航空装备人工智能关键技术与标准化探究

航空装备人工智能关键技术与标准化探

究

摘要：航空装备人工智能是针对未来战争的智能化、系统化需求而设计的。通过人工智能技术提高航空装备的智能和协调水平，提高航空装备的作战能力和作战适应性，实现复杂作战环境背景下的人--机、机--机交互与协作。标准化是促进人工智能技术发展和应用的重要技术基础。

关键词：航空装备；标准；人工智能；关键技术；

近几年来，人工智能技术和航空装备应用发展迅速，在军事和民用领域都取得了一些突破。本文介绍了发达家航空装备人工智能发展的技术布局，重点分析了人工智能在航空装备中的关键技术和应用，提出了航空装备领域人工智能标准化的主要思路。

一、现阶段航空装备人工智能

1.无人系统已成为航空装备中人工智能技术发展的重要平台。人工智能技术在航空装备的应用，除对现有装备的设备及技术的更新换代外，更在于不断拓展该领域的技术剖面范围和装备类型。无人系统就是人工智能技术应用的产物，未来无人系统的隐身能力和对抗打击能力会越来越强，智能化、协同化程度会越来越高，因此无人系统智能化将成为航空装备人工智能发展及技术应用的关键。同时，人工智能技术也用于反无人系统，在智能芯片与先进传感器的配合下，能实现航空装备对无人系统目标的自动分类、提高发现能力、降低误伤率。总之，在当今人工智能技术发展突飞猛进的时代，无人系统与反无人系统在博弈对抗中共同发展，加速了无人系统智能化发展进程。

2.航空装备等系统集群协同作战方式正在形成。以美国为代表的现代航空装备，未来作战环境复杂程度的不断增加，使单体作战、集群作战、联合作战、战区作战等对航空装备人工智能系统的作战效能提出了更高要求。人工智能技术在

航空装备上的应用使得系统的自主能力不断提升，逐步从人员控制、遥控辅助、

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，使航空装备

具备集群协同、战区联合的任务执行能力。随着航空人工智能系统集群式规模的

不断扩大，集群多系统任务与航迹规划、系统间避障、机载设备间数据传输等相

关技术也得到了快速发展。

二、分析航空装备中人工智能关键技术

航空装备人工智能关键技术，主要包括以机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉、生物特征识别、虚拟现实为基础的感知与认知、决

策执行与控制、交互与协同、检测与维护等内容。航空装备人工智能关键技术在

空间上主要分为作战剖面与生产制造剖面两个方面，制造剖面是基础，作战剖面

是航空装备存在与发展的根本目的。制造剖面包含航空装备应用人工智能技术的

设计研发、生产制造、检验检测等，也是实现单体智能化作战的基础性过程。设

计研发受到航空装备的用途、作战需求、技术支撑等方面的制约，它与基础算法、软件编译、芯片、传感器等相联系，需要考虑到路径规划、集群管理、通信中继、目标识别等多个方面。生产制造则与智能制造相类似，不同之处在于应用人工智

能技术的航空装备侧重点在于智能。人工智能技术在这几个过程中的应用，不仅

可以提高航空装备的可靠性，同时也提高航空装备的智能化诊断与故障预测能力。作战剖面包含在军事行动过程中由于信息化、智能化条件的影响，大量的信息因

素与智能装备进入到行动中，不同军兵种、不同作战平台系统的作战双方通过信

息有效地链接成为一个有效的、优化的体系。作战将不再是单体及单作战要素之

间的对抗，而是建立在多军兵种、多作战系统、多作战要素等高度融合基础上的

联合对抗。未来复杂对抗环境下的作战几乎具备所有智能自适应系统的一切特性，要想做到擒纵自如就必须关注空间中的各个节点，空中系统包括有人节点和无人

节点，具备高效的信息处理能力和决策能力、对欺骗和干扰的抵抗能力以及快速

协同和整体优化能力，需要实现多个智能体构成的群体智能，掌握及时的、准确的、足够的战场信息，在不同角色和任务分配下形成多个OODA（观察、判断、决策、行动）环的网状纵深，航空装备系统再进行综合感知，在考虑不同单体的战

损成本及作战任务下实现整体的优化。通过“机器辅助”、“人机协同”、“人

机融合”来实现单体作战、群体作战、联合作战的智能化作战任务，进而能够做

到不同领域之间接口互操作（标准化）。

三、航空装备领域人工智能技术的标准化

人工智能技术在航空领域的应用有效地提升局部处理效率和效果，如，用于

驾驶员疲劳分析的智能设备，用于安检扫描仪的危险品图像识别技术，用于智能

仓储物流的管理等，这些技术对应的技术标准在空客和波音飞机公司内部已经逐

步建立与完善。与民用领域相比，我国航空装备在人工智能标准化开展的工作就

略显薄弱，除了通用技术及通用算法的标准外，对于整体技术架构与整个行业领

域的名词术语等都存在欠缺。航空装备人工智能本身存在技术内涵不清晰、发展

不均衡的问题，并且标准化工作刚刚起步，通用性标准、专业技术标准不完善，

并且没有统一的技术框架及标准体系，标准化工作内容欠缺，无法支撑航空装备

人工智能关键技术的应用与装备的发展。因此，强化航空装备人工智能标准化工作，对进一步开展航空装备人工智能关键技术研究具有重大的现实意义。人工智

能涉及众多技术领域和分支技术，虽然某些领域和相关技术已具备一定的标准化

基础，但是这些分散的标准并不足以完全支撑整个人工智能领域。从世界范围来看，人工智能标准化工作仍在起步过程中，尚未形成完善的标准体系和明确的标

准需求，我国基本与国外处于同一起跑线，存在快速突破的机会窗口。因此，只

要瞄准机会，快速布局，完全有可能抢占标准创新的制高点，反之，则有可能丧

失良机。航空装备人工智能的特殊性决定了技术发展与应用的标准化研究是其发

展的基石。因此，迫切需要把握机遇，加快推进航空装备人工智能标准化工作，

明确标准需求及它们之间的依存性与制约关系，建立统一完善的标准体系，以技

术标准的手段促进我国新一代航空装备的快速发展。具体建议包括：（1）研究

明确航空装备人工智能概念及外延，形成名词术语等基础标准；（2）分析航空

装备人工智能技术在航空装备上的应用，确定重点及急需技术标准的需求；（3）以应用技术为出发点，构建航空装备人工智能标准体系；（4）深化技术重点标

准研究，形成关键技术与支撑体系的完整协调。另外，未来体系化作战要求航空

装备群体与单体之间、空中与地面、海面作战单元间实现协同，完成快响应、高

毁伤、低损失的全面作战，实现群体作战、联合作战和战区作战。航空装备人工

智能领域标准化工作的开展，还必须解决单体、群体、搭载设备、挂载武器之间