建立人與無人系統(tǒng)協同的信任機制

泰米爾·埃舍爾

人機協同是當前無人機發(fā)展的熱點，而建立信任機制是人機協同技術的關鍵。要成為隊友，機器人等無人系統(tǒng)必須首先贏得士兵的信任。

軍用無人車的人機協同

隨著無人駕駛車輛的快速成熟，預計五到十年內將成為日常生活的一部分，按規(guī)律隨之將迎來軍用機器人發(fā)展，但根據以色列航空工業(yè)公司（IAI）機器人系統(tǒng)部總經理梅爾·沙巴泰（Meir Shabtai）的說法，軍用機器人已經成熟。梅爾·沙巴泰表示，“系統(tǒng)已經準備好，技術已經成熟，但部隊還沒有接受它們作為作戰(zhàn)編隊的一部分。軍用機器人不同于民用無人車輛，其主要需求不是安全地輸送人員，而是在危險任務中代替人員，從而降低人員傷亡。”

為了贏得士兵的信任，軍用機器人必須像訓練有素的士兵一樣安靜秘密地搬運貨物。它們必須在火力下有效地操作傳感器和武器，并向前線運送補給。它們必須在戰(zhàn)場上生存下來，擊退敵人的攻擊，沖破反制措施。機器人還必須有能力完成人類士兵幾乎無法完成的任務——在爆炸裝置爆炸前就將其處理掉，并在人類無法存活的危險環(huán)境中感知和操縱工具。

以色列航空工業(yè)公司公司提供的產品包括數組軍用機器人。其中，重量最輕的是一種小型車，用于緊密支持一支戰(zhàn)斗人員小隊，運送貨物和執(zhí)行基本的作戰(zhàn)支持任務，減少小隊對徒步部隊載貨的依賴。無人駕駛卡車可以相互跟隨形成一個自主護送車隊，推動后勤對作戰(zhàn)單元的支援。以色列航空工業(yè)公司還提供基于多用途輪式或履帶式車輛的半自主或全自主式機器人系統(tǒng)，配置有特定任務包，可承擔特定任務。

小型機器人騾子設計成在士兵活動半徑工作，對管理和控制的需求最小，它們會跟隨士兵并聽從語音指令和手勢。另外，更大一些的作戰(zhàn)機器人可以自主移動，充當“僚機”，在支持其他單元的情況下工作，或與執(zhí)行獨立任務的少數機器人（如高級警衛(wèi)）組合工作。

梅爾·沙巴泰說：“每種機器人系列都有特定的參數，但共享通用功能”。以色列航空工業(yè)公司的機器人工具包可以處理常見的任務，將每一輛車變成一個自主平臺。該機器人工具包是由機電、電子硬件組件以及為操控機器人平臺所需的軟件應用程序所組成的集合。工具包可以安裝在所有類型的車輛上，包括APC和卡車以及推土機，將這些有人駕駛的車輛轉換為可供選擇的有人（兩用）或無人駕駛平臺。

開發(fā)人員在研發(fā)機器人任務過程中遇到了大的挑戰(zhàn)——在未知地形中對機器人的自主控制和在清晰標記的車道上移動有很大不同，而在機器和控制器熟悉的區(qū)域進行遙控操作情況也不一樣。當車輛在復雜地形（如泥、沙、深雪、巨石、灌木或城市或崎嶇地區(qū)）中行進時，對車輛進行越野任務規(guī)劃、可穿越性評估和操作任務傳感器將變得非常具有挑戰(zhàn)性。需要探測、避開障礙物區(qū)并靈活識別地形特征。機器人車輛的經濟性是另一個挑戰(zhàn)，沙巴泰補充說：“平臺更大，機動性也就更好，但會更昂貴，需要專業(yè)的操作人員。以色列航空工業(yè)公司的目標是使這些平臺具備更好的性能和可用性，讓士兵只需花最少的培訓和技能就能操作它們。”

“我們支持的平臺類型能滿足用戶需求。我們熟知如何使所有車輛機器化和自動化。”沙巴泰說。具有不同重量和尺寸的履帶式和輪式平臺可以滿足這些需求。根據地形類型、移動的獨立性和所預測的障礙物，以色列航空工業(yè)公司將平臺分為專門的機器人平臺，如輪式機器人無人車（UGV）。梅爾·沙巴泰說：“我們努力使機器人平臺的運動精度、傳感器操縱和武器控制能在復雜地形中執(zhí)行各種各樣的任務，并保持作戰(zhàn)節(jié)奏。”

機器人成為“戰(zhàn)爭機器”

戰(zhàn)斗無人地面系統(tǒng)（UGS）代表著軍事機器人技術的下一個階段，引入了能自主移動和操作傳感器、自主或在人類監(jiān)督下操作武器的平臺。它們被設計成能獨立執(zhí)行任務，或作為戰(zhàn)術編隊（連、營）的一部分。

這類車輛具有足夠的機動性、發(fā)電能力和自主性，可維持延長任務，提供情報和火力，成為未來作戰(zhàn)小組的一個可行元素。

要成功部署機器人系統(tǒng)，人員方需要觀念上的改變。為了完全擁抱機器人技術，士兵們必須認識到機器人也是值得信任的隊友。為了贏得這種信任，機器人應廣泛用于培訓，并將培訓能力嵌入其操作系統(tǒng)中。此類培訓輔助工具應通過向用戶提出綜合威脅和障礙來吸引用戶，增加訓練的真實性。這將有助于培養(yǎng)部隊對機器人系統(tǒng)的信心。

