美国陆军计划利用太空和人工智能快速打击深度目标

Posted 2021-04-26 航空工业虚拟现实产业联盟

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红隼之眼(Kestrel Eye)是一种小型、低成本、可视图像卫星原型，旨在为在战术层面的地面士兵提供近实时图像。2017年8月14日，红隼眼作为载荷从佛罗里达州肯尼迪航天中心由SpaceX的猎鹰九号火箭(Falcon 9)发射到国际空间站(ISS)。（图片来源：美国陆军太空和导弹防御技术中心（SMDTC, Space and Missile Defense Technical Center））

华盛顿报道-击中你看不到的目标很难。

这就是美国陆军“确实的定位、导航和定时”跨职能团队的负责人威利·纳尔逊(Willie Nelson)试图解决的问题。在这个角色中，Nelson正在整合美国陆军的工作，以定位超视距威胁，并及时向武器系统提供精确的目标数据。为了做到这一点，他的团队正在利用天基传感器、人工智能和一个新的可伸缩地面系统，该系统可以连接到美国陆军所有的武器系统。

当然，这一问题的第一部分是找到威胁。

对尼尔森来说，明确的答案就是卫星。虽然空中平台可以提供这种感知能力，但这只有在拥有空中优势的情况下才可行。但情况并非总是如此。

尼尔森说:“从本质上说，你越深入（前线），你就不能假定拥有空中优势……所以，坦率地说，我们唯一的途径就是从太空感知。”

尼尔森说，近地轨道成像和传感技术的不断发展为美国陆军打开了新的大门。现在有可能将深度感应传感器放在轨道上，这样就可以在不引发敌方警觉的情况下收集数据。

“坦率地说，这是一个致胜法则，”尼尔森说。

虽然主要的工具是光电成像——士兵习惯使用的传统卫星图像——尼尔森说，美国陆军对使用其他成像手段感兴趣，包括合成孔径雷达和无线电频率传感。他补充说，最终，这些感知能力需要持续并直接集成到战场上，直到枪炮。

有了这些在轨道上的传感器，下一步就是把数据送到地面。传统上，这一过程可能需要数小时甚至数天，因为卫星必须等待经过合适的地面站才能传送数据下行。这个时间表对美国陆军来说是行不通的。

速度是至关重要的，尼尔森指出，美国军方需要能够阻止“射击并快速移动”的攻击，也就是那些移动到一个区域，迅速建立自己阵地，发动攻击并继续前进的敌人。需要等待数小时才能获得的传感器信息并不能解决问题。当目标数据可用时，威胁可能已经攻击并转移到一个新的位置。

尼尔森解释说，等待数据在美国大陆下行，然后再被传送回战场，这绝不是一个现实的选择。这就是陆军的“泰坦”解决方案的用武之地。“泰坦”是一种新型的可伸缩、可移动的地面系统，它将能够在战区下载卫星的数据，然后使卫星收集更多的图像。

尼尔森说:“数据出来后，我们会使用各种各样的工具。”“其中之一被称为‘普罗米修斯’。”

 “普罗米修斯”是一种机器学习算法，它接收从轨道卫星上传输的各种数据——无论是电光、合成孔径雷达还是其他什么——并将其融合成有意义的、可用的目标数据。

一旦“普罗米修斯”合成出目标数据，它就会将其传输到一个名为SHOT的新程序中。SHOT掌握着所有己方火力的能力，尼尔森解释说。SHOT可以获取多个威胁的目标数据，将其与可用的武器系统进行比较，并确定哪种火力能力是攻击每一个威胁的最佳选择。

所有这些信息然后被无缝地传送到一个发射系统，例如“先进野战炮兵战术数据系统”，以应对威胁。尼尔森强调，在这个系统中有人在回路中的参与。

但这些步骤都不容易。“确实的定位、导航和定时”团队是美国陆军相关工作的整合者，采用各种先进技术提供更好的传感能力，更好的目标识别，并加快从传感器到发射的时间。

尼尔森拒绝透露这个时间表目前能以多快的速度运行。

尼尔森说:“我们正在将过去需要几天，过去是标为上午和下午类型的数据，精细化到从几个小时到几分钟。”

今年3月，尼尔森的团队在德国进行了一次实弹演习，以了解这种传感器到射击的链条在现实中是如何工作的。

该演习能够使用各种政府和商业卫星，利用光电和合成孔径雷达图像，以及发射器探测能力，Nelson说。轨道上的传感器能够收集有关目标的数据，然后向下连接到“泰坦”代理地面站，然后将数据发送到相应的武器系统。部分由于“泰坦”技术和轨道传感器的可用性，整个演习能够在战区进行。

 “我们要让整个战区都被火力吞噬，我认为这很重要。我们能够在战场上接收数据，并处理这些数据，从而显影出目标坐标，将其直接送入发射系统，从而能够对目标发射武器。我们现在在很短的时间内非常成功地做到了这一点。”

"超越了仅仅是测试的核心机理--把数据下载下来，使之通过运行它的算法，让它进入枪支，和实弹射击的刺激--我们在该架构上部署了一个数据管理者团队，坦率地说，这一架构横跨德国，并让他们在该数据跨越运营架构的沿途每个节点工作，"他补充道。

这些数据管理者能够记录数据从一个节点传输到下一个节点的速度，为美国陆军提供了关于当前系统实际工作情况的关键数据。美国陆军现在可以将这些数据输入到他们的模型中，以便进行更准确的战争博弈和模拟。

尼尔森说:“虽然这是一次技术演示，但其核心是我们如何实施这种能力，以及我们如何将这种能力迅速投入战场，让士兵们能够使用。”

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