無人技術(shù)在軍事領(lǐng)域運用前景廣闊

作者： 2016年10月24日 來源： 瀏覽量：
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10月17日，由中國陸軍裝備部舉辦的“跨越險阻2016”地面無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽決賽在北京舉行。陸軍裝備部科研訂購局副局長唐進在決賽的新聞發(fā)布會上表示，無人技術(shù)在軍事領(lǐng)域具有廣闊的運用前景，將深刻改變未來
　　10月17日，由中國陸軍裝備部舉辦的“跨越險阻2016”地面無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽決賽在北京舉行。陸軍裝備部科研訂購局副局長唐進在決賽的新聞發(fā)布會上表示，無人技術(shù)在軍事領(lǐng)域具有廣闊的運用前景，將深刻改變未來戰(zhàn)爭的形態(tài)和樣式。通俗來講，人們期待無人系統(tǒng)可以在戰(zhàn)爭或者搶險救災(zāi)等非戰(zhàn)爭軍事行動中完成一些高?；蛘呷祟悷o法完成的任務(wù)。
　　唐進表示，本屆比賽從規(guī)模和課目難度等方面均代表了國內(nèi)無人技術(shù)的最高水平。據(jù)記者了解，共有22支車隊從來自全國各地的73支參賽隊伍中脫穎而出，挺進決賽，其科研實力在國內(nèi)均處于領(lǐng)先水平。因此，對于無人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及在未來軍事行動中的運用前景，前來參賽和觀賽的行業(yè)領(lǐng)軍人物都頗具發(fā)言權(quán)。
　　對未知環(huán)境建模是世界性難題
　　觀賽嘉賓、哈爾濱工業(yè)大學副校長鄧宗全，是最早從事月球車研究的學者之一。在他看來，無人系統(tǒng)要成為戰(zhàn)場工具還有很長的一段路要走。
　　國防科技大學副教授吳濤則把無人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀通俗地解釋為，“在已知的環(huán)境能夠適用，但未知的環(huán)境無法建模”。在這一研究領(lǐng)域中，無人系統(tǒng)對于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的適應(yīng)性問題是公認的難題，即如何提高無人系統(tǒng)對未知環(huán)境的適應(yīng)能力。
　　比賽中，來自軍事交通學院的徐友春教授帶領(lǐng)“猛獅智能1號”車隊拔得野外戰(zhàn)場偵察類A、B組競技的頭籌。事實上，這輛車不僅在此次比賽中表現(xiàn)出色，其前幾代原理樣機便已在“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”中獲得3次冠軍、3次亞軍的佳績。
　　徐友春告訴記者，“人能開的越野道路它基本都能走”，而且“猛獅”還具有“漫步”功能，即在暫時失去GPS定位導(dǎo)航的情況下，也可以自己“嘗試找路”。
　　但總體來說，“猛獅”現(xiàn)在還處于幼崽階段，只能在已知環(huán)境中完成既定任務(wù)，對于未知的環(huán)境沒有相應(yīng)的自適應(yīng)能力。
　　比如，如果偵察目標設(shè)定為油桶，那么徐友春和隊友可以拍攝幾百張形狀各異，位置、光照等條件不同的油桶圖片存在系統(tǒng)里，供“猛獅”比對識別，再為它設(shè)計好固定路線和如何跨越已知障礙的程序，“猛獅”便基本能夠成功完成任務(wù)。但實際情況是，人們無法全數(shù)預(yù)知待偵察區(qū)域的路線和障礙。
　　這不單是徐友春團隊面臨的問題，世界無人技術(shù)研究領(lǐng)域都面臨無法為未知環(huán)境建模的困境。
　　南京理工大學教授楊靜宇已經(jīng)從事無人系統(tǒng)研究25年，他解釋說，結(jié)構(gòu)化環(huán)境可以通過不停地建模來模擬，比如在高速公路上的環(huán)境數(shù)據(jù)是可測量的，機器可以進行收錄、識別和判斷。“人工智能對于結(jié)構(gòu)化環(huán)境有點辦法。但是非結(jié)構(gòu)化環(huán)境難以模擬，全世界對非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的建模都沒有搞好”。
　　也因此，吳濤、鄧宗全、楊靜宇等受訪專業(yè)人士都表示，從這個角度講，中國和無人技術(shù)領(lǐng)先國美國相差并不多，都需要增強對非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，即未知環(huán)境的理論設(shè)計研究。
