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開發技術解決方案以幫助軍隊決策的愿望并不新鮮。但最近，看到軍隊在決策過程中，包括在使用武力的決策中，采用了形式日益復雜的人工智能決策支持系統（AI DSS）。這一發展的新穎之處在于，這些AI DSS 的運作過程挑戰了人類在軍事決策過程中的判斷能力。這種對人類判斷力的潛在侵蝕帶來了一些法律、人道主義和倫理方面的挑戰和風險，特別是在對人的生命、尊嚴和社區有重大影響的軍事決策方面。有鑒于此，必須認真地討論如何使用這些系統及其對受武裝沖突影響的人們的影響。

本文推出了一個關于軍事決策中的人工智能（AI）的新系列。作為討論的開端，他們概述了使用AI DSS 在使用武力的法律決定中維護人類判斷力所面臨的一些挑戰、風險和潛力。他們還提出了一些有關在這些決策過程中設計和使用人工智能直接支持系統的措施和限制，這些措施和限制可以為當前和未來有關軍事人工智能治理的辯論提供參考，以確保遵守國際人道主義法（IHL），并支持減輕受這些決策影響的人受到傷害的風險。

創造能夠輔助人類決策的技術解決方案的沖動并不是最近才有的。然而，隨著 DSS 的發展，特別是通過整合強大的人工智能技術（如機器學習），目睹了各種技術先進的軍事強國如何開始在廣泛的任務和許多不同的指揮級別中追求和利用這種軍事能力：從軍事戰略建議到有關人員部署或武器運輸的后勤決策。

最近，以機器學習（ML）為基礎、支持使用武力決策的 DSS 正成為人工智能在軍事領域日益突出的應用。這些計算機化工具提供復雜的評估和細微的輸出（即分析、建議和預測），以幫助人類做出復雜的決策，如攻擊誰或攻擊什么以及攻擊的地點、時間和方式。利用預先確定的特征和自學模式，這些類型的AI DSS 可以在沒有人工干預的情況下突出某些數據點，并對特征進行優先排序和選擇。因此，它們很可能對使用武力的決定產生重大影響，包括做出此類決定的過程和可能產生的后果。

AI DSS 經常被軍方作為加快和增強決策周期的關鍵使能技術，被吹捧為能帶來重要的軍事利益。

然而，必須認真考慮這些AI DSS 如何運行、人類如何與其輸出互動以及它們適合執行哪些任務，因為采用這些技術的人力成本將在很大程度上受到這些因素的影響。重要的是，AI DSS 無法改進不符合國際人道主義法的目標選擇方法和政策。在此類框架內實施人工智能數據和分析系統可能只會加劇非法或有害的影響，更快、更廣泛地復制和部署這些影響。

在國際人道主義法中維護人的判斷力

根據國際人道主義法，武裝沖突各方--歸根結底是人--有責任遵守國際人道主義法，并必須對違反行為負責。因此，人類必須在法律判定中做出判斷，如攻擊是否合法。當然，這并不意味著負責規劃、決定或執行攻擊的人不能使用技術支持或計算機化分析，如AI DSS，為其使用武力的決定提供信息。例如，就像今天常見的那樣，軍方可能會考慮利用AI DSS 的輸出來支持對個人和目標的識別、武器選擇或附帶損害的估計。結果是：在法律規定的決策中--比如是否可以合法地瞄準某個目標或人員--這些系統的輸出可以為人類的判斷提供信息，但絕不能取代人類的判斷。

軍事決策中的AI DSS：遵守國際人道主義法的風險還是潛力？

在武裝沖突中使用武力的軍事決策中納入人工智能，為非AI DSS 的現有挑戰增添了新的層面。

事實上，由于各種原因，應用AI DSS（特別是基于 ML 的 DSS）可能會對人類決策產生負面影響。有證據表明，使用這些系統會增加發生不可預見錯誤的可能性，并延續和傳播有問題的偏見，特別是針對特定年齡、性別或種族的個人或群體或殘疾人的偏見。當許多AI DSS 在單個流程中建立并促進軍事決策時，單個AI DSS 的錯誤會在整個規劃和決策流程中復雜化或連鎖化。

由于人類越來越難以理解系統如何以及為何會產生某種分析、建議或預測，因此使用基于 ML 的 DSS 也使人類用戶更難以識別錯誤的輸出。人類過度依賴AI DSS 輸出（所謂的自動化偏差）的傾向放大了這一趨勢，在高壓情況下尤為突出--例如關于使用武力的軍事決策--在這種情況下，決策者只有有限的時間來評估、交叉檢查或質疑AI DSS 輸出。軍事行動的節奏越來越快，使用AI DSS 加快決策速度的動力也助長了這一問題。這在現實世界中的影響可能是，有人根據人工智能決策支持系統的輸出結果來計劃、決定或發起攻擊，而不是實際評估攻擊的合法性--實質上充當了人類橡皮圖章的角色。

此外，人工智能決策支持系統的技術特點使其并不適用于所有任務和環境。當人工智能被賦予可轉化為數學問題的明確目標時，如決定部署何種類型的武器或在何處部署部隊和武器，人工智能就會表現出色。然而，國際人道主義法所要求的背景和定性評估不太可能為人工智能決策支持系統提供明確的目標，因為它們極其復雜，無法轉化為數學公式或數值。要確保人工智能決策支持系統使用的充分性和實用性，另一個不可或缺的因素是要有高質量和有代表性的訓練數據。然而，武裝沖突的特點是不確定性和不穩定性，再加上對手試圖相互欺騙，所有這些都使得具有代表性和可轉移性的數據難以獲取。

因此，使用AI DSS 有可能會妨礙武裝沖突中使用武力的軍事決策所涉及的人類判斷，從而引發新的人道主義、法律和倫理問題。這就是為什么為了確保AI DSS支持而不是阻礙軍事決策--并協助確保遵守國際人道主義法，沖突各方必須仔細評估其是否適合具體任務和背景。

一項關鍵措施是將AI DSS納入對包含AI DSS工具的武器系統的法律審查中，或者在此類工具是武器系統設計或預期使用方式的一部分的情況下。更廣泛地說，各國應考慮對構成在武裝沖突中使用武力的軍事決定的一部分的所有人工智能--裁軍和安全系統進行法律審查，至少作為一項政策或良好做法。在這樣做的時候，軍方必須考慮到AI DSS的技術特點、與之互動的人類用戶的傾向，以及軍事決策者在加快決策過程速度方面日益增長的壓力。

與此同時，謹慎和負責任地使用AI DSS可促進更快、更全面的信息分析，從而以加強國際人道主義法合規性和最大限度減少平民風險的方式支持決策。例如，使用人工智能數據和分析軟件可協助從網上公開來源資料庫中收集和綜合有關平民和民用物體存在情況的信息，或通過推薦最能避免或至少最大限度減少附帶平民傷害的攻擊手段和方法來支持武器設計。任何此類工具的效率都取決于能否獲得高質量的數據。然而，目前尚不清楚各國軍隊是否在建立和維護所需數據集方面進行了充分投資，特別是在基于 ML 的 DSS 方面。

但是，除了AI DSS作為目標選擇決策周期的一部分支持減輕對平民傷害的潛力之外，軍方還應考慮優先投資開發和使用AI DSS，專門用于加強對平民的保護--目前這在很大程度上是一個空白。這可能包括AI DSS支持專業工程師為軍事單位提供建議，不僅要繪制基礎設施的位置圖，還要繪制其連接圖，并識別表明保護狀態的獨特標志和信號，以減少攻擊可能對平民及其生計造成的潛在影響。歸根結底，這些措施對于加強遵守國際人道主義法的義務至關重要，即不斷注意保護平民，并在攻擊中采取一切可行的預防措施。

今后的方向

鑒于上述風險和挑戰，可能有必要對在軍事決策中使用 AI DSS 采取進一步的措施和限制，特別是在可能對人員造成傷害或死亡或對物體造成損害的情況下，以及更普遍的在決策受國際人道主義法管轄的情況下。

最近發表的報告（一份專家咨詢報告和一份紅十字國際委員會委托的顧問報告）提出了其中的一些措施和限制。值得注意的是，在武裝沖突中使用武力的軍事決策中維護人類的判斷力，可能需要采取新的方法來應對人類與 AI DSS 之間互動所產生的現有挑戰，以及與使用 AI DSS 有關的技術要求。有些方法可能有助于解決現有的技術挑戰（如可預測性、可理解性和偏差），而另一些方法可能有助于提高人類決策者批判性地參與和使用 AI DSS 輸出的能力（如減輕自動化偏差）。

例如，AI DSS 的設計和使用需要允許人類用戶理解和質疑系統的輸出。要做到這一點，可以讓人類用戶根據另一來源的數據對 AI DSS 的輸出結果進行交叉核對，并確保用戶保留足夠的時間和空間批判性地參與系統輸出，以維護人類在敵對行動決策中的判斷和深思熟慮。可能還需要某些限制，例如將 AI DSS 的使用限制在某些明確界定的任務和/或某些情況下。

此外，鑒于軍方對在 DSS 中集成 ML 的興趣與日俱增，在使用這些系統執行指令性任務（如建議行動方案）或進行預測（如預測某些個人或團體的行動所帶來的風險）時，需要特別謹慎。根據 AI DSS 輸出的訓練數據，在使用武力的軍事決策中使用此類建議或預測的合法性可能會受到質疑。

AI DSS 的某些用途也可能被完全排除。 一個明顯的例子是，絕不能將此類工具納入核武器指揮和控制系統。由于具有持續學習功能的 AI DSS 特別難以預測，限制其使用可能也是必要的。

希望這些建議和考慮能夠為國際和國家層面關于武裝沖突中人工智能軍事應用的國際法和政策的應用和可能的進一步發展的辯論提供參考。

近年來，多方利益相關者關于人工智能軍事應用國際治理的討論有了顯著發展，特別是在軍事領域負責任的人工智能（REAIM）峰會上（首屆會議于 2023 年 2 月在海牙舉行，第二屆會議即將于 2024 年 9 月在首爾舉行）。盡管如此，從十年前開始，《特定常規武器公約》致命性自主武器系統政府專家組和最近的聯合國大會（第 78/241 號決議）就已觸及人工智能和 ML 在武器系統中的應用。一些國家和軍隊最近制定了人工智能原則和政策，以規范軍事應用，包括美國的《關于負責任地在軍事上使用人工智能和自主權的政治宣言》、中國的《全球人工智能治理倡議》、法國國防部的《人工智能支持國防報告》、英國的《國防人工智能戰略》、日本防衛省的《促進使用人工智能的基本政策》以及北約的《人工智能戰略》。

所有這些以及未來的任何努力都應有助于確保 AI DSS（包括基于 ML 的 DSS）在軍事決策中始終是幫助和支持人類的手段，而不是阻礙或取代人類的手段。在對受武裝沖突影響者的生命和尊嚴構成風險的決策中保留人類的判斷力，對于維護道德價值觀和確保尊重適用法律（包括國際人道主義法）至關重要。

在過去十年間發生的國際沖突中，小型無人航空系統（sUAS）日益增強的軍事能力已得到有力證明。這些系統能夠執行監視和偵察、動能攻擊和其他任務，因此構成了日益嚴重的威脅。對付無人航空系統的方法對各級軍事力量來說越來越重要，但由于無人航空系統的特征小、廣泛的商業可用性和低成本，這些方法仍然具有挑戰性。本文探討了小型無人機系統日益增長的威脅，以及過去十年國家和非國家行為者如何在特定沖突中使用小型無人機系統。本文還回顧了作為反無人機系統（CUAS）任務一部分的與感知和影響無人機系統相關的技術，強調了這些技術的優缺點以及潛在的應對措施。報告還審查了澳大利亞陸軍行動中反無人機系統方法的現狀。對澳大利亞陸軍和整個政府機構提出的建議包括：投資于探測和影響無人機系統的分層方法，為所有陸軍士兵提供有關反無人機系統方法的培訓，組建一個反無人機系統卓越中心，并為在澳大利亞領土上反無人機系統分配明確的角色和責任。通過采納這些建議，澳大利亞國防軍（ADF）和澳大利亞其他政府機構將能夠更好地應對無人機系統帶來的快速增長的威脅。

對抗無人航空系統的方法和技術

對技術和近期國際作戰行動的回顧表明，無人機系統對軍事力量構成了重大挑戰。大多數現代防空系統都是為抵御截然不同的威脅而設計的：快速移動的載人戰斗機、旋翼機和中高空轟炸機。小型無人機系統由于體積小、速度相對較低，探測起來尤其困難。這些因素的結合導致其在許多雷達波段和其他現象中的特征相對較小。小型無人機系統還能在低空飛行，并能利用地形和樹葉隱藏其存在。

雖然現有的一些短程防空系統在適當的幾何條件下可以有效地瞄準無人機系統，但其中許多系統在任何成本強加戰略中都是錯誤的。例如，“愛國者 ”導彈有能力擊落 “沙赫德-136”，但一枚 “愛國者 ”導彈的價格為 400 萬美元，而 “沙赫德-136 ”的價格僅為其 1%至 3%。此外，與這類精良防空系統相關的探測系統和發射器成本高昂，這不可避免地限制了在任何戰場上可用來對付 sUAS 的此類能力的數量。以上就是必須探索 CUAS 替代解決方案的幾個原因。

CUAS 解決方案往往分為兩個不同的類別--主動防御，直接對抗無人機系統；被動防御，降低無人機系統行動的可能性和影響，而無需與無人機系統本身交戰。被動防御包括一系列措施，如偽裝和隱蔽、欺騙、分散、位移和加固。主動防御和被動防御對任何遭遇無人機系統的單元都很有用，本節將對這兩種防御方式進行探討。還應注意的是，商用無人機系統制造商有可能在軟件中編入地理柵欄，禁止在某些區域或超出某些高度或距離的情況下飛行。這對商用系統來說是一種能力拒絕，但通過黑客攻擊或其他技術（至少對大疆無人機來說是如此）很容易消除這種限制。

美國陸軍部總部于 2017 年首次發布了一份文件，詳細介紹了 “拒止敵方無人駕駛飛機完成任務 ”的技術，作為陸軍技術出版物（ATP）系列的一部分，更新版于 2023 年 8 月發布。該出版物名為《反無人機系統（C-UAS）》，ATP 3-01.81，針對旅級及以下級別。它包括對威脅無人機系統的審查、為減輕威脅可采取的規劃措施，以及在遇到無人機系統時單元可采取的進攻和防御措施。ATP 3-01.81 認識到沒有一種防御措施是萬無一失的，因此強調采用分層方法執行 CUAS 任務，并審查了主動和被動防御措施。

人工智能（AI）已成為多個領域的變革力量，國防領域也不例外。然而，有一種人工智能子集在這方面尤其具有突破性： 邊緣人工智能。通過在設備上本地處理數據，邊緣人工智能即使在斷開連接的環境中也能提供更快的響應、更強的安全性和更穩健的操作。對于國防部隊（陸軍、海軍和空軍）來說，這些優勢可以轉化為更高的作戰效率、更強的態勢感知能力，并最終增強國家安全。

