人工智能加持 無人潛航器“進(jìn)化”
來源:科普時報
作者:范 陽
發(fā)布時間:2025-04-17
瀏覽次數(shù):1074

澳大利亞“幽靈鯊”無人潛航器


俄羅斯“波塞冬”無人潛航器

版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們

裝備前沿

日前,美國國會研究服務(wù)報告處發(fā)布《海軍大型無人水面和水下航行器:國會背景和問題》報告,詳細(xì)介紹了美海軍在中、大型無人船和超大型無人潛航器等裝備的開發(fā)及購買規(guī)劃。

2024年11月21日,美國海軍第3水下無人潛航器中隊(duì)接收“虎鯨”超大型無人潛航器XLE-1。

除“虎鯨”外,美海軍還有“刀魚”“蝠鲼(fèn)”等30多種水下無人潛航器,俄羅斯、澳大利亞、挪威等均在加快推進(jìn)無人潛航器的發(fā)展。

作為一款能夠靠遙控或自動控制來執(zhí)行水下自主航行任務(wù)的智能化裝置,無人潛航器具有隱蔽性強(qiáng)、風(fēng)險性低、可靈活部署等特點(diǎn),在現(xiàn)代海戰(zhàn)中頗受青睞。如今,隨著人工智能(AI)蓬勃發(fā)展,無人潛航器與AI相結(jié)合的趨勢逐漸顯現(xiàn),大大增強(qiáng)了其在執(zhí)行多樣化任務(wù)中的適應(yīng)能力。

可自主偵察復(fù)雜環(huán)境

無人潛航器能夠隱蔽滲透敵方控制水域,通過聲吶、慣性導(dǎo)航和AI算法,實(shí)時構(gòu)建海底地形圖并精確定位,同步分析洋流、水溫等環(huán)境數(shù)據(jù),調(diào)整航行路徑,達(dá)到自主導(dǎo)航與路徑規(guī)劃功能。

利用AI技術(shù),無人潛航器也能分析偵察目標(biāo)與實(shí)時環(huán)境變化,動態(tài)調(diào)整任務(wù)優(yōu)先等級,實(shí)現(xiàn)任務(wù)最優(yōu)解。同時,數(shù)據(jù)傳輸也能更加安全,通過AI生成動態(tài)加密密鑰、壓縮關(guān)鍵數(shù)據(jù),優(yōu)先回傳高價值情報信息。

俄羅斯“波塞冬”核動力潛航器通過數(shù)百萬次模擬對抗,學(xué)習(xí)隱蔽突防策略,能夠在戰(zhàn)場環(huán)境中自主繞過反潛網(wǎng),在速度、隱蔽性和能源消耗等多目標(biāo)間優(yōu)化。例如,犧牲航速來降低噪聲,從而避開主動聲吶探測區(qū)域。

澳大利亞“幽靈鯊”無人潛航器結(jié)合量子技術(shù)與AI,能夠?qū)崿F(xiàn)信息傳輸絕對安全性,實(shí)時分析水下聲學(xué)環(huán)境(如敵方干擾、海洋噪聲),自動切換最優(yōu)頻段。

多樣化實(shí)現(xiàn)排雷反潛

利用AI,無人潛航器可實(shí)現(xiàn)群體協(xié)作、編隊(duì)控制及協(xié)同追蹤潛艇等功能。戰(zhàn)爭中,無人潛航器可以利用提前準(zhǔn)備的水雷數(shù)據(jù)集預(yù)先訓(xùn)練模型,再通過實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)微調(diào)以適應(yīng)敵軍新型水雷。硬件方面,裝配先進(jìn)的AI芯片與傳感器,本地化完成識別并標(biāo)記敵方艦隊(duì)布設(shè)的水雷,盡可能減少通信依賴,展現(xiàn)了低成本無人系統(tǒng)在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的重要作用。

美國“分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目通過部署數(shù)十艘小型無人潛航器組成陣列,將AI集群算法與多域協(xié)同等元素結(jié)合,相互之間協(xié)同感知、共享數(shù)據(jù),實(shí)時分析各節(jié)點(diǎn)狀態(tài),動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能夠避免單一節(jié)點(diǎn)無法鎖定目標(biāo),導(dǎo)致持續(xù)追蹤目標(biāo)效能降低的風(fēng)險。

開啟新型特種作戰(zhàn)模式

通過AI評估目標(biāo)威脅等級,經(jīng)授權(quán)后,無人潛航器可自主判定攻擊時機(jī),大大增加特種作戰(zhàn)任務(wù)成功率。但是,利用AI進(jìn)行自主性攻擊存在失控及社會性風(fēng)險。在突襲作戰(zhàn)中,無人潛航器運(yùn)用AI聲學(xué)欺騙技術(shù),能夠自主學(xué)習(xí)模擬虛假聲紋信號,迷惑敵方聲吶,從而潛入敵軍后方陣地實(shí)施攻擊。

美國“虎鯨”無人潛航器采用開放系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì),可搭載電子戰(zhàn)設(shè)備和水雷傳感器。其官方定義的作戰(zhàn)能力涵蓋“軍事欺騙”任務(wù),能夠模擬虛假潛艇信號,誘使敵方調(diào)整兵力部署,暴露偵察優(yōu)先級,迫使敵方艦機(jī)頻繁啟動高能耗主動聲吶,消耗其作戰(zhàn)耐力,還能為己方潛艇提供“聲學(xué)煙霧彈”,助其隱蔽或撤離。

優(yōu)化水下救援行動策略

無人潛航器能夠通過AI預(yù)測任務(wù)需求,根據(jù)水下環(huán)境變化,自動調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)功率和傳感器采樣頻率,優(yōu)化電池使用效率,實(shí)現(xiàn)延長水下搜尋救援時間的目的。無人潛航器在水下出現(xiàn)故障等突發(fā)狀況時,也能夠通過AI診斷分析數(shù)據(jù),預(yù)測機(jī)械故障并啟動自我修復(fù)程序,并且,每次任務(wù)完成后自動復(fù)盤總結(jié),優(yōu)化下一次行動策略。

挪威“HUGIN”無人潛航器通過AI算法和實(shí)時環(huán)境感知動態(tài)調(diào)整航線,規(guī)避海底障礙物并優(yōu)化能源消耗。通過學(xué)習(xí)模型分析聲吶波形、電壓波動等數(shù)據(jù),可識別海底基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕、結(jié)構(gòu)損壞等潛在風(fēng)險。例如,在油氣管道監(jiān)測中提前預(yù)警微短路或泄漏前兆信號。

當(dāng)前,AI正推動無人潛航器從“遙控工具”向“智能代理”躍遷,其軍事應(yīng)用可能顛覆傳統(tǒng)海戰(zhàn)規(guī)則。但是,AI在無人潛航器上的運(yùn)用也面臨著一系列問題與挑戰(zhàn)。比如,在復(fù)雜水下環(huán)境中,存在通信延遲、AI硬件受限、算法缺陷等問題,并且完全自主攻擊型的無人潛航器還有可能違反相關(guān)國際法公約,引發(fā)社會爭議,這一系列問題均有待進(jìn)一步完善。

(作者單位:中國人民解放軍92326部隊(duì))

本版圖片均由作者提供


聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認(rèn)識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者