快速巡逻任务并检查、监视指定区域,搜寻情报。
在水下无人系统方面,俄罗斯研制的核动力无人潜航器“波塞冬”,可携带常规以及核弹头,执行侦察与战略核打击任务,如图4所示。美国研制的“刀鱼”无人潜航器,可以通过发出低频电磁波来扫描可疑物体,搜寻情报;研制的“金枪鱼”-9无人潜航器可携带多种标准载荷,可用来执行近海勘探、反水雷、监视和侦察(ISR)等任务。
近年来,我用智能无人系统发展迅速,本文将从陆地无人系统、空中无人系统和海洋无人系统3个方面进行阐述。
在陆地无人系统方面,国防科技大学与三一重工股份有限公司联合开发了“沙漠苍狼”陆地无人轻型平台,其以履带为动力,搭载榴弹发射器和机枪等武器系统,可以用来执行后勤运输、伤员运送、侦察监测、火力打击等任务。山河智能集团研制的“龙马”系列无人车,具有强大的运输与越障能力。南京理工大学研制的“神行-III”军用地面智能机器人系统,具有较强的自主导航与情报侦察能力。国防科技大学与哈尔滨工业大学等单位联合研制的无人驾驶核化侦察车,具有较高的机动能力与装甲防护能力,搭载的武器系统可以执行火力打击并具备一定的自主能力。
在空中无人系统方面,成都飞机工业集团研制的“翼龙”系列无人机具有全自主水平起降能力、巡航飞行能力、空地协同能力与地面接力控制能力等,搭载有多型光电/电子侦察设备以及小型空地精确打击武器,可以执行情报侦察、目标跟踪、火力打击等任务。我国研制的“彩虹”系列无人机具有中空长航时的航行能力,可以搭载电子干扰系统与多种武器系统,能执行火力打击、情报侦察、通信干扰、电波干扰等任务;研制的攻击11型无人机具有极强的隐身能力,可以搭载精确的制导导弹,用于执行对地攻击任务。我国空中无人系统如图5所示。
在海洋无人系统的水面无人系统方面杏彩体育,由哈尔滨工程大学牵头研制的“天行一号”无人艇,采用油电混合动力,最高航速超过92.6 km/h,最大航程1 000 km,为目前世界上最快的无人艇。该艇融合了自主感知、智能控制、自主决策等技术,可以实现对周围复杂环境的快速态势信息认知与危险规避,可以用于执行气象信息监测、地貌测绘、警戒巡逻、情报侦察、火力攻击等任务。由上海大学研制的“精海”系列无人艇具有半自主与全自主的作业能力,可以执行目标侦察、海洋测绘、水质检测等任务。由上海海事大学研制的“海腾 01”号智能高速无人艇,搭载有毫米波雷达、激光雷达、前视声呐等传感器,可以执行可疑目标监视、水下测量、海上搜救等任务,具备全自主与半自主航行能力。江苏自动化研究所研发的JARI 智能无人作战艇,搭载有光电探测器、四面相控阵等探测设备,同时,还搭载有导弹鱼雷等武器系统,可以执行情报搜集、敌情侦察、精准火力打击等任务。由珠海云洲智能科技有限公司等单位联合研制的“瞭望者Ⅱ”无人导弹艇,搭载有全自主无人驾驶系统及导弹等武器,可以执行敌情侦察、情报搜集、精准火力打击等任务。我国海洋无人系统如图6所示。
在海洋无人系统的水下无人系统方面,西北工业大学研制的“魔鬼鱼”无人潜航器为仿生蝠鲼无人潜水器,已完成了1025 m的深海测试。哈尔滨工程大学研制的“悟空”号全海深无人潜航器,成功完成了10896 m的深潜和自主作业试验。我国研制的“潜龙一号”、“海马”号等深海潜水器均已成功完成深海探测任务。
目前,智能无人系统已逐步应用于军事应用的各个领域,且随着前沿科学技术的发展,智能无人系统在军事领域的应用将日益增多。但在智能无人系统的使用方面,尚未完全实现自主化与智能化。当前,智能无人系统技术在军事领域的应用现状主要分为以下3个部分:
1) 从作战任务的角度:作战任务从执行简单的侦察监视向主流对抗作战方向发展;战场对抗由人人对抗向人机对抗,再向机机对抗方式转变;应用环境由结构化环境、实验室环境向真实战场环境转变,并在未来逐步发展成真实环境与虚拟现实相结合的增强现实环境。
2) 从指挥控制的角度:控制方式从单机简单遥控、程控方式向人机智能融合交互控制方向发展,不过尚未完全实现自主控制;体系结构由专用化、单一化向通用化、标准化、互操作性方向发展。
3) 从感知决策的角度:决策方式由单一依靠人来决策向以人为主,人机智能交互决策为辅的方式转变;感知方式由单一依靠传感器获取特征信息,由人来判断目标属性向基于人工智能的目标识别、特征信息获取的方式转变。
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