“战场尖兵”的未来之路

2019-11-13 03:42高一帆史斌
科学24小时 2019年11期
关键词:人脑军用阿尔法

高一帆 史斌

随着世界科技的加速发展,在以人工智能为核心的智能化技术驱动下,军用机器人实施有人无人编组协同作战、无人智能集群攻击作战、大规模无人集群消耗作战等新型作战样式的雏形已经初现,智能化、集群化、族群化将成为未来机器人战争的新标志。

研发深度仿脑技术,实现高度智能

尽管目前半自主军用机器人已广泛运用于军事领域,但还是需要较多的人工保障和控制。与完全自主机器人相比,首先要解决的是如何让机器人学会“像人类一样思考”。

机器智能系统或超过人类智能 不管机器人如何发展,其目标总是将人类的生命损失降低到最低限度并提高工作效率。其核心依赖仿脑技术的发展程度。仿脑技术本质上是一种仿生技术,也被称为“类脑技术”。它是以人脑结构功能、认知机理过程等为参照对象,利用神经网络芯片、软件等来模拟人类大脑处理信息的机制与过程,以使机器人实现高度智能化。除了瑞士、美国、欧盟等早已启动人脑研究计划外,一些世界级互联网企业也推出了自己的人工智能大脑计划。

随着仿脑技术的发展,未来智能系统或将全面超过人类智能。从“深蓝”系统用“暴力破解方式”击败国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,到“阿尔法狗”用“机器学习方式”战胜围棋顶级高手李世石和柯洁,再到2017年“阿尔法元”自学并以100:0战胜“阿尔法狗”,说明智能系统已经在某个特定领域,接近、达到或超过了人类智能。

2016年6月,美国开发的人工智能系统“阿尔法”,在模拟空战实验中完胜经验丰富的美国空军退役上校基恩·李。“阿尔法”系统靠“遗传模糊树”的新算法,能够在复杂动态的空战环境中生成并协调出最优的作战计划,作出十分精确的响应,其反应速度是人类的250倍。俄、日、德等国也积极探索借鉴人脑运行机理,研发具备人类识别、推理和判断能力的信息处理系统、智能武器装备或高智能机器人,以谋求实现人脑与武器的“无缝”对接。更有甚者,瑞士科学家亨利·马克拉姆教授推出复制人类大脑计划——“蓝脑计划”,宣称有望在2020年左右制造出世界上第一台拥有知觉、愿望甚至恐惧感的会“思考”的机器。未来30年,智能系统可能实现人类所有的认知能力及其协同機制,最终或许全面达到或超越人类智能水平。

人机互动就在一意之间霍金的轮椅具备面部肌肉活动检测技术、眼球控制技术、人工智能预测技术等黑科技,能帮助霍金在屏幕上打出“他想说的话”,但科学家们更希望进一步开发出能够“听懂人的想法”的机器人。实现的关键就在于脑控技术,而脑控技术恰恰是人机交互的发展趋势。人机交互就是在人脑与外部设备间创建直接连接通路,检测并记录人脑的电波运动,并将大脑信号翻译成计算机能够理解的语言,实现人脑和计算机以及外部设备之间的单向或双向信息传递。

脑控技术可以缩短控制员与机器人之间的反馈回路,使未来智能设备能读懂我们的想法,认知状态,并辅助作出更精准的决策。通过人脑机器交互,智能军用机器人将懂得“人类战友”的想法,并按照其意图执行和反馈。2016年3月,时任美国国防部副部长沃克宣布了“忠诚僚机”概念,旨在通过为F-16VISTA战斗机设计和研制一种人工智能模块——“开发任务模块”(OMS),来提高无人机的自主作战能力,最终实现美国空军无人驾驶的F-16VISTA与有人驾驶的F-35A、F-22战斗机编队协同作战的目标。2017年3月,该项目进行了F-16VISTA无人战斗机自主战斗飞行演示。

俄罗斯也在积极研发下一代脑控机器人“阿凡达”。它可以感知并模仿操控者的动作,同时反馈对外界的视觉、听觉和触觉感受。基于以人脑认知争夺为目标的“脑对抗”可能演化成为未来战争的一种作战样式,其对一个国家的军事战略、作战思想、体制编制、武器装备等方面的影响不可低估。

研发集群智能技术,实现蜂群攻击

双拳难敌四手、好汉架不住群狼。面对未来高度对抗性、高度不确定性、高度动态性的战场环境,军用机器人的作战样式已逐步从单平台作战向多平台“集群”作战方向发展。一方面,未来战场环境越来越复杂,单个机器人所能执行的任务能力越有限,生存越困难;另一方面,无人机的自主能力不断发展,将逐步从简单的遥控、程控方式向人机智能融合的交互控制,甚至向全自主控制方式发展,无人机将具备集群协同执行任务的能力。

2015年12月,世界上首次战斗机器人集群作战震惊世界。在叙利亚拉塔基亚省,俄军出动6部“平台M”履带式战斗机器人、4部“暗语”轮式战斗机器人开始以集群队形冲锋,迫使伊斯兰国武装分子的坚固据点相继暴露。随着后方炮群精准齐射,一个个暴露的火力点被摧毁,武装分子的据点防线被瞬间击溃。

集群技术又称为“蜂群战术”。集群技术并不是简单地把成百上千个机器人集中在一起,再安排成百上千个控制手在后方进行一对一操作,这种低端的方式完全不符合“集群技术”的定义。集群技术的核心是集群智能,就是在人工智能的控制下,军用机器人群可以自主完成很多任务。

“集群智能技术”的灵感源于蚁群、蜂群等自然界中的集群生物,这些生物有着非常强大的群体协作能力,能够完成诸如蜂巢、蚁穴等非常精巧复杂的“工程”。当前的军用机器人集群智能技术,主要通过模拟蜜蜂和蚂蚁之间的沟通协作方式,增强群的整体作战能力。军用机器人集群作战,就是通过相互的能力互补和行动协调,实现单架机器人的任务能力扩展以及多机器人系统的整体作战效能提升。以打击海上大型目标为例,多架加挂导弹的无人机可采用“蜂群战术”,集群突防,通过数据链或卫星链路获得同一目标的坐标等信息,集中对海上目标进行饱和攻击。

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