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【科普中國軍事科技】AI全面加持坦克火控,多重識別有望實(shí)現(xiàn)“一健殲滅” 全球報(bào)資訊

時(shí)間:2023-06-17 17:34:20    來源:科普中國網(wǎng)    

如果說現(xiàn)在坦克火控的頂尖水平是自動跟蹤火控,那么觸手可及的未來,則是將目前勢頭正盛的人工智能技術(shù)融入火控系統(tǒng),讓坦克武器系統(tǒng)從自動化邁向智能化。從分劃鏡到擾動式火控,再到穩(wěn)像式火控和自動跟蹤火控,火控技術(shù)的發(fā)展都走向了減輕炮手負(fù)擔(dān)的方向。但此前的各種技術(shù)只是將火炮的操控變得越來越簡單,最終的判斷環(huán)節(jié)仍需要人的參與,而人工智能技術(shù)的引入,很可能會將人的因素再度剝離出一部分但不會完全剝離,畢竟我們不能允許對人攻擊的指令是由人工智能判斷發(fā)出的。


(相關(guān)資料圖)

壓力,還是壓力

(圖為“哈利德”主戰(zhàn)坦克,曾是我國出口巴基斯坦的拳頭產(chǎn)品 圖片來源:百度貼吧)

在行業(yè)內(nèi)權(quán)威專家近期發(fā)表的一篇公開論文中,提到了雙人車組的可能性。美國曾為坦克裝甲車輛操作的人工負(fù)荷進(jìn)行過評估,數(shù)字從小到大,人工負(fù)荷逐漸增加,28被認(rèn)為是不影響效率的最大值。主要通過美軍標(biāo)準(zhǔn)對比了美軍M1A2主戰(zhàn)坦克和我國出口巴基斯坦“哈利德”主戰(zhàn)坦克的乘員工作負(fù)荷,并且指出了主要的異同。“哈利德”坦克和M1A2的炮手工作負(fù)荷均為28.7,非常接近于理論上較為恰當(dāng)?shù)闹刀箍塑囬L的工作負(fù)荷分別達(dá)到了40和39.9,駕駛員則為39.5和38.3?!肮隆敝鲬?zhàn)坦克作為我國出口巴基斯坦的拳頭產(chǎn)品,使用了很多當(dāng)事非常先進(jìn)的技術(shù),包括自動跟蹤火控、雙指揮儀獵-殲火控等,對于降低成員工作負(fù)荷起到了一定的作用。

不論具體的技術(shù)比較結(jié)果是怎樣的,至少標(biāo)明一個(gè)規(guī)律——世界各國的坦克研發(fā)思路在盡量壓低炮手工作負(fù)荷的這條路上不期而遇。作為陸戰(zhàn)之王活躍戰(zhàn)場的核心競爭力——火力是坦克最重要的一項(xiàng)能力。坦克炮手同時(shí)擁有索敵和攻擊的能力。一個(gè)工作負(fù)荷較低的炮手也意味著期望炮手能在較好的環(huán)境下發(fā)揮出正常甚至超長水平,更好的發(fā)揮坦克作為裝甲火力平臺的長處。同時(shí),兩輛坦克的炮手在“思考”方面的工作負(fù)荷都非常低,僅為4.6,意味著炮手需要進(jìn)行的思考活動已經(jīng)盡量交給自動化的電氣設(shè)備完成,在任務(wù)的大部分時(shí)間里可以考慮細(xì)化車長的人工指令甚至有余力研究如何提升車組乘員間的配合程度。

AI來襲

作為無數(shù)科幻作品中企圖“取代人類”的存在,人工智能在圖象識別方面的運(yùn)用已有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。無論是常用的yolo圖像識別模型還是其他自主知識產(chǎn)權(quán)的圖像識別技術(shù),在識別人臉、口罩和其他非配合目標(biāo)的情況下已經(jīng)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績。由于AI技術(shù)是在目前第三代坦克的火控系統(tǒng)技術(shù)凍結(jié)之后誕生的,所以坦克火控對于AI技術(shù)而言簡直是一片大有作為的廣闊天地。現(xiàn)役坦克的自動跟蹤系統(tǒng)依然基于傳統(tǒng)的對比度鎖定,在車機(jī)系統(tǒng)處理器已經(jīng)越來越優(yōu)秀的今天,人工智能系統(tǒng)已經(jīng)能夠顛覆目前的目標(biāo)識別與解算方式,而后很可能衍生出大量新的技術(shù)運(yùn)用思路,形成一輪火控技術(shù)新概念的“井噴”效應(yīng)。

