从“自动化”迈向“自主化”——无人机“智慧中枢”演进史

应用了自主作战任务控制技术的俄罗斯“Geran-2”无人机。供图：阳  明

　　当前，各军事强国纷纷推进无人作战飞机研发，加速推动无人穿透制空与有人无人协同战斗力生成。未来战场上，无人机可替代飞行员完成感知、规划和突防等操作任务，能自主协同有人机实施大规模行动。

　　无人机自主作战能力生成的背后，正是被誉为“智慧中枢”的自主作战任务控制技术，它利用智能闭环反馈机制，使无人机能在高风险环境中精准定位、实时感知、动态决策与自主行动。

　　在军事科技快速发展的今天，自主作战任务控制技术正推动无人机从“自动化”向“自主化”升级换代，成为无人力量战斗力快速提升的核心引擎。那么，究竟何为无人机自主作战任务控制技术？该技术对未来战场又将发挥怎样的作用？本期，让我们一探其发展来路、现状与前景。

　　多元导航技术融合，让无人机知道“我在哪”和“去哪里”

　　无人机任务自主化，首先要实现高精度的自主导航。这就要求融合视觉、天文和惯性抗干扰导航体系，使无人机在没有卫星导航的复杂拒止环境中亦能安全飞行。

　　古希腊渔民借助海岸线轮廓、礁石阴影与鸟类飞行轨迹判断航路，总结形成“海岸线导航法”。这种依赖自然标记远航的技术虽然原始，却奠定了视觉导航的基础。直至今日，汽车的自动驾驶系统仍借助计算机视觉，延续着先民“看路而行”的本能。

　　除了“看路而行”，亦可“抬头看天”。航海家们将星辰化为航标，开创了人类最早的天文导航：白天，靠太阳指路；夜间，靠星座指航；雾中，利用探锤测量水深辨别方向。例如，明朝时，郑和船队用乌木制成“牵星板”，测量北极星高度角，辅以方位罗盘指路，实现“昼观日，夜观星，阴晦观指南针”的全天候航行。这种依赖天体与光学仪器的技术，虽受制于云雾，但能保证自身目标不轻易暴露，成为大航海时代的关键技术。

　　此外，惯性导航也在“导航家族”中占据重要位置。1687年，牛顿在《自然哲学的数学原理》中指出，当陀螺高速旋转时，其旋转轴的方向不变，具有“定轴性”。1904年，德国科学家安许茨利用这一特性指示方向，制造出首台陀螺仪。二战期间，为了让V-2导弹突破无线电干扰，德国工程师将陀螺仪与加速度计结合，实时计算导弹的运动轨迹。

　　1958年，美国核潜艇“鹦鹉螺号”潜入北极冰盖下，凭借惯性导航系统，完成了人类首次穿越北极的潜航，潜艇全程不浮出水面、不依赖星空，宛如深海幽灵般在水中游弋。在俄罗斯海军“白熊-2021”任务期间，3艘俄罗斯战略导弹核潜艇同时完成破冰出水任务。在环境恶劣的北极冰层下，潜艇能长时间航行并到达指定地点，依靠的就是惯性导航系统的自主性。

　　回望历史长河，人类逐渐掌握并应用了视觉导航、天文导航、惯性导航这3种导航方式。当前先进的无人机在导航定位方面，已经可以博采众长。当卫星导航失效时，无人机可以采用组合导航模式。视觉传感器识别地标、纹理等特征，并动态构建地图，实现“读图定位”。恒星敏感器捕捉天体光信号，像古代航海家借星辰定方向，反推自身绝对位置；惯性测量单元实时测量加速度和角速度，通过运算推算飞机位置、速度和姿态变化……这种融合视觉、天文与惯性的全自主导航体系，让无人机在复杂电磁环境中也能安全飞行。

　　智能感知与决策系统，让无人机拥有“眼睛”与“大脑”

　　明确了“我在哪”和“去哪里”的问题后，无人机实现自主任务控制的下一步，就是像人脑一样迅速、准确地识别出所处态势，进而分析如何行动。这一目标的实现，离不开无人机自主作战任务控制技术中感知与决策系统的进化。

　　探索开始于1944年。那一年，德军V-1导弹的机械式自动驾驶仪已能通过预设航点，帮助导弹实现转弯操作。不过，该导弹不能感知周围的环境，如果导弹途中遭遇高射炮拦截，也不会随时转弯，依然“盲眼冲锋”，呆板地沿原路前进。这暴露了早期规划的核心缺陷，也让人们看到了提升装备对环境感知能力的重要性。

　　21世纪初，随着人工智能的快速发展，无人机开始真正走上“觉醒”之路。

　　2021年，瑞士学者打破感知、建图和规划模块化设计思路，通过训练神经网络获得一种“端到端”方法，使无人机仅靠自带的传感器和处理器，就能穿越树林。无人机的决策能力有了显著提升，但遇到复杂任务仍需人类协助。

