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新蒲新京下载-智能武器系统创新领域成长分析


本文摘要:简介:现在,世界正处于智能革命的前夕,传统武器系统正在从“信息”向“智能”转型。

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简介:现在,世界正处于智能革命的前夕,传统武器系统正在从“信息”向“智能”转型。从水下无人潜水器到无人机集群,从目的识别到智能解析,人工智能技术正以前所未有的广度和深度影响着武器系统的不同领域,推动着新一轮的武器装备创新,战争的形式和面貌正在悄然改变。

本文从斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)对武器情报效能的统计分析入手,利用大数据分析将武器情报效能集中在武器灵活性、自动目标识别系统、高效信息处置惩罚、互操作性和系统健康管理五个方面。在此基础上,对智能防空系统、主战装备主动防御系统、机器人哨兵、精确制导武器和巡逻武器系统等五个领域武器智能创新的最新希望进行了研究和总结。

本文的研究成果将为我国新一代智能武器的研发提供较高的理论和实践参考价值。就定义而言,“智能”可以定义为机器通过编程和与情况交互来执行一项或多项任务而无需人工输入的能力。广义而言,智能系统通常被理解为一个系统(无论是硬件还是软件),一旦被激活,它就可以独立地执行某些任务或功能。1.斯德哥尔摩国际和平研究所武器情报效能统计分析根据斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)的研究,武器系统情报可分为五个领域:武器灵活性、自动目标识别系统、高效信息处置惩罚、互操作性和系统健康管理。

根据SIPRI的研究成果,各种智能领域在武器装备中的应用情况如下图:从SIPRI研究中获得的各种智能功能在军事装备中的应用1)武器柔性性能的提高在军事系统中,智能主要用于柔性领域。现有系统中与灵活性相关的智能功能在能力和技术广度方面有很大不同。最值得注意的功能包括:引导/跟随、自主导航、自主起飞和着陆。

自主导航、归航和跟随通常是人们在执行任务时用来规避操作系统的任务。在这些阶段,人的认知能力不是必须的,也不是最适用的。自主起降是为了降低系统高精度起降(如从航空母舰上起降)时发生事故的风险而设计的。这些能力也用于在通信中断时提高系统的可恢复性,因为它们可能用于使系统“返回基地”或紧急着陆。

现有的柔性智能系统一般可以根据人员的有无分为以下三类。2)自动目标识别系统武器系统的第二个智能应用领域是目标识别。

目的识别软件,通常称为“自动目的识别软件”(ATR软件),诞生于20世纪7月,从那以后一直依赖于同一个原理:模式识别。此软件凭据预定义的目的功能标识目的类型。解析过程简单,可以根据目标特征与目标识别库中存储的模板是否匹配来判断。

当可以确定多个目的时,系统还根据严格的预定义规模对它们进行优先排序,这些规模可能根据操作条件而不同。值得注意的是,ATR软件没有审议自主权。它只能识别和发射由人类操作员预先确定的目标类型,部署后无法学习新的目标特征,也无法进行必要的评估以确保敌对行为中的攻击符合国际法的规则和原则。为数不多的例外之一是三星的SGR A 1——,一种哨兵机器人(现已退役),它可以探测投降(举起武器表示投降)。

此外,ATR系统的性能对情况的变化也非常敏感。SGR-A1中提到的ATR技术的局限性并不是由于传感器技术缺乏进步。

相反,它们是结果 这意味着数据集需要包括关于目的的适当数据,但也需要包括由于操作条件的可能变化(例如不同的景观或天气条件)而可能发生的变化。寻找数据也是许多类型的目的(尤其是人)和操作情况的挑战之一。这些数据集通常被视为机密信息,不能在出席ATR技术开发的行业、政府和学术专家之间传播。

这个事实让这个问题更大。第二个问题是机械学习技术,比如深度学习,可以显著提升ATR算法,主要是通过让ATR系统学习军用工具和其他工具(比如坦克和一辆校车)的区别来提高可预测性性能。然而,人类很难理解他们是如何学习的:系统的数据和感官输入和数据输出是可检验的,但从输入到输出的过程是未知的或难以理解的。

