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以色列分析如何提高未來無人機的自主性

時間:2017-11-23 13:53來源:無人機 作者:中國通航 點擊:
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近日,以色列《防務更新》刊登的《提高未來無人機自主性的重要變革》一文指出,要使無人機具備較高的自主性,需要在如下幾個方面做出重大改變。

 

可信導航

 
無人機依靠外部信息輸入進行導航和定位,導航衛星系統是最常見的助航設備。但是,衛星信號容易遭受敵方的干擾和利用,而導航信標和測距儀等其他輔助手段的效率又十分有限。在這種情況下,慣性測量、圖像導航甚至天體跟蹤等手段可以為現有的導航設備提供補充。

通信與安全
 
無人機平臺在人的控制下運行,依賴地面、空中或天基通信與控制中心保持人機聯系。而無人機機載傳感器越多,傳輸數據需要的帶寬就越大。當前使用較多的大容量無線通信鏈路容易發生堵塞,限制了無人機平臺的運行。出于應對未來戰爭的要求,數據鏈路還必須具備抵制惡意攻擊的能力。因此,未來無人機應至少具備以下三個級別的安全通信能力:標準通信,滿足無人機在通信和導航易遭電子攻擊的拒止空域作戰的需求;增強型通信,增加無人機在拒止通信區域的生存能力,同時將飛機的可探測性降至最低;高級通信,實現操作人員和飛機之間的瞬時信息傳輸,無人機可通過各種通信媒介、利用廣泛的頻段收發信號。
 
指揮與控制
 
目前的無人機主要依靠人的控制來完成任務,其中少數無人機具備自主遂行大部分任務的能力,其他大量無人機平臺則主要依靠遠程操縱、自動飛行的模式,這也是當前無人機自主性的一個普遍方案。人類飛行員(操控員)在兩種操作模式中都擁有最高權限,但尚不具備最佳態勢感知和應對緊急情況的快速反應能力。如果引入故障保護系統和態勢感知設備,如感知和規避(SAA)傳感器以及機載深度學習和人工智能處理器等,將比人類更快、更有效地處理緊急情況,使無人機操控更加安全可靠。美空軍啟動了“協同自動化多機操作”(CAMARO)項目,對這種未來能力進行評估。CAMARO概念對不斷發展的多機控制、“忠誠僚機”和無人機蜂群等技術進行了界定,這些技術都需要自主性、協同能力和增強型通信。
 
可靠、經濟可承受的自主能力
 
近年來,“深度學習”概念已經展現出在解決感知、規劃、本地化、控制等領域自動化問題中的潛在巨大作用。“深度學習”從真實數據中學習案例的杰出能力使其非常適合多種自主系統應用。在安全、監視、災難救援等領域,目前無人機已經在廣泛執行包裹運輸、倉庫管理等任務,盡管能力優越,但其軍事應用仍然面臨挑戰和爭議。DARPA“可靠自主性”項目經理尼曼表示,無人系統的可靠性對人類來說仍然是一個重大難題。DARPA于2016年啟動“可靠自主性”研究計劃,目的是在信息物理系統(CPS)的設計階段建立自主無人系統的可信度。該項目探索新的概念和工具,使“具有學習能力的信息物理系統”(LEC)能夠具備可靠的功能性措施、達成預定安全目標。LEC被定義為一個組件,其行為由通過學習程序獲取并更新的“背景知識”驅動,能夠在動態和非結構化環境下運行。尼曼表示,該項目將優先解決軍用自主系統領域的問題,但最終會擴展到商業領域。

 
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