深度分析：无人系统发展及对国家安全的影响
来源：北京航天情报与信息研究所
当前，以无人机、无人车、无人舰艇为代表的无人系统技术近年发展势头迅猛，已成为国民经济新的增长极、新质战斗力的重要源头和国防科技新的战略制高点。随着任务用途逐渐拓展，装备数量不断增长，技术水平日益提高，无人系统数量规模呈爆炸式发展，正在孕育着从数量到质量的蝉变，将对国家安全与社会发展产生重大影响。
无人系统通常包括空中无人系统、地面无人系统、海上无人系统。无人系统在枯燥任务、恶劣环境和危险任务领域具有独特优势，在军事、科技、经济、社会生活等各方面日益发挥重要的作用。未来，无人系统将呈现出智能化、自主化、体系化、集群化等趋势。
无人机是发展最成熟、装备量最大、参战最频繁、应用最广泛的无人系统，已基本形成大、中、小结合，远、中、近程搭配的无人机体系。
应用领域持续拓展。在军用方面，情报、监视、侦察仍是无人机最基本、最核心的应用领域，美军在其反恐作战中，约80%的侦察监视任务由无人机完成；随着察打一体无人机的出现为，军用无人机开始向主力作战平台转变；以货运无人机在阿富汗战争中的成功使用为开端，军用无人机开始在后勤保障领域崭露头角。在民用领域，农林作业、治安反恐、地理测绘、摄影娱乐、应急救援、气象监测等应用需求快速增长，以中小型无人机为代表的民用无人机正在世界范围掀起发展热潮。
部署规模不断增大。美国列装的无人机总数超过1万架，“捕食者”“死神”长航时察/打一体无人机、“全球鹰”高空侦察无人机等中高端无人机数量超过400架；俄罗斯、以色列、英国等也在快速扩大其中高端无人机装备规模；我国的“翼龙”“彩虹”“利剑”等无人机已形成系列化产品并装备部队。
积极推进技术验证。美国X-47B验证了无人机航母起降、自主空中加油等多项技术；美国军方启动了“小精灵”“忠诚僚机”等项目推进有人/无人协同编队、无人机空投与回收、无人机蜂群作战等新技术发展；俄罗斯、欧洲等国在中空长航时、高空长航时、无人作战飞机等方面均进行了多次飞行验证。
产业规模持续增长。从产业规模看，预计2020年全球民用无人机年销售量将超过400万架，市场规模达到260亿美元；从研制企业看，全球共有超过500家无人机公司，我国民用无人机研制单位超过 130 余家；从贸易看，我国2016年无人机出口接近70亿元，2017年预计超过90亿元。
无人地面系统已大量装备使用。目前,国外发展的地面无人系统超过300种,列装的约200余种。其中,便携式占比达到了85%,主要应用于侦察监视等辅助作战任务;车载式大约占10%,可用于执行探测、摧毁和路线清障等作战任务；自行机动式地面无人系统的数量很少,主要用于执行班组支援、地雷探测与处理。美国装备的地面无人系统数量超过1万套,约占全球地面无人装备总量的80%，在阿富汗、伊拉克等战场中投入使用；以色列现装备了“前卫”“守护者”等无人车；英、法等欧洲国家已装备并正在积极发展多款地面无人系统；俄罗斯自2011年以来地面机器人装备数量增长了3倍，一度落后世界先进水平的局面正在扭转。
重点加强自主性能力水平提升。美、殴等国近期重点开展识别模式、自主控制传感器、自主防护系统、威胁识别与自适应响应、越障、集群协同等多项无人系统自主技术研究。已装备的无人地面系统中，以色列“守卫者”和“先锋哨兵”无人车具备一定自主能力，能够自动设定行驶路线、规避障碍，在网络中可与其他无人车协同作战，可自主“跟随”车辆或士兵行进。
地面机器人已应用于作战行动。2016年地面武器装机器人首次成功应用于实战，将对未来地面作战模式产生重大影响。俄罗斯在叙利亚作战行动中，首次使用多部地面武装机器人参与进攻，开创了地面武装机器人实战的先例。作战中，两型地面机器人与无人机协同作战，无人机负责战场监视，控制人员通过自动化指挥系统遥控机器人攻击。