邊緣人工智能解決方案所需的一般基礎設施和組件

要使邊緣人工智能有效發揮作用，需要一套特定的基礎設施組件。核心要素包括

• 邊緣設備： 這些是在源頭執行數據處理的硬件。在軍事領域，這些設備可以是部署在戰場上的無人機、地面車輛、可穿戴設備、攝像頭或傳感器。
• 邊緣服務器： 它們是本地服務器，可處理來自一組邊緣設備的數據。與單個設備相比，它們具有更強的處理能力，可支持多個設備之間的協調。
• 人工智能模型： 用于分析和決策的人工智能算法需要針對邊緣計算進行優化，同時考慮內存和功耗限制等因素。
• 連接性： 雖然邊緣人工智能可以在斷開連接的環境中運行，但 4G/5G 等連接解決方案可以在可用時提高數據傳輸速率。
• 安全解決方案： 在防御環境中，安全性至關重要。安全的數據傳輸和存儲機制以及人工智能模型保護技術是邊緣人工智能基礎設施的重要組成部分。

邊緣人工智能在軍事領域的應用案例

陸軍：自主地面車輛

問題陳述： 陸軍經常在危險和不可預測的地形中執行任務。派遣士兵在這些地區執行偵察或巡邏任務會使他們面臨不必要的風險。

解決方案 配備了邊緣人工智能功能（攝像頭+邊緣人工智能節點）的自主地面車輛可以在具有挑戰性的地形上航行，在不危及人類生命的情況下執行偵察和巡邏任務。這些車輛可以實時處理數據，快速決定要走的路徑、要避開的障礙物以及是撤退還是繼續前進。

成果： 降低士兵的風險，提高巡邏效率，增強態勢感知能力。

海軍： 智能維護系統

問題陳述： 海軍艦艇需要定期維護，以確保最佳功能。然而，由于這些系統的復雜性，確定維護需求可能是一項具有挑戰性的任務。此外，目前艦艇和潛艇上的數據收集系統都是靜態的，只能在事后而非實時地從中挖掘洞察力。

解決方案結構： 邊緣人工智能可用于開發智能維護系統。遍布整個船只的傳感器可以監測各種參數，通過邊緣處理，可以在本地對數據進行實時分析，從而獲得即時見解。在邊緣設備上運行的預測性維護模型可以在潛在問題變成嚴重問題之前預見到它們。

成果： 提高船舶效率，減少停機時間，顯著節約維護成本。

空軍： 無人機蜂群

問題陳述： 空軍需要進行廣泛監視，以維護空域安全。然而，這項任務需要大量資源，而且會使飛機和人員暴露在敵方防御之下。

解決方案結構： 由邊緣人工智能驅動的無人機蜂群是一種新興的解決方案。配備了邊緣人工智能設備和適當人工智能模型的無人機可以協調成群或 “蜂群 ”運行，在提供廣泛覆蓋的同時降低風險。它們可以就飛行路徑、監控目標和躲避敵方防御做出實時決策。

成果： 擴大監視范圍，降低人員和飛機面臨的風險，縮短響應時間。

邊境/軍事設施的安全和監視

問題陳述： 國家邊境和軍事設施幅員遼闊，往往地處偏遠，要有效監控和確保其安全極具挑戰性。傳統的監控方法可能會耗費大量資源，而且不一定能及時發出有關潛在安全威脅的警報。

解決方案結構： 邊緣人工智能可以利用傳感器和攝像頭網絡為先進的監控系統提供動力。這些系統可以對視頻信號進行實時分析，識別異常情況或潛在威脅。例如，它們可以檢測未經授權的移動，識別特定車輛或人員，甚至識別可疑的行為模式。

成果： 加強邊境和軍事設施的安全，及時發現威脅，減少監控任務的人力需求。

軍事平臺的自動訪問控制

問題陳述： 軍事平臺，無論是物理平臺（如軍事基地或艦船）還是數字平臺（如國防網絡），都需要嚴格的訪問控制來確保安全。傳統的訪問控制方法很容易遭到破壞，而且訪問權限管理既復雜又耗時。

解決方案結構： 邊緣人工智能可用于創建復雜的自動訪問控制系統。生物識別身份驗證系統可利用人工智能，根據面部識別、指紋或其他生物識別數據準確驗證身份，并在本地處理信息，以實現快速、安全的訪問控制。對于數字平臺，人工智能可以監控用戶行為，檢測可能表明未經授權訪問或惡意活動的異常情況。

成果： 增強軍事平臺的安全性，簡化訪問控制程序，及早發現潛在的安全漏洞。

上述用例是國防垂直領域的一些關鍵用例。還有許多其他使用案例，使用邊緣人工智能可以成倍地提高效率，從而釋放關鍵的人力資源。在軍隊中實施基于邊緣人工智能的解決方案不是 “是否 ”的問題，而是 “何時 ”的問題。

參考來源：//www.linkedin.com/pulse/harnessing-power-edge-ai-defence-look-critical-use-cases-katta

美陸軍深入探索了影響作戰環境的問題，特別是那些直接影響美陸軍在當代作戰空間中的行動問題。在過去的十多年里，國家和非國家行為者越來越多地將軍民兩用自動化技術武器化，使空中、陸地和海洋領域的作戰能力擴散化。 在空中領域，無人駕駛航空系統（UAS）最初提供的是情報、監視和偵察（ISR）能力，而無需運營有人駕駛平臺所需的相關成本和基礎設施。 最近，目睹了 ISR 和打擊能力在小型無人機系統（sUAS）中的融合，使較小的國家也有能力識別、接近和打擊目標--“降低了聯合作戰的‘入門費’”。

幾乎任何人都將 “能夠利用這些小型、廉價、可單獨消耗的平臺，幾乎不間斷地收集實時情報，并選擇時間和地點，通過龐大的數量壓垮對手的防御”--用美瘋狂科學家扎克里-泰森-布朗（Zachery Tyson Brown）雄辯的話來說，這就是 “喬米尼的復仇”（Jomini's Revenge）： 大規模反擊！

以下是關于 sUAS 在當代帶來的真實威脅、從當前和最近的沖突中看到的趨勢，以及陸軍、聯合部隊和整個國家應如何應對的關鍵見解：

• 無人機系統技術的進步正在改變現代沖突--創造了一場軍事革命--使空中領域成為全面安全計劃發展不可或缺的一部分。 隨著人工智能（AI）和自主系統的融合成為成熟的新技術，各級培訓模式必須教會士兵如何在這種環境下作戰并取得勝利，并教會領導者如何認識和抵御這些能力對其單元和任務構成的威脅。

-** 俄羅斯/烏克蘭沖突是 sUAS 平臺發展的最新實驗室，尤其是第一人稱視角 (FPV) 無人機技術的發展--利用虛擬現實技術駕駛無人機精確打擊目標**。無人機系統技術的發展可以追溯到 2021 年的以色列/哈馬斯沖突、2020 年的納戈爾諾-卡拉巴赫沖突、2014 年最初的俄羅斯/烏克蘭沖突以及 2010 年的伊拉克沖突。

• 俄羅斯/烏克蘭沖突中的無人機使用不同于近期的任何其他現代沖突--今天的指揮官面臨著全新的挑戰。2010 年，敵軍開始開發用于情報、監視和偵察（ISR）能力的 sUAS 技術。 在當代戰場上，ISR 和武器投送能力已匯聚到 1-3 類無人機中。

• 無人機和小型無人機系統平臺成本極低，小國、政府和組織很容易獲得。在最近的沖突中，各國政府還敦促私人提供無人機，協助提高 ISR 能力。在俄羅斯與烏克蘭的沖突中，3D 打印技術的發展是另一種被廣泛使用的機制，它可以制造出發射后即可攜帶有效載荷的無人機平臺。

• 隨著軍事目標和民用目標之間的界限進一步模糊，未來的沖突將沒有后方。沖突地區的關鍵基礎設施需要多層次、一體化的空域防御（不僅是防空，還包括有機的反無人機系統，橫跨所有層級，橫跨整個作戰空間，從戰斗前沿、后方和集結區、空港和海港，一直到駐軍）。保護關鍵基礎設施也是私營部門的重中之重。

這十年來，隨著戰場自動化的激增以及與此同時開展的開發有效反制措施的競賽，見證了一場戰爭革命。 步兵手中的廉價、消耗性、小型武裝無人飛行器（UAV）正在滲透到固定防線上方的空域，并削弱精致、昂貴和有限的作戰系統（即主戰坦克、防空綜合體、火炮和反炮兵雷達系統）。

這些無人機不斷發展，迫使其在短暫的時間內快速創新，從而產生轉瞬即逝的優勢機會。 烏克蘭數字化轉型部副部長說：今天能飛的東西明天就不能飛了。

在下文中，“陸軍瘋狂科學家”將探討無人機/反無人機系統（C-UAS）之爭如何繼續改變二十一世紀的作戰，并通過提出五個具有挑戰性的問題來探討對美國陸軍的相關影響。

擴散化：無人機和輕型導彈的崛起

2021 年 3 月，被譽為 “瘋狂科學家 ”的斯科特-肖中校（COL Scott Shaw），他是美國陸軍非對稱戰爭集團軍（AWG）的最后一任指揮官，探討了地面戰爭的未來和當今士兵的作戰現實。其最突出的觀點之一談到了用于偵察和瞄準的無人機的出現，并指出隨著這些系統的擴散，它們將降低聯合作戰的 “入門費”，甚至讓非國家行為體也能擁有局部空軍，并創造一個普遍的恐懼環境。

一個月后，“陸軍瘋狂科學家 ”采訪了約翰-安塔爾中校（美國退役），他觀察到戰場正變得越來越透明。在短暫的第二次納戈爾諾-卡拉巴赫沖突中，亞美尼亞的指揮所和防空資產很容易成為攻擊目標并被摧毀--"如果你被感知到，你就會成為攻擊目標；如果你成為攻擊目標，你就會被摧毀或失效。傳感器比射手更重要，使射手現在能夠比以往任何時候都更加精確地執行任務”。無人機拍攝的高清全動態實時視頻不僅使阿塞拜疆能夠瞄準并摧毀亞美尼亞的系統和人員，而且還提供了情報、戰損評估以及用于贏得信息戰的視頻內容。在 21 世紀的戰場上，“無處可藏”。

安塔爾中校還指出，“頂端攻擊正在成為戰爭的決定性手段”。阿塞拜疆的無人機和 LM 為他們提供了相對廉價的常規空中力量替代品。“任何有資源在全球市場上購買頂級攻擊系統的國家（或非國家行為者）都有可能實現空中優勢”。

俄羅斯的烏克蘭戰爭--無人機的擴散

在過去 26 個月俄羅斯在烏克蘭的 “特別軍事行動”（SMO）中，我們看到俄羅斯和烏克蘭使用了大量不同類型的無人機，包括

• 情報、監視和偵察（ISR）系統，提供實時前方觀察、火力方向和調整，以及攻擊系統的提示。這些系統還充當其他無人機（如右圖中的俄羅斯 Orlan-30）的通信中繼器；

• 巡飛彈藥，用于監視一個區域并攻擊優先目標（如右圖中的俄羅斯 Lancet-3）；

• 頂部攻擊系統，使步兵能夠用投擲的彈藥攻擊下馬、潰散的部隊、裝甲系統和其他目標（如右圖所示的烏克蘭四旋翼直升機，可投擲迫擊炮彈）；

• 第一人稱視角（FPV）攻擊系統，使獵殺者小組能夠通過虛擬神風攻擊任務投擲彈藥摧毀目標（如右圖中裝備了定型裝藥榴彈的俄羅斯 FPV 無人機）；

• 重型轟炸機系統，可遠程布設地雷或充當無人機載體，以擴大 FPV 無人機的射程（如右圖所示的烏克蘭 Baba Yaga 無人機）

• 單向攻擊（OWA）系統，以巡航導彈的一小部分成本提供精確的遠程打擊（如右圖所示的俄羅斯 Shahed-136 發射器）；以及

• 遠程打擊平臺，由遙控飛機發射遠程精確彈藥（如右圖所示的俄羅斯 “獵戶座 ”無人機）。

雙方都在使用這些系統的混合編隊，以不同的高度運行，滲透并打擊前線和后方的目標。 觀察型無人機還充當通信中繼器，為深入打擊作戰后方地區的無爭議空間提供便利。 據報道，在過去 25 個月的戰爭中，俄羅斯損失了 3 000 多輛主戰坦克（MBT），“超過了其整個戰前現役艦隊的損失”，其中許多損失是烏克蘭無人機引導的火力或 FPV 直接打擊造成的。

俄羅斯反無人機系統

俄羅斯的電子戰 (EW) 資產在 2022 年夏季開始嚴重削弱烏克蘭的無人機，據報道，俄羅斯軍隊擊落了烏克蘭近 90% 的無人機，因為他們的干擾使無人機的 GPS 衛星導航失靈，并切斷了無線電鏈路。 俄羅斯的電子戰和干擾努力最初將烏克蘭四旋翼無人機的生存能力降低到三次飛行，將固定翼無人機的生存能力降低到六次飛行。據《福布斯》報道，根據英國皇家聯合服務研究所（RUSI）分析師的說法，“總體而言，[烏克蘭]無人機任務中只有約三分之一可以說是成功的....”。無人機大屠殺使烏克蘭的火力控制復雜化，降低了烏克蘭炮兵連的精確度......為俄羅斯軍隊在東部重新集結和準備夏季戰斗贏得了時間”。

為了對付烏克蘭的無人機，俄羅斯最初依靠沿烏克蘭部隊前線縱深 60 公里的電子戰和防空資產帶。 根據俄軍情報局的說法，俄羅斯 “每 10 千米戰線使用一個主要預警系統，通常位于距離前線約 7 千米的地方，在更高的梯隊......擁有更專業的預警能力”。2023 年，這些防御系統每月可消除 “約 10,000 架[烏克蘭空軍無人駕駛飛行器]”。

圖：俄羅斯 CASEVAC UGV--注意 Volnorez 電子戰反無人機系統 (EW C-UAS) /資料來源：俄羅斯社交媒體圖片

此后，俄羅斯一直在從對這一C-UAS EW防御帶的依賴向分層C-UAS能力調整，將點EW C-UAS防御下推到單個作戰系統（如單個主戰坦克和車輛）、小單元甚至無人地面車輛（UGV）上。

據報道，俄羅斯國防部也在部署機械化 C-UAS 單元，由三輛同時具備動能防御和遮蔽防御的車輛組成--一輛 6×6 炮車，安裝一門 Zu-23-2 型 23 毫米雙聯高射炮，射速為每分鐘 2000 發；一輛 4×4 實用車，安裝一挺 12.7 毫米重機槍；一輛 6×6 卡車，安裝模塊化熱煙幕發生器。

未來形態...

