
RCV-L 是一款专用混合动力电动无人地面战车,集成了QinetiQ 和Pratt Miller Defense 的技术。照片:普拉特·米勒
2019年兰德公司为美国海军提交的一份报告得出的结论是,自主权可能仍将在遥远的将来。报告指出,海军应该注意,一些声称的自主申请可能是人们的抱负而非实际,这些申请远未达到作战能力。作者写道,实现自主海军武器系统可能需要巨额投资,而不仅仅是自主性。六年后的今天,情况又如何?近年来,在世界各地,大多数武装部队和许多先进技术公司以及政府机构一直在投资人工智能和自动化。也许现在,仅仅六年后的 2025 年,我们已经期待无人驾驶车辆不仅具有基本的自主性,而且具有相当先进的“自动能力”。
在世界的水域
过去几年,美国海军(USN) 一直在运营多艘无人水面舰艇 (USV)。在 2023/2024 年太平洋舰队演习中,四种无人艇型号(海猎人、海鹰、水手和游骑兵)大多自主运行。游骑兵号有一座小桥,仅供港口机动使用。

逆戟鲸超大型 UUV (XLUUV)在水箱中进行测试。该潜艇的航程为6,500 海里,可以执行长途任务。其导航系统采用卡尔曼滤波惯性单元,由多普勒速度记录和深度传感器支持。照片:波音公司
逆戟鲸超大型 UUV (XLUUV) 在水箱中进行测试。该潜艇的航程为 6,500 海里,可以执行长途任务。其导航系统采用卡尔曼滤波惯性单元,由多普勒速度记录和深度传感器支持。照片:波音公司
美国海军为大型、小型和水下航行器制定了无人自主计划。逆戟鲸潜艇计划由五艘 51 英尺长的载体组成,其中包括配备额外 30 英尺有效载荷部分的变体。为了在水下运行几个月,很可能已经纳入了类似程度的自主权。逆戟鲸潜艇定期浮出水面,如果需要,可以提供新的航线。

Saildrone 的自主科考船(照片:Saildrone)
其他类型的船只收集海洋和海底数据。环保的Saildrone 可以独立运行—或者说是自主运行一年多。这家总部位于加利福尼亚州阿拉米达的 Saildrone 公司将其 USV 外包,向机构和政府提供其技术,并承担海洋测量的风险以获取有价值的数据。Saidrones 配备了卫星通信、GNSS 导航、天气传感器和水下传感器。

作为 Expedient Leader Follower 计划的一部分,Oshkosh Defense 将自动驾驶技术集成到托盘装载系统车辆上。照片:奥什科什防线
路上的车轮
陆地上的自动驾驶应用以商用自动驾驶汽车为主,特斯拉是美国领先的制造商。然而,完全自主距离做好准备还有很长的路要走。在完全自动驾驶级别,在汽车行业称为 6 级,车辆在所有条件下完成所有驾驶,包括避障,不受任何地理限制。尽管如此,我们似乎已经从基本的手动控制(0 级)发展到大约 3 级,在这种控制中,车辆在很大程度上了解其环境,并完成大部分驾驶。即便如此,仍然需要人工监测和控制。特斯拉在其 Model S 和 Model X 电动汽车中的自动驾驶技术可以称为高级驾驶辅助系统——或者特斯拉称之为“全自动驾驶(监督)”——据报道可以处理紧急转向和制动、自动转向、变道、车辆跟随、弯道协商和自动泊车。自动驾驶仪传感器输入由 12 个超声波传感器和 8 个摄像头提供 360° 视野。
特斯拉自动驾驶智能可以识别50 个国家的 250 多个交通标志 ,包括转弯标志和限速。它可以识别和解释交通信号灯和道路标记,并决定在遇到交通锥标和行人等物体时该怎么做。尽管如此,特斯拉还是发生了相当多的事故,其原因被分析为主要是驾驶员缺乏注意力(监督),在许多情况下,自动驾驶系统无法识别异常路况。
另一家公司 Leo Drive 专门提供可扩展的软件和硬件解决方案,为自动驾驶系统集成提供端到端的一站式服务。其使命是使自动驾驶技术更容易获得并在各个行业广泛采用。对于其自动驾驶测试车,Leo Drive 使用了 SBG Systems 的双天线 RTK 惯性导航系统 (INS) Ellipse-D。该公司选择 Ellipse-D 是因为它的准确性、可靠性和先进功能——所有这些对于自动驾驶汽车的开发和测试都是必不可少的。Ellipse-D INS 被集成到 Leo Drive 的乘用车中,这是一款经过改装的自动驾驶乘用车。
一段时间以来,美国陆军一直在其武器系统中使用自动化技术。这些系统真正能够实现多少自主行为可能很难确定。通用原子死神无人机(UAV) 主要由控制站的操作员通过长距离卫星链路控制。陆军的大多数自动化武器可能也是如此——可能是出于需要避免系统独立确定自己的目标并在未经人工确认的情况下开火。

带有万向喷气吊舱的 RAZOR VTOL 于2024 年9 月在加利福尼亚州的一个军事基地通过了测试。照片:Mayman Aerospace
起飞空中
在空中,新的自主竞争者 Mayman Aerospace 正在提供 Razor,一种喷气动力垂直起降 (VTOL) 无人机。Razor 的开发由私人投资和美国国防部合同资助。
Razor 充满了一定程度的人工智能,可以实现自主决策和导航。它的自主人工智能大脑——SkyField 飞行控制系统——在 GPS 无法实现的环境中独立导航,可能涉及地面信标,并最终与战场管理系统集成。该飞机具有 5 至 6英尺长的机身和雕刻形状,具有较低的雷达横截面,并具有一定程度的隐身性,以协助突破敌方防御。梅曼表示,其最高时速为 500英里/小时,为军事和商业应用提供了新的选择。Razor 还可以帮助灾难恢复、救援行动和运送急需的救生货物。许多垂直起降无人机在从垂直飞行到水平飞行的过渡中遇到了困难。在四台喷气发动机的第一次垂直升空和爬升中,Razor 在高空短暂停顿。然后它的喷气吊舱稍微向水平倾斜,然后飞机直接进入水平飞行。早期的飞行测试台可能有助于过渡软件的开发,也许是机器学习的推动。
根据亿航智能公司称,亿航 216重型货物 16 旋翼无人机专为交付而设计,可在近 551 英里的飞行距离内携带 22 磅的有效载荷,最高时速为 80英里/小时。该无人机完全自主运行,同时在有人控制中心通过 4G/5G 数据链路进行监控。该系统具有自动故障安全模式,如果通信链路出现故障或电池电量下降过低,无人机将返回基地。亿航智能还采用冗余设计,配备两个 GPS 接收器和双转子,确保在交付过程中发生故障的可能性很低。

亿航216重型货物无人机亿航216L专为送货而设计,包括救生送货。
照片:亿航视频截图
更多开发中
因此,虽然陆地车辆的自主性正在向前发展——特斯拉汽车和陆军车辆显然可以通过密切的人类监控来控制——但我们距离在道路上实现完全独立的自动驾驶行为还有一段路要走。海上自主应用更为普遍,美国海军的应用显示出实质性进展。尽管如此,在拥挤的港口中精确导航仍然在人类的控制之下。人类仍在监视和监控,随时准备在军事或商业无人机应用程序出现不良执行错误时进行干预。人们将继续关注重大自主计划的发展,例如美国空军协作战斗机(CCA),一种新型无人武器系统。CCA 和其他计划保持着较高的投资水平,因此我们可能很快就会看到完全自主权的实现。也许到那时,人们对其能力的信念将变得完全合理。