源自：知远战略与防务研究所
编译：蓝山
尽管武器装备自动化及部队指挥自动化程度持续提高趋势明显，但分队的行动效能仍然在很大程度上取决于单兵的战斗潜力。本文对可能被采用的现代化单兵态势感知方法与技术进行了研究，利用国外出版物的材料分析了不久将采用全新材料和方法的单兵战斗装备的主要发展趋势，这些技术方案将大大扩展士兵和分队指挥员的态势感知范围。
目前世界各国正在制定各种国家级 “未来士兵”战斗装备研发计划，其中主要有：澳大利亚的“地面125第4阶段‘一体化士兵系统’”，南非的 “非洲战士”，法国的“装备与通信一体化步兵-II”（FELIN-II），德国的“未来士兵系统”（“剑”），意大利的“未来士兵”，西班牙的“未来战士”，荷兰的“士兵现代化计划”，挪威的“挪威北极模块化网络士兵”，葡萄牙的“未来战士”，新加坡的“先进战士系统”，瑞士的 “模块化士兵系统”，瑞典的MARKUS，以色列的“阿诺格”、IAS/AISS、IICS/“统治者”，英国的“未来一体化士兵技术”，比利时的“比利时士兵转型系统”，波兰的“泰坦计划”，捷克的“21世纪士兵”，印度的F-FINSAS，加拿大的“一体化士兵系统计划”，美国的 “未来士兵”“轻型战术作战服”，日本的“先进单兵装备系统”1。在这些构想中，主要方向之一是提高下级士兵的态势感知能力和侦察能力。
单兵态势感知智能技术装备
评估先进技术在军事中的主要使用领域时，主要注意力客观上应放在如何在技术上提高武器效能上（部队指挥、侦察、网络战、后勤、武器装备自主化和机器人化等）。但态势感知也是战斗行动效能的重要组成部分。
近年来俄罗斯武装力量参与的各种作战行动表明，在城市作战中单兵态势感知问题的迫切性显著提高。在此背景下（单兵）战斗装备对提高态势感知能力的作用非常大。在（单兵）战斗装备的组成中，能大大扩大单兵态势感知范围从而完成一系列生命和战斗能力保持任务的技术装备在增加。的确，尽可能地排除危险源对士兵的影响，为其提供能以最小的生命风险完成任务的技术装备，是单兵战斗装备重要研发目标之一。
士兵在战场上如何以及用什么掌握态势？如何提高其态势感知能力？在人赖以感受周围世界的六种感觉器官中，在本文语境中潜在有效的是四种：视觉、听觉、嗅觉和前庭器官。显然，完善能在这些方面提供应用能力的技术装备将有助于提高士兵的能力。
图1.危险的态势感知范围（蓝色）和必需的态势感知范围（绿色）
图1展示的是一种危险态势：占领各自阵地的士兵之间没有目视和声学接触，而任务在变化。
目前，单兵态势感知的形成来自（布置任务时）从上级指挥官获取的情报、地形图、罗盘、通信和侦察设备，以及对周围情况的观察、自己的直觉和推断。
可以通过利用新型设备加强整个分队的态势感知能力和信息连通性来提高士兵和战术分队的战斗效能，这样同时也能在战斗条件下简化士兵之间及其与上级司令部之间的协调。
我们正在形成对态势感知能力保障装备的关键要求。
态势感知保障的连续性
从态势感知的角度看，目前士兵之间的目视和声学接触在很多方面是决定性的。在战斗过程中经常会出现新任务，士兵的阵地会快速变换，因而目视接触和声学接触往往会中断，这会导致士兵从共同的信息场中消失，出现态势感知的某种“中断”，这可能导致独立行动，但有时候是无效行动。经过一段时间恢复态势感知也可能是危险的，因为有可能在此期间发生了重要事件。因此对态势感知连续性的要求是重要和关键的需求之一。
对视觉接口的要求
