美軍無人陸上戰車發展運用研究

李智勇 胡寶彪

摘要：近年來，在人工智能、系統集成、通信技術發展的推動下，美軍無人陸上戰車技術發展迅速，其裝備種類更加多樣、作戰運用更加純熟，甚至從一定程度上促成了其戰術思想的轉變。研究分析美軍無人陸上戰車發展的現狀、技術和趨勢，對我軍發展無人化裝備，提高打贏未來戰爭能力，具有很強的現實意義。

關鍵詞：無人陸上戰車；典型運用；啟示

無人陸上戰車（ Unmanned ground vehicle，簡稱UGV），是一種在與地面接觸且沒有人員承載存在情況下運行的車輛。廣義上講，無人陸上戰車指代任何不攜帶人員、能夠穿越地面、機械化的、遂行指定任務的設備，主要用于攜帶工具或輸送物資。美國是無人陸上戰車重視程度最高、研發最早、運用經驗最豐富的國家之一。

1美軍無人陸上戰車關鍵技術發展情況

從外軍無人陸上戰車發展情況看，雖然部分國家在某個技術方面有自己的突出優勢，但總體上美國仍處于領先地位。美軍認為：無人陸上戰車作為無人軍事自主系統中的重要一員，是陸基武器裝備發展的重要方向，其所涉及到的關鍵技術主要包括戰場感知技術、平臺技術、控制系統技術和人機交互技術等。

1.1戰場感知技術

戰場環境感知技術是無人機動平臺中最重要的一環，無人機動平臺安全、穩定行駛的重要前提是環境感知系統提供的環境模型、運動姿態和準確可靠的定位信息。此類技術需要廣布的傳感系統和適應性強的算法作為支撐，而美軍在相關領域早已展開了相關實驗研究：2015年美國陸軍裝備研究開發工程中心發布了“自主無人系統在GPS無效環境中的團隊合作”項目，主要研究自主無人系統感測、協作架構以及在GPS無效時仍能擊中目標的系統平臺所需的相關組件，這些技術將不僅適用于未來無人戰車，也適用于無人機及無人水下航行器的自主運行；美國卡內·基梅隆大學的國家機器人工程中心研發的3D范圍感知技術和圖像處理技術能夠適應煙霧、灰塵和雨雪等惡劣環境，使用智能分類器使無人陸上戰車安全地檢測并避開樹木、陡坡、溝渠、沖擊、巖石和圍欄等障礙物，還可以為無人戰車規劃最佳、最安全的行進路線。

1.2平臺技術

平臺可以為無人陸上戰車提供行進動力、基礎設備和電力，是無人陸上戰車運行的基礎，好的車輛平臺不僅能夠很好的搭載各類傳感器、武器裝備、動力系統，還要有良好的戰場適應能力及通過能力。美國卡內基·梅隆大學國家機器人工程中心開展的“自主平臺演示”項目，主要用于整合和測試下一代無人陸上戰車技術，并與無人機技術相結合。項目組對懸架技術和配置、車體結構、車輛驅動架構、電池技術、冷卻方式和發動機等方面展開了研究。項目成功最終成為大型無人陸上戰車集成平臺，其關鍵性能參數包括每小時80公里的最高速度和自主執行單車道更換的能力，于2009年對無人車輛進行了普遍推廣。

1.3控制系統技術

無人作戰車輛的自主性和智能水平在很大程度上取決于它的控制系統，包括從傳統的算法控制到分層學習、自適應控制、中立網絡和多個機器人協作等更加復雜的算法。目前無人作戰車輛按其控制系統分類可分為遠程操作型和自主型：依賴遠程操作控制技術的無人車輛是由操作人員進行控制的，其所有的動作都通過操作人員的指令完成；而自主型無人陸上戰車無需人力控制器即可運行本質上是一種自動的機器人，車輛使用傳感器掌握周邊環境，然后使用控制算法對其加以利用或者應對。在此方面美軍仍然走在前列：如洛克希德·馬丁公司開發了“車輛控制站”（VCS）軟件，該軟件是一個完全集成的命令、控制和信息系統，可以用于控制無人飛機、無人陸上戰車以及各種無人彈藥，可以支持至少一個操作員工作站的多個車輛、傳感器、數據鏈路以及其他子系統的操作。

1.4人機交互技術

該技術的發展取決于無人車輛的控制方式，界面可以是操縱桿和監視器控制面板，在被控制的情況下可以進行遠程操控或更高級的操作。卡內基·梅隆大學的國家機器人工程中心開發了用于無人駕駛地面車輛的頭戴式顯示器和輕型操作員控制單元，該遠程操作單元使用距離傳感器和攝像機的輸入來生成車輛周邊環境的實時、三維、逼真的模型，使操作員可以從任何角度觀察車輛，更好地了解車輛的環境，幫助駕駛員在其路線上發現潛在的危險變化，如路邊爆炸物等。此外，2011-2012年間，密歇根大學車輛研究中心進行了“無人陸上戰車用戶界面的評估和性能建模”的研究，為了增強情境感，研究人員使用遠程機器人的虛擬現實視圖操作以給出機器人的鳥瞰圖操縱器的特寫鏡頭或許多其他有用的視圖。