因此,利用机械学习开发ATR软件现在仅限于研究阶段。3)高效的信息处置惩罚武器系统情报的第三个重要应用领域是信息处置惩罚。现有系统中与信息处理惩罚相关的情报功能在能力和技术广度上有很大不同。

最显著的效果包括:(a)自动检测工具和事件;智能数据生成。自动探测工具和事件现有武器系统可以处理的惩罚信息类型还是比较简单的。

在大多数情况下,信息处理惩罚接受自动满足某些预定义条件的简单工具或事件的形式。示例包括(但不限于)以下内容。停止在2017年10月,没有部署的系统可以进行高级情况分析,尽管使用当前可用的技术开发一个能够通过目标行为或动作检测潜在敌人的自主图像处理惩罚系统仍然具有挑战性。因此,各国正在加快相关领域的研究。

一个显著的例子是美国海军研究办公室的名为“自动图像理解推力”的项目,该项目正在开发推断监视图像中的目的意图和评估威胁的技术。智能数据生成智能数据生成的详细例子包括:4)互操作性智能第四个值得注意的领域是互操作性,这里定义为军事装备和军事装备在作战中进行合作的能力。

军事装备与军事装备的结合可以接受差异的形式,如下图所示:现在装备之间的互操作与配合还是一种新的能力。现在,应用系统只达到了信息共享和交互的基本水平。更高的合作自治还处于研究阶段。根据SIPRI分析,在目前的技术状态下,研发层面可行的合作运营类型包括以下几类。

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5)系统健康管理在武器系统中统智能化功效中的第五个、较不常见的应用领域是系统的康健治理。武器系统的康健治理生长时间较早,但现有武器系统康健治理水平有限,一般只能举行充电/加油、自我检测和诊断系统故障。更高级的自我维护和自我修复功效仍处于研究阶段。

二、应用武器智能化创新领域新希望武器系统智能化已经生长多年并在多个领域获得较大结果。1)智能化防空体系智能防空系统已经存在了数十年。最早的智能防空系统是二战时贝尔实验室和麻省理工学院发现的Mark 56。

据SIPRI统计数据显示,现在至少有89个国家的军器库中有智能防空系统,而63个国家部署了不止一种智能防空系统。可是,能开发和制造这种系统的国家数量要少得多(见下图)。

生产智能防空系统种类最多的国家是美国(至少11种差别的系统)和俄罗斯(至少8种差别的系统)。拥有“智能”或“半智能”防空系统的国家智能防空系统主要具备智能识别功效,其目的是比人类更快、更准确地检测,跟踪,确定优先级,选择并处置惩罚传入的空中威胁。

典型示例是S-400,据报道,S-400可以追踪300多个目的,而且能够同时与36个目的举行征战,距离可达250公里。S-400在控制方面,现有的系统似乎由差别的征战规则控制,可是信息太少,无法对它们举行详细的比力。然而,人们认为,近程武器系统作为最后一道防线,很可能以“人在循环”模式作为尺度。

在装备了爱国者系统或“铁穹”等导弹防御系统的情况下,作战方式的选择将取决于威胁的性质和迫近性以及作战情况。宙斯盾战斗系统是一个综互助战系统,可以执行防御和进攻任务,其使用全自动模式则是为了防御反舰巡航导弹所接纳的自卫行动。所有防空系统均应在人工监视下运行。

激活系统的决议由指挥官保留,他在操作历程中连续监视,并可以随时停止武器。可是,历史讲明,直接的人为控制和监视并不是可靠使用的内在保证。相反,如果人员没有经由适当的培训,或者系统提供的信息界面过于庞大,以致于培训过的操作员无法在紧迫情况下快速处置惩罚,反而可能引发问题。