望远镜本质上是增强长时间视觉感知的标准方法，但得益于目前已经开发的信息技术，已经能研制能把士兵身体参数、战斗环境信息以及来自司令部、其他参战人员、侦察系统的信息直接传输到面罩或护目镜并可视化的光电系统。在使用虚拟现实技术的情况下，能将信息投影为士兵可见的现实世界情景。
图2.HoloLens增强现实眼镜2
预计到2030年之前国外将研制出能提供深度视觉、触觉和嗅觉沉浸式体验的新型人机交互通讯平台。目前正在制定能感知周围世界并跟踪自己位置的士兵沉浸式虚拟现实方案。增强现实和混合现实使其能看到世界并与其互动。聊天机器人、虚拟个人助理、接入互联网的头盔式虚拟现实和增强现实眼镜和透镜（图2）将显示出巨大的使用潜力。
对补充信息保障手段的要求
可以用现代化小型机器人技术装备加强单兵的信息保障和态势感知（图3）。这既可以是地面机器人，也可以空中机器人。
迫切需要将包含纳米、微型和小型无人机的综合系统以及地面机器人技术系统列入单兵战斗装备的组成，以在机器人技术装备小型化的基础上对敌人进行侦察和杀伤。
图3.“黑黄蜂”PRS8微型无人直升机3
对声学接口的要求
现代化战斗客观上充满过剩的声音。因此从环境“噪声”中鉴别有用的信息是一项重要的应用任务。据预测，到2030年之前绝大多数分析需求将借助于对自然语言、语音的搜索、处理形成或自动形成。这是对未来战斗装备的一个非常重要的要求。在此背景下使用具有集成语音助理和翻译、主动噪声压制功能的耳机是一个创新。
“嗅觉”方面的要求
当前在这方面有一个趋势是使用化学和（或）生物武器报警传感器。嵌在单兵装备中的传感器应预先确定空中有无有毒物质及其浓度，并向士兵警告污染风险。单兵防护器材发出进入工作状态的指令，并通报上级指挥官和分队其他成员。应持续跟踪过滤和防护器材的状况和在污染区域可（安全）滞留的时间。
“触觉”方面的要求
人体能感知疼痛和温度，为了实现或抵消这些感觉，士兵可以穿戴相应的装备。防弹背心是最直接的减轻疼痛的手段，它一方面有保护功能，另一方面能减轻痛觉。未来将研制具有士兵身体状态和健康监控功能的军服。安装在士兵身体和装备上的个人传感器可能是这种军服的技术基础，它们能向指挥官自动传输士兵身体状况的生物统计参数（脉搏、呼吸频率、体温），向士兵告警（有敌人用可见和红外电磁波波段的各种主动光电装置进行探测，敌人使用生化武器或周围存在放射性污染）。
在现代化战争中，为了确定在辐射因素影响下的战斗力和制定在辐射影响条件下的最佳行动方法，评估全体人员的剂量负担非常重要。可以把辐射剂量归入触觉，不过是有条件的。发展辐射侦察与监控装备是一个重要方向。该方向是研制辐射（受到可见光和红外电磁波主动光电装置的探测）告警传感器。这种传感器能马上指示危险，不需要对实际和预测剂量负担进行计算。当前的剂量负担指标还可以传至监控设备——头盔或眼镜。
“前庭器官”方面的要求
借助于前庭器官，人能感受平衡和空间状态，加快或放慢运动，感受自身重量。
机器人技术装备的积极发展促进了“外骨骼”技术方案的开发。后者的关键任务是增强士兵的体力和能力。在军用外骨骼方面，为使外骨骼变成能集成战斗装备每个系统各组成部分的综合系统，目前采用人工智能技术，由人工智能负责相互协调、监控和发送指令。此外，所有未来系统中都可以使用这种技术，用于诊断、监控各组成部分的状况，以及进行技术维护说明。
第六感（直觉）
在处理直觉信息方面，获得智能技术方案可能是最有意思的新技术运用方向。在士兵实时所掌握信息的基础上预判未来事件将成为专项任务。这里的主要任务是以此类系统可理解的形式理解和确定直觉思维。可通过以口述、与其他士兵讨论形势并分析文本以及从中提炼预定类型的知识等方式确定思维来完成上述任务。乍一看这里不需要高技术预测和决策模型，预测取决于士兵的经验和知识，但没有这种模型很难形成可实现的未来态势情景。不过暂时还不能期望在此方向上迅速开发出有效方案。
