【新視野】【科普中國軍事科技】AI全面加持坦克火控，多重識(shí)別有望實(shí)現(xiàn)“一健殲滅”

如果說現(xiàn)在坦克火控的頂尖水平是自動(dòng)跟蹤火控，那么觸手可及的未來，則是將目前勢(shì)頭正盛的人工智能技術(shù)融入火控系統(tǒng)，讓坦克武器系統(tǒng)從自動(dòng)化邁向智能化。從分劃鏡到擾動(dòng)式火控，再到穩(wěn)像式火控和自動(dòng)跟蹤火控，火控技術(shù)的發(fā)展都走向了減輕炮手負(fù)擔(dān)的方向。但此前的各種技術(shù)只是將火炮的操控變得越來越簡(jiǎn)單，最終的判斷環(huán)節(jié)仍需要人的參與，而人工智能技術(shù)的引入，很可能會(huì)將人的因素再度剝離出一部分但不會(huì)完全剝離，畢竟我們不能允許對(duì)人攻擊的指令是由人工智能判斷發(fā)出的。

(資料圖片)

壓力，還是壓力

（圖為“哈利德”主戰(zhàn)坦克，曾是我國出口巴基斯坦的拳頭產(chǎn)品 圖片來源：百度貼吧）

在行業(yè)內(nèi)權(quán)威專家近期發(fā)表的一篇公開論文中，提到了雙人車組的可能性。美國曾為坦克裝甲車輛操作的人工負(fù)荷進(jìn)行過評(píng)估，數(shù)字從小到大，人工負(fù)荷逐漸增加，28被認(rèn)為是不影響效率的最大值。主要通過美軍標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比了美軍M1A2主戰(zhàn)坦克和我國出口巴基斯坦“哈利德”主戰(zhàn)坦克的乘員工作負(fù)荷，并且指出了主要的異同?！肮隆碧箍撕蚆1A2的炮手工作負(fù)荷均為28.7，非常接近于理論上較為恰當(dāng)?shù)闹刀箍塑囬L(zhǎng)的工作負(fù)荷分別達(dá)到了40和39.9，駕駛員則為39.5和38.3?！肮隆敝鲬?zhàn)坦克作為我國出口巴基斯坦的拳頭產(chǎn)品，使用了很多當(dāng)事非常先進(jìn)的技術(shù)，包括自動(dòng)跟蹤火控、雙指揮儀獵-殲火控等，對(duì)于降低成員工作負(fù)荷起到了一定的作用。

不論具體的技術(shù)比較結(jié)果是怎樣的，至少標(biāo)明一個(gè)規(guī)律——世界各國的坦克研發(fā)思路在盡量壓低炮手工作負(fù)荷的這條路上不期而遇。作為陸戰(zhàn)之王活躍戰(zhàn)場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力——火力是坦克最重要的一項(xiàng)能力。坦克炮手同時(shí)擁有索敵和攻擊的能力。一個(gè)工作負(fù)荷較低的炮手也意味著期望炮手能在較好的環(huán)境下發(fā)揮出正常甚至超長(zhǎng)水平，更好的發(fā)揮坦克作為裝甲火力平臺(tái)的長(zhǎng)處。同時(shí)，兩輛坦克的炮手在“思考”方面的工作負(fù)荷都非常低，僅為4.6，意味著炮手需要進(jìn)行的思考活動(dòng)已經(jīng)盡量交給自動(dòng)化的電氣設(shè)備完成，在任務(wù)的大部分時(shí)間里可以考慮細(xì)化車長(zhǎng)的人工指令甚至有余力研究如何提升車組乘員間的配合程度。

AI來襲

作為無數(shù)科幻作品中企圖“取代人類”的存在，人工智能在圖象識(shí)別方面的運(yùn)用已有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。無論是常用的yolo圖像識(shí)別模型還是其他自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圖像識(shí)別技術(shù)，在識(shí)別人臉、口罩和其他非配合目標(biāo)的情況下已經(jīng)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī)。由于AI技術(shù)是在目前第三代坦克的火控系統(tǒng)技術(shù)凍結(jié)之后誕生的，所以坦克火控對(duì)于AI技術(shù)而言簡(jiǎn)直是一片大有作為的廣闊天地。現(xiàn)役坦克的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)依然基于傳統(tǒng)的對(duì)比度鎖定，在車機(jī)系統(tǒng)處理器已經(jīng)越來越優(yōu)秀的今天，人工智能系統(tǒng)已經(jīng)能夠顛覆目前的目標(biāo)識(shí)別與解算方式，而后很可能衍生出大量新的技術(shù)運(yùn)用思路，形成一輪火控技術(shù)新概念的“井噴”效應(yīng)。