自主作戰(zhàn)勤務保障

對于前線部隊的后勤供應問題，現在有了一種新的解決方法。目前所使用的長車隊卡車和安全車輛使部隊不得不投入大量資源來確保車隊安全，規(guī)劃長間隔的補給安排。如果使用獨立運行的無人卡車或更少車輛的車隊，可使補給更方便，且所需護送也更少。也可與其他有人或無人駕駛車輛相組合。在這些應用中，傳統(tǒng)卡車配備機器人組件后其主要行駛都可在公路上進行。可將補給運送到前線部隊，不會危及駕駛員、后勤人員和警衛(wèi)的生命安全。

以色列航空工業(yè)公司對以上能力提供完整的解決方案，也可提供能滿足特定用戶需求的獨立系統(tǒng)能力，在GPS拒止環(huán)境中維持彈性通信、移動和操作。例如，以色列航空工業(yè)公司的機器人后勤包括在每輛有人或無人駕駛車輛上安裝機器人貼花套件，使用戶能配置物流操作以滿足操作要求。憑借先進的傳感器和智能處理器，該套件的處理器運行先進的算法和人工智能，可提供更聰明、更靈活的操作。

這些護送車隊能在所有能見度和天氣條件下（包括白天、夜間、雨水、灰塵、冰、煙和對抗措施）以安全可靠的方式完成任務。它們必須有能力與許多車輛一起工作，不需要通信和GPS就能繞過障礙物，從而可使用戶在友好熟悉的地域范圍內盡可能快地移動護送車隊，而在那些可能遭受敵人攻擊的區(qū)域選擇跟隨領頭車或自主駕駛。這些貼花機器人套件的設計成本低廉且易于安裝，通過引入可選的人工操作，還可使部隊在未來保留現有的車輛車隊。

機器人搬運工——不僅僅是騾子

從前線向部隊運送補給是另一類機器——機器人騾子的任務。處理這“最后一英里挑戰(zhàn)”需要使用自主、半自主或在人的監(jiān)督下操作的機器人車輛，用它們來裝載貨物、幫助部隊卸載一部分貨物和為電池充電，以此支持部隊執(zhí)行延長任務。一些機器人騾子還可以用擔架將傷員疏散回安全的地帶。當配有其他傳感器時，機器人騾子還可以提供監(jiān)視、看守和保護戰(zhàn)術行動以及野外部署能力。

這種騾子就是以色列航空工業(yè)公司公司研發(fā)的REX，它是一種小巧輕便的4×4輪式平臺，可以用車輛或直升機運輸，可部署在士兵活動范圍并以12km/h的速度隨車隊移動。REX能攜帶250kg的有效載荷，足以支持一個徒步步兵班。當小隊的貨物卸包后，REX可以配裝一個安裝了光電傳感器的底座，繼續(xù)支持該作戰(zhàn)單元。車輛可在遠程控制模式或“跟隨我”模式下操作（“牽連”至一名小隊成員，緊跟其后），而這些模式下操作員對機器的操作關注需求是最小的。機器人騾子通過使用專為任務定制的“外套”（編注：類似于馬鞍）來適應特定任務，該“外套”為REX配置不同的設備和軍械組合。例如，一個后勤外套含有一個帶掛鉤和附件的平板拖車，用來裝入背包、容器、彈藥箱和擔架;智能外套則是在底座上加了一個光電載荷，還加了三腳架、控制器和電源，以支持傳感器進行拆卸操作。

空中和地面機器人集成操作

以色列航空工業(yè)公司正在探索加強機器人系統(tǒng)在聯合空對地作戰(zhàn)中的應用。以色列航空工業(yè)公司軍用飛機集團總經理、執(zhí)行副總裁肖·沙哈爾（Shaul Shahar）說：“不同領域平臺之間的協同作用使我們能利用每個平臺的優(yōu)勢，提供一個卓越的整體解決方案。”以色列航空工業(yè)公司正在考慮利用地面和空中機器人組合系統(tǒng)在偏遠地區(qū)進行邊境巡邏、偵察和監(jiān)視操作。作為一種綜合解決方案，該系統(tǒng)可在復雜地形和有挑戰(zhàn)的地形下以遠距和非視距（NLOS）方式連續(xù)工作。該系統(tǒng)集成了來自以色列航空工業(yè)公司的三種機器人平臺——Robattle無人駕駛車、BirdEye 650D無人駕駛飛行器和能建立非視距連接的通信網絡。

通過緊密協同，Robattle無人駕駛車可攜帶像“黑色花崗巖”這類傳感器開展持續(xù)監(jiān)視。它還可以安裝一個遠程操作的武器站來提供可操作的響應。小型無人機可以從車輛上發(fā)射，調查感興趣的區(qū)域，而同時無人地面車輛則像有人偵察兵一樣在戰(zhàn)壕中保持位置。無人機在該區(qū)域上空飛行，可以看到該地區(qū)的全景，為地面部隊提供視線以外的敵方活動預警，還能建立可靠的通信中繼，將指揮所與地面無人地面車輛連接起來，即使車輛距離視線很遠。在這類任務中，Robattle無人駕駛車可以在沒有補給的情況下自主運行72h。

（李悅霖編譯）