烏克蘭戰爭雙方都在推動快速的創新周期，在無人機/C-UAS 戰斗中獲得微小但轉瞬即逝的優勢。 隨著更新功能的開發和集成，烏克蘭由土耳其提供的 TB-2 Bayraktars 和俄羅斯的 Orlan-10s 等第一代無人機已被淘汰。 擴展實景護目鏡將四旋翼飛行器轉變成了強大的 FPV 無人機--使單兵、下馬士兵有能力將精確、廉價的精確制導彈藥投向精致、昂貴的目標。溫壓彈頭大大提高了這些 FPV 無人機的殺傷力。熱成像攝像機為夜間打擊行動提供了便利。被譽為 “瘋狂科學家 ”的 CNA 分析師 Sam Bendett 最近告訴《新聞周刊》，俄羅斯和烏克蘭都在尋求 “切斷無人機與操作員之間的通信依賴，以及無人機與導航衛星之間的通信依賴”--從而克服目前的電磁干擾困境。 機器視覺形式的人工智能已使烏克蘭武裝部隊的 “煞克 ”重型轟炸機無人機能夠自動發現、定位、識別和選擇目標--產生完全自主的戰場殺傷力--將這種能力集成到 FPV 無人機的競賽正在進行。在不久的將來，小單元--甚至可能是單個士兵--將能夠部署無人機群，協同對目標實施協調、精確的打擊--重新定義我們對大規模、沖擊和包圍的理解。

圖：烏克蘭武裝部隊的Saker重型轟炸機無人機（UAV）拍攝的視頻劇照--其全自動機器視覺（即人工智能）可自動發現、定位、識別和選擇目標

也許最令人不安的是，這種非對稱能力將擴散到其他國家、非國家行為體和個人。就在上個月，X（前 Twitter）上發布了一段視頻，據稱緬甸叛軍在叢林中用 3D 打印了一支無人機隊。 現在，任何人在任何地方都可以獲得這種能力......

對美國陸軍的影響

如上所述，俄羅斯人從第二次納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭中 “學到”了戰爭性質變化的一個重要特征。武裝無人機和其他自動化戰場能力的作用正在民主化，迅速擴散并擴展到各個領域，以投送精確彈藥。俄羅斯意識到他們落后于 21 世紀的這場戰爭革命，但他們（起初）無法適應和提供新的能力，直到他們已經深深陷入烏克蘭持久的戰亂，損失了數千輛主戰坦克和其他精良的作戰系統。

美國陸軍如何從學習轉變為行動，應該考慮什么?

• 防空與 C-UAS 之間有區別嗎？美國陸軍師恢復 SHORAD 能力只是解決了部分威脅，而不是在烏克蘭正在進行的作戰行動中觀察到的規模。

• 如今，還沒有在任何地方訓練士兵如何在今天所看到的威脅性無人機和低空飛行器群集的作戰環境中作戰。在這種威脅環境下，小型武裝無人機和輕型導彈可能會壓垮營級及以下級別的防御能力，如何運用自己的自動化能力并針對這種威脅環境進行訓練？如何在整個基地和戰斗訓練中心模擬這種威脅？

• 如何針對這種能力組織陸軍--既能使用它，又能防御它？機構力量方面的考慮：是否需要新的無人機和 C-UAS 支持者？是否需要一個新的部門？應該考慮哪些新的 MOS？作戰部隊考慮因素：是否需要重新審視班、排、連的 C-UAS 能力，以及使用小型武裝無人機的能力。目前，班級無法將精確彈藥投射到 10 千米之外--這種革命性的能力可能會改變近距離作戰的戰場框架！

• 如何激勵國防工業基地提供小型、廉價的武裝無人機？如何改變陸軍的思維模式，不再將無人機視為無人駕駛飛機，而是另一種消耗性的第五類物品？

• 如何培養領導者和士兵具備推動戰場戰術創新所需的適應性思維？陸軍的哪些機構將推動和改善快速適應，尤其是在伊拉克和阿富汗作戰行動結束后，非對稱戰爭小組以及特遣部隊 TROY 和 ODIN 已全部撤出的情況下？

中小型無人機（UAV）以及精確火炮構成的戰場威脅不斷演變。兩者都推動了對反無人機（C-UAV）與反火箭炮、火炮和迫擊炮（C-RAM）（C-RAM）系統的需求，并且兩者之間存在很大程度的重疊。為了設計出能夠有效應對這些進化（如果不是革命性）威脅的技術，需要進行大量的研究和開發工作。

如今的威脅范圍相當廣泛，包括中型偵察機和攻擊機，以及小型至微型無人機。這些中小型飛機的一部分是為軍事應用而建造的，但最近的沖突表明，商業和面向消費者的民用無人機可以很容易地重新配置以執行戰斗和戰斗支援任務。戰術無人機類別（在美國通常被稱為“小型戰術無人機”（STUAS）類別）在最近的沖突中變得尤其普遍，部分原因是它們成本低、可用性高且相對易于使用。 2021年，時任美國中央司令部司令、美國海軍陸戰隊（USMC）將軍肯尼思·麥肯齊將戰術無人機的普及視為自伊拉克沖突期間簡易爆炸裝置（IED）興起以來“最令人擔憂的戰術發展”。 “我認為我們看到的是戰爭新的組成部分，”麥肯齊說。

在情報、監視、瞄準和偵察 (ISTAR) 角色中，小型至超小型無人機可以以相對較低的被發現風險接近敵方編隊，提供有關部隊行動的信息或進行定位、火力修正和打擊后戰損評估用于火炮。電子偵察和進攻性電子戰（EW）是無人機的附加任務。在攻擊角色中，即使是商用現成 (COTS) 業余愛好者小型無人機也可以配置為在敵軍上空攜帶和釋放彈藥，或者充當巡飛彈藥 (LM；通常稱為“自殺無人機”或“神風特攻隊無人機”）攜帶爆炸物一路撞擊。此類巡飛彈藥可以在特定區域巡邏，直到發現足夠有價值的機會目標。然后，它們有效地從無人偵察機轉變為精確制導彈藥（PGM）。

圖：地面車輛和無人機的集成傳感器和效應器網絡的概念，用于協調防御蜂群攻擊。圖片來源：DARPA

俄烏戰爭——最大的無人機戰爭

過去二十年的沖突凸顯了無人機在全球武裝部隊中的作用日益增強。十年前，在伊拉克 ISIS/Daesh 叛亂期間，臨時重新配置的 COTS 系統的巨大影響首次得到充分體現（盡管其他各種非正規部隊大約在同一時間發現了它們的效用）。烏克蘭正在進行的戰爭達到了新的強度，無人機和火炮是戰場上部署的最重要的武器系統之一。過去兩年里，數以萬計的無人機被發射，這使得這是一場規模前所未有的無人機戰爭。固定翼、全球導航衛星系統 (GNSS) 和慣性導航系統 (INS) 制導的中型無人機，例如伊朗 Shahed 131 和 136，可打擊固定基礎設施目標，而那些配備光電紅外 (IR) 傳感器的無人機 –例如土耳其 Bayraktar TB2——可以用制導炸彈和導彈攻擊移動軍用車輛。烏克蘭國產AQ 400 Kosa無人機在32公斤有效載荷下有足夠的航程到達莫斯科，在65公斤有效載荷下則有更短的距離。基輔計劃將產量增加至每月 500 輛。

大量小型無人機瞄準了散兵坑和戰壕中的士兵。改進后的基于 COTS 的四軸飛行器可以作為單個單位或集群進行攻擊，還能夠摧毀裝甲車，甚至包括主戰坦克 (MBT)。許多小型無人機都是通過射頻 (RF) 鏈路進行無線電遙控的。這包括所謂的第一人稱視角 (FPV) 無人機，它可以有效地充當臨時LM——機載攝像頭為操作員提供飛行員的視野，從而實現非常精確的目標決策，甚至可以讓飛機飛過門口或進入打開的車輛艙口。值得注意的是，射頻控制的無人機操作不需要大量培訓； COTS 系統的設計易于使用，任何一個人口從小就玩電子游戲的國家都將擁有大量潛在的飛行員。更先進的飛機通常是專為軍隊制造的，它們使用 GNSS 和/或 INS 來執行預先編程的偵察或打擊任務，而直接監督最少。由于機載數據庫允許積極識別合法目標，一些登月艙可以顯示目標自主權。即使與控制站的無線電鏈路被干擾，他們也可以進行攻擊。

威脅級別不斷升級

除了烏克蘭之外，主要武裝部隊正在大力投資無人技術。除了提高航程和續航能力等性能升級外，最大的重點是利用人工智能（AI）來增強自主性。改進的人工智能集成最終將產生兩個主要的作戰后果。

• 群體攻擊

集群行動已經成為現實，但還相對新生，來自烏克蘭的圖像僅代表了一個開始。美國武裝部隊對于成倍增強自主集群能力的計劃一直相當開放（而各個外國勢力肯定正在更安靜地追求相同的目標）。美國陸軍在過去兩年的演習中測試了由數十架小型無人機組成的集群。在一些實驗中，集群能夠按照預先編程的目標自主執行偵察和攻擊行動。

圖：雖然無人機集群技術目前可能相對較新，但這些功能正在迅速發展。圖片來源：美國陸軍/Aaron Duerk

現任美國陸軍航空兵總監沃爾特·魯根少將表示，目標是使無人機的分層“狼群”能夠在沒有人類直接監督的情況下運行，其中一架飛機擔任狼群領導者角色，控制其他單位的行動；如果領導者被壓制，預先選定的飛機將接管控制權。這樣的狼群最終應該能夠執行復雜的多任務行動，每個單位執行特定的任務——例如偵察、通信中繼、壓制/摧毀敵方防空系統（包括通過電子戰）或直接攻擊主要目標– 為總體使命目標做出貢獻。美國武裝部隊的其他軍種也在進行類似的實驗。

• 彈性導航

與自主問題密切相關的是對冗余和防干擾導航系統的追求。正如精確制導彈藥經常配備多種導航系統（例如 GNSS、INS 以及基于圖像或地形跟蹤的導航）一樣，未來的無人機也可能具有冗余功能，其中包括防干擾導航選項。同樣，未來的無人機將需要多個瞄準系統來應對各種被動或主動對抗措施。瞄準選項可能包括光學和紅外、激光或雷達（具體取決于無人機的大小）。機載防御電子戰系統可最大限度地減少干擾的影響、保留通信鏈路并干擾敵方目標，這將進一步提高無人機的生存能力并增加完成任務的可能性。

• 精確和飽和火炮

用戰爭的棋盤類比，無人機已成為現代戰場上的騎士，能夠以獨特的方式進行機動，并在此過程中克服障礙。正如烏克蘭戰爭所表明的那樣，火炮仍然是戰場上的女王，可以直線打擊，但距離很遠。無論是攻擊靜態目標還是移動目標、軍事目標還是基礎設施，管炮和火箭炮都展示了沖突最致命的持續影響。在這方面，所有主要武裝部隊都在大力提升射程、精確度和殺傷力。火箭、火炮和迫擊炮（RAM）對靜態設施和機動部隊構成重大威脅，且威脅潛力在未來幾十年內不斷增加。因此，改進 C-RAM 系統并將其投入使用的必要性日益增加。

C-UAV 和 C-RAM 要求

傳統的基于導彈的防空系統非常適合擊落較大型到中型、復雜的軍用無人機和較大范圍的LM，例如“沙希德”系列。然而，它們并不是反無人機對抗小型無人機威脅的可行選擇。即使后者可以在超短程防空/短程防空 (VSHORAD/SHORAD) 系統的交戰區內被檢測到，它們的大量使用能力也會很快耗盡 (V)SHORAD 彈匣，從而使受保護的單位容易受到更先進的飛機或導彈的攻擊。成本的不對稱也使得傳統防空系統成為應對此類威脅的經濟上不可持續的解決方案。為了了解這種不對稱的程度，哥倫比亞廣播公司新聞 (CBS News) 2023 年 5 月報道稱，單枚 FIM-92 Stinger 系列導彈的成本超過 40 萬美元，相比之下，典型的現成小型無人機（例如 DJI 四軸飛行器）的成本僅幾百美元。

圖： DJI 生產的 Mavic 2 無人機是一款高端 COTS 系統，配備高分辨率 20 MP 相機。圖片來源：美國空軍

迄今為止，射頻干擾仍然是針對小型無人機最廣泛（也可以說是最有效）的武器。射頻干擾的工作原理是擾亂飛機的導航和控制系統，或者阻止接收來自控制站的命令信號，或者阻止衛星導航頻率以擾亂 GNSS 引導。根據干擾系統的強度，效果可以在強度以及目標空域的寬度和深度方面進行縮放。烏克蘭雙方都部署了廣泛的干擾，以保護自己的陣地免受敵方飛機的攻擊，并在進攻行動之前壓制敵方無人機的能力。強大的電子戰系統可以安裝在固定位置或車載，以便于重新定位。低梯隊戰術部隊配備了便攜式干擾器，而坦克和其他戰車也被拍到炮塔頂部裝有干擾器。

然而，基于電子戰的對抗措施也有一些弱點。跳頻通常是規避射頻干擾的簡單而有效的方法。此外，正如烏克蘭對俄羅斯電子戰站點的襲擊所證明的那樣，干擾機的信號可以進行三角測量，從而可以通過火炮、空射炸彈或導彈襲擊來定位和瞄準它們。

自主性的提高和冗余導航系統的引入預計將減少未來射頻干擾的影響，但這并不是絕對的。一些無人機將繼續依靠射頻數據鏈進行遠程控制、接收任務更新或將態勢感知數據轉發回操作員。即使額外的抗干擾導航系統變得更加普遍，全球導航衛星系統仍將是一種重要的導航工具。

即使干擾沒有完全禁用車輛控制或導航，仍可能對無人機的有效性產生負面影響。電子戰技術預計將繼續發展，提高信號強度、范圍和有效性，并使用電磁頻譜的較小部分，以盡量減少對友方系統的附帶影響。五角大樓計劃在較低梯隊（特別是排級）定期部署干擾能力，并且已經在試驗安裝在美國海軍陸戰隊 MRZR 等輕型步兵車輛上的電子戰系統。其他武裝部隊也在采取類似的做法。

圖：美國海軍陸戰隊 LMADIS（輕型海上防空一體化系統）C-UAV 的主要組件是安裝在 MRZR 輕型戰術車輛（如圖所示）上的 360° RPS-42 雷達和便攜式 Modi II 干擾系統。圖片來源：美國海軍陸戰隊

僅改進干擾無法抵消戰術無人機能力和作戰概念的預期增強。正在積極尋求其他動力學技術。其中一些措施還可以保護地面部隊和設施免受火箭、火炮和迫擊炮 (RAM) 的攻擊。這種 C-RAM 系統可以與 C-UAV 角色有很大程度的功能重疊，從而使能夠執行這兩種任務的系統成為一個有吸引力的建議。

高能激光系統

C-UAV 和 C-RAM 的主要研究方向之一是高能激光器 (HEL)。關于高能激光以及其他定向能武器 (DEW) 經常被提及的幾個優點就是所謂的“無限彈匣”。與導彈發射器或防空炮不同，只要維持能量供應，激光器就可以在合理的范圍內運行。

作戰成本也明顯低于動能武器系統。美國武裝部隊在測試更強大的車載激光系統方面再次取得了系統性進展。 2023 年 10 月，美國陸軍授予洛克希德·馬丁公司一份開發和交付間接火力防護能力高能激光器 (IFPC-HEL) 原型機的合同。據陸軍稱，車載目標武器系統旨在保護固定和半固定地點免受無人機、巡航導彈、RAM威脅以及“[載人]旋轉和固定翼威脅”。原型機將于 2025 年交付。

