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5G、云计算:未来战争的基础要素

媒体滚动 2024.04.09 11:00

魏岳江

2023年12月,日美两国政府同意开展联合技术研究,开发能与下一代战斗机在自主模式下协同行动的无人机。日本将与英国和意大利联合研发下一代战机,目标是在2035年前部署首架新型战机。协同作战无人机有望在使用雷达、传感器收集情报,为战斗机飞行员提供支持,对敌方目标发动攻击等方面发挥作用。

下一代战机的定义目前没有统一标准,但大体呈现低可探测、高速、智能、集群等特点。目前,多个国家都在独立或者联合研发第六代战机,呈现你追我赶的局面。

据媒体报道,2023年11月底,俄罗斯苏-57机载微型无人机已经问世,并且苏-57飞行员可以同时投放并控制一群这样的飞行器,对敌防空系统进行电子干扰和火力打击。这一群具有不同用途的无人攻击机、侦察机和电子战机等微型,既可以外挂,也可以机舱内置。

至于无人机蜂群运用,已经不是什么新鲜事。2018年1月5日,叙利亚反对派发起了战争史上第一次无人机集群攻击。无人机起飞地点为穆扎拉村。俄罗斯防空系统一共探测到13架无人机,其中10架的攻击目标为赫梅米姆空军基地,3架的目标是塔尔图斯海军基地的一处后勤设施,俄罗斯防空系统对这13架无人机进行了电子干扰和近防武器拦截。

2022年10月10日,俄乌两军在顿巴斯地区、赫尔松州和扎波罗热州展开阵地战的背景下,俄军首次使用无人机蜂群,出动“天竺葵”-2无人机对位于尼古拉耶夫州奥恰科夫的乌克兰能源、军事指挥和通信设施实施了大规模密集打击。与此同时,针对乌克兰已经获得了美国的“国家先进地空导弹系统”(NASAMS)威胁,俄军出动“柳叶刀”-3无人机一举摧毁了乌军的防空指挥所、警卫连连部和燃料库。据悉,共有约20架“天竺葵”-2和“柳叶刀”-3参与行动,而且两种无人机在执行任务时成功实现了互补。这是俄军首次在战场上密集使用自杀式无人机,引发了乌军高层的恐慌。

新一代蜂窝移动通信技术是无人机蜂群可以大规模使用的前提之一。相比4G网络,5G网络数据传输速率快100倍,最高可达10Gbit/s,让终端用户始终处于联网状态。这就意味着未来人与人、人与物、物与物、无人系统与无人系统、人与无人系统之间的通信将出现质的飞跃。

5G不但会改变现有的通信方式,而且还将改变整个人类社会生活休闲娱乐体验。这些年来,世界很多国家和地区都在积极推进5G网络建设,全世界5G基站的数量持续增长,5G推广应用层出不穷,享受5G服务的用户也越来越多。与此同时,5G不断被运用于军事领域,不但能大幅度提升战场通信能力,还将大大提高未来人机(机器人无人机)信息交互反馈速度,深度影响未来人机一体化作战形态。美国国防部的5G试验工作正按计划如期进行,第1批5个站点已经建立,第2批7个站点的招标工作正紧锣密鼓展开。

5G传输速率高的特征,能够将战场图像信息实时传送到指挥官那里,最高指挥官也能直接越级指挥到一个班甚至一名单兵,让战场指挥更加迅捷、直观、高效。5G极低延迟的特征,还能为打击高速机动目标提供技术支撑。由于战斗机等目标移动速度极快,因而要对其实施精确打击,只有在极低的延迟下,对它们的定位数据才能更有效,才能更精准、更快速地把它们打下来。

5G机器间海量通信的特征,还能与人工智能相结合,为大规模无人化武器作战使用提供技术保障。5G能够加速推进空中作战平台向智能化整体作战转变,为其提供所需的各种数据,消除云端与边缘通信时网络延迟的问题,通过云计算处理大量的信息,实现无人机蜂群作战。无人机离不开操作员的控制,一个操作员控制一个或者数个无人机形成蜂群是可能的。近期爆发的几场武装冲突中,无人机蜂群战术凸显作战效能。美国是世界上无人机蜂群技术的领跑者,并开展了一系列蜂群无人机和弹药计划。美国陆军正在积极研究无人机蜂群和基于强化学习的人工智能新算法。可以预测,5G网络军事应用大有发展空间,必将催生基于人工智能作战的“战争云”。