　　传统无人机识别目标时，遇到新型或伪装目标时容易出错。而拥有智能感知与决策系统的无人机，就像一个会推理的“战场侦探”。当发现可疑目标时，无人机能自动分析形状等图像特征，对比已知样本，判断其威胁性。

　　此外，智能感知与决策系统通过“迁移学习”和“因果分析”，能将已有知识应用到新场景，即使面对未见过的装备或隐蔽设施，无人机也能快速识别。这宛如为无人机装上了“智能眼睛”，使其在复杂战场中也能精准锁定目标。

　　以俄军“图维克”无人机为例，目前俄军已将感知能力升维为决策链，该无人机可以编队穿越电磁干扰区，依靠“视觉/地形匹配”锁定伪装网下的坦克，误判情况大幅减少。无人机在攻击时，其搭载的人工智能系统同时执行红外传感器确认引擎余热、激光雷达扫描炮管轮廓、卷积神经网络比对武器库数据三重感知验证。

　　某种层面上来说，从机械陀螺仪的懵懂探索，到小样本多模态的智能感知与决策，无人机的目标识别史实则是人类为机器赋予感官的历史。无人机自主作战任务控制技术中感知与决策系统的进化，恰似生命从单细胞感光到高等生物感官协同的演化重演。智能感知与决策系统就像无人机的“眼睛”与“大脑”，前者感知环境，后者选择行动，最终促使无人机完成从“自动化”向“自主化”的关键一跃。

　　智慧行动网络编织，让无人机不断拓展 “应用边界”和“任务谱系”

　　目前，无人机在军事领域的应用越来越广泛，作为无人机战斗力快速提升的核心引擎，自主作战任务控制技术将在未来战场上发挥至关重要的作用。

　　在情报侦察方面，具备先进自主作战任务控制技术的无人机能够深入敌后，长时间潜伏并持续监视敌方重要目标。在卫星拒止环境下，无人机依靠天文、惯性和视觉导航技术精准定位，通过样本外目标感知识别技术，及时发现敌方的新装备、新动向，并将情报实时回传至指挥中心。这将为作战部队提供准确、及时的情报支持，协助指挥员提前制定作战计划，掌握战场主动权，为作战决策提供关键依据。

　　在电子对抗方面，无人机可以搭载电子战设备，在自主作战任务控制技术的指挥下，迅速抵达敌方电子设备密集区域，实施电磁干扰和压制。通过对敌方雷达、通信等电子信号的实时分析和识别，无人机能够灵活调整干扰策略，瘫痪敌方的电子作战系统，为己方作战部队创造有利的电磁环境，增强己方在电磁频谱领域的优势。

　　未来，随着人工智能、传感器等前沿技术的持续融入，自主作战任务控制技术将不断拓展无人机的“应用边界”和“任务谱系”，推动智能作战进入崭新阶段。

　　在多传感器融合方面，无人机将搭载更加先进的传感器系统，融合多种类型的传感器数据，提高目标识别和环境感知能力。光学、红外、雷达等多种传感器的组合应用，将使无人机在多种复杂环境下准确识别目标，获取全面的战场信息。这将进一步增强无人机在军事作战中的情报侦察和目标打击能力，为作战决策提供更丰富、更准确的信息支持。

　　在智能化程度方面，无人机的自主决策能力将不断提升。未来，随着与AI模型深度融合，无人机将能够更加自主地应对各种复杂情况。例如，在面对敌方未知的防御策略时，无人机能够自主分析战场态势，实时调整作战计划，选择最合适的攻击方式和目标，成为更智能的机器战士。

　　从卫星导航拒止环境下的多元导航技术融合，到基于样本外目标感知识别技术的智能视觉认知，再到规划决策技术的智慧行动网络编织，每一项技术的进步都在不断提升无人机的自主能力和智能化水平。

　　不过，也有不少人对无人机的自主化发展忧心忡忡：“科幻电影《终结者》里的场景要走向现实了吗？”

　　实际上，为了避免滥用自主武器，“人机权限的分配”始终是无人机系统领域一个不可忽视的重要课题——确保无人机的自主性始终在人类掌控之下。随着人工智能技术与无人机的不断融合，无人装备正在从“自动化”迈向“自主化”的道路上加速前行。既想借力人工智能实现无人装备自主作战，又担心遭其反噬，这将是武器智能化发展到一定阶段必须要破解的困局。

　　很重要的一点是：武器智能化的发展要有“度”。在武器设计研发之初，就必须周密审慎地考虑加装紧急情况下的人工干预控制“按钮”，制订复杂条件下的处置预案，提供自毁等保底手段，确保武器智能化的安全可控。