為了保護機動部隊，美國陸軍一直在定向能機動短程防空（DE M-SHORAD）計劃下追求定向能武器。雷神公司設計的四套原型系統安裝在斯泰克裝甲車上，于 2023 年 1 月交付給陸軍，用于裝備排規模的測試和評估單位。 50 kW 激光武器旨在擊敗 3 級（600 公斤）以下的無人機以及 RAM 威脅。用戶評估階段預計將持續到 2024 年初。間歇性報告稱，該系統被證明對無人機有效，但 C-RAM 任務“挑戰仍然存在”。較小的 10 kW 和 20 kW 系統也在托盤和輕型車輛上進行評估，但其有效性僅限于較小的無人機類別。

圖：安裝在 Stryker 上的 DE M-SHORAD 結合了 50 kW 級激光器和多任務半球雷達來檢測、跟蹤和分類威脅。圖片來源：美國陸軍

關于高能激光如何最有效地壓制無人機或炮彈有多種建議，目前的測試表明成功地禁用了小型無人機的發動機。最簡單的方法是燒毀或致盲飛機或射彈的瞄準或尋的系統。這對于配備光學傳感器的遙控或自主無人機最有效。然而，這對于使炮彈偏離其彈道飛行路徑幾乎沒有作用。重要的是要考慮到最終目標是開發 1 MW 范圍或更高功率的更強大的戰術激光器。能量輸出越高，任何單個目標被擊敗或癱瘓的速度就越快。光電和控制系統也在不斷改進，以提高捕獲目標的速度，以及將光束聚焦在目標某一特定點的能力；后者對于摧毀RAM射彈具有特別決定性的作用，這必須通過燃燒外殼到達并引爆或爆燃彈頭來實現。

盡管不斷取得進展，但關于 C-UAV 和 C-RAM 激光實用性仍然存在一些問題。困難在于需要將足夠的能量投射到目標上并保持光束聚焦足夠長的時間以使無人機或來襲彈藥失效。雖然目前正在測試的激光器被認為可能強大到足以擊落一架無人機或燒穿炮彈外殼，但激光武器仍然面臨挑戰。光束完整性隨著距離的增加而惡化，因為光束距離光源越遠，光束就越寬，而且惡劣的大氣條件也會降低光束的完整性。因此，這些因素會限制高能激光的有效射程。美國國防部稱當今定向能武器系統的有效射程約為 1 公里。然而，戰場條件——包括燃燒車輛產生的煙霧、爆炸性彈藥以及遮蔽物的部署——即使在較短的距離內也會干擾光束的完整性。

最后，無人機的機動性以及火箭和火炮射彈的速度對將激光束保持在目標上超過幾秒鐘提出了重大挑戰，特別是在存在許多視線阻擋物的環境中操作時。即使未來的高能激光足夠強大，可以在如此短的時間內使目標失效，但需要在每個目標上聚焦幾秒鐘，這使得激光很容易受到群體攻擊。例如，如果激光可以在撞擊前 30 秒與火箭交戰，并且只需要 5 秒即可瞄準并摧毀每個彈頭，那么敵人就可以通過同時發射至少 7 枚射彈來壓倒 C-RAM 系統。雖然戰術高能激光最終可能有助于 C-UAV 和 C-RAM 操作，但它們似乎不太可能成為最有效的解決方案。

微波武器

另一個有前途的反無人機概念是部署高功率微波（HPM）武器。 HPM 能量可以摧毀敏感的機載電子元件，使導航和控制系統失效，并迫使無人機降落在地面上。單個納秒長的脈沖足以同時擊落整個無人機群。與激光一樣，美國軍方認為這是一項優先技術。美國表示：“這將為我們提供最好的機會來追擊向你襲來的更大的蜂群，因為本質上，你正在關注的是技術，如果它繼續移動，可能會燒毀這些無人機中的電子設備。”反無人機聯合辦公室 (JCO) 負責人、陸軍少將肖恩·蓋尼在 2022 年 8 月于阿拉巴馬州亨茨維爾舉行的太空與導彈防御研討會上。

除其他舉措外，IFPC 還有第二個分支，即間接火力防護能力高功率微波 (IFPC-HPM)，其重點是開發和測試 HPM 武器。 2023 年 1 月，技術公司 Epirus 收到了陸軍快速能力和關鍵技術辦公室 (RCCTO) 的合同，交付 Leonidas HPM 系統的原型。該獎項是在經過多輪系統演示后獲得的，據報道，列奧尼達斯在擊敗無人機群和其他電子系統方面優于競爭對手。第一個原型機于 2023 年 11 月 1 日交付。根據 Epirus 的說法，Leonidas 的數字波束成形天線可以交替產生聚焦波束，使擁擠空域內的單個目標失效。

圖：安裝在史賽克裝甲車上的列奧尼達原型 HPM 展示了用微波武器防御機動部隊的能力。圖片來源：Epirus

Epirus 首席執行官 Leigh Madden 補充說，該系統的軟件可以處理來自 Blue Force 跟蹤器和 IFF 應答器的輸入，以確保 HPM 脈沖指向友軍。 2022 年 10 月，Epirus 和通用動力陸地系統公司推出了安裝在 Stryker 裝甲車上的 Leonidas 移動變體，稱為“Leonidas Mobile”。陸軍希望在對武器系統進行原型評估后，于 2025 年將 IFPC-HPM 轉變為記錄采購計劃。

目前正在評估其他 HPM 系統。其中包括美國空軍研究實驗室 (AFRL) 專門針對反無人機角色開發的戰術高功率作戰響應器 (THOR) 技術演示器。該系統可以完全存放在 6 m ISO 集裝箱內，在準備狀態下，微波效應器的可操縱碟形天線在集裝箱頂部可見。該系統可由C-130運輸機空運，兩人在3小時內安裝完畢并投入使用；它的能量來自電網。自 2021 年以來，它一直在針對單架無人機進行測試，并在 2023 年春季的首次此類測試中消滅了整個無人機群。“THOR 憑借其寬波束、高峰值功率和AFRL 定向能源理事會的項目經理阿德里安·盧塞羅 (Adrian Lucero) 表示：計劃于 2024 年對 THOR 的基地安全角色進行額外測試。

然而，空軍已經開始將該技術轉讓給私營部門。 2022 年 2 月，空軍授予 Leidos Inc. 一份開發“下一代反電子武器系統”的合同。據 AFRL 稱，它將直接以 THOR 展示的技術為基礎，但將增加增強的功能、可靠性和制造就緒性。與北歐主題保持一致，新的 HPM 武器系統以雷神之錘命名為“Mjolnir”。 “由于 THOR 非常成功，我們希望將新系統的名稱保留在家族中 [...] Mj?lnir 將專注于為所有未來的 C-UAV HPM 系統創建詳細的藍圖，并具有增強的范圍和用于檢測和跟蹤 UAS 的技術，”說Lucero。

圖：THOR HPM 系統的藝術家概念能夠為固定或臨時設施提供遠程防御。圖片來源：AFRL

HPM 還具有用于 C-RAM 任務的潛力，其中的失敗機制將涉及禁用精確制導系統，甚至可能禁用目標使用的引信。考慮到當前足夠強大的系統的規模，這可能（至少在最初）僅限于固定或半固定安裝。空軍研究實驗室于 2021 年 7 月發布的一項題為“定向能源未來 2060”的研究假設，包括 HPM 和 HEL 在內的定向能武器最終可以在高價值目標周圍形成事實上的“力場”，不僅擊退無人機，還擊退無人機。還有 RAM 威脅和導彈。

動能解決方案

2022 年 8 月，JCO 蓋尼將軍表示，隨著無人機變得越來越自主且越來越不依賴通信鏈路，美國軍方需要開始“傾向于”動能選項。蓋尼在一次演講中說：“如果你只關注電子戰系統，并且它們已經進化到超越了你所否認的電子戰或非動能能力，那么我們就得到了可以提供這種能力的動能效應器。”在阿拉巴馬州亨茨維爾舉行的太空與導彈防御研討會。

迄今為止，在測試中，使用近炸引信發射空爆彈藥的炮塔式 30 毫米火炮已顯示出最大的前景。諾斯羅普·格魯曼公司正在開發一系列用于鏈炮的先進可編程空爆彈藥（PABM）。其中包括具有飛行軌跡制導功能的中口徑 30 毫米和 50 毫米制導彈藥，并在平臺端復雜的目標識別算法的輔助下，有望增強對抗無人機群的有效性。為了防御基礎設施目標，改進的密集陣系統似乎適合對抗大多數尺寸級別的無人機。機槍仍然是最后的選擇，盡管烏克蘭士兵已經使用卡車安裝的自動武器（包括第一次世界大戰的馬克西姆機槍）來對抗小型無人機，效果良好。然而，它們并不是理想的解決方案。

武裝型攔截無人機

如今，無人機似乎非常適合充當武裝攔截機。在過去的十年或更長時間里，一些四軸飛行器配備了網、獵槍彈和其他適合摧毀敵方四軸飛行器的彈藥。神風特攻隊型攔截彈也已投入使用，迄今為止展示的攔截彈包括命中殺傷型和配備彈頭的型號。

圖：武裝型MIDAS 攔截器每次飛行最多可擊落 16 架無人機。圖片來源：Aurora Flight Sciences

最近推出的系統包括 Aurora Flight Sciences 和 Anduril Industries 的 Roadrunner-M 開發的模塊化攔截無人機航電套件 (MIDAS) 四軸飛行器。 MIDAS 配備了能夠容納各種有效負載的模塊化導軌。其中包括能夠發射多發子彈的射彈武器，每次任務有可能擊敗多達 16 架小型無人機。目標提示利用地面雷達以及機載光學傳感器。系統的模塊化允許進行必要的升級以應對未來威脅的發展。相比之下，機動性強的噴氣式走鵑-M是一種“神風特攻隊”無人機，它以高亞音速飛行，并配備爆炸彈頭，由激光近炸引信引發。它通過飛得足夠近以激活彈頭來攔截目標。安杜里爾表示，它特別適合擊敗沙赫德型無人機以及包括有人駕駛飛機在內的更大系統。美國國防部 2024 年預算文件顯示，美國特種作戰司令部 (SOCOM) 正在采購該系統。

同樣，RTX 開發的管射 Coyote 無人機也被提議作為另一種“神風特攻隊”C-UAV 解決方案。該飛行器可以從地面、空中或海上部署，并配備主動雷達導引頭和高爆彈頭，使其能夠識別和擊敗敵方無人機。 Coyote 已展示了其在最多 24 架飛機組成的集群中協同作戰的能力，使該系統有可能在大規模“群對群”空中交戰中直接攻擊敵方無人機群。 Coyote 還可以配備各種有效載荷，包括電子戰套件或高功率微波發射器，從而能夠以非動能方式對抗無人威脅。

圖：美國陸軍的 LIDS（低速小型無人機綜合打擊系統）將雷神狼無人機和 KuRFS 雷達與雪城研究公司的電子戰系統和諾斯羅普·格魯曼公司的前線區域防空指揮與控制系統集成在一起。迄今為止，陸軍已訂購系統裝備兩個以上的師。圖片來源：美國陸軍

洛克希德·馬丁公司開發了另一種管發射無人機，命名為 MORFIUS，它配備了紅外導引頭以及旨在對抗無人機群的 HPM 有效載荷。 MORFIUS 的目的是飛得相對靠近目標，然后再用其 HPM 有效載荷進行攻擊，據洛克希德·馬丁公司稱，該有效載荷能夠投射千兆瓦的微波功率。無人機安裝的 HPM 的一個特殊優勢是，它們能夠在敵方無人機定位發起攻擊之前，在友軍之前就與敵方蜂群交戰。

沒有“銀彈”

JCO 將于 2024 年 6 月在新墨西哥州白沙導彈靶場舉辦下一次技術實驗。此次演習場景是圍繞對手試圖通過多達 50 架無人機群的大規模攻擊來壓倒美國反無人機防御系統而展開的，這使其成為此類演習中最大規模的一次。 JCO 采購負責人邁克爾·帕倫特上校表示，考慮到攻擊規模，此次演習預計將嚴重依賴電子戰系統，他補充道：“讓我們面對現實吧，動能受到了挑戰，因為我們談到[擊敗]20到50架[無人機] ]。”

然而，如前所述，無人機自主性可能會限制基于電子戰的反無人機系統的實用性。隨著無人機變得越來越自主并能夠抵御電子攻擊（包括針對微波能量的系統的強化），這種情況在未來幾年將變得更加嚴重。用雷尼將軍的話來說，“沒有靈丹妙藥。沒有任何一個系統能夠戰勝所有這些威脅。”隨著無人機變得越來越復雜，未來的防御工作必須依賴于一個集成的系統。正如空中和導彈防御現在是分層的一樣，有效的反無人機解決方案需要多種重疊功能，以避免覆蓋范圍的空白。這是美國武裝部隊目前正在采取的方法。例如，諸如雷神和雷神之錘之類的 HPM 武器被明確稱為激光、動能和爆炸對抗措施的補充。任何有能力為全頻譜反無人機武器庫提供資金的國家都可能會采取這種方法。

圖：諾斯羅普·格魯曼公司的 Mk310 PABM 彈藥針對反無人機角色進行了優化。圖片來源：諾斯羅普·格魯曼公司

需要明確的是，能夠覆蓋更廣泛空域并同時攻擊大量敵方系統的干擾和微波武器將是未來反無人機武器庫的重要組成部分。不屈服于第一道防線的無人機必須直接交戰。必須包括廣泛的相互支持的武器系統，包括激光、車載和便攜式射彈武器以及機載系統。如果部署足夠數量并進行最佳部署，這種分層網格可以形成緊密的防護罩，最大限度地減少敵方無人機穿過間隙并對友軍造成打擊的機會。

無論如何，C-UAV 任務目前似乎比有效的 C-RAM 解決方案更可行，這在很大程度上是由于效應器選項范圍更大。即使精確制導彈藥的制導系統可以通過干擾、激光眩目/光學“燒毀”或微波來抵消，彈道飛行路徑最后階段的各種彈藥（例如炮彈）的慣性最終可能需要動能解決方案以確保成功阻止它們。這些武器需要配備足夠深的彈匣和擴大的交戰范圍，以抵御密集和長時間的炮火攻擊。至于美國空軍研究實驗室（AFRL）關于在未來幾十年內抵御 RAM 威脅的“力場”式保護傘的預測，許多專家認為，這在未來幾年仍將僅限于科幻小說領域。