(圖為搭載ATLAS火控的M1A1 FEP測試車 圖片來源:知乎)

2022年底,美國陸軍在歐文堡的演示活動期間,測試了一輛裝有ATLAS火控系統(tǒng)的M1A1FEP主戰(zhàn)坦克。M1A1FEP是美陸軍接受的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備,現(xiàn)在已經(jīng)不算先進(jìn)。而ATLAS火控系統(tǒng)則是第一套擁有人工智能輔助目標(biāo)識別的火控系統(tǒng)。ATLAS采用了yolo神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識別,整合了三代熱成像,獲得了前所未有的目標(biāo)識別能力。Yolo神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其中起到了相當(dāng)重要的作用,主要負(fù)責(zé)輔助目標(biāo)捕獲。如果說穩(wěn)像式火控是索敵-跟蹤,而自動跟蹤火控是索敵-鎖定-射擊,那么ATLAS則實(shí)現(xiàn)了判讀-射擊。理論上來說,坦克炮手只需要判讀火控系統(tǒng)彈出的目標(biāo)圖像是否為敵對目標(biāo),按下確認(rèn)或否定,其他的跟蹤、測距、射擊會由火控系統(tǒng)自動完成。

(圖為美軍在ATLAS火控中實(shí)驗(yàn)的yolo圖像識別 圖片來源:騰訊網(wǎng))

而作為ATLAS火控系統(tǒng)的一部分,美軍還在M1A1FEP上實(shí)驗(yàn)了其他的云臺式傳感器。不同于傳統(tǒng)的火控系統(tǒng),云臺式傳感器不需要將設(shè)備整合進(jìn)車內(nèi),可以全部暴露在外甚至進(jìn)行升降,安裝和維護(hù)都非常方便。同時(shí),市場上有著很多軍用和民用云臺的成熟技術(shù),無論是步兵用還是民用,成本都相較于坦克專用火控低得多。ATLAS系統(tǒng)希望簡化目標(biāo)搜索、探測、識別、分類和攻擊的流程,全部由AI完成,只需按下一個(gè)按鈕就可以使得炮塔轉(zhuǎn)向ATLAS探測到的目標(biāo)。

(圖為ATLAS火控測試的云臺設(shè)備之一 圖片來源:百家號)

雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識別已經(jīng)相當(dāng)優(yōu)秀,極大的降低了成員組的工作壓力,但是距離實(shí)用還有一定的距離。AI圖像識別的優(yōu)勢在于可以快速綜合多個(gè)傳感器完成目標(biāo)判讀,而缺點(diǎn)是依然會受到各種障礙的影響。圖像識別技術(shù)可以識別出坦克的完整輪廓,但是依然很難在樹叢或煙障遮擋下聯(lián)想出正確的坦克。如果出現(xiàn)大量誤判,甚至對“方炮塔,圓炮塔”特征誤判敵軍友軍,則會嚴(yán)重妨礙作戰(zhàn)。就美軍在伊拉克的經(jīng)驗(yàn)看,大部分有缺憾的先進(jìn)系統(tǒng)是因?yàn)檎`報(bào)過多被使用者關(guān)掉的,而不是故障有多致命。在高壓的前線環(huán)境下,可靠,穩(wěn)定才是核心,熱成像儀上沾有泥土、粉塵甚至昆蟲都是常態(tài),必然會對AI圖像識別產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

圖像識別作為現(xiàn)代技術(shù)下自動跟蹤火控的完善和進(jìn)步,必然有嘗試的價(jià)值。正如人會學(xué)習(xí)一樣,圖像識別技術(shù)也會有自己的學(xué)習(xí)庫,并且在長期的磨合中逐漸變強(qiáng),最終實(shí)現(xiàn)真正的“一鍵殲滅”。

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