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什么是无人机群 为什么每个军队都突然想要一个

全世界的军方都在蜂拥而至,攻击无人机不断涌现。但是,无人机群到底是什么,什么使它如此有效?

最近几周出现了许多新的蜂群公告,包括法国伊卡洛斯计划,俄罗斯闪电,西班牙RAPAZ,英国的蓝熊蜂群和阿联酋/南非N-Raven,以及无人蜂群显示击中目标在印度的陆军日。上周,在最近的冲突中遭受阿塞拜疆(Azeri)无人机沉重伤亡的亚美尼亚(Amenia)宣布了自己的新型蜂群攻击无人机。甚至在大批行动开始之前,扩散就已经进行得很顺利。

同时,美国海军陆战队正在开发神风敢死队无人机,而陆军,空军,海军和DARPA正在推行单独的集群计划,其中一些服务项目涉及多个项目。不用说,中国也有众多的计划。

您可能会假设一个群只是一个地方上的许多无人机,而添加足够的数量会构成一个群。否则,您可能会认为,除非它们都一起移动,否则无人机就不会成群,就像在公共活动中经过精心编排的无人机灯光秀一样。两者都不是完全正确的:要形成一个真正的群体,不仅需要数字或中央控制,还需要做更多的事情。

无人机灯光秀在地面上有一台中央计算机,可以跟踪每条无人机,并统一移动它们。无人机的运动由空中交通管制的复杂而详细的版本决定,该版本经过计算,以使飞行路径保持独立并且不会发生碰撞。各个无人机不参与决策过程。

真正的群体行为源于一组简单的规则,每个参与成员都遵循该规则,而没有中央控制器。

与无人机灯光秀相比,自然的蜂拥展示以更高的速度和更大的协调性进行。在低语中,成千上万的star鸟进行复杂的特技飞行,作为同一生物的一部分自然地协同工作(此处是令人印象深刻的视频)。这种显示使早期的研究人员感到困惑–英国生物学家爱德华·塞卢斯(Edward Selous)于1931年在《鸟类》中写了标题为《思想转移(或什么?)的书》。塞卢斯最初以为羊群领导者正在向其他人发出命令的信号,但很快就发现情况并非如此。这些鸟似乎有着共同的想法:“似乎它们必须同时集体思考,或者至少在条纹和斑块中共同思考-大约一个平方码的想法,从那么多大脑中闪过。 ”

通过计算机建模的进一步分析显示,如果成员仅遵循一组简单的规则,便可以复制大量显示。人工智能传奇人物克雷格·雷诺兹(Craig Reynolds)于1986年使用名为Boids的生物创造了计算机模拟。这些模仿了在鱼群,鸟群或昆虫群中看到的集体运动,仅需遵循以下三个规则:

1)分开:与您最近的邻居保持一定的最小距离。

2)对齐:以相同的速度转向邻居的平均航向。

3)同居:尝试朝邻居的平均位置移动,使羊群保持在一起。

雷诺兹显示大集团如何能够朝目的地移动或避开障碍物与无缝流体敏捷性-有显示在行动算法植绒的视频在这里。雷诺的原理很快就被好莱坞所接受。如果您看到一群CGI鸟或蝙蝠(或一群兽人),而不是单独指定它们,则将遵循蜂拥而至的算法。

类似的分散式方法可以使无人机群散布到广阔的区域,也可以进行“去冲突”以确保它们不会全部攻击同一目标。操作员将蜂群引导至正确的一般区域,而高度自治的蜂群则可以完成其余工作。请注意,与灯光秀无人机或成群的鸟类不同,军用无人机群可以广泛分开。

甚至基本的蜂群也使无人机远比在不协调的状态下工作更为有效。美国陆军2018年的一项研究表明,蜂群将使攻击无人机的致命性提高至少50%,同时将防御火力造成的损失降低50%,但这只是开始。

无人机可以协调其目标选择,进近或其他攻击角度。例如,在“全向攻击”蜂拥无人机从众多角度撞击目标,”分析师说扎克Kallenborn附属研究机构在非常规武器与科技事业部在全国协会的恐怖主义研究和应对恐怖主义( -START)。“通信还可以使无人机共享有关目标位置的信息,并将其用于指导攻击。”

虽然自然界中的群体往往由一种动物组成,但无人机群可以结合在一起使用不同类型的动物,并扮演着传感器,攻击者,诱饵或传播者的特殊角色。

“例如,无人驾驶无人机可能会从野外收集信息,以告知武装无人机最佳打击地点。拥有枪支,炸弹和导弹的无人机将使无人机群可以使用多种武器进行攻击。”卡伦博恩说。这种灵活性可以使地面上的每种目标(车辆,掩体或人员)以最有效的方式参与战斗。

“如果需要,军人可能会添加配备用于电子战的无人机,或者可能会添加带有反坦克导弹的无人机。理想情况下,无人驾驶飞机群会有点像乐高积木:混合搭配块以建立战斗指挥官想要的无人驾驶飞机群。”卡伦博恩说。

这表明蜂群如何适应DARPA的马赛克战争的愿景,即一切都分散,攻击是通过“杀伤网”而不是有人驾驶的飞机或坦克来进行的。

当前的任何军事群都涉及数十或数百架无人驾驶飞机,因为自然界表明,更大的集群是可能的,具有成千上万的单位和相称更大的破坏力。虽然当前的政策要求将致命无人机保持在人类的监督之下,但是无人驾驶飞机固有的自治性意味着这对于某些人来说可能是可选的。

Kallenborn表示:“我希望在无人机群技术的限制下出现一场全球性的对话。”“由于大规模伤害和缺乏可控制性的结合,各国可能开始将无人机群归类为大规模毁灭性武器。”

正如最近的事态发展所显示的那样,无人机群正在迅速扩散。尽管在战场上已经使用了大规模无人机,例如对沙特阿拉伯的Abqaiq石油加工设施和在Khmeimim的俄罗斯空军基地发动袭击,但无人机群尚未部署。应对大量无人机很困难;反群将挑战提高到另一个层次。接下来发生的事情是任何人的猜测。