參考來源：歐洲安全與防務期刊

無人機技術已達到先進階段，基于無人機的應用在軍事和民用領域的實用性成倍增加。最近在軍事領域使用無人機系統的一個例子是，在正在進行的俄羅斯-烏克蘭戰爭中，使用經過改裝的消費者無人機在飛近目標定位區域時攜帶和投擲炸彈。這些無人機裝有夜視攝像機，用于監視和投擲特殊炸彈，給俄軍造成了巨大損失。本文將研究多無人機系統的實用性，包括建立高速通信鏈路和高效的協作決策協議，使其高效、穩健和可靠。最近，協調通信的發展勢頭越來越猛，多無人機系統可以通過協調和通信在短時間內共同完成任務，并提高效率和可靠性。報告還概述了單個無人機的效用，以及多無人機系統在聯合通信網絡中的增強效用。最后，還討論了多無人機系統的設計、其局限性以及克服局限性的措施。

引言

多無人機系統現在已成為現實需求，多架無人機可以針對特定任務進行無縫通信和協作。無人機協同工作，共享信息，協調活動，實現共同目標。多無人機系統建立的共享和彈性通信網絡和系統為軍事行動和人道主義工作帶來了新的可能性和進步。利用多無人機系統建立的連接和彈性通信網絡正在改變電信領域。多無人機系統連接成一個連續的網絡，共同提供一個彈性和可靠的通信網絡，并實時交換數據、規劃行動和精確執行任務，以實現最終目標。通過共享網絡，無人機可以協同工作、共享信息并作為一個有凝聚力的系統發揮作用，從而實現協同增效。單個無人機作為唯一的跟蹤設備，現在已讓位于多無人機系統，后者利用互聯和協作網絡的力量充分發揮其潛力。

共享網絡使無人機能夠執行多種任務，如航拍、掃描大面積區域和在商業機構中進行高效的商店送貨，從而節省了執行任務所需的安保人力成本。因此，多無人機系統可以收集數據并進行實時處理，這對商業領域以外的共享網絡產生了變革性影響。在軍事行動中，無人機正在徹底改變作戰方式。聯合無人機可以在不危及地面部隊的情況下進行協調監視、情報收集和精確打擊。它們提高了態勢感知能力，為軍方提供了寶貴的情報，同時將附帶損害的風險降至最低。此外，在人道主義行動中使用多無人機網絡可以拯救生命，并在遭受自然災害的地區做出快速反應。配備先進傳感器和攝像頭的無人機可以協同掃描難以進入的大面積地形，快速、全面地評估受損的基礎設施，在難以到達的地區尋找幸存者，并提供緊急援助。無人機之間的持續通信最大限度地提高了它們的效率，使它們能夠在危急情況下充當第一響應者。

然而，多無人機系統的有效通信面臨著許多挑戰，例如飛行環境的動態特性會造成帶寬有限、視線受限、干擾和信號干擾等障礙。這些挑戰要求開發可靠的通信系統，以克服干擾，即使在最惡劣的條件下也能保持連接。其中一些解決方案包括使用多個通信信道、動態頻譜分配、智能路由算法和衛星集成，以確保多無人機系統具有不間斷的連接性和可靠性。具備這種靈活通信能力的無人機即使在最惡劣的地形和環境條件下也能導航和克服障礙。

多無人機系統在民用領域發揮作用的關鍵方向

多旋翼無人機系統可用于需要在最短時間內完成任務且具有突發性質的領域或應用。在這種情況下，多無人機系統可以充當第一響應者，節省時間。多無人機系統在民用領域的用途如下：

在人跡罕至地區的應急通信中發揮作用。在人跡罕至的地形中，由于自然災害造成的破壞，固定電話通信不可靠或無法使用，多無人機系統可以充當救星。在這種情況下，多旋翼無人機系統可以建立關鍵的通信鏈路，從而能夠到達偏遠和交通不便的地區。在地形復雜或人口稀少的偏遠地區，傳統的固定線路通信基礎設施是唯一的通信來源，但由于地形條件惡劣，缺乏技術人員全天候維護，這種通信基礎設施不穩定，容易經常出現故障和中斷。配備通信設備的多無人機系統可充當飛行基站，臨時或永久覆蓋地面基礎設施無法到達的地區。這有助于偏遠地區的人們在惡劣天氣尤其是緊急情況下獲得基本通信服務。在發生自然災害時，可迅速部署多無人機系統，在災區建立通信聯絡，促進實時信息共享，從而為救災行動和受災民眾提供幫助。它們的敏捷性和靈活性使其能夠在關鍵時刻快速設置、即時連接和高效協調。這種能力大大提高了救災行動的效率，使救災工作更快、更有目標定位。

監控關鍵資產。在電信、能源、交通和危險行業（如原子研究和制藥行業），基礎設施的檢查和維護可能既昂貴又耗時，而且對工人有潛在危險。配備監控攝像頭和通信功能的無人機可有效地用于這些場所，提供安全高效的方法來檢查塔架、電線、管道和機械，而不會因為使用無人機執行此類任務而危及工人的生命安全。無人機監控系統可以向地面操作人員傳輸關鍵機械、設備及其運行情況的實時視頻，從而對基礎設施的健康狀況進行實時評估。無人機系統提高了檢測速度和準確性，降低了運營成本，并減少了人工檢測可能對工人造成傷害的相關風險。

人群管理。體育比賽和政治集會中的大型公眾集會由于用戶高度集中在狹小的空間內，往往會對現有通信網絡造成巨大壓力。配備通信功能的無人機可充當臨時網絡節點，減少數據流量，為參與者提供可靠的連接，從而減輕這種負擔。通過創建空中通信接入點，無人機可提高網絡容量，減少擁堵，并在擁堵環境中實現無縫通信和數據共享。

經濟性和可擴展性。多無人機系統為通信提供了具有成本效益和可擴展性的解決方案，因為它比傳統的通信基礎設施更容易安裝、維護，成本也更低，尤其是在偏遠或交通不便的地區。無人機系統可根據需要靈活地增加或減少通信資源，而無需對實體基礎設施進行大量投資。這種可擴展性使其成為短期活動、緊急情況或通信需求快速變化地區的理想選擇。

無人機在國防中的用途

無人機已被廣泛應用于軍事通信和行動中，并徹底改變了部隊在現代戰場上的作戰方式。利用具有監視能力的無人機，指揮官可以在不損害友軍安全的情況下獲得敵方的重要信息。戰場或行動中的一個嚴重缺陷是缺乏可靠的通信。裝有先進通信系統的無人機可為部隊提供更好的態勢感知和作戰準備。無人機在軍事通信和監視方面的作用對現代戰爭有如下重大影響：

實現實時監視和偵察。配備了高分辨率相機、熱成像設備和先進傳感器的無人機可捕捉實時空中圖像，收集寶貴情報，并將重要信息傳送給指揮控制中心的指揮官，后者根據對圖像的分析進一步決定下一步行動方案。這種實時監控使軍事指揮官能夠跟蹤敵人的動向，并迅速有效地做出明智的戰術決策，從而發揮戰斗力倍增器的作用，取得對敵軍的決定性優勢。此外，無人機還能偵測敵方巡邏隊的動向，協助指揮官及時埋伏，高效、及時地消除即將到來的威脅。隨著先進無人機技術的出現，其支持軍事行動、情報收集和監視工作的能力大幅提高。無人機還廣泛應用于軍事通信，為戰場指揮官和部隊提供實時信息、轉播高分辨率圖像和視頻，從而使他們能夠根據精確和準確的信息做出決策。在戰場上使用無人機的最大好處是，它可以減少在具有挑戰性的情況下對部隊人員的要求，避免不必要的生命危險，從而拯救人類生命。

改善通信網絡。無線電和衛星系統等傳統通信方式容易受到干擾和破壞，尤其是在偏遠或惡劣的環境中。然而，無人機可以充當移動通信節點，擴大軍事通信網絡的范圍和可靠性。這樣，即使在最困難的情況下，軍隊也能保持與指揮中心以及相互之間的通信。

軍事通信中的中繼節點。無人機可作為軍事通信網絡的關鍵節點，填補通信覆蓋范圍的空白，擴大現有基礎設施的覆蓋范圍。無人機可用作通信中繼器，在地面部隊、戰艦和空中平臺之間提供持續通信。通過傳輸語音、視頻和數據信號，無人機增加了通信范圍，提高了軍事行動的效率，特別是在偏遠或具有挑戰性的地形中，因為在這些地方，基礎設施和傳統通信層可能受到限制或破壞，這使得無人機和軍事通信近年來日益相互依存。

部署在風險易發或難以進入的地區。將無人機整合到軍事通信中的另一個好處是，無人機能夠在操作員無法進入或危險的環境中工作。例如，可將無人機部署到受化學、生物或放射性物質污染的地區收集情報，而不會危及人的生命。這種能力在時間敏感的情況下尤為重要，例如在救災期間或恐怖襲擊之后。

支持情報、監視和偵察（ISR）行動。無人機由于外形小巧，可以在無人駕駛的情況下長時間飛越大面積區域而不被發現，為情報、監視和偵察（ISR）行動帶來了革命性的變化。配備先進 ISR 技術的無人機可提供持續監視，并能掃描感興趣的目標定位、收集情報和跟蹤潛在威脅，為軍事指揮官和決策者提供寶貴的幫助。這些無人機收集的實時信息可提高態勢感知能力，從而對不斷變化的威脅做出快速有效的反應。

促進目標定位和精確攻擊。無人機配備了目標定位系統和制導彈藥，已成為現代戰爭的一種工具。利用實時信息和監視能力，這些無人機可以非常準確地識別和跟蹤目標定位。先進通信系統的集成使無人機可以與地面或空中平臺進行無縫協調，從而對確定的目標定位進行精確打擊。這種能力大大降低了部隊的風險，最大限度地減少了副損傷，提高了軍事行動的整體效率。

提高部隊保護和態勢感知能力。無人機可為軍事人員提供遠距離空中視角，從而增強對士兵的保護。無人機可用于周邊監視、監測潛在威脅以及偵測軍事基地或設施周圍的未經授權的活動。這種先進的態勢感知能力有助于軍隊發現并應對安全漏洞，同時最大限度地降低人員和資產所面臨的風險。通過部署人工智能輔助無人機來監視無人巡邏的敏感區域，可以輕松克服用于巡邏活動的單元兵力不足的問題。任何入侵企圖都可以通過無人機內置的攝像頭進行遠程檢測，并將入侵者的圖像傳輸到基地，以便采取快速行動。

盡管在軍事通信中使用無人機有很多好處，但也存在一些挑戰。其中一個問題就是無人機可能被黑客攻擊或被對手破壞，從而導致敏感信息丟失。為降低這一風險，必須為無人機配備強大的網絡安全措施，以保護其所依賴的通信網絡。無人機系統的使用也導致了戰場上的道德問題，特別是在目標定位和殺人方面，因為雖然它有助于降低戰場上人命的風險，但也引發了這些行動的問責制和透明度問題。

多無人機系統的概念及在聯合網絡中的應用

多無人機系統導致了通信領域的范式轉變，因為配備先進通信系統的無人機在填補通信空白、擴大通信范圍和改善偏遠或困難環境下的連接方面具有革命性意義。多無人機系統配備全球定位系統以及加速計、陀螺儀和氣壓計等傳感器，可自動穩定和定位空間位置。此外，一些無人機還能承受成像和紅外攝像機等傳感器的額外重量。當使用這些小型無人機以常規圖像分辨率覆蓋大面積區域時，往往需要從數十個單獨的圖像中生成整體圖像。通常情況下，需要使用多架無人機來應對動態環境的時間限制和單架無人機有限的飛行時間。在這種情況下，多架聯網無人機必須在低空飛行，并使用專業軟件將生成的圖像轉換成單一的馬賽克圖像。這一過程被稱為圖像拼接，可生成目標區域的大型概覽圖像，用戶可從中提取所需的信息。目前，無人機在通信方面的應用已不局限于無人機與遙控器之間的點對點通信，而是達到了與移動通信技術緊密結合的階段，如超高頻寬、低延遲、高可靠性和廣覆蓋等。此外，現有的長航時續航能力、安全管理和無人機控制技術等特點也是無人機聯網這一新興領域的推動力。

多無人機系統是指在一個網絡中部署多架無人機，這在覆蓋大面積地理區域的任務中非常有用，因為單架無人機由于功率和承載能力有限，不足以覆蓋大范圍。多架無人機系統由多架聯網無人機組成，可以覆蓋更廣的地理區域。聯網無人機可從不同的有利位置覆蓋廣闊區域，從而提高容錯能力。

多無人機系統的組成部分

多無人機系統的組成部分包括通信、傳感器、調度模塊和無人機平臺。聯網無人機系統的關鍵屬性是耐用性、適應性、可擴展性、協作性、異構性，以及通過整合每架無人機及其導航和通信能力實現的自配置。聯網無人機以集中或分散的方式工作。集中式聯網無人機從環境中收集信息，根據收集到的數據做出決策，然后集中執行任務。在分散式無人機系統中，單個無人機在不同階段共享和整理信息，以完成最終目標。因此，多無人機系統的設計涉及整合單個無人機以完成最終目標。必須對單個無人機的輸出進行整理，以獲得可行和理想的輸出，這就需要對單個無人機的物理控制及其能力進行無縫整合。協作無人機設計的第一個主要要求是在飛艇/固定翼無人機中進行選擇。然而，這里需要考慮的重要設計方面是，每種無人機在尺寸、有效載荷或飛行時間上都有所不同，從而影響網絡壽命、距離機動性和通信距離。第二個需要考慮的方面是許多無人機系統的使用區域，這將進一步決定最終的設計，如低級或高級控制以及軌道規劃、網絡和通信的其他方面。

多無人機系統各組成部分的功能

由于不同子系統之間的協調要求，設計一個以網絡形式運行的多無人機系統以實現預期目標非常復雜。多無人機系統包括多架無人機，這些無人機可感知環境，并通過無人機網絡與其他無人機通信，規劃路徑和分擔任務，以實現最終目標。開發多無人機系統的主要挑戰在于設計用于檢測、通信、聯網的硬件，以及硬件之間的進一步協調。在多無人機系統中，無人機必須觀察周圍環境、整理信息，并以最有效的方式發動所需的攻擊。其主要組成部分包括：

通信子系統。該子系統負責信息交換，并能有效適應各種通信網絡。該模塊負責協調無人機之間的關系，傳輸控制信息和交換觀察結果，以實現最終目標，例如在最短的時間內監視災難發生時的某個地理區域。

中繼塊。在某些通信基礎設施較差的情況下，需要一個中繼塊來提供分散在各地的基站之間的連接。眾所周知，由于無線連接和電池壽命有限，無人機的續航能力非常有限。即使在連接不良的情況下，中繼塊也能確保與地面站的連接。

協調子系統。該子系統通過計算無人機的軌跡來執行無人機之間的協調，然后在無人機之間分配任務，以獲得最終結果。這就需要在本地或全球范圍內對無人機進行嚴格的排兵布陣或分工。多無人機系統的這個子系統負責管理無人機和不同的任務。該子系統要解決的主要問題有：

任務分配。必須在該模塊中嵌入決策協議，以便在無人機組之間分配工作，并確保能夠管理模糊信息和動力任務運動。該模塊負責根據無人機的能力為任務需求分配任務。

路徑規劃。該模塊必須集成三向路徑規劃、任務優化、來自多個異構傳感器的高效數據整合技術、數據解釋和反饋機制以及可能的有效防撞和避障系統，以便為高效的多無人機系統進行路徑規劃。

