（荊楚理工學(xué)院，湖北荊門市，448000） 夏鑫宇 肖君如

1 智能無人飛行器的概念

智能無人飛行器是由無人機(jī)、導(dǎo)彈等無人平臺及其有關(guān)設(shè)備組成的有機(jī)整體，具有感知、學(xué)習(xí)、決策等智能特征，是可自主完成預(yù)期使命任務(wù)的無人飛行裝備。

2 智能無人飛行器研究現(xiàn)狀

2.1 智能自主能力評價

隨著智能無人飛行器技術(shù)的發(fā)展，如今智能無人飛行器正朝著智能化、擬人化的方向發(fā)展，美國軍方根據(jù)無人機(jī)的智能化、擬人化和自主程度將智能無人飛行器分為了三個等級。首先是半自主操作的無人機(jī)，半自主操作的無人機(jī)需要在回路階段由飛行員完成相應(yīng)的判斷和操作，其次是監(jiān)督式自主操作，這一等級的無人機(jī)在回路階段具備一定的感知能力，能夠?qū)Ω兄降男畔⒆鞒鲆欢ǖ呐袛嗪蜎Q策，但在具體進(jìn)行判斷和操作的過程中尚不能夠?qū)崿F(xiàn)全面的自動化，還需要人工輔助監(jiān)測和指揮，最后是全自主操作類型的無人機(jī)，這一類型的無人機(jī)無需人處在回路內(nèi)，無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對周圍環(huán)境全面的感知和分析判斷，并依據(jù)判斷的結(jié)果進(jìn)行決策，并進(jìn)行相應(yīng)的操作，人只需要自回路外對無人機(jī)的執(zhí)行質(zhì)量進(jìn)行評估，并根據(jù)評估結(jié)果對無人機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

2.2 美國智能無人飛行器研究進(jìn)展

為了提升智能無人飛行器的研究和應(yīng)用水平，早在20世紀(jì)90年代，美國多個相關(guān)機(jī)構(gòu)就展開了對智能無人飛行器相關(guān)技術(shù)的研究，并將研究的重點放在了無人機(jī)精準(zhǔn)打擊目標(biāo)對象、無人機(jī)群體作戰(zhàn)以及智能無人機(jī)全自主操作等方向。

在精準(zhǔn)打擊方面，目前美國在這一方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，美國研發(fā)的遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈不僅能夠在飛行的過程中對周圍的環(huán)境進(jìn)行感知，并對未知的威脅進(jìn)行一定的判斷，從而改變原定飛行路徑，繞開未知威脅，而且還能夠?qū)︻A(yù)設(shè)的打擊對象進(jìn)行感知和識別，并找出打擊對象的薄弱之處進(jìn)行精準(zhǔn)打擊，從而提升攻擊效果。

在智能飛行器方面，美國目前也取得了不俗的成就，美國研發(fā)的X-47B無人攻擊機(jī)首次實現(xiàn)了人工利用電腦遠(yuǎn)程操作使無人機(jī)完成目標(biāo)任務(wù)，2011年這一無人機(jī)實現(xiàn)了無人飛行測試，并取得了成功，而在2013年，研發(fā)人員對這一無人機(jī)進(jìn)行了更新和改進(jìn)，在人工通過電腦對無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和指導(dǎo)下，無人機(jī)完成了彈射和著艦任務(wù)，不僅如此，2015年，美國還實現(xiàn)了無人機(jī)空中加油操作，而上述幾種無人機(jī)智能操作均有不小的難度。

在集群作戰(zhàn)方面，美國研發(fā)了微型無人機(jī)，微型無人機(jī)的體積較小，能夠完成大型無人機(jī)不能完成的任務(wù)，特別是在監(jiān)察敵情方面微型無人機(jī)更加靈活、不易被發(fā)現(xiàn)，更為重要的是，微型無人機(jī)群能夠通過飛機(jī)發(fā)射和收回。

3 智能無人機(jī)飛行器發(fā)展趨勢

3.1 智能分布作戰(zhàn)

在傳統(tǒng)的作戰(zhàn)中，對于作戰(zhàn)平臺的要求非常高，需要作戰(zhàn)平臺能夠綜合探測制導(dǎo)、武器裝備、火力打擊等功能，而要具備這些綜合功能就需要作戰(zhàn)平臺具備相應(yīng)功能的各個系統(tǒng)，這導(dǎo)致作戰(zhàn)平臺的體系復(fù)雜且造價成本高昂，一旦平臺遭受打擊，則所有的功能都會失去效用，損失比較大。