地面无人系统向民用领域拓展。无人驾驶汽车成为各国科技巨头关注的焦点，谷歌、特斯拉、Uber等多家公司相继推出无人驾驶项目。例如，特斯拉公司宣称已生产出能匹配完全无人驾驶系统硬件，2018年将在美国范围内演示无人驾驶系统汽车；谷歌无人驾驶汽车已实现了 200 多万英里的道路测试，并计划在 2020 年前完成无人驾驶汽车的商业化生产；中国的百度、乐视等非汽车制造商，也高调进入无人驾驶领域。此外，无人救援机器人、无人消防机器人、无人拖拉机、家庭服务机器人等均已投入使用，正在深刻影响工作与生活方式。
水面和水下无人系统主要执行反水雷、情报监视侦察、反潜战、港口保护、科学探测等任务，目前已实现服役并日益受到各主要国家的关注。
在无人水面舰艇方面，美国、以色列、法国等均开展了相关装备研制。美国“浮潜”级的“遥控猎雷系统”和“舰队”级的“斯巴达侦察兵”反潜无人艇已经服役，“X”级和“港口”级无人艇正处于研发阶段。近期，美国在新型无人艇研发和测试方面取得了较大进展，特别是在反潜持续跟踪无人艇“海上猎手”的研发方面取得了阶段性突破。“海上猎手”可对安静型潜艇实施长期贴身跟踪，有望在近期内装备。此外，美国近期重点关注无人水面艇蜂群技术发展，已验证了多艘无人艇自主区域巡航、敌我识别、探测追踪、跟踪敌船等复杂任务能力。
在无人潜航器方面，美国、俄罗斯、以色列、挪威等国已有多型装备交付部署，另有“大直径无人水下航行器”“海洋多用途系统”等多型号处于探索和发展中。在已部署系统中，多数用于反水雷，其余用于海洋调查、潜艇搜索和通信等任务；在研型号除反雷外，重点用于侦察/察打一体任务。世界先进国家已基本解决了单个无人潜航器技术，并正在向多系统自主集群协同及海陆空集群协同发展，体系化、集群化以及对新概念无人潜航器的探索成为其显著特点。我国无人潜航器技术已取得突出进展，中国科学院、哈尔滨工程大学等单位都在该领域进行了大量研究，研发了“探索者”“潜龙”等标志性成果。
展望未来，无人系统的技术水平将不断提升，使命任务将不断拓展，装备数量将保持增长。同时，无人系统将持续向多样化、智能化、集群化等方向发展，以更好地适应各类复杂环境。
不断提高系统性能水平。随着新型动力与能源，多样化探测、识别技术，先进通信和控制等技术的发展，未来无人系统持续任务时间、态势感知、信息传输、自主控制等能力将大幅增加，更高、更远、更大、更小、更快的无人系统将不断问世应用。
持续拓展应用任务领域。在军事方面，将继续提升无人系统的运用范围、灵活性、效能和适应性，最终全面涉足于对地、对海、对空、导弹防御和网电攻防等各任务领域，；在民用方面，将在农林牧副渔、娱乐、物流、应急救援、公共服务等行业领域拥有巨大市场前景。
着力提升智能自主水平。自主能力是无人系统发展的最终目标。随着无人系统自主性的逐渐增长，将来无人系统在完成任务过程中所需人类干预将大大减少。最终无人系统将具备自主学习并适应环境的能力，并能自主决策和向人类提供建议，从而达到更自主的“人在回路上”甚至是“人在回路外”的更高层次。此外，无人系统智能技术还将朝着聚合众多单体智能实现群体智能、鲁棒性体系架构、更高效费比方向快速发展。
发展无人系统协同能力。实现有人与无人、无人系统间的协同作战能力是各类无人系统未来的重要发展方向。美军在其最新的无人系统路线图中进一步强调了无人装备的协同发展和联合应用；美国陆军计划建设一支由有人-无人系统团队组成的现代化部队；美国空军验证了有人机/无人机编组对目标进行自主打击的能力；美海军正在大力推进空中、水面和水下无人系统协同能力发展，已验证了水下—水面—空中人机编组跨域协同作战能力，力图打造高效协同的新型海上作战体系。
加快形成集群作战优势。无人系统集群是指数十或数百套同类低成本无人系统像“蜂群”，那样成群结队执行任务，在局部区域迅速集结形成大规模装备优势，具有集群替代机动、数量提升能力、成本创造优势等特点，是无人系统重要发展方向。美国已经开展了无人系统的集群研究，进行了数十次无人机、无人艇的集群测试以及编组和机动飞行试验。近两年，中美四次刷新无人机集群飞行的规模,我国2017年完成了119架无人机集群飞行试验，再次刷新无人机集群试验世界纪录，中美两国在该领域的竞争日趋激烈。