多無人機系統的局限性

小型多無人機系統在多個方面受到資源限制。在惡劣天氣下，無人機上的可用能源直接影響總飛行時間、飛行行為和飛行穩定性。感知和通信能力差阻礙了復雜的車載推理能力。彌補單向的資源短缺往往會影響到其他方面。此外，每架無人機檢測到的數據都會傳輸到基站進行整理，然后向無人機發出完成任務的最終指令。這種方法之所以可行，是因為地面控制的計算能力比無人機更強。

但是，基站和無人機的傳輸能力受到限制。計劃的路線必須確保無人機在地面站或通信塊的通信范圍內，網絡連接必須允許特殊模式操作。

無人機與基站之間的多跳路由是一項基本要求。即使無人機處于中等傳輸范圍內，無線信道的波動也會導致無法接收信號。因此，在多無人機系統中不可能始終保證連接。

高效多無人機系統的基本要求

設計可靠的多無人機系統子系統。通信子系統負責無人機之間的有效協調，因此任務的成功與否在很大程度上取決于該子系統。檢測到的數據將被轉發到基站，任務請求也將傳遞給無人機。無線通信網絡效率低下，在需要傳輸大量數據的情況下可能無法工作，這也會影響任務執行時間。此外，多無人機系統中的無人機數量必須同步，以便多架無人機幾乎在同一時間從不同的有利位置收集數據。此外，多無人機系統中的攝像頭作為傳感器，需要記錄和拼接來自多架無人機的圖像，這也是一個巨大的挑戰。

測試平臺的要求。為了測試多無人機系統各子系統之間相互依存的有效性，可以使用模擬器。更好的建議是使用測試平臺來找出系統的全部功效，這可以測試難以創建的多無人機系統的傳感、通信和網絡參數。解決方案是設計逼真的模型，研究惡劣天氣條件對通信鏈路、大量數據傳輸、短飛行時間和低有效載荷對多無人機系統整體設計的影響。

獨立的用戶界面。多無人機系統內置的應用要求無人機飛行操作具有一定的獨立性。有了高效的用戶界面，用戶就不必關心如何管理單個無人機，這也是確保低用戶參與度的基本要求。

結論

多無人機系統具有廣泛的應用前景，然而，開發這些系統在通信、控制和聯合決策方面面臨著各種挑戰。本文強調了多無人機系統的潛力和挑戰，并討論了可以利用這些系統的各個關鍵領域，包括數據收集和合作決策等任務，從而提高多無人機系統的性能。這些系統在監測、監視和管理方面的先進應用將很快成為現實。一旦克服了多無人機系統的缺點，在不久的將來，它們將在軍事和民用領域提供大量先進的應用。

無論稱之為非動能作戰、信息戰、信息行動還是信息環境作戰（OIE），計劃和執行這些活動都異常困難。一次標準的行動需要幾個月的時間，而 OIE 的官僚作風使得在 24 小時內從搖籃到墳墓的執行幾乎不可能，尤其是在沖突期間。生成式人工智能可以加快這一進程。人工智能可以在幾秒鐘內生成文本和圖像等內容。在人工質量控制人員的適當提示下，人工智能可以開發出大型語言模型和文本到圖像模型，能夠高效地生產優質產品，從而大幅減少工時。這種能力可以在軍事領域得到廣泛應用。

在討論如何實現 OIE 要素自動化之前，先定義一下重要術語。

• 人工智能（AI）： 數字計算機或計算機控制的機器人執行通常與智能人相關任務的能力。人工智能模擬人類智能來解決問題。
• 生成式人工智能（GAI）：使用戶能夠根據各種輸入快速生成新內容。這些模型的輸入和輸出可包括文本、圖像、聲音、動畫、三維模型或其他類型的數據。
• 大型語言模型（LLM）：一種使用深度學習算法的 GAI 形式，可以使用龐大的數據集識別、總結、翻譯、預測和生成內容。最著名的 LLM 是 OpenAI 的 ChatGPT。
• 文本到圖像模型：一種根據文本提示創建圖像的 GAI 形式。
• （人工）幻覺：一種LLM生成與現實世界輸入不符的看似逼真的輸出現象。

JPP對規劃人員和參謀人員來說是一個有價值的模型，但很少在演習之外使用。LLM 的高效率可以鼓勵其采用。由 LLM 生成的任務分析和作戰行動分析可大大減少計劃人員花在集思廣益和生成產品上的時間。由于 LLM 是一種統計算法，它們可以更好地告知、權衡和比較預期效果的可能性以及不同 COA 的風險。有了實時向指揮官和規劃人員提供簡明行動更新和估計的自動化系統，工作人員就能以信息環境的速度開展工作。 在演習環境中，LLM 可以代表演習指揮人員充當 "白方"，管理數以千計的輸入，并根據紅藍部隊的活動得出現實的結果。

自動化可以進一步開發大量的 OIE COA。能夠編寫代碼、翻譯、調試、識別安全漏洞、分析軟件合規性等的 LLM，可以提高計劃人員可利用的網絡空間行動的規模、速度、復雜性和多樣性。通過重復敘述、闡述、操縱、播種和說服，影響力作戰有可能提高速度和規模。從理論上講，訓練有素的當地聯絡官可以作為受信任的內部人員/多數群體成員，向其他內部群體的目標受眾成員發表講話。

LLM 可以幫助指揮官和規劃人員在信息環境中快速行動。通過不斷攝取機密和開放源碼數據、大規模分析情報和兵棋推演，LLMs 可以將向 OIE 提供情報支持的許多方面自動化。 人工智能還能極大地促進參謀估算和聯合行動計劃的制定。LLM 可以快速起草指揮官指導產品和行政行動，指揮官可以對其進行完善，以確保質量和意圖不受損害。此外，在某些情況下，人類指揮官可能會授權自動批準特定的戰術任務，并規定明確的界限和紅線（例如，將軍不需要批準每一次進攻性網絡空間行動）。在現代戰爭中，在一些特定的環境和時間范圍內，需要指揮官以人類無法操作的速度或規模進行審批。與完全自動化相比，將審批權下放給訓練有素、技能嫻熟的在環人員仍然更為可取。當然，人類審批者仍應承擔責任，特別是對于可能產生暴力影響的 OIE，因為人工智能不會像人類那樣珍視人的生命，因此無法追究其法律責任。外交和人際關系需要人類的經驗和指揮官的智慧。

LLM 確實存在一些顯著的局限性和脆弱性。雖然這些令人印象深刻的統計算法似乎能理解所寫文字的含義，但其實不然，因為它們只是文字關聯的數學公式。LLMs 無法像人類那樣理解世界，這導致它們經常產生幻覺。這其中有重大的安全考慮因素--我們可以想象這樣的場景：LLM 提供錯誤的情報數據，導致人類指揮官做出錯誤的決定；或者人工智能得出結論，認為核行動會比穩態行動產生更可行的長期結果。因此，它們不可能成為不受監督的人工戰略家、規劃者或指揮官。

創建一個對軍事有用的 LLMs 是一個多步驟的過程。作為 "生成式 "人工智能，它們必須在已有數據的基礎上進行訓練。在將這些訓練數據輸入 LLM 之前，必須對其進行收集和適當調節。用于商業和學術用途的訓練數據可能很容易獲取，格式一致，并經過預先校準，以確保其可靠性和質量，但用于軍事目的的高質量訓練數據可能更難獲取。安全等級將阻礙數據的獲取，而可用數據的格式可能并不常見，質量也無法得到一致保證。一旦輸入這些訓練數據，評估人員（人類或其他人工智能）將在迭代改進循環中對 LLM 的輸出進行評分。要建立對軍事有用的 LLM，需要解決數據集、合同、范圍和完善循環等問題。

數據的可訪問性、規范化和真實性是為軍隊創建可用數據集的最大挑戰。所需培訓資料的分類各不相同，這是最直接的可訪問性障礙，不過將所有資料移至最高成分分類是一種行之有效的變通辦法。軍方文件存儲的分布式性質增加了額外的復雜性，因為資料通常存儲在孤立或受限的網絡、權限受限的文件服務器、SharePoint 站點、電子郵件、個人文件夾和打印紙上。訪問這些資料需要大量的協調工作。軍事資料長短不一，可以用各種字體和編碼書寫，通常以具有靈活復雜元數據結構的文件格式存儲。有用的信息也可能以機器較難讀取的格式存儲，如書面文本的圖像。這些產品的規范化需要將文件的關鍵部分轉錄為文本。由于需要判斷是否需要省略格式過于定制的產品，因此人類最有能力完成規范化工作。不過，由于需要大量的訓練數據，其他自動化流程會更加實用。不過，依賴自動規范化需要一定的信任，因為錯誤的訓練數據會錯誤地訓練 LLM，使其產生錯誤的輸出結果。因此，數據的真實性對于確保高質量的 LLM 輸出非常重要。然而，簡單的錯誤（如重復文件或錯別字）或惡意行為（如用大量錯誤信息毒害訓練數據集）都會影響數據的準確性。此外，隨著時間的推移，數據的真實性也會發生變化，因為數據會過時或后來被推翻。

訓練 LLM 需要非常搶手的技能集、大量的訓練數據和昂貴的計算基礎設施，而且這很可能需要通過簽約來實現，這就造成了一些額外的障礙。即使美國防部能夠開發內部培訓，使其軍事人員達到行業標準，也很難讓他們穿上軍裝。因此，承包商是最可行的選擇，但由于他們需要獲得適當的許可，因此會造成額外的障礙。確保合同不包含允許保留數據的漏洞至關重要，因為人工智能公司會設法保留以前客戶的培訓數據副本，因為這些數據很有價值。審查合同不僅需要嚴格的技術和法律審查，而且對承包商的監控也需要積極主動的取證工作，以確保不會意外或以其他方式保留數據。鑒于沒有為較高分類級別的工作租用計算機設備的選擇，這些法律碩士的硬件必須購買。

明確 LLM 的范圍對于管理預期至關重要，尤其是并非每個流程都能從人工智能的使用中切實受益。鑒于產出可能因目的不同而完全不同，即使它們的名稱相同，也必須根據特定任務定制 LLM。 例如，網絡任務的 "規劃文件 "與轟炸任務的 "規劃文件 "在內容、結構、術語和措辭上都會有所不同。接受過各種 "規劃文件 "培訓的 LLM 可能會選擇不正確的格式，甚至將不同格式拼湊成不適合任何單元的文件。然而，雖然縮小范圍可以使人工智能更好地適應特定目的，但也可能限制可用訓練材料的數量。鑒于軍事規劃的深奧性，需要大量的訓練數據才能讓 LLM 思考正確，而不僅僅是聽起來正確。這種人工智能自動化也可能無助于戰爭的上層和下層。一名作戰人員不會想向一個聊天應用詢問在交火中欺騙對手的想法。同時，審議政策和戰略的緩慢節奏也限制了 LLM 在生成速度方面的主要優勢。相反，它最適合工作人員的工作，尤其是在行動層面。

訓練和評估 LLM 和其他類型的人工智能的最佳方式是通過迭代改進循環，對人工智能產生的輸出結果進行反復評估。如果語法和寫作風格是唯一的參數，那么這些改進循環可以迅速完成。不過，雖然 LLM 可以輕松地編寫出足夠好的短文，如詩歌或簡短的電子郵件，但當需要編寫較長的文件時，它們更容易產生幻覺。由于軍事用途對文件內容和準確性的依賴比對語法或文體的依賴更為關鍵，這些提煉循環可能會更加費力。細化循環需要一定的專業知識、研究或實驗，以防止產生逼真但錯誤的輸出。由于此類測試需要耗費大量精力，因此細化循環可能是訓練軍用 LLM 的最大限制因素。

在軍隊中使用 LLM 并非沒有風險和困難。有缺陷或不足的訓練數據、人工智能對齊、不適當的信任校準、人類的自滿情緒、模型盜竊和模型濫用等問題都可以.... 數據量、種類、速度、真實性和價值方面的不足會增加不同的風險。數量少的數據集可能會導致過度擬合，因為在面對現實世界的混亂時，LLM 只有很少的兩個參考點，而缺乏多樣性則可能產生等同于群體思維的現象。如果建立數據集的速度不夠快，成本就會增加，項目進度也會放緩。同時，真實性和價值不高的數據容易給LLM帶來錯誤的教訓。此外，也很難證明 LLM 符合人類的價值觀。深度學習視角下的對齊問題為討論對齊風險提供了一個有用的三部分框架：

• 所謂 "情境感知獎勵黑客"，是指人工智能在訓練（與運行）中表現出不同的行為，從而看起來更符合評估標準。寶馬的排放丑聞就是這種一致性風險的人類類比。

• "內部表示目標不一致 "是指人工智能從人類意圖中誤解了自己的目的。例如，"采摘西紅柿 "可能會被誤解為 "收集鮮紅的物體"；這在實踐中仍然可以很好地發揮作用，但也可能導致 "西紅柿豐收 "的結果是瓶蓋和瓢蟲。

• "部署過程中的權力尋租 "是一種風險，因為許多目標都隱含著權力尋租，而這在培訓過程中可能不會被發現。尼克-博斯特羅姆（Nick Bostrom）著名的 "回形針最大化 "思想實驗設想，人工智能的任務是創造 "大量回形針"。它通過控制越來越多的材料和制造能力來實現這一目標，同時抵制人類盡量減少回形針生產的努力，最終將宇宙中的所有材料（包括人類）轉化為回形針。

考慮到這三種潛在風險，人在回路是最好的保險措施，但并非萬無一失。相反，人類還必須對 LLM 保持謹慎的信任和不信任。如果人類對 LLM 信任度不夠，那么 LLM 很可能會效率低下。然而，如果人類過于信任 LLM，或者信任 LLM 去做它沒有能力處理的事情，就會產生更大的風險。LLM 可能會成為那些缺乏適當訓練或技能的人的拐杖，當 LLM 的幻覺產生危險、虛假的信息（例如，建議對目標清單上沒有的目標進行 OIE）或不適當地強化對壓力過大的人類有吸引力的想法（例如，切斷一個同時包含叛亂總部和平民醫院的城區的電力）時，就會產生危險的情景。LLM 可能會帶來安全風險，因為它們可能包含大量信息。盡管逆向工程人工智能模型仍是一門不成熟的藝術，但這一領域卻有著巨大的發展潛力。最后，人類用戶有可能濫用 LLM，最有效的形式是將行動循環自動化或將人類從某些循環中移除。理性的行為者有理由理解這一點，不會自動執行我們都會感到遺憾的程序（如 "天網 "的 C2 和火力控制）。不過，不法行為者或急于獲得不對稱優勢的人可能會以不同的方式評估風險。

結論是，LLMs 值得立即研究并應用于大多數常規軍事任務，包括保密和非保密任務。有了訓練有素、在線、持續更新的 LLM，再加上適當的用戶輸入，績效報告、每日行動更新 PowerPoint、情報報告和其他無數任務都可以在幾分鐘或幾小時內完成，而不是幾天或幾周，每周可為整個國防部節省數百萬工時。至于人工智能是否能獨立地、災難性地運行，我們認為可以，在我們有生之年可以，但不能在我們的軍隊中運行。