2美軍無人陸上戰車典型運用

美軍將實戰中常用的無人地面作戰平臺按用途主要區分為4類：小機器人建筑和隧道搜索者、小型物流搬運機、無人僚機地面車以及自主狩獵殺手隊。這幾種裝備在實戰中都各自發揮不同的作用。

2.1小機器人建筑和隧道搜索者

此類地面車輛主要用于遠程目標以及城市等復雜地區的偵察以及爆炸物拆除。其自主性相對較低，主要以人工遙控為主，可配備高分辨率相機（紅外和夜視）、各類傳感器以及機械臂，發揮其移動性好、可穿越各種復雜地形以及多層次建筑物的優勢，在作戰人員的操縱下，提前發現陷阱和隱藏的敵方部隊，拆除有危險的爆炸物。例如：QinetiQ公司為美軍生產的TALON地面機器人系列已經在伊拉克和阿富汗執行了約2000次任務，該系列作為一種小型遙控車輛，專為偵察及戰斗任務設計。

2.2小型物流搬運機

主要用于搬運物資，為士兵減輕負重，可以不依賴于遠程操作員。戰場上重負荷的彈藥和物資會嚴重制約人員的機動速度及距離，而使用該類型車輛則可以有效為士兵減輕負重，增強其持續作戰能力。最典型的為波士頓動力公司的“大狗”：行進速度可以達到10km/ h，爬坡高度達35度，能夠承載150公斤的負重，可以使用控制系統保持平衡并在山地、泥濘道路、雨雪環境等各種地形正常機動并進行自主導航。

2.3無人僚機地面車

此類車輛是一種中等規模的無人地面戰車，主要為小規模的小型機械化步兵和裝甲部隊提供幫助。可以通過對戰場的不斷偵察和觀察，向戰斗部隊提供重要情報信息；還可以憑借高科技相機、傳感器和機動性，不間斷地執行偵察和守衛工作；此外該戰車可以用于戰時的數據處理、安排目標和檢測威脅，在士兵休息、露營或執行其他任務時保障安全性。例如洛克希德·馬丁公司為美軍研制的“班組任務支援系統”（SMSS）作為班組支援無人平臺，可實現半主動控制及遙控控制，主要實現伴隨運輸功能，還可以搭載態勢感知及打擊荷載實現偵察、火力支援等任務。

2.4自主狩獵殺手隊

該類型車輛可以在各種地形和天氣條件下深入到戰場的前線進行伏擊和終止任務。此類型車輛主要用于代替士兵深入到地形復雜或者高風險地區，依托其先進的傳感設備及高度的智能性執行定點巡邏、偵察以及作戰任務，此類裝備自主性較高，大多處于研發試用階段。如美軍的MAARS重型無人地面車，能夠自動躲避致命傷害，具有模塊化設計、能夠插入多種任務組件，具備綜合態勢感知、近距離戰斗、偵察、巡邏、鎮暴等功能。

3對我軍無人地面裝備發展與運用的啟示

發展無人地面裝備是我陸軍軍事裝備轉型、打贏具有智能化特征的信息化局部戰爭的必由之路。而我軍在無人陸上戰車的研發與運用方面同美軍相比還有著較大差距。這需要著眼長遠規劃發展路線，發揮軍民融合優勢，將無人地面裝備融入作戰訓練，促進我軍無人地面裝備體系建設快速發展。

3.1著眼長遠設計發展路線

早在2017年，美陸軍訓練與條令司令部即發布了《機器人與自主系統戰略》，詳細闡述了美陸軍未來25年在無人作戰領域的研發重點、能力建設目標及實施途徑、方式、步驟等，以指導無人地面系統及無人機技術的研發與應用。而我軍無人陸上戰車還處于部分試驗論證階段，也沒有相關發展的指導性文件。我軍應立足當前無人地面裝備發展現狀，針對自身的作戰任務、技術儲備、研究特點來設計長遠發展的路線圖，在戰略層面上制定相關的規劃和技術路線，以把準未來無人地面裝備研發與運用的基本方向。

3.2發揮軍民融合優勢

美軍在無人陸上戰車發展研究上不只依賴于其國家隊：國家機器人工程中心，許多軍火供應商如洛克希德·馬丁、北美QinetiQ等公司在無人地面系統上均有著自己的亮點技術，其各有所長、相互協作促成了美軍無人地面裝備體系的快速發展。在我國無人地面裝備所需的部分關鍵技術如傳感技術、系統集成、AI技術、各類算法、自動駕駛技術等，需要發揮軍民融合優勢，整合部隊作戰需求與地方技術優勢，促進無人地面作戰裝備快速發展。

3.3研究作戰訓練標準

美軍在無人陸上戰車的運用上有著豐富的經驗，在伊拉克、阿富汗戰場上，美軍使用了大量的無人地面裝備擔負城市偵察、爆炸物拆除、戰場巡邏監視以及物資輸送等任務。我軍需有預見性地研究無人地面裝備的作戰運用與訓練，加大無人地面裝備操作訓練力度、融入聯合訓練體系，以確保無人地面裝備快速融入作戰體系、發揮作戰效能。

參考文獻：

[1]周晶晶，蘇致遠，王任棟.外軍無人地面車發展現狀及啟示[J].軍事交通學院學報，2018，20（5）：39-44.

[2]李磊，王彤，蔣琪.從美軍2042年無人系統路線圖看無人系統關鍵技術發展動向[J].無人系統技術，2018（4）：79-84.

（作者單位： 66242部隊）