无人系统已经渗透到工业生产、社会治理、战场空间等领域，极大改变了作战样式与生产生活方式，在军事、产业、监管、伦理等方面对国家安全和社会治理形成新的挑战。
对战争形态产生新变革。军用无人系统的快速发展，对传统战争形态产生强烈冲击，使以往战场上单纯由人操作装备、人与人直接搏杀对抗的局面得以改变，开启了战争走向无人化战场的大门。这种变革所产生的深刻影响包括：一是将使传统战争理念不断更新突破。无人系统武器化、隐形化、智能化程度不断提高，现代战争日益呈现出零伤亡、非接触、小型化等特点，作战目的转向节点摧毁、结构破坏、体系瘫痪。二是大幅减少时空因素对作战行动的影响。无人系统无需考虑人的生理极限因素，能够长时间、高速度、大强度执行各种作战和勤务保障任务，活动范围可达太空、深海、高原、核生化污染等人类行动受限区域。三是对抗空间拓入全域多维。无人作战系统将广泛渗透到战场各个角落，使未来战争成为完全意义上的全天候、全方位战争。四是对抗重心转向智能较量。无人作战系统的广泛应用使现代化战争更多地依赖于智能较量，并对战斗范围和战争进程产生直接性或决定性作用。五是使得战与非战的界限模糊，战争进程和毁伤程度可控，明显降低战争的政治、外交风险。
对作战样式提出新挑战。无人装备不受人类生理因素的限制，具备有人装备难以具备的能力，将改变传统作战样式，甚至产生新的作战样式，催生新的作战理论。一方面，无人系统的大量使用对传统的侦察发现、武器对抗、军事行动方式等均构成挑战，传统的作战方式已日益不合时宜。另一方面，无人系统大量使用后，出现了“蜂群理论”“遥控作战”“武库机”等新的无人作战理论，应用无人装备进行精确打击成为重要的作战样式。其中，运用大量小型廉价智能化无人系统，以“蜂群”或有人-无人协同作战方式实施侦察监视、突防、攻击等行动，将对雷达、防空火力、各种保障平台等构成严重威胁，现有防御武器难以有效应对，对传统作战方式带来颠覆。
对装备建设提出新要求。随着无人系统日趋成熟并走上战争前线，无人化作战力量将具备全谱系任务完成能力，从信息支援/攻击与特种作战支援为主转向战场各领域：从地面、海上、空中对作战对手实施全天时、全天候、不间断的侦察监视，实时发现和传递各种信息；通过电磁干扰和直接摧毁对手雷达系统，成为电子对抗的中坚；遂行对地、对海、对空等打击任务，成为冲锋陷阵的主角；执行自动加油、装卸运输、维护保养等任务，成为装备保障的平台。无人系统的这些发展趋势将极大改变未来作战力量与装备体系构成，对现有装备建设思路与模式提出新的要求。如何适应无人作战新要求，加快推进无人系统独立编队和“无人+有人”混编装备体系建设，成为未来部队装备建设的新课题。
对反恐维稳构成新威胁。小型无人系统具有用途广、获取容易、使用门槛低、威胁模式多等特点，很契合恐怖主义、极端组织的需求。随着无人系统的应用日益广泛，恐怖分子、极端组织、犯罪团伙等开始逐步使用无人机、无人车等进行侦察、袭击，对国家反恐防暴、社会维稳等构成威胁。其主要威胁包括：闯入军事设施、政治场所等进行拍摄、监听等，为后续恐怖袭击等提供准确情报；进入人口密集区、大型活动、重要集会等场所制造恐慌气氛，进行爆炸袭击、投放生化毒剂等；在国境边境等地区偷运毒品、爆炸物等各种违禁品。例如，2017年1月，美国观察者网报道称“伊斯兰国”武装力量在摩苏尔使用商用无人机投掷爆炸物，造成了平民伤亡。因此，如何增强对无人系统的防御，逐渐成为世界主要国家维持安全稳定面临的新问题。
对航空安全形成新影响。小型无人机等“低慢小”无人航空器“黑飞”、侵扰事件不断增长，其破坏威力与影响程度不容小觑，对国家空域管理、航线安全等形成了新的挑战。近年来，美、英、法以及我国等多个国家先后数十次遭受各类小型无人机侵扰，挑战公共安全、挑衅执法能力的势态愈演愈烈。例如，2015年1月，一架无人机失控后坠落白宫院落东南部；2015年7月，德国汉莎航空一架航班在华沙上空与无人机擦肩而过，迫使随后的20架客机改变航线；2015年加拿大发生与无人机相关事件82起。在我国，北京、上海、深圳、成都等地多次发生无人机违法违规飞行影响民航运行的事件，2014年北京某公司在不具备航空摄影测绘资质且未申请空域的情况下，组织无人机航拍测绘，致多架民航飞机避让延误；成都2017年 4 月份以来，连续发生 8 起无人机扰航事件，其中 6 起影响航班运行，造成 138 架次航班返航备降。