2)主战装备主动防护系统主动防护系统(APS)主动防护系统(APS)旨在掩护装甲车辆免受来袭的反坦克导弹或火箭的攻击,如上图所示。和防空系统一样,只管APS生长较早,但随着近年来反装甲武器的生长,各国进一步加大了其研发力度,SIPRI确定了10个已经开发或购置了配备APS的现成装甲车的国家(加拿大、中国、法国、德国、以色列、意大利、俄罗斯、韩国、瑞典和美国,其中中国已经生长了自己的APS),如下图所示。拥有主动防护系统的国家在控制方面,一旦激活,APS应该具有完全自治的功效。

可是,当将它们安装在有人驾驶的车辆上时,车内人员可以在泛起问题时治理或手动关闭系统。关于如何由人工操作人员监视和治理APS在无人系统上的功效的开源信息很少。以色列Trophy APS已宣布的详细信息讲明,当它安装在一个无人系统上时,它可在与远程操作员通信失败的情况下关闭。

由于APS仅在战斗中获得有限的使用,所以关于APS的使用及其对平民和友军可能造成的影响,人们所知甚少。不外据报道,2014年加沙和以色列冲突期间使用Trophy APS没有造成任何平民伤亡。Trophy APS3)机械人哨兵机械人哨兵机械人哨兵是自动探测、跟踪和射击(潜在的)目的的炮塔,如上图所示。机械人哨兵相对稀少,以色列和韩国是现在生产和销售杀伤人员哨兵武器的仅有的两个国家。

SIPRI只找到了三种差别的型号,划分是韩国三星的SGR-A1(已退役)、以色列拉斐尔的Sentry Tech和韩国DODAAM的Super aEgis II。现在,在全自动模式下使用机械人哨兵是否正当仍是一个备受争议的问题,因此现役机械人哨兵装备一旦发现目的,通常会将控制权移交给人类的指挥与控制中心。4)准确制导武器制导武器制导武器(如上图所示)生长较早,近年来随着卫星通信和GPS的引入,其精度和准度有了较大提升。现在,绝大多数制导武器使用的智能化功效,只是搜索、跟踪和攻击已预先指定的目的或目的位置人员。

少数具有目的选择自主权的制导武器包罗远程反舰导弹(LRASM)(美国)、Dual-Mode Brimstone(英国)和水师攻击导弹/团结攻击导弹(NSM/JSM)(挪威)等。NSM/JSMDual-Mode Brimstone是少数具有目的选择自主性的制导武器。它不包罗人在回路模式。

可是,也可以选择由外部激光器引导,须要时让操作员控制。NSM/JSM和LRASM使用的人机指挥与控制关系简直切情况仍不清楚。

5)巡飞武器系统巡飞武器巡飞武器(也称为“自杀无人机”)是一种混淆类型的武器系统,它将制导武器的目的性和攻击方式(巡飞武器俯冲轰炸)与无人机的灵活性相联合,可以巡飞更长的时间来寻找并攻击地面目的(如上图所示)。第一代巡飞武器研发于1980年月末和1990年月初,通常尺寸较大,一般执行对敌防空压制和其他类型的远程远距离反抗任务,例如哈比无人机。新世纪以来,新一代巡飞武器泛起,通常尺寸较小,一般用于炮兵或近空支援。大多数巡飞武器都在远程控制下运行。

但近年来,各国都开始研发具有完全自主模式的巡飞武器,包罗:美国的低成本自主攻击系统(LOCAAS)、美国的非视距发射系统(NLOS-LS)、德国的Taifun/TARE和英国的BLADE。现在,这些项目基本都处于研究阶段,除了资金和技术原因外,制约这些项目的一个关键因素是有关自主确定目的的争议。小结现在,随着我国军事实力的快速提升,传统信息化武器系统已经难以适应我军未来生长的需要,对于现代、智能化武器系统需求迫切。

而我国由于起步较晚,技术较为单薄等原因导致智能化武器系统生长较慢,与美国等强国的智能化武器系统差距较大。因此,本文从斯德哥尔摩国际宁静研究所(SIPRI)针对武器智能化功效统计分析入手,使用大数据对武器智能化功效举行了划分,并调研了武器智能化在主要创新领域的新希望。研究结果将为我国新一代智能化武器的研发提供较高的理论与实践参考价值。


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