分布式作战管理：无人机群技术四项关键能力——群规模、多样性、定制、硬化

分布式作战管理：无人机群技术四项关键能力——群规模、多
样性、定制、硬化
无人机群技术——无人机根据共享信息自主做出决策的能力——有可能彻底改变冲突的动态。

而且我们越来越接近看到这种潜力被释放出来。

事实上，蜂群将在国家和国土安全的几乎每个领域都有重要的应用。

成群的无人机可以在海洋中搜索敌方潜艇。

无人机可以分散在大片区域，以识别和消灭敌对的地对空导弹和其他防空系统。

无人机群甚至可以作为新型导弹防御系统，阻挡来袭的高超音速导弹。

在国土安全方面，配备化学、生物、放射和核(CBRN) 探测器、面部识别、反无人机武器的安全群。

但是，虽然无人机群代表了一项重大的技术进步，但要释放它们的全部潜力，需要围绕四个关键领域开发能力：群规模、多样性、定制、硬化。

群规模
一般来说，蜂群中的无人机越多，蜂群的能力就越强。

更大的水下蜂群可以覆盖更远的距离，以寻找对手的潜艇或水面舰艇。

更大的蜂群可以更好地在一些防御中生存。

损失12 架无人机会显著降低20 架无人机集群的能力，但对于 1000 架无人机集群来说微不足道。

美国媒体报道称，中国已经成功测试了一千架无人机。

中国似乎对将集群能力作为攻击美国航空母舰的一种方法感兴趣。

尽管英特尔已经部署了1,218 架无人机，但这似乎并不是真正的无人机群，依赖
于程序化行为而不是无人机间的通信。

几乎没有理由相信群体规模不会继续显著增长。

建立一个大群主要需要处理大量信息的能力。

更多的无人机意味着更多可能影响蜂群行为和决策的输入。

在基本层面上，更多的无人机意味着一架无人机撞到另一架无人机的风险更大。

当然，群体规模的重要性取决于任务。

针对较软目标的隐形任务不需要数千架无人机。

大量无人机可能是有害的，引起防御者不必要的注意。

但是对对手基地和其他硬目标的大规模攻击可能正是需要的。

对坚固目标的攻击意味着对损失的更大预期和对大规模进攻力量的更大需求。

多样性
未来的无人机群不需要由相同类型和大小的无人机组成，而是包含配备不同有效载荷的大型和小型无人机。

加入一组多样化的无人机创造了一个比单个部分更有能力的整体。

单个无人机群甚至可以跨域作战，海底和水面无人机或地面和空中无人机协调它们的行动。

当前的无人机群主要由小型、相同的传感器无人机组成，但已经开发了简单的多域群。

一个这样的群体包括一架飞行无人机与一架行走无人机合作。

空中无人机绘制附近区域的地图，地面无人机使用该信息来计划其行动。

另一项实验展示了五架不同大小的地面无人机，每架都配备了不同的传感器和不同的功能。

五架无人机共同执行基本的人类救援任务，将假人运送到不同的位置。

蜂群中的无人机可以根据其不同的能力扮演不同的角色。

攻击无人机对目标进行打击，而传感器无人机收集有关环境的信息以通知其他无人机，通信无人机确保群间通信的完整性。

小型传感器无人机可以为大型攻击无人机提供侦察，收集对手目标的信息并将其转发给攻击无人机以进行打击。

即使是专门负责进行攻击的无人机也可以多种多样。

无人机群可以结合不同大小的攻击无人机，针对不同类型的目标进行优化。

旨在压制敌方防空系统的集群可能包括配备反辐射导弹以击败地面防御的无人机，而其他无人机可能配备空对空导弹以对抗敌方飞机。

廉价的虚拟无人机实际上可能被证明对蜂群的任务非常有价值，它们吸收攻击以保护更复杂的无人机或与主蜂群分离以吸引防御者。

但这里的关键是多样性可以实现更复杂的行为。

定制
可定制的无人机群为指挥官提供了灵活性，使他们能够根据需要添加或移除无人机。

这需要无人机间通信的通用标准，以便可以轻松地将新无人机添加到集群中。

同样，蜂群必须能够适应无人机的移除，无论是有意还是通过敌对行动。

定制还允许指挥官根据情况的需要调整蜂群。

对于需要更小外形的任务，指挥官可能会移除无人机。

指挥官也可以改变蜂群本身的能力，增加配备不同类型传感器、武器或其他有效载荷的无人机。

在极端情况下，可定制的无人机群可以在野外分解或合并为一个单元。

这将能够快速响应不断变化的战场动态。

例如，一小群水下无人机可以从较大的群体中脱离出来，调查一艘可能的敌舰。

如果新目标构成重大威胁，整个蜂群可能会重新形成以应对挑战。

对无人机群定制的研究表明这个概念是可能的，但开发仍处于早期阶段。

科学杂志《自然》最近的一项研究展示了一种基本的可合并机器人神经系统。

几个非常简单的机器人合并在一起形成一个更大的机器人，或者分成更小的组。

未来，为指挥官提供无人机群可能类似于提供一盒乐高积木。

指挥官可能会获得一系列无人机，这些无人机可以根据任务需要以不同方式组合。

这可以快速响应军事环境的变化。

硬化
无人机蜂拥而至对电子战造成重大漏洞；防范此漏洞至关重要。

无人机群的功能本质上取决于无人机与另一个无人机通信的能力。

如果无人机由于干扰而无法共享信息，无人机群就无法作为一个连贯的整体发挥作用。

电子战的脆弱性取决于无人机群的组成。

蜂群可能包含专门设计用于对抗干扰的无人机。

通信无人机可以作为中继来共享信息，提供替代通信渠道，或者只是检测可能的干扰并发出撤退命令。

无人机群
还可以包含配备反辐射导弹和其他抗干扰武器的无人机。

技术的进步也可能加强蜂群对电子战漏洞的抵抗力。

新形式的通信可能会削弱或完全消除这些漏洞。

例如，无人机群可以基于“间接通信”进行通信。

“间接通信”是蚂蚁和其他成群的昆虫使用的一种间接交流形式。

如果一只蚂蚁确定了食物来源，它就会留下信息素供未来的蚂蚁寻找。

如果下一只蚂蚁也在那里找到食物，它会留下自己的信息素，从而产生更强的注意力来吸引更多的食物。

应用于无人机群，像这样使用环境线索的方法可以减轻干扰的脆弱性。

开发无人机群技术是一项多服务、跨机构的挑战。

无人机群为美国海军搜索潜艇或用作水面武器平台提供了重要的能力。

海军已经在开发一种基本的自主船群能力，美国海军陆战队已经成功地为步兵测试了小型船群，以进行打击和电子战攻击。

无人机群为美国空军提供了一个新的平台来压制敌方防空系统，空军前首席科学家格雷格·扎卡里亚斯认为，未来的F-35 飞行员将整合从无人机群收集的信息. 机器人协作可以提高国土安全部检测CBRN 使用和绘制灾害影响图的能力。

但对于所有这些参与者和所有这些任务，真正释放蜂群的潜力将需要美国军方利益相关者有意识地强调四个关键领域的改进：规模、多样性、定制和强化。

不这样做将意味着处于群体力量的错误一边。