对未来通信装备的要求
拥有稳定、隐蔽、可靠、低能耗、可快速展开交换信息的无线通信网络是士兵之间互相协同的必要条件。
可使用无线网格网络（mesh）组织这种网络。在这种网络中，每个装置都可与其他任何装置直接联接，也可经由网络中间节点联接。用户之间的距离可以是数百米，而依靠中继可增加到数千米。这种网络不需要电缆联接，而是利用无线电波道传输数据。因为不使用主发射机或可能受损的电缆，这种网络很难（或实际上不可能）被入侵、压制或中断。这种网络的缺点之一是数据传输速度慢。但传输传感器读数（大小很少超过数十比特）这样的信息不需要很高的传输速度。
使用“区块链”技术。区块链是一种分布式账本，是网络所有参与者都同意和共享的、加密签名的交易记录按时间顺序排列的清单。区块链和分布式数据目录的主要价值在于保证互不信任的网络参与者实现去中心化信任。当士兵在战斗行动过程中不得不在网络中协调其行动时，这种技术的价值很难被过高估计。而这种需求一直都存在。在这里也存在收到和确认接收命令的情况，任务完成结果报告，以及协调班组内的联合行动。
由此可见，为了保证士兵的态势感知能力，迫切需要积极使用能将信息投射至士兵可见的真实世界情况图（增强现实技术），以及来自司令部、其他行动参与者、无人机和地面机器人技术系统、瞄准设备、个人传感器的信息可视化多功能作战头盔。单兵可视化信息系统可做成各种面板（面罩、眼镜、手镯、手表、平板仪等）。该系统是一种能接收各种信息的系统。例如，可以把关于敌人位置、剩余弹药的信息和地形图、运动方向、来自监视系统的视频（图片）等实时传输至相应的面板上。
分队指挥系统中能感知态势的士兵
国外将联合作战指挥信息网络理解为指挥、通信、导航和侦察技术装备的总和，用于连续获取、收集、处理、研究、归纳、分析、评估、显示环境数据，以及在信息空间所有成员之间实时交换信息。表1中的装备能使分队的每名士兵接入共同的信息空间，同时他们既是用户，也是信息来源，而感知范围的扩大使他们在直接火力接触之前能预先获得关于敌人位置、兵力和装备的信息。
表1.当前和未来世界先进军队单兵战斗装备的态势感知能力
目前方兴未艾的作战物联网技术（Internet of Battle Things）采用创新的人员与信息保障装备协同组织方法4。同时，与把通信对象称作“物”（things）的物联网不同，作战物联网中的通信对象被称作装置（devices），这显然更为正确和符合现实。仅仅将未来士兵视为信息用户看起来是不对的，应视其为“作战物联网”中有生命的“物”，是交互作用的活“传感器”之网络中独立和十分重要的组成部分。的确，其他士兵作为有生命的“物”，无所谓接收或产生信息的某传感器有生命还是没有生命。这与“作战物联网”的三个基本原则也不矛盾，即：作战物联网构想与物体联系在一起，而士兵是物体；作战物联网是树状多层级网络，而士兵是这种网络的享有充分权利的组成部分；作战物联网中的物体积极进行交互作用，而士兵应既能从传感器获取信息，也能指挥传感器，亦即向传感器布置任务。
将这种装备起来共同工作的士兵与军用机器联网并建立可靠的相互联系，就能利用从对作战空间全面监视和对司令部意图的扩展理解中获得的知识，最高效地完成所担负的任务。
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