对法律监管带来新命题。由于无人系统的特殊性，其在规范运行、法律责任以及监管等方面已成为全球共性难题，对国家安全与社会治理产生了新的威胁。一是对无人系统的法律监管缺乏。近年来，全世界各类无人机“黑飞”挑战法律底线，造成人员与财产损害的事件不断增多，已暴露出在无人系统法律方面存在的障碍和漏洞。在我国，虽然已有一些关于无人机生产使用的规定，但较为原则、笼统，缺乏制定性，且多为临时性、部门性规定，效力不强；对于有关审批程序、管理规定、适航标准、处罚标准等规定也相对滞后，飞行条件、飞行区域等问题尚未得到解决。二是无人系统出现违法行为的事故赔偿与责任追究，无人自主系统是否享有权利并对自身行为承担责任等一系列新的法律问题不断涌现。例如，2016年谷歌无人驾驶汽车与一辆公交大巴发生摩擦，引发对无人系统卷入犯罪案件中责任主体界定的争议。今后，无人系统的自主性不断提升，将对传统法律体系产生巨大的冲击和颠覆。
对社会伦理造成新冲击。无人系统的大量运用导致一些公认的战争和社会伦理受到了前所未有的挑战。一是无人系统智能化和自主化水平的不断提升，存在超出人类规则设置与控制的风险，将可能对人类产生伤害。二是由于技术故障、判断失误等原因，在使用无人系统作战时将出现对人类的误伤甚至是误杀，如美军从 2004 年至 2012 年，在阿富汗发动了无人机空袭 300 多次，其中误杀的平民和儿童高达 1100 人以上。三是具有自主攻击能力的无人作战系统难以准确识别和判断战场上主动放下武器或被剥夺武器的敌方人员的真正意图，或将造成滥杀无辜的情况发生。四是在无人化战场上，“死伤”的主要是可以大量再造的“智能机器”，这就会因战争风险的降低而导致武力的过度与随意使用，降低触发战争的门槛。五是无人作战系统操控人员与无人作战平台形成空间分离，对战争残酷性的感知度降低，进一步弱化了人类对战争的约束力。
发展无人系统是有效应对传统与非传统威胁，确保国家安全与加强社会治理的客观要求和重要措施。我国必须高度重视无人系统这一重大战略前沿技术发展，准确把握全球无人系统发展态势，找准突口和主攻方向，结合我国实际需要，加快推进无人系统发展与应用。
蓝海长青科技发展
无人系统及智能机器人的未来
来源：无人机
在2015年1月1日前，美国加州机动车辆管理部门将制定相关无人汽车上路规定并完成车辆执照发放的工作。无人系统，将向我们打开一扇通向未来崭新的大门。
“今天我们一起见证了科幻故事即将在明天成为现实，无人系统的应用听起来好像是一个科幻故事，但它的确具有改变人们生活的强大力量。”——谷歌公司创始人：谢尔盖·布林。
无人系统及智能机器人的发展最早可以追溯到上个世纪，1917年，彼得.库伯和艾尔姆.A.斯皮里发明了第一台自动陀螺稳定仪，该装置可以帮助飞机在飞行时保持平直向前，无人飞行从此诞生了。美国海军率先采用了这一新技术，将他们的一架柯蒂斯N-9式教练机改装成了世界上第一架无人飞行器——当时是用无线电波来控制的。斯皮里“空中鱼雷”式在飞行测试中挂载一枚300磅重的炸弹飞行了50英里，该发明一经问世，就获得了空前的热情及关注。
在此之后40余年的进程当中，无人系统及智能机器人迅速发展，瑞安“火蜂”XQ-2、洛克希德M-21/D-21等标志性产品相继面世，但在60年代后期，最终受制于当时的技术发展以及成本原因，陷入了几乎原地踏步和无法大规模民用普及应用的尴尬境地。
在现在（1980年至今），得益于科学技术的发展，无人系统及智能机器人在前进的道路上所需要面临的技术难题一一被人们所攻克。在今天，GPS导航系统的价格仅为当时的1/2000（80年代一台GPS接收器的价格是10万美元，现在它的价格仅为5美元），而重量仅为0.3克，是当时重量的1/76000。惯性测量装置（IMU）的价格在80年代初期为200万美元，重达50磅，在现在它只是我们手机上普通的两三块芯片，而成本仅为1美元。
