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下一個(gè)制高點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間:2018-07-02 來源: 散文精選 點(diǎn)擊:


  
  提到簡稱為AI的人工智能,讀者們都有所耳聞。但是現(xiàn)實(shí)中人工智能將如何應(yīng)用到武器裝備的現(xiàn)代化中,卻沒有多少人能夠說明白。本次專題我們特別邀請(qǐng)了航天12院的姚保寅博士為讀者系統(tǒng)性解讀這個(gè)問題,并向大家介紹一度在軍迷間掀起過爭(zhēng)論的“賽博格”無人機(jī)等相關(guān)知識(shí)。

關(guān)于人工智能


  基于人工智能的武器裝備可借助人工智能技術(shù)從而具備感知、決策和反饋能力——感知自身狀態(tài)及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化,實(shí)時(shí)替人類完成中間過程的分析和決策,最終形成反饋,實(shí)施必要機(jī)動(dòng),完成作戰(zhàn)使命。
  人工智能技術(shù)在武器裝備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在模式識(shí)別(智能感知)、專家系統(tǒng)(智能決策)、深度學(xué)習(xí)(智能決策)和運(yùn)動(dòng)控制(智能人32智能技術(shù)在武器裝備中的應(yīng)用反饋)等幾個(gè)方面。

模式識(shí)別


  模式識(shí)別是計(jì)算機(jī)模擬人類感覺器官,對(duì)外界產(chǎn)生各種感知能力的技術(shù)途徑之一,包括語音識(shí)別、圖像識(shí)別,文字識(shí)別等。模式識(shí)別技術(shù)有助于武器裝備獲得自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別(ATR)能力。
  模式識(shí)別中的機(jī)器視覺,可通過光學(xué)非接觸式感應(yīng)設(shè)備,自動(dòng)接收并解釋真實(shí)場(chǎng)景的圖像以獲得系統(tǒng)控制的信息。例如DARPA的“心眼”項(xiàng)目和“圖像感知、解析、利用”項(xiàng)目開發(fā)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有“動(dòng)態(tài)信息感知能力”,能對(duì)動(dòng)態(tài)物體的解構(gòu),利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別技術(shù),將圖片中的信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)的“知識(shí)”。在實(shí)際作戰(zhàn)中,模式識(shí)別系統(tǒng)通過觀察目標(biāo)的視頻動(dòng)態(tài)信息,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專門的機(jī)器視覺硬件,可在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,自動(dòng)識(shí)別出潛在威脅,為目標(biāo)打擊提供參考信息。
  以地空導(dǎo)彈陣地為例,它們遵循既定模式,以確保最大的防御覆蓋率。陣地布局是星形的,擁有4組或5組導(dǎo)彈發(fā)射架,圍繞著控制中心呈放射性布置。在中央陣地上,擁有控制方艙、跟蹤和制導(dǎo)雷達(dá)以及發(fā)電機(jī)。通常情況下,每個(gè)發(fā)射陣地都被護(hù)堤包圍。這給模式識(shí)別帶來了便利。
  據(jù)美國《大眾機(jī)械》網(wǎng)站2017年11月23日?qǐng)?bào)道,美國密蘇里大學(xué)的團(tuán)隊(duì)曾利用人工智能算法,在我國東南部的一塊面積約為14.5萬平方千米的地區(qū)找到90個(gè)地空導(dǎo)彈陣地,并且這個(gè)過程能夠在45分鐘內(nèi)完成。而通常人類判讀專家要達(dá)到相同的準(zhǔn)確度,看完所有的圖像大約60個(gè)小時(shí)。該事件足以引起我們的重視,應(yīng)注重加強(qiáng)對(duì)防御陣地的偽裝,提高“反識(shí)別”的能力。

專家系統(tǒng)


