协作武器(CW)是利用人工智能(AI)、机器学习(ML)、网络化数据通信以及先进的制导、跟踪和瞄准技术,持续更新和共享信息并“做出决策”的军事武器系统。

它们在预设的自主级别内调整自身行动,以实时响应不断变化的环境,无需直接人工干预即可执行任务。例如,如果新情报表明打击会更有效,那么向一个目标地点发射的十几枚协作小直径炸弹(CSDB)可以迅速改变其自身目标坐标,将其中的4枚派往原地点,4枚派往新地点,另外4枚派往第三个新识别的目标。此外,一组类似的协作小直径炸弹(CSDB)可以利用其极快、互联的数据共享和决策能力来“蜂拥”对手,压倒其人类速度的决策响应能力。这就是为什么协作武器通常被称为“蜂群弹药”,尽管这只是该技术能力的一部分。实际上,由于相关技术能够持续学习、适应和自治,协作武器变得“更智能”且响应更快。

协作武器有哪些类型?

广义上,协作武器由两种类型组成:

  1. 不同类型的武器集合,例如各种炸弹、地雷、导弹和手榴弹与无人机(UAV)、诱饵及其他平台协同运作。这些被称为异构协作武器系统。
  2. 相同的设备、弹药和平台集合,如上文提到的协作小直径炸弹(CSDB)组合。这些被称为同构协作武器系统。

无论武器集合是异构还是同构,一旦被选为协作武器组的一部分,它们都会配备称为“动态可重构片上系统(SoC)微处理器”的机载电子硬件。这使得每个设备都可以在现场编程,以执行其作为综合协同任务一部分的自身分配任务。无论武器本质上是不同还是完全一致,协作武器的核心定义要求是,其先进的网络化通信和激活系统能够适应情况,并集体协作执行任务。

尽管全新型号的武器和系统已经在协作武器类别下开发中,但当前的协作武器是通过在一系列成熟的打击武器框架上添加先进的新导航、传感、制导、通信、瞄准和优先级排序技术——包括为增强自主性而扩展的机载处理能力——来设计和制造的。随着时间的推移,设计演变将取代这些框架,产生“全新”武器,但目前将精力和投资集中在通过这些最新的控制和通信工具重新定义和扩展现有武器的能力上,会更具成效。

谁在使用协作武器?

协作武器仍处于研发阶段,世界各国和国家防务机构对此表现出浓厚兴趣。在感兴趣者中,美国国防部(DoD)显然处于领先地位,不仅致力于使协作武器成为战斗就绪的现实,还致力于创建促进未来发展的现实和数字环境,特别是支持较小和新合作伙伴的创新。主要由美国空军研究实验室(AFRL)及其国防社区开发合作伙伴推动,一旦可行的系统设计可用,预计大多数其他国防部分支都将采用协作武器系统。最初的研究侧重于证明高度进化的网络化协作与自主(NCA)武器在提高作战空间致命性和任务生存能力方面的潜力。在空军研究实验室的“金群”计划中证明了这一潜力后,目前的努力集中在确保协作武器采用和增长关键的三个领域:

  1. 持续改进通信、传感、搜索、学习和自主技术性能。这需要持续的芯片设计开发以最大化其互操作性,改进使用这些芯片的子系统以确保准确及时的响应能力,并提升机载处理能力以支持增加的自主行为。
  2. 实施协作武器成功所需的更高级别自主行为。这包括路径规划、搜索区域定义和划分,以及从目标优先级排序到武器-目标分配、武器重新优先级排序和计划遵守。成功需要更快、更强大的机载处理能力,尤其是在较小的设备中。
  3. 提高电子保护系统的有效性,以抵御全球定位系统干扰和欺骗,以及其他可能破坏协作武器导航、计时和定位能力的信号攻击。

人在回路自主

人工智能(AI)、机器学习(ML)、传感器精度以及抗阻塞无线电和制导系统的重大进步,使得自主能力迅速提高,但任何武器系统中的自主性长期以来一直存在不确定性,更多是因为想象中的滥用而非现实。然而,具有“自主行为”与完全自主并不相同。事实上,这些武器系统被美国国防部视为半自主的,因为它们的“决策”能力仅限于由真实人员预先定义的人在回路(HITL)规则,并且它们的协作行动仅限于动态的“战术呼叫”框架,其中每个“战术”都由指挥人员根据对战斗环境的态势感知设定的交战规则(RoE)控制。正是交战规则(RoE)确保,尽管协作武器系统是尖端技术,但它们只能执行由人类作战人员为支持任务而决定的行动。

此外,虽然必须解决关于将人类决策进一步排除在“回路”之外的自主性的担忧,但美国国防部和空军研究实验室也必须考虑近乎对等的竞争对手为开发其自己的自主武器计划所做的努力,这些计划可能成为现实威胁,特别是如果西方盟友未能应对此类潜在威胁的话。

协作武器平台有哪些?

在美国埃格林空军基地空军测试中心进行的初始协作武器发展能力演习期间,空军从F-16“战隼”战斗机上投放了协作小直径炸弹。协作武器的一个关键优势是,其网络化通信、制导和瞄准以及自主重新瞄准能力,不仅可以对轰炸机,还可以对广泛的有人和无人驾驶、固定翼和旋翼飞机,以及地面车辆、舰船和任何其他必要的平台做出压倒性的响应。它们的能力部分旨在克服对传统平台期望和局限性的依赖。

https://www.baesystems.com/en-us/definition/what-are-collaborative-weapons

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