參考來源：U.S. AIR UNIVERSITY

無人作戰飛機(unmanned combat aerial vehicle，UCAV)在進行空戰自主機動決策時，面臨大規模計算，易受敵方不確定性操縱的影響。針對這一問題，提出了一種基于深度強化學習算法的無人作戰飛機空戰自主機動決策模型。利用該算法，無人作戰飛機可以在空戰中自主地進行機動決策以獲得優勢地位。首先，基于飛機控制系統，利用MATLAB/Simulink仿真平臺搭建了六自由度無人作戰飛機模型，選取適當的空戰動作作為機動輸出。在此基礎上，設計了無人作戰飛機空戰自主機動的決策模型，通過敵我雙方的相對運動構建作戰評估模型，分析了導彈攻擊區的范圍，將相應的優勢函數作為深度強化學習的評判依據。之后，對無人作戰飛機進行了由易到難的分階段訓練，并通過對深度Q網絡的研究分析了最優機動控制指令。從而無人作戰飛機可以在不同的態勢情況下選擇相應的機動動作，獨立評估戰場態勢，做出戰術決策，以達到提高作戰效能的目的。仿真結果表明，該方法能使無人作戰飛機在空戰中自主的選擇戰術動作，快速達到優勢地位，極大地提高了無人作戰飛機的作戰效率。 目前無人作戰飛機(unmanned combat aerial vehicle, UCAV)被廣泛應用于軍事領域[1]，UCAV在過去主要從事戰場監視、吸引火力和通信中繼等任務，隨著武器裝備的傳感器、計算機及通信等技術的發展，性能不斷提升，未來的UCAV將逐步升級成為可以執行空中對抗、對地火力壓制和參與制空權的奪取等作戰任務的主要作戰裝備之一。盡管UCAV的性能提升很大，但大多數的任務都離不開人工干預，控制人員通過基站在地面對UCAV進行控制，這種控制方法有延遲且易受到電磁干擾。因此研究UCAV的自主作戰能力已經成為空軍發展的必然趨勢，裝備了無人作戰決策系統的UCAV將逐步取代飛行員的位置，以達到減少成本，提高戰斗力的作用。在近距離格斗的階段，UCAV應根據當前的空戰態勢及時選取合適的飛行控制指令，搶占有利的位置，尋找擊落敵機的機會并保護自己[2]。

在空戰條件下，飛機模型本身為非線性同時目標的飛行軌跡是不確定的，這些都將給UCAV的機動決策帶來許多不便，因此良好的機動決策是UCAV自主空戰的一個重要環節，自動機動決策要求UCAV能在不同的空戰環境下自動生成飛行控制指令。常規的機動決策控制方法包括最優化方法、博弈論法、矩陣對策法、影響圖法、遺傳算法、專家系統、神經網絡方法以及強化學習方法等。文獻[3]將空戰視為一個馬爾可夫過程，通過貝葉斯推理理論計算空戰情況，并自適應調整機動決策因素的權重，使目標函數更加合理，保證了無人戰斗機的優越性。文獻[4]設計了一個基于遺傳學習系統的飛機機動決策模型，通過對機動的過程加以優化來解決空戰環境未知情況下的空戰決策問題，可以在不同的空戰環境中產生相應的戰術動作，但該方法的參數設計存在主觀性，不能靈活應用。文獻[5]利用統計學原理研究UCAV的空戰機動決策問題，具有一定的魯棒性，但該算法實時性能較差無法應用于在線決策。文獻[6]將可微態勢函數應用于UCAV微分對策中，可以快速反應空戰環境，但由于實時計算的局限性很難解決復雜的模型。文獻[7]采用博弈論對UCAV空戰決策進行建模，對不同的空戰環境具有通用性。雖然這些決策算法可以在一定程度上提高決策的效率、魯棒性和尋優率，但由于這些決策模型存在推理過程較為頻繁，會浪費大量時間尋優等問題，導致UCAV的響應變慢，并不適用于當今的戰場環境。

基于人工智能的方法包括神經網絡法、專家系統法以及強化學習算法。文獻[8]采用了專家系統法，通過預測雙方的態勢和運動狀態生成相應的機動指令控制UCAV飛行，但不足之處在于規則庫的構建較為復雜，通用性差。文獻[9]采用了自適應神經網絡技術設計PID控制器，對高機動目標具有較強的跟蹤精度，但神經網絡方法需要大量的空戰樣本，存在學習樣本不足的問題。與以上兩種方法相比，強化學習算法是一種智能體與環境之間不斷試錯交互從而進行學習的行為，智能體根據環境得到的反饋優化自己的策略，再根據策略行動，最終達到最優策略。由于強化學習的過程通常不考慮訓練樣本，僅通過環境反饋得到的獎勵對動作進行優化，可以提高了學習的效率，是一種可行的方法[10]。文獻[11]將空戰時的狀態空間模糊化、歸一化作為強化學習算法的輸入，并將基本的空戰動作作為強化學習的輸出，使得UCAV不斷與環境交互從而實現空戰的優勢地位。在此基礎上，文獻[12-13]將神經網絡與強化學習相結合，提高了算法的運算效率，但這些文章都沒有考慮飛機的姿態變化。

本文提出了一種深度強化學習(deep reinforcement learning, DRL)算法來解決UCAV自主機動決策作戰的問題，并在MATLAB/Simulink環境中搭建了某種六自由度UCAV模型，充分考慮了其非線性。同時選取適當的空戰動作作為UCAV的機動輸出，建立空戰優勢函數并設計UCAV空戰機動決策模型。通過強化學習方法可以減少人為操縱的復雜性，保證計算結果的優越性，提高UCAV的作戰能力，而神經網絡可以提升實時決策能力。最后通過仿真將該方法應用于UCAV機動作戰決策中，證明了其有效性和可行性。

無人駕駛飛行器（UAVs）或 "無人機 "在軍事方面的使用在過去20年里急劇增加，任務范圍從監視、偵察和情報到戰斗支持。技術的進步一方面導致了無人機能力和可靠性的提高，另一方面也降低了生產成本。此外，無人機的可用性也急劇增加，曾經是少數國家專屬的設備現在可以被所有國家的武裝部隊獲得，而且，正如最近的攻擊所證明的那樣，非官方部隊也可以獲得。在這種情況下，無人機可以成為任何沖突的一部分，軍事戰略家們必須將對無人機和潛在的無人機群的反應納入其作戰方案。因此，對無人機的防御必須成為任何成熟的軍事戰略的一個組成部分。本分析探討了無人機的大規模出現給軍隊帶來的概念和行動上的變化，包括與訓練和實施具體的反無人機部隊有關的理論和實際挑戰。首先，我們確定了與無人機和無人機群有關的威脅的演變。然后，我們總結了不同的可能反措施。最后，我們提出了部署這些對策的實際解決方案，特別是通過探索發展和部署專門的反無人機部隊的可能性，以及研究與高科技無人機敵人作戰而不是在傳統戰場上與士兵作戰相關的一些挑戰。

1 簡介

無人機--無人駕駛飛行器（UAVs）的俗稱--不再只出現在科幻小說和預測性小說中。事實上，它們正成為現代城市景觀中越來越常見的組成部分。由于它們的多功能性和可及性，民用無人機在用戶數量和用途的多樣性方面都在不斷增長。無人機的使用正被推廣到研究（Coops, Goodbody & Cao 2019）或應急響應（He, Chan & Guizani 2017）等不同領域。

民用無人機的這種能見度不應掩蓋無人機最初由軍方開發、用于軍事目的的事實。無人機的軍事應用很多，從與民用無人機類似的任務（如監視和偵察，但針對軍事或情報目標）到與UCAVs--無人駕駛戰斗飛行器的戰斗情況（Lucas 2014）。在不到二十年的時間里，無人機已經在支持美國在伊拉克和阿富汗的行動中發揮了重要作用（Sharkey 2011）。2019年9月14日對沙特阿拉伯Abqaiq和Khurais的國有石油設施的襲擊，使無人機在戰爭中的使用更進一步（Hubbard, Karasz & Reed 2019）。事實上，與以往無人機的軍事用途相比，這些攻擊并非由官方武裝部隊公開發起。盡管胡塞武裝運動（一個以也門為基地的伊斯蘭武裝運動）聲稱這次襲擊，但美國當局斷言，襲擊源自伊朗（Said, Malsin & Donati 2019）。Abqaiq-Khurais襲擊事件背后的真正主謀問題在這里并不重要；重要的是，最近在沙特阿拉伯發生的事件是一個縮影，即無人機不再是僅由少數國家掌握的獨家技術。無人機現在不僅可以被合法的武裝部隊用于軍事目的，而且還可以被無數其他國家使用，包括恐怖分子或其他非國家行為者。生產成本更低、更容易和更快的無人機的擴散，不僅重塑了設計和執行監視或偵察的方式，而且還提供了困擾或恐嚇潛在對手的新方法。此外，這種廉價和容易的無人駕駛裝置的擴散顯然提高了世界各地的沖突螺旋的風險（Boyle 2015）。無人機自主程度的提高也在質疑國防軍的反應。事實上，無人機可以從非自主性（需要人類飛行員的持續控制）到完全自主性（一旦發射，被編程為執行其任務而無需任何進一步的人類干預）。值得注意的是，在這個連續體的兩端之間可以存在所有可能的中間水平的自主性。此外，自主權可以通過預編程（從而限制了無人機發射后的適應可能性）或通過使用人工智能（AI）模塊來提供，為無人機提供更多的適應性。除了通過獲得專門的無人機機隊來提高自身能力外，開發反制措施對軍隊來說也是至關重要的。因此，在不久的將來，獲得適當的反無人機反應單位可能是軍事領導人的重點之一。

對無人機的防御必須成為任何全面的、長期的軍事動態的一部分。因此，武裝部隊將不得不適應這一新興的現實。應對無人駕駛威脅所需的變化并不純粹是概念性的；它們將必須轉化為行動上的變化。這些變化不僅必須發生在防御無人機的常規部隊（特別是在陸地/海洋界面）和準備反擊無人機的無人機部署部隊層面，而且還必須發生在軍事參謀的指揮和戰略層面。此外，由于無人機防御問題影響到所有軍種，因此陸軍、海軍和空軍參謀部都需要進行反思。從這個角度來看，本文將在分析這個問題的同時牢記三個操作性挑戰：分析背景和確定威脅，實施有效的反措施，并以適當的軍事人員部署這些反措施--特別是通過探索與發展、部署和維護專門的反無人機部隊有關的可能性和挑戰。

2.反制措施

2.1. 被動反制措施：保護和探測

在某種程度上，針對無人機的被動保護可以由物理基礎設施的設計和建造方式或其位置來提供。事實上，無人機是飛機。就像任何空中進攻一樣，無人機的目標需要從上面進入才能到達。地下設施和重度屏蔽的目標，用無人機可以攜帶的彈頭類型來摧毀更具挑戰性。敏感的軍事基礎設施曾經被建在偏遠地區。然而，這種被動的戰略不再那么有意義了。事實上，通過現代天基地球圖像，地球上幾乎沒有一個地方可以真正被認為是 "偏遠"。由于有了衛星圖像，如今相信一個潛在的結構性目標可以不被定位，或者軍事單位的行動可以不被注意，已經是烏托邦了。作為無人駕駛車輛，無人機嚴重依賴地理定位系統從其發射基地導航到其目標。因此，無人機很容易受到技術惡化的GPS信號，特別是GPS欺騙和GPS干擾的影響。然而，純被動的基礎設施保護所能做到的是有限的，而且在大多數情況下，這些限制已經達到了。事實上，像軍用SAASM（選擇性可用性反欺騙模塊）這樣的系統可以減輕美國軍隊產生的GPS欺騙的影響。還可以開發其他系統，使GPS接收機能夠檢測到欺騙或干擾的企圖。一旦檢測到GPS欺騙或干擾，無人機就有可能切換到其他的導航模式。事實上，無人機可以使用其他各種傳感器方法在GPS屏蔽的環境中進行導航，從視覺模式、紅外線、雷達、聲納（用于水下無人機）、電子/電磁探測到任何這些方法的組合。即使僅僅依靠衛星發出的信號，也可以開發出解決方案。事實上，使用非軍事級別的技術和算法的民間研究人員已經能夠獲得完整和動態的地理定位特征，盡管處于軍事GPS的拒絕區域，實際上打敗了美國軍隊的GPS信號改變系統（Voosen 2019）。將類似的方法應用于無人機導航，基本上可以使它們對GPS欺騙和GPS干擾免疫。

探測無人機是一項相當具有挑戰性的任務。由于大多數無人機體積小，無人機的雷達信號與鳥類的雷達信號沒有區別。此外，一些無人機具有隱身特性，要么是隱身配置（如美國制造的Kratos QX-222 Valkyrie），要么是涂層，旨在減少其雷達信號。因此，由于僅僅依靠雷達不是一個可行的選擇，必須設計出替代方法來探測接近的無人機。由于其搭載的系統和對無線或衛星信號的使用，無人機產生特定的、有時是重要的電子信號。然而，法拉第籠可以減少電子噪音。此外，如果無人機切換到其他引導模式，在接近目標時可以關閉無線或衛星通信--特別是對于不需要與人類操作員保持聯系的完全自主的無人機。視覺識別（例如，使用特定任務的人工智能或深度學習策略）可用于識別無人機。然而，它們的特征可以被設計成使模式識別具有挑戰性，特別是因為無人機通常處于運動狀態。

進行空中機動的無人機會產生噪音，它們的聲學特征因此可以暴露出來。目前正在開發各種音頻處理方法來解決無人機的定位問題（Rascon, Ruiz-Espitia & Martinez-Carranza 2019）。然而，幾個重要的問題限制了現實生活中的無人機聲學探測。事實上，無人機產生的噪聲是動態的，因為無人機通常處于運動狀態。此外，無人機產生的噪聲通常具有很低的信噪比。換句話說，在嘈雜的環境中探測無人機是相當困難的。因此，就其他探測策略而言，在聲學方法可以作為無人機探測的可靠來源之前，還必須做更多的研究。就像被動保護一樣，無人機探測也有其局限性。一旦在限制區或潛在目標附近探測到無人機，無人機防御戰略的下一步就是摧毀敵方單位。這就是接下來的章節將探討的內容。

2.2. 主動反制措施：破壞

無人機并非沒有弱點。士兵們可以使用一些策略來禁用或摧毀敵方的無人機。然而，沒有任何解決方案是完美的，而且可以開發出反措施來對付這些反措施。因此，最佳的反無人機戰略應該結合幾種方法，以確保反無人機部隊的最大效率（表1）。

• 直接射擊 直接射擊通常是對UCAV攻擊的主要反應類型。值得注意的是，直接射擊可以由人類射手或通過自動反空防系統進行。不過，這種解決方案有幾個限制。首先，無人機可能相對較小，而目標的大小可能是一個射擊技巧的挑戰。第二，直接射擊可能會受到能見度不足的阻礙（由于日/夜周期，視線中的障礙物，或大氣條件）。第三，直接射擊很容易被無人機群的攻擊所淹沒。