  專家系統(tǒng)ES(Expert System)是一類具有專門知識(shí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。它運(yùn)用特定領(lǐng)域中專家提供的專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),采用人工智能中的推理技術(shù)來求解和模擬通常由專家才能解決的各種復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)是目前人工智能領(lǐng)域最活躍、最有成效的一個(gè)分支。它一般由知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)制、解釋機(jī)制、知識(shí)獲取和用戶界面等組成。
  專家系統(tǒng)應(yīng)用于武器裝備可使其具備實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)評(píng)估的能力。該系統(tǒng)能將已證明的專家關(guān)于武器在戰(zhàn)時(shí)的典型態(tài)勢(shì)和毀傷效果評(píng)估的事實(shí)和過程,用數(shù)學(xué)方法加以描述,組成數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫。作戰(zhàn)中武器裝備接收的天基、空基、海基或地面控制站的信息,武器自身傳感器獲得的地理信息和敵方武器發(fā)出的聲波、無線電波、可見光、紅外、激光等信息,與數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫中信息進(jìn)行比對(duì),借助人工智能的自動(dòng)推理技術(shù),經(jīng)計(jì)算機(jī)快速處理,確定戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中出現(xiàn)的威脅,并與用戶界面的專家和指戰(zhàn)員進(jìn)行交互。
  專家系統(tǒng)還可與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,用于各種野戰(zhàn)軍用系統(tǒng),例如飛機(jī)的機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng)、美軍“宙斯盾”戰(zhàn)艦和偵察衛(wèi)星,幫助判斷敵軍的位置和動(dòng)機(jī)。美國海軍已利用網(wǎng)絡(luò)化專家系統(tǒng)為在作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的所有軍隊(duì)提供通用作戰(zhàn)圖像,從而具備協(xié)同作戰(zhàn)的能力。這個(gè)領(lǐng)域中最有名的案例是美國研制的智能C3I系統(tǒng),具有“個(gè)性”和人的“特征”、“智慧”,熟知指揮官的脾氣、思維習(xí)慣和其他情感特征,能在幾分鐘內(nèi)甚至幾秒內(nèi)幫助指揮官判斷戰(zhàn)場(chǎng)情況。
  DARPA于2007年提出“深綠”系統(tǒng)的概念。該系統(tǒng)可預(yù)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)的瞬息變化,幫助指揮員提前思考,判斷是否需要調(diào)整計(jì)劃,并將注意力集中在決策選擇而非方案細(xì)節(jié)制定上。
圖為美國密蘇里大學(xué)的研究中心按照經(jīng)緯度1度幅度,在我國東南地區(qū)的10個(gè)片
區(qū)內(nèi)利用模式識(shí)別技術(shù)對(duì)衛(wèi)星照片進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。最終在45分鐘內(nèi)就找到了90個(gè)地空
導(dǎo)彈陣地(下)。

  
  
  整個(gè)系統(tǒng)由指揮官助手(人機(jī)接口)、閃電戰(zhàn)(模擬仿真)、水晶球(系統(tǒng)總控,完成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)融合和分析評(píng)估)、“深綠”與指揮系統(tǒng)接口四部分組成。
  其主要特點(diǎn)有三點(diǎn):一是基于草圖指揮,包含“草圖到計(jì)劃”(STP)、“草圖到?jīng)Q策”(STD)兩個(gè)模塊,實(shí)現(xiàn)從戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、作戰(zhàn)方案制定到作戰(zhàn)行動(dòng)執(zhí)行、作戰(zhàn)效果評(píng)估,全部實(shí)現(xiàn)“基于草圖進(jìn)行決策”。二是自動(dòng)決策優(yōu)化。決策通過模型求解與態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行優(yōu)化,系統(tǒng)從自動(dòng)化接口的“指揮官助手”進(jìn)去,然后通過“閃電戰(zhàn)”這個(gè)模塊進(jìn)行快速多維仿真,再通過“水晶球”模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的實(shí)時(shí)更新、比較、估計(jì),最后提供給指揮員提供各種決策的選擇。三是指揮系統(tǒng)的集成,負(fù)責(zé)將決策輔助功能集成進(jìn)一個(gè)名為“未來指揮所”的指揮信息系統(tǒng)中。

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