战争云,实际上就是一种在无连接、时断时续、低带宽的恶劣网络通信环境及节点的高动态、高移动性、高强度对抗、资源受限的战场前沿环境中,向终端用户提供计算和信息服务能力的一种计算环境,旨在解决移动环境约束下,数据和服务能力的快速、稳定、高效提供的问题。其本质是在战术前沿向终端用户提供态势感知、任务规划、辅助决策、云计算和信息服务能力支持。其特点是轻量化、移动性、动态性、快速化。

人机协同、无人机蜂群间的协同显然超过了人脑的处理能力,这需要更高的计算能力和计算强度。战争云核心要素是云计算,算法是指一种有限、确定、有效适合用计算机程序来实现解决问题的方法。也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出,得出想要的理想的结果,是传统计算机和网络技术发展融合的产物。在2018年8月召开的“战术云技术交流会”上,美陆军网络跨职能团队与战术指挥、控制、通信项目办公室提出了“实现多方无缝数据共享”的军事需求。美国智库认为,把云计算定义为通过电脑代码表达、利用构建系统实现以及能在战争行动中运作的算法,即通过挖掘人工智能新算法在态势感知、情报分析、指挥决策、打击行动等方面的巨大潜力,用云计算方式破解战争攻防中存在的瓶颈问题,从而达到在战争中克敌制胜的目的。例如,利用AI技术,只要把敌我双方兵力部署、装备性能、人员数量、战场环境等诸要素,输入作战指挥信息系统模板,就能快速生成基于人工智能的作战计划,供指挥员作战指挥决策参考。如果指挥员感觉不妥,想打有把握之战,还可以通过智能模拟作战实验室,运用人工智能、大数据、5G网络及仿真设备、器材,来模仿敌我双方武器装备技术性能、战场景况、人员素质、作战行动等,检验完善战争设计方案是否科学、合理,力图找出最优作战计划。

随着5G网络、智能技术的发展,云计算引发软件开发部署模式的创新,并为大数据、物联网、人工智能等新兴领域的发展提供基础支撑。战争云也将通过5G网络、大数据来实现云计算,把陆地作战机器人、无人坦克、海洋无人舰队、无人机蜂群等无人化作战力量等有关情况,在最短时间甚至于数秒内传递给指挥员,让其作出最终决策——在数字地图上,直观显示数种作战单元排兵布阵方案,提示指挥员如何调兵遣将、科学决策、合理用兵等等。

目前,俄军已经为数个军区和诸兵种合成部队的指挥员,配备了基于人工智能和大数据技术支撑的“作战指挥信息系统”,即所谓的战争云。俄罗斯正研制一种无人机,后者在获取目标坐标后,机载电子设备便根据相应算法,甄选出最优的飞行进攻路线和投弹点,精准摧毁120千米以内的目标。与此同时,它在飞行时可将从指挥部实时获取的敌方防空系统位置信息纳入考量。完成任务后,无人机能为自己挑选出一条最为安全的路线,自动返回巡逻区。在2019财年,美国国防部的“第四极”机构——为国防部提供服务的27个机构,将244个系统转移到了企业级的云环境中。因为,美国国防部有500多个不同的云系统,战争云要求将企业和与之相配的云相结合,所以美国国防部把对网络和数据中心的整合作为政府各部门利用商业能力并实现现代化的大趋势的一部分,评估了大约800个“第四极”系统,以找到数据中心整合和云迁移的机会。随后,美国国防部发布一份初步招标书,旨在为4座军事基地装配大型5G移动宽带技术,在云迁移方面取得重大进展。2021年7月7日,美国国防部宣布取消微软价值100亿美元的“联合企业防御基础设施”云计算合同,同时宣布于2022年4月之前确定亚马逊及其他云计算公司招标的新供应商合同,即“联合作战人员云能力”。其他顶级云计算公司包括谷歌、IBM都表示有兴趣与美国联邦政府合作,为美军研发云计算智能化系统,但没有透露是否会进入竞标程序。北约计划与法国泰雷兹集团签订合同,后者将为其提供首个经过认证的“防御云”解决方案。据介绍,在该方案支持下,北约部队可在短时间内将信息技术服务和应用程序部署至数千千米外的战区。

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