在解决了技术以及成本上的难题后，无人系统及智能机器人快速发展的赛道将全面打通，在各个行业领域大放异彩。
1.无人系统及智能机器人：公共事业领域的未来
在公共事业领域当中（如电力、石油石化、制造业等），由于传统人工作业方式所带来的高强度性、风险性、高成本等特点将随着无人系统及智能机器人普及应用得到很大程度上的改善。以电力领域输变电设备巡检为例，传统人工输电巡检当中，巡检人员需要耗费大量的时间用于在野外恶劣条件下穿梭以及对输电杆塔进行攀爬，寻找可见或潜在的故障缺陷点。野外穿梭过程所造成的时间成本以及巡检人员在攀爬输电杆塔过程中所带来的安全风险成为了一直困扰工作人员的难题。现在，巡检人员可以应用无人机在远距离直接对输电线路及杆塔进行观察记录，甚至于通过无人系统或智能机器人所搭载的红外传感器去发现设备存在的潜在缺陷，完全不必再担心需要攀爬所带来的安全风险。
臻迪PowerQuad无人机在执行电力巡检
在变电巡检过程中，通过利用智能机器人进行无人变电站的巡检及缺陷扫描，并通过智能机器人所搭载的机械手臂直接远程进行故障的消缺。
通过无人系统挂载的可见光或红外传感器去发现设备缺陷及隐患
臻迪PowerRobot智能机器人在进行变电站巡检扫描工作
2.无人系统及智能机器人：民用化的未来
在未来，无人系统及智能机器人将更多的深入人们的生活方式当中，除了人们所熟知的利用无人机喷洒农药之外，应用无人系统或智能机器人去进行多光谱植被分析，用无人机去告诉农民在哪里、什么时候、何种作物、需要浇灌多少的水已经不再是天方夜谭。
利用臻迪PowerSeeker固定翼无人机进行农作物扫描及灌溉
通过无人机送快递或是送餐也不再只是一个设想，在美国，Google、Amazon都开始了这一尝试。Google X实验室被称为谷歌公司最神秘的一个部门，位于美国旧金山的一处秘密地点，该实验室的机密程度号称堪比CIA，而谷歌的无人机快递项目正是由此部门负责。在国内，京东、臻迪等公司也在这一领域异军突起，相信在不远的未来，在技术以及相关规定完善后，不再是“您好，开门，收快递”，而是“您好，请开窗、请收一下您的快递！”。
臻迪动态无人系统三维地景生成解决方案Power4D
3.无人系统及智能机器人：数据的未来
随着无人系统及智能机器人产业的蓬勃发展，越来越多的数据将被产生，其中包括GPS、飞行记录等常见数据，更包括图形/图像等非线性数据，越来越多的数据意味着无人系统及智能机器人也将进入“大数据时代”，如何应用这些数据，发掘数据的价值，通过二次利用进行分析从而提高决策、分析效果也将会带动一个新的领域乃至产业生态环境的诞生。
以典型的无人系统图像处理解决方案Power4D为例，该解决方案可以直接利用无人系统在飞行过程中所拍摄的红外、可见光图像数据进行分析及处理，在短时间内直接生成高兼容性的三维GIS模型，在测绘、石油石化、军事等领域广泛应用。
4.无人系统及智能机器人：整合的未来
就像在开篇中谢尔盖·布林所说的一样，无人系统及智能机器人必将为社会带来全新的篇章，除了无人系统及智能机器人自身的发展以及新产业生态环境的诞生之外，无人系统及智能机器人与其他技术的整合应用所带来的创新及革命也将充满颠覆性及创造性。如利用无人系统及智能机器人结合虚拟仿真技术（VR），将为人们的工作、生活方式带来翻天覆地的改变，在未来结合虚拟仿真方式对无人系统及智能机器人进行操作将成为更加便捷的可能（链接媒介也许会是Google glass或是Oculus这样的虚拟现实眼镜），而无人系统及智能机器人的图像数据应用虚拟现实技术通过增强现实（AR）这样的方式进行展现，使培训、娱乐等产业发生新的革命。数据，将成为这一切之间的纽带。
在未来，无人系统及智能机器人将会越发智能化、小型化、自动化。无人系统及智能机器人会有自己的思想，会思考、做事、导航、规避、寻觅、发现、传送等，更加广阔的领域，等待我们去思考发现。
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