專題：智能無人作戰(zhàn)技術(shù)與系統(tǒng)

編者按當前，加快軍事智能化發(fā)展已成為世界強國的共識。人工智能技術(shù)和軍事智能化在空戰(zhàn)領(lǐng)域的深化發(fā)展，必然創(chuàng)生智能化空戰(zhàn)，這是未來航空作戰(zhàn)領(lǐng)域的制高點。然而，動態(tài)復雜的空戰(zhàn)場，呈現(xiàn)著高動態(tài)的對抗博弈、難以重復的過程特征、無限維數(shù)的場景模式等等特性，對人工智能技術(shù)在智能空戰(zhàn)領(lǐng)域的應用提出了巨大挑戰(zhàn)，也成為推進軍事智能化深化發(fā)展的技術(shù)難題。因此，開展面向航空智能作戰(zhàn)的基礎(chǔ)科學問題和技術(shù)運用問題的系統(tǒng)化研究，具有緊迫的現(xiàn)實意義和深遠的科學意義。本專題依托科技部“新一代人工智能”重大項目“‘蜂群’多智能體系統(tǒng)群智激發(fā)匯聚研究與實現(xiàn)”、國家自然科學基金“基于認知發(fā)育的低空環(huán)境無人機防碰撞控制機理研究”“無人集群跟蹤與編隊重點自主協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究”等軍內(nèi)外科研項目而設(shè)立，目的是匯聚國內(nèi)在此領(lǐng)域的高端研究力量，研究面向智能無人作戰(zhàn)的無人機自主控制、智能協(xié)作、人機協(xié)同和蜂群對抗等方面的理論與技術(shù)方法，探索面向復雜環(huán)境的智能無人機和蜂群無人系統(tǒng)的運用模式和效能機理，搭建學術(shù)研究與技術(shù)應用的交流平臺，為相關(guān)研究人員提供有益的參考，共同推動智能無人作戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展和提高。本專題采用視頻加載等增強出版形式，讀者可掃描文中二維碼鏈接來觀看相關(guān)視頻資料，以加深對所研究問題的認識。限于研究者水平，文中所述方法及結(jié)論可能存在一定局限性。

本期專題共由3篇論文組成，分別是：

《針對逃逸目標的多機協(xié)同圍捕策略研究》將自然界中生物群落在捕捉獵物時展現(xiàn)的逃逸-圍捕策略引入到多無人機協(xié)同追蹤圍捕中，設(shè)計了一種多無人機協(xié)同圍捕逃逸目標策略。首先使用基于動態(tài)反饋線性化的控制方法準確跟蹤逃逸目標，之后使用李雅普諾夫矢量場方法保障多無人機在圍捕飛行中躲避敵方防空力量、雷達探測等危險區(qū)域，從而保證了在復雜場景中多無人機阻止目標逃逸并實現(xiàn)圍捕的策略有效性。

《面向多機協(xié)同的Att-MADDPG圍捕控制方法設(shè)計》針對面向動態(tài)目標的集群圍捕問題，將注意力機制引入圍捕過程，設(shè)計基于注意力(Attention)機制的協(xié)同圍捕策略。在Critic網(wǎng)絡(luò)加入Attention模塊，依據(jù)不同注意力權(quán)重對所有圍捕無人機進行信息處理；同時，使用Attention模塊改進Actor網(wǎng)絡(luò)的策略生成結(jié)果，促使其他無人機進行協(xié)同圍捕。改進后的算法提高了訓練穩(wěn)定性，也有效減少了完成圍捕的任務耗時。

《基于L-Kshape-HACA的空戰(zhàn)態(tài)勢分割聚類》針對近距空戰(zhàn)態(tài)勢變化劇烈以及評估參數(shù)多維耦合的問題，提出一種基于L-Kshape-HACA的多元空戰(zhàn)態(tài)勢分割聚類方法。以分層時序聚類分析為框架，利用拉普拉斯中心性方法確定聚類數(shù)目，同時采用Kshape對多元時間序列進行聚類分析，解決了多維參數(shù)下的態(tài)勢信息提取問題。

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本期專題主持人簡介：

魏瑞軒(1968—)，男，陜西岐山人。空軍工程大學航空工程學院教授、博士生導師，軍隊學科拔尖人才，空軍級專家，享受政府特殊津貼，獲“軍隊院校育才獎”金獎、銀獎。長期從事無人飛行器自主協(xié)同控制、群體智能協(xié)作等方面的科學研究，曾獲軍隊科技進步一等獎1項，二等獎2項，國防科技進步二等獎1項，軍事理論優(yōu)秀成果二等獎4項，軍隊教學成果一等獎1項、三等獎2項，陜西省高等學校優(yōu)秀教材一、二等獎各1項，主持和參與國家自然科學基金“基于認知發(fā)育的低空環(huán)境無人機防碰撞控制機理研究”、科技部“新一代人工智能”重大項目“‘蜂群’多智能體系統(tǒng)群智激發(fā)匯聚研究與實現(xiàn)”等多個軍內(nèi)外科研項目。率隊獲首屆“無人爭鋒”全國智能無人機集群挑戰(zhàn)賽亞軍，出版《先進無人機系統(tǒng)及作戰(zhàn)運用》《先進無人機系統(tǒng)制導與控制》《認知自動化的人機系統(tǒng)設(shè)計》等專著、譯著，發(fā)表論文60余篇。指導學員獲國際未來飛行器大賽冠軍、全國研究生電子競賽一、二等獎、最佳技術(shù)論文獎，陜西省一等獎、二等獎，陜西省自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大賽特等獎、一等獎等。