　　我國基礎(chǔ)元機件研發(fā)實力有待提高
　　具體到國內(nèi)的無人系統(tǒng)研發(fā)現(xiàn)狀，前來參賽和觀賽的研發(fā)主力們都清楚地看到了自己的優(yōu)勢和短板。
　　專業(yè)人士通常用三個維度來考察無人系統(tǒng)，包括環(huán)境感知、規(guī)劃決策和底層控制。而環(huán)境感知的限制主要來自兩方面，分別是作為硬件系統(tǒng)的傳感器，和作為軟件系統(tǒng)的計算機算法，其作用亦可分別比作眼睛和大腦。
　　吳濤在接受采訪時表示，在無人系統(tǒng)的相關(guān)軟件算法方面，中國的一些科研院所、公司和高校已經(jīng)躋身世界領(lǐng)先地位，這方面中國的整體實力不容小覷。
　　而我國在傳感器的研發(fā)方面與國際領(lǐng)先水平有一定差距。記者了解到，此次比賽中，軍事交通學院猛獅智能1號車隊、國防科學技術(shù)大學神虎車隊和中國北方車輛研究所斑紋豹車隊等成績較好的參賽車隊，所用的激光雷達等關(guān)鍵傳感器均為進口產(chǎn)品。吳濤預(yù)計國內(nèi)還需要3到5年才能制造出與國外同類型產(chǎn)品有一定競爭力的激光雷達。但是三五年以后，國外同樣性能的激光雷達價格有可能下降到現(xiàn)在的幾十分之一。國內(nèi)的傳感器可能進一步面臨國外產(chǎn)品價格的打壓。
　　另外，在底層控制方面，我國的研發(fā)實力也有待加強。
　　線控驅(qū)動系統(tǒng)是無人系統(tǒng)的心臟，而相關(guān)元機件的研發(fā)最好由無人系統(tǒng)研發(fā)機構(gòu)與汽車制造商合作，才能在制造環(huán)節(jié)中從根本上解決線控驅(qū)動系統(tǒng)的匹配問題，否則改裝難度大，并且可靠性較差。
　　徐友春領(lǐng)導(dǎo)的“猛獅”車隊利用國產(chǎn)長城汽車某車型底盤改造的無人車已屬此次比賽中改造較為成功的一例，但他仍舊認為“可靠性不是很理想”，性能不夠穩(wěn)定。
　　因此，談及中國在無人系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域中的短板，哈爾濱工業(yè)大學副校長鄧宗全直白地說：“基礎(chǔ)制造業(yè)需要趕上。”
　　特定環(huán)境下的感知、車體控制等個別技術(shù)趨于成熟
　　盡管從整體來看，中國和世界其他國家在無人系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域仍舊任重而道遠，但令人欣慰的是，無人系統(tǒng)研發(fā)中某些單項技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，正在經(jīng)受實際應(yīng)用的檢驗。
　　徐友春介紹，在我國，運用了固定線路輸送技術(shù)的“無人靶車”已經(jīng)開始接受實踐的檢驗。
　　吳濤說，以色列Mobileye公司的ADAS（高級駕駛員輔助系統(tǒng)）產(chǎn)品目前已經(jīng)占領(lǐng)了全球90％的市場份額，這項技術(shù)的廣泛應(yīng)用將“盡可能避免車輛事故的發(fā)生”。
　　吳濤認為，無人系統(tǒng)的成熟和完善需要經(jīng)受足夠多樣的環(huán)境與任務(wù)的考驗，包括不同的場景、不同的路況、不同的天氣與光照等。只有經(jīng)過足夠多的有針對性的系統(tǒng)性測試，并不斷根據(jù)測試結(jié)果對系統(tǒng)設(shè)計進行修正，才能夠使無人系統(tǒng)的性能逐漸成熟。
　　而這也正是此次“跨越險阻2016”地面無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽的主要“挑戰(zhàn)”所在。來自南京理工大學楊靜宇教授面向隨機分布的河道、灘涂、坡地、石子路和泥濘路段告訴記者：“25年沒有遇到過這么復(fù)雜的環(huán)境。”
　　楊靜宇認為，相比于普通的民用比賽，陸軍準備的測試場最突出的特點就是環(huán)境復(fù)雜，且賽前未知。他說：“模擬的就是實際環(huán)境，這樣的環(huán)境與時代要求相符。”
　　實際上，能夠在復(fù)雜環(huán)境中進行競技也恰恰是參賽車隊不可多得的機會。談及此項賽事的吸引力，來自山東大學野牛車隊的博士柴匯感嘆說：“我們平常去哪兒找這樣的測試場地??！” 對此，徐友春所在的“猛獅”車隊等其他參賽隊伍也有同感。
　　對于各個團隊來說，比賽名次固然能夠驗證自己的水平，但陷車、淋雨致使傳感器失靈、燒電路板等故障的暴露對于系統(tǒng)的完善設(shè)計更具有重要的指導(dǎo)意義。
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