• 狩獵型無人機 防御者可以使用無人機來獵殺敵方的無人機。在這種情況下，防守方在操作無人機時有幾個主要優勢。由于防守方的無人機通常在離發射點很近的地方操作，所以自主性不是問題--與攻擊方的無人機相比，攻擊方的無人機在到達目標之前必須覆蓋更遠的距離。此外，如果配備了適當的武器，防衛型無人機可以用作飛行射擊平臺，它也可以用于 "自殺模式"，旨在通過直接碰撞摧毀攻擊型無人機。最后，防御型無人機對與制導和導航有關的問題的脆弱性大大降低。事實上，一架無人機可以在大約245米的直視范圍內進行視覺操作（Li等人，2019）。這個距離--取決于人的特征而不是無人機的類型--對于對抗配備了相對較小的彈頭的無人機的攻擊仍然是合理的。不過，這種策略仍然有幾個限制。所有與直接射擊有關的限制都適用于狩獵型無人機。此外，獵殺型無人機具有無人機的通常弱點（包括其搭載的電子系統容易被破壞或被劫持）。此外，部署狩獵無人機所需的時間可能使它們在敵方UCAVs的突然襲擊中難以及時使用。

• 導彈 導彈和其他自主彈頭可以用來摧毀無人機。導彈的速度和精度足以摧毀無人機。然而，這簡直就像用錘子打死一只蒼蠅。雖然理論上是可行的，但使用自主導彈來摧毀無人機并不是一個具有成本效益的解決方案。雖然無人機越來越便宜，但與導彈有關的成本仍然很重要。自主導彈是一次性使用的武器這一事實也有助于使這一解決方案過于昂貴，無法現實地大規模部署。

• 激光武器 激光武器是以激光為基礎的定向能量武器，即以窄光束的形式連貫地發射電磁輻射--放大的光的系統。當到達目標時，激光束會向目標傳遞相當大的能量，使其燃燒，或以其他方式引發重大損害（Coffey 2014）。跟蹤目標運動的可能性（"跟蹤 "目標）和光束達到最大強度的聚焦區域使激光武器完全適合于小型移動目標，如無人機。因此，目前全世界正在開發幾種反無人機的激光武器也就不足為奇了。然而，由于激光武器是基于光束，它們對大氣條件和煙幕非常敏感。此外，如果光被反射到遠離目標的地方，激光的影響就會大大降低。因此，在無人機上涂抹燒蝕材料或用鏡子覆蓋可以有效地對抗大多數激光武器，或至少大大降低其效率（Hambling 2016）。

• 微波武器 無人機的運作依賴于大量的搭載系統的工作，從傳感器到自主處理系統。摧毀搭載的電子設備就等于讓無人機失效。微波武器的目的就是要做到這一點。與激光武器一樣，微波武器是定向能量武器。然而，雖然一些激光武器已經投入使用，但微波武器目前仍主要是實驗性的。此外，使用法拉第籠來保護登船的電子系統（這一點已經可以實現，甚至使用3D打印機技術）可能代表了對這種類型的武器的強有力的反制措施。

• 電子和通信系統的弱點 與其試圖使用微波武器等手段破壞搭載的電子系統，另一種反無人機戰略是利用這些系統及其固有的連接性。即使是最自主的無人機也需要訪問外部資源，如用于導航的GPS信號。因此，無人機通過Wi-Fi、GPS、無線電波等連接。- 這些通信渠道中的每一個都是進入其內部系統的潛在入口。即使沒有軍事級別的技術，也很容易利用傳輸協議，然后利用其硬件/軟件的漏洞（Dey等人，2018）。無人機很容易受到GPS欺騙、GPS攻擊、干擾、無人機特定的惡意軟件（"maldrones"）和無線攻擊（Kerns等人，2014）。盡管軍用無人機系統通常比民用無人機受到更多的保護（例如，通過使用加密的GPS信號進行導航），但它們遠不是不受黑客攻擊的。對無人機的電子系統或功能的攻擊可能有各種目的。1）向無人機的導航系統提供錯誤的信息，誘發無人機的 "失明 "和迷失方向，導致改道或墜機，2）入侵無人機系統，破壞硬件/軟件系統或獲取信息或數據，或3）控制無人機。讓無人機墜毀而不是簡單地摧毀它可能有好處，例如恢復與無人機的導航、傳感器或武器系統有關的部件或信息（特別是通過反向工程）。劫持是通過斷開無人機與初始控制器的連接并替換這種連接來實現的。值得注意的是，無人機劫持可以用另一架無人機作為平臺來完成。劫持的無人機將控制附近的無人機，同時在它們之間飛行，形成一個被奴役的無人機艦隊。然而，利用無人機電子系統的弱點來破壞無人機的企圖也可以被反擊。至于基于微波的攻擊，可以通過將無人機的電子部件固定在法拉第籠（旨在阻擋電磁場的結構）中來對抗專注于電子的方法。網絡安全和基于軟件的技術也可以實施，以使無人機系統更難被黑客攻擊，包括使用加密來保護庫文件，使用混淆器來防止反編譯，檢查GPS延遲和子幀數據，保護Wi-Fi和開放端口，或改善無線電通信安全（Dey等人，2018）。

• 防御性無人機群 上面提到的方法都不足以應對無人機群的攻擊。事實上，無論選擇何種系統，防御性能力都會被數量龐大的自主攻擊單元所淹沒。在這里，一個有趣的應對策略可能是部署另一個無人機群，即有大量的無人機準備在攻擊時起飛。防守的無人機不一定需要協調。事實上，雖然不協調的、自主的或半自主的無人機顯然會錯過一些目標，或使兄弟無人機（即屬于同一蜂群的無人機）陷入 "友軍火力"，但蜂群潛在目標數量的增加，加上防御無人機數量的增加，會使相當一部分攻擊無人機被摧毀的概率足夠高，從而導致攻擊蜂群的重大破壞。盡管使用無人機群來對抗另一個無人機群是一個有效的策略，但這不會導致攻擊機群的完全毀滅。因此，這種方法很可能需要與其他方法（通常是直接射擊）相結合，以消除蜂群的殘余。然而，如果進攻的無人機數量最初被防守的蜂群大幅減少，直接開火的效率就會大大增加。也就是說，兩個蜂群的碰撞可能會產生額外的煙幕和某種程度的混亂，這反過來可能會降低射手消滅最后的攻擊者的能力。與單個防衛無人機一樣，為作戰目的部署的防衛無人機群可能面臨無人機部署速度的問題。在決定UCAV儲存區和發射平臺的位置時，應牢記這一點。

3.發展一支特殊的隊伍

從作戰的角度來看，應對軍事戰場上目前和未來無人機的增加，需要發展和部署專門的反無人機部隊。作為這些部隊成員的士兵將面臨與其他士兵不同的現實；與高科技無人駕駛的敵人作戰與在常規戰場上與士兵作戰是不同的。

3.1. 技術專長

即使反無人機部隊在武裝部隊中仍然有限，其成員的培訓也將面臨重要挑戰。事實上，反無人機部隊的成員必須展示大量的技術專長，不僅與無人機有關，而且在操作和維護特定的反無人機設備方面也是如此，這對常規部隊來說是非常規的（例如，激光武器或微波系統）。因此，從訓練的角度來看，反無人機部隊的成員必須同時接受戰斗訓練和技術訓練。雖然作戰專業知識在軍隊和軍事教育和培訓基礎設施中顯然很普遍，但科學和技術的情況并非如此。重要的是要注意到，傳統的戰斗技能和新興技術的專業知識之間的這些問題性互動--以及在這兩個領域培訓人員的相關問題--并不是作戰軍事單位所特有的。這確實是現代安全的一個更具全球性的問題，與建立一支具有生物技術專業知識、能夠應對當前國際威脅的情報和反情報工作隊伍有關的戰略和實際挑戰就是例證（Guitton 2020）。因此，確保士兵能夠獲得特定科學和技術知識的解決方案不一定在單一單位的獨家培訓中找到。相反，從本質上講，該解決方案是多學科的。因此，小型專業單位的培訓可以在不同的軍事專業中共享。就反無人機部隊而言，士兵應該掌握的一些具體技術知識可能與專門從事遠程探測的偵察部隊相似或至少有些相似。對于一個特定的國家來說，找到足夠多的專業部隊進行共享或跨學科的訓練，肯定有助于減少與組建有關的成本，有助于建立更大的人力資源基礎以進行招募，從而為反無人機部隊提供更強大的勞動力。

3.2. 隱身訓練

與任何旨在對抗特定類型敵人的特種部隊一樣，反無人機士兵的訓練需要考慮到其目標的特點。無人機的主要特征之一是其非常高的機動性。由于其小尺寸和自主性，UCAVs可以極快地部署，并在被發現之前深入到先進的防線中。因此，為了消滅UCAVs，反無人機部隊也需要具有極高的機動性。反無人機部隊必須能夠迅速與他們的目標作戰。然而，鑒于無人機的多功能性，他們也需要能夠迅速脫離，從一個戰場轉移到另一個戰場。此外，無人機在所有類型的戰場上都能發揮作用，包括高密度的城市地區，甚至是水陸交接地區。不過，反無人機部隊的機動性不應簡單理解為空間上的機動性，也應理解為概念上的機動性。事實上，反無人機部隊需要能夠從一種戰斗模式切換到另一種模式，這取決于他們所針對的UCAVs的具體阻力。

無人機的另一個特點是它們大量使用各種傳感器。因此，反無人機部隊的機動性應伴隨著一定程度的隱蔽性。反無人機部隊應該能夠快速移動，并且在這樣做的同時盡可能不被注意。這種 "隱蔽性 "也應該延伸到戰場之外。事實上，無人機戰爭是一種嚴重基于信息的戰爭。由于無人機通常是部分自主的，指揮無人機至少需要對敵人的防御系統有一定程度的了解。雖然反無人機部隊的存在可以產生有效的勸阻作用，但這種部隊應該對其確切的設備和部署信息保持盡可能的保密，因為這將使他們更難以反擊--如果面對敵人的UCAVs，這將有助于他們達到最大的效果。值得注意的是，戰場上的隱身和戰場外的謹慎之間的這種關系并不是什么新鮮事。事實上，在歷史上，它已經在信息收集至關重要的沖突中被概念化。例如，Hensōjutsu，將日本封建武士的偽裝技術組合在一起，是Jintonpō的一部分，即 "獲得隱形的方法"。在數字時代，隱身術更進了一步。反無人機部隊的成員在使用虛擬空間時應保持謹慎，避免公開明智的內容或發布可能提供直接或間接信息的項目。如果被發現，反無人機部隊的成員可能會成為外國情報機構操縱的特權目標（Guitton 2019）。

3.3. 心理支持

無人駕駛戰斗的出現為所有接觸無人機的人創造了新形式的戰斗壓力--包括士兵和平民。軍事無人機飛行員已經多次被報道在戰斗事件中經歷了重要的心理壓力（Sharkey 2011）。鑒于反無人機部隊，顧名思義，主要是向無人機而非人類開火，這似乎與防衛無人機的操作者不太相關。然而，通過UCAVs進行打擊的方式是發生心理壓力的一個突出因素（Sharkey 2011），無論目標是否為人類，這使得防衛性無人機飛行員遭受類似結果的風險成為現實。雖然創傷后應激障礙（PTSD）通常被視為無人機飛行員心理健康問題的旗幟，但UCAV操作員報告了廣泛的心理健康問題，包括危險的酒精使用、抑郁癥、中度或嚴重的焦慮，以及亞臨床PTSD癥狀（Chappelle等人，2014；Phillips等人，2019）。雖然在美國空軍UCAV飛行員通常遠程操作無人機，即從美國境內的安全地帶而不是直接在戰場上操作，但這一人群中PTSD的發生率很高，盡管低于從部署中返回的軍事人員（Chappelle等人，2014）。與其他士兵相比，UCAV操作員的心理健康問題風險不一定增加，然而，較高比例的無人機飛行員患有與心理健康有關的重大功能障礙（菲利普斯等人，2019年）。

除了與工作時間和軍事與民用領域之間的困難定位有關的因素外，基于美國空軍經驗的研究--可以說代表了最大的作戰UCAV操作員群體--表明，UCAV操作員感到對旁人的傷害或死亡負有共同責任的戰斗相關事件的數量是發生PTSD癥狀的重要預測因素（Chappelle等人，2019）。特別是在無人機群的背景下，一些無人機可能成功穿越目標的防御。因此，防衛無人機的操作者，或者，專門負責防衛無人機的士兵，很可能會暴露在關于對旁觀者（在這種情況下，他們負責保護無人機攻擊的士兵或平民）的潛在傷害的類似情況下，對他們的心理健康有潛在的類似結果。除了這種增加的風險因素外，其他因素也可能增強反無人機部隊士兵的心理脆弱性。這主要是指高度的壓力，與普通部隊相比，反無人機部隊的壓力更大，這主要是由于對無人機攻擊的反應時間（從發現無人機到做出反應的時間）比大多數常規軍事部隊要短。

最后，在無人機將發揮重要作用的戰斗背景下，反無人機部隊可能很快成為優先目標，從而為其成員帶來更多壓力。因此，希望發展反無人機部隊的軍隊必須考慮到這些因素，并實施強有力的心理健康監測計劃，以確定潛在的脆弱士兵，并在需要時部署強有力的心理和精神醫療支持。

結論

無人機曾經局限于少數國家的武裝部隊，現在已經很普及了。隨著任務范圍的擴大，從監視和情報到戰斗，無人機在城市和非城市環境中的作戰能力，以及它們越來越多的可用性，無人機在作戰領域的存在在不久的將來只會增加。新興技術正在使無人機變得越來越可靠，越來越難以對付。

隨著無人機變得越來越普遍，各國都加大了在該領域的研究力度。這場捉迷藏游戲的馬達是技術。然而，贏得與無人機開發商的軍備競賽是一場永無止境的游戲。事實上，對于我們仍然可以控制的少數元素，技術的發展可能會使目前的防御措施大量過時。然而，反無人機防御不僅僅是技術問題，也是人和組織問題。因此，解決方案不能在純粹的技術方面找到，而必須包括人的層面。反無人機的最佳戰略將依賴于小型的、專業的、在技術和戰斗技能方面具有混合專長的單位，具有高度的機動性，并能快速應對危機。這樣的單位應該能夠快速部署在戰場上。這不僅會提高反應的效率，而且還能實現重大的規模經濟--因為部署一支專門的部隊比動員一個龐大但不專業的營隊更有成本優勢。能夠部署反無人機的多模式反應，并獲得這樣做的人力專長，對任何國家來說都是至關重要的，不論其規模和相對軍事力量如何。較小的國家在這樣做時甚至可能比最大的軍事力量有更多的相對優勢。

我們在過去幾十年中所看到的只是冰山一角。我們正處于技術引起的大規模社會變革的黎明。技術將大規模地改變戰爭。人工智能和戰斗機器人很快就會出現在戰場上。在這種情況下，反無人機部隊可能是我們從作戰角度對未來戰爭的第一瞥。因此，反無人機部隊很可能成為未來戰爭部隊的組織、訓練和實施的模板。