在最近广受欢迎的国产科幻影片《流浪地球2》中，“电子生命”派和“移山计划”派的你争我斗引起了广大观众的热议。其中最令人震撼的，便是“电子生命”派骇入的无人机集群，其庞大的规模和智能的作战方式也曾出现在多部科幻片中。事实上，自主智能作战的无人机正在不断靠近现代战场。

（《流浪地球2》中的无人机）

(资料图)

现役无人机

无人机，英文缩写为UAV，从二战后开始研发。截至目前，主要服役的攻击型无人机均需要人工操作才能完成攻击任务。最早的无人机仅为无线电指令操作的有人机，执行危险任务，避免不必要的伤亡。在越南战争期间，美军使用无人机和遥控传统战机执行侦察和攻击任务3000余次，是人类历史上第一次大规模使用无人机的战争。随着科技的发展，较低成本的攻击无人机也逐渐加入了战争，在阿富汗和伊拉克战争中，美军大量使用无人机，搭配精确制导和低附带杀伤的弹药，执行高效低危险的精确打击任务。

（美军现役的MQ-1捕食者无人机）

但是，相比于《流浪地球》中的无人机，前面所述的这些无人机要么仅有根据特定航线进行拍摄的简单自主执行能力，要么在需要精密操作的攻击任务中必须有遥控操作员介入操作，事实上遥控操作能力和稳定的通讯成为了无人机作战的必要条件。而一旦通讯中断，无人机则只能执行简单的侦察任务，或者直接放弃攻击任务返航。举例来说，“全球鹰”可以在通讯中断的情况下按照特定的航线完成全部拍摄和雷达侦察任务，而“捕食者”只能在操作员的控制下锁定敌方目标发起攻击。在攻击流程中，无人机没有独立的目标识别和分析能力，如果要保障光电转塔的照射而进行复杂的姿态改变，控制必须依赖操作员执行。

未来无人机

《流浪地球2》中的无人机与现役无人机最大的不同，就是可以在通讯中断，没有遥控的情况下执行独立作战任务。而在通讯畅通的情况下，无人机也可以智能选择目标并且发起适当的攻击，从而减少需要的操作员数量，也可以极大的减小通讯压力。在影片中，不难看到无人机有时会采取威胁姿态逼近对手，以警告对手放下武器，有时候又会采取杀伤性的措施达成破坏目的。影片中的无人机还具备了自动识别目标，跟踪目标和发起攻击的能力，不再需要操作员遥控光电转塔持续照射和锁定目标，也不再依赖人工进行目标识别。

（现代人工智能图像识别案例）

相比于现役的军用攻击无人机，影片《流浪地球2》中的无人机采用了四轴飞行器的构型。四轴/多轴无人机是新世纪电子技术极大发展后才普及到民用和工业领域的方案，通过对单一电机/发动机的动力输出调整实现转向，其操作难度和低速机动性要明显好于传统固定翼和旋翼无人机。对于智能化作战来说，由于需要尽量减少操作员的介入，让操作员不再控制飞行器的飞行，只对目标进行指定和下达简单的指令，对主旋翼/空气舵面调节的姿态控制难度要明显高于多轴无人机的简单输出功率改变；无人设备可以更简单的通过多轴设计实现悬停等操作，从而成为一个优秀的武器搭载平台。

通往未来之路

随着科技的进步，影片中的“未来无人机”也不再是纸上谈兵，多种适配的相关子系统正在逐渐成熟。在《流浪地球2》中，无人机同时使用了两套动力系统。传统的扇叶为垂直起降和低速作战提供了充足的动力和良好的机动性，而涡轮冲压发动机则保障了无人机高速作战下有强大的推力和固定翼战斗机赛跑。俄军和其他国家的多种高超音速武器设计上都考虑了涡轮冲压发动机，无论是工作时长还是油耗，在几十年的研究中都已经取得了不小的进步，很有可能在未来搭载到可重复利用航空器上。

（冲压喷气发动机原理）

目前，多轴无人机大多使用电力驱动，而军用无人机采用电驱动面临的主要问题源于电池的大小限制了飞机极限航程，也不能使用功耗过高的电机影响无人机航程。而《流浪地球2》中，很可能其扇叶动力来源是和涡冲发动机共用燃料舱，使用内燃机或燃气轮机及传统的化石燃料，，能量密度要远高于大部分常见的电池。也有可能是涡冲发动机以特定模式工作，进行发电保障扇叶的电动机运转，极大的降低了对电池容量的需求。

而在智能化作战上，目前的图像识别技术已经有了长足的发展。俄罗斯现役主战坦克T-72B3上已经使用了自动跟踪火控，其工作原理就是基于对热成像发现的热源进行图像识别，从而进行自动跟踪，极大的减少了炮手的工作量。其他国家的三代主战坦克升级方案大多也使用了类似的技术。美军已经早在2007年就已经开始试验地面作战机器人的目标自动跟踪，射击和敌我识别。各国也在广泛将图像识别技术应用于无人机和有人机的光电设备上，比较典型的就是美国F-35战机上的EOTS系统，可以利用热成像进行图像识别，发现敌军战机并且追踪，也可以引导导弹发射，不会引起对手的雷达告警。

（T-72B3上的“松树U”夜间炮长镜和自动跟踪火控）

虽然目前的图像识别跟踪主要是对载具，如装甲车辆和战斗机执行跟踪，但是从类似的技术上发展出对所有热源/高反差图像的跟踪并不困难，很可能已经被广泛利用于无人机的光电转塔上。为降低后方操作员压力，也可以在通讯带宽有限的情况下提高数据传输的效率，把传输“视频”变为传输每个自动跟踪目标的“照片”，节省大量带宽的同时提高搜索效率，以最快的速度完成视场内所有目标的识别和判定。

总而言之，现代航空工业的很多技术已经非常接近科幻影片《流浪地球2》中出现的无人机技术水平，。如果真的出现了550系列水平的高算力处理设备和机载简单人工智能，影片中的全智能化作战构想可能会很快实现。

作者简介：黄天，媒体工作者，主要从事军事、科普相关媒体工作，长期研究冷战军事科技发展历程

出品：科普中国

监制：光明网科普事业部

作者：黄 天 （矛隼工作室）

审核专家：费伯禹 （资深军事内容编审）

策划：金 赫

【征稿令】

为在全社会普及科技知识、弘扬科学精神、传播科学思想、倡导科学方法，光明网科普频道面向创作者征集各类原创优秀科普、科幻作品，鼓励广大科技工作者、各领域专业人士、在职教师与在校学生等积极参与，首次投稿作者请提供个人简介。投稿邮箱：gmkepu2023@163.com。

来源：光明网-科普中国