（圖為搭載ATLAS火控的M1A1 FEP測(cè)試車 圖片來源：知乎）

2022年底，美國陸軍在歐文堡的演示活動(dòng)期間，測(cè)試了一輛裝有ATLAS火控系統(tǒng)的M1A1FEP主戰(zhàn)坦克。M1A1FEP是美陸軍接受的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備，現(xiàn)在已經(jīng)不算先進(jìn)。而ATLAS火控系統(tǒng)則是第一套擁有人工智能輔助目標(biāo)識(shí)別的火控系統(tǒng)。ATLAS采用了yolo神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別，整合了三代熱成像，獲得了前所未有的目標(biāo)識(shí)別能力。Yolo神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其中起到了相當(dāng)重要的作用，主要負(fù)責(zé)輔助目標(biāo)捕獲。如果說穩(wěn)像式火控是索敵-跟蹤，而自動(dòng)跟蹤火控是索敵-鎖定-射擊，那么ATLAS則實(shí)現(xiàn)了判讀-射擊。理論上來說，坦克炮手只需要判讀火控系統(tǒng)彈出的目標(biāo)圖像是否為敵對(duì)目標(biāo)，按下確認(rèn)或否定，其他的跟蹤、測(cè)距、射擊會(huì)由火控系統(tǒng)自動(dòng)完成。

（圖為美軍在ATLAS火控中實(shí)驗(yàn)的yolo圖像識(shí)別 圖片來源：騰訊網(wǎng)）

而作為ATLAS火控系統(tǒng)的一部分，美軍還在M1A1FEP上實(shí)驗(yàn)了其他的云臺(tái)式傳感器。不同于傳統(tǒng)的火控系統(tǒng)，云臺(tái)式傳感器不需要將設(shè)備整合進(jìn)車內(nèi)，可以全部暴露在外甚至進(jìn)行升降，安裝和維護(hù)都非常方便。同時(shí)，市場(chǎng)上有著很多軍用和民用云臺(tái)的成熟技術(shù)，無論是步兵用還是民用，成本都相較于坦克專用火控低得多。ATLAS系統(tǒng)希望簡(jiǎn)化目標(biāo)搜索、探測(cè)、識(shí)別、分類和攻擊的流程，全部由AI完成，只需按下一個(gè)按鈕就可以使得炮塔轉(zhuǎn)向ATLAS探測(cè)到的目標(biāo)。

（圖為ATLAS火控測(cè)試的云臺(tái)設(shè)備之一 圖片來源：百家號(hào)）

雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別已經(jīng)相當(dāng)優(yōu)秀，極大的降低了成員組的工作壓力，但是距離實(shí)用還有一定的距離。AI圖像識(shí)別的優(yōu)勢(shì)在于可以快速綜合多個(gè)傳感器完成目標(biāo)判讀，而缺點(diǎn)是依然會(huì)受到各種障礙的影響。圖像識(shí)別技術(shù)可以識(shí)別出坦克的完整輪廓，但是依然很難在樹叢或煙障遮擋下聯(lián)想出正確的坦克。如果出現(xiàn)大量誤判，甚至對(duì)“方炮塔，圓炮塔”特征誤判敵軍友軍，則會(huì)嚴(yán)重妨礙作戰(zhàn)。就美軍在伊拉克的經(jīng)驗(yàn)看，大部分有缺憾的先進(jìn)系統(tǒng)是因?yàn)檎`報(bào)過多被使用者關(guān)掉的，而不是故障有多致命。在高壓的前線環(huán)境下，可靠，穩(wěn)定才是核心，熱成像儀上沾有泥土、粉塵甚至昆蟲都是常態(tài)，必然會(huì)對(duì)AI圖像識(shí)別產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

圖像識(shí)別作為現(xiàn)代技術(shù)下自動(dòng)跟蹤火控的完善和進(jìn)步，必然有嘗試的價(jià)值。正如人會(huì)學(xué)習(xí)一樣，圖像識(shí)別技術(shù)也會(huì)有自己的學(xué)習(xí)庫，并且在長(zhǎng)期的磨合中逐漸變強(qiáng)，最終實(shí)現(xiàn)真正的“一鍵殲滅”。

出品：科普中國

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：黃天（海東青科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)）

審核專家：劉曉峰（資深軍事科普作家）

策劃：金赫

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