而基于智能計算和分布式技術(shù)的智能協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)智能分布作戰(zhàn)，將平臺的各個功能分散開來，使不同類型的無人機(jī)承擔(dān)特定的功能，作戰(zhàn)任務(wù)由指揮控制無人機(jī)、攻擊型無人機(jī)、探測型無人機(jī)、電子戰(zhàn)無人機(jī)等各種類型無人機(jī)緊密協(xié)作、共同完成任務(wù)，這樣的操作一方面能夠節(jié)省成本，且某一飛行器受到打擊時，喪失的僅僅是這一飛行器所具備的某一功能，而不會影響其他飛行器的功能，不僅如此，通過無人機(jī)群體協(xié)同作戰(zhàn)也能夠提升任務(wù)完成的效率。

3.2 集群化作戰(zhàn)

通過群體智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)群體作戰(zhàn)，聽過智能群體作戰(zhàn)不僅能夠?qū)蝹€無人機(jī)的優(yōu)勢集中起來，同時通過無人機(jī)之間的相互配合還能夠發(fā)揮出更大的效用，在實際的戰(zhàn)爭中，通過無人機(jī)之間的相互配合能夠大大提升戰(zhàn)爭獲勝的可能性，不僅如此，在戰(zhàn)爭環(huán)境中，即便無人機(jī)群體中部分無人機(jī)受到攻擊失去效用也不會影響無人機(jī)群的整體功能，這使得無人機(jī)在攔截敵方進(jìn)攻和打擊敵方目標(biāo)的過程中均具有傳統(tǒng)飛行器所不具備的優(yōu)勢。

4 智能無人機(jī)飛行器關(guān)鍵技術(shù)

4.1 智能態(tài)勢感知技術(shù)

為了在未來戰(zhàn)爭中更好地應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，使得無人機(jī)能夠發(fā)揮更大的效用，無人機(jī)需要具備智能態(tài)勢感知體系，能夠?qū)χ車h(huán)境、打擊目標(biāo)以及無人機(jī)自身的運(yùn)行情況進(jìn)行感知。

智能環(huán)境感知，智能環(huán)境感知主要是指無人機(jī)能夠?qū)χ車沫h(huán)境進(jìn)行感知，通過對周圍大氣環(huán)境、戰(zhàn)場環(huán)境等進(jìn)行感知，從而判斷是否存在潛在的威脅，從而為無人機(jī)后續(xù)的操作提供信息基礎(chǔ)。

智能目標(biāo)對象感知，智能目標(biāo)對象感知主要是指無人機(jī)能夠在戰(zhàn)場環(huán)境中對敵方情況進(jìn)行感知和識別，由于戰(zhàn)場環(huán)境較為復(fù)雜，采用圖像感知的導(dǎo)彈對目標(biāo)區(qū)域可視度、戰(zhàn)場環(huán)境

復(fù)雜度要求較高能故障感知，加之無人機(jī)可能還會遭到人為的信息干擾，因此在智能目標(biāo)感知的過程中，可以合理的使用人工智能技術(shù)，從而提升無人機(jī)對目標(biāo)環(huán)境的感知效率和效果。

智能故障感知，智能故障感知是指無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中對自身的運(yùn)行情況進(jìn)行感知，從而使無人機(jī)在發(fā)生故障時能夠?qū)ψ陨淼那闆r進(jìn)行判斷，通過改變飛行途徑等措施使自身在存在故障的情況下依然能夠完成任務(wù)。

4.2 智能決策技術(shù)

智能決策技術(shù)是指，無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中能依據(jù)周圍的環(huán)境變化進(jìn)行自主決策，從而在瞬息萬變的戰(zhàn)場中完成任務(wù)。然而這一技術(shù)的實現(xiàn)具有較大的難度，在執(zhí)行任務(wù)的過程中無人機(jī)如何改變預(yù)定飛行路徑躲避未知的威脅是一大問題，同時在躲避威脅后，如何重新規(guī)劃飛行路徑繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)同樣是一大技術(shù)難題。

4.3 智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)主要應(yīng)對無人飛行器在大范圍跨域飛行、存在參數(shù)擾動或者突發(fā)的故障等情況下的智能、容錯控制等問題，確保無人飛行器穩(wěn)定完成飛行作戰(zhàn)任務(wù)。

隨著社會科技的發(fā)展，當(dāng)前及未來的戰(zhàn)爭范圍將大大增加，在這樣的背景下，飛行器所面臨的環(huán)境更加復(fù)雜，如何提升飛行器的適應(yīng)性和穩(wěn)定性則需要要依靠智能控制技術(shù)來解決，通過智能控制技術(shù)使得飛行器的相關(guān)運(yùn)行條件維持在一定的范圍內(nèi)，使飛行器能夠?qū)崿F(xiàn)長距離長時間的作戰(zhàn)。

5 總結(jié)

將人工智能技術(shù)與無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合是未來智能無人飛行器的一大發(fā)展趨勢，通過這兩大技術(shù)的結(jié)合能夠使無人機(jī)模仿人類的行為進(jìn)行信息感知，并對依據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的決策和行動實現(xiàn)自主、高動態(tài)與分布協(xié)同作戰(zhàn)。