经过数十年的发展，现代军事形态已经从机械化逐步过渡到了信息化，各大军事强国之间的差距逐渐缩小。为了保持军事优势，一些次要军事强国正将目光转向智能化领域，其中军事智能在决定未来战争胜负方面的作用愈发重要。

在军事智能的诸多目标中，武器装备的自主性是衡量智能化水平的关键指标，特别是在“集群智能”技术方面表现尤为突出。高度自主的智能化集群武器能够在任务分配后，依靠智能算法自动寻找、识别并执行攻击任务，具备成本低、生存能力强和效率高的特点。

美国军方多年前就开始发展“集群智能”装备，特别是自主无人机集群技术，成为其研究的重点。早在2005年，美国国防部在其《无人机系统路线图2005-2030》中就将无人机全自主集群作为发展目标。随后，在2015年和2016年的战略文件中，无人机集群的概念也被多次提及。2019年2月，美国国防部在《2018年人工智能战略摘要》中再次强调了这一议题。

美国军方多个研发部门正致力于这项颠覆性技术，以扩大传统的威慑力并掌握未来的战争态势。其中，国防高级研究计划局（DARPA）作为美军军事装备技术研发的先锋，在无人机集群技术上投入了大量精力，并取得了一些初步成果。DARPA已经开展了多个无人机集群项目，包括“小精灵”、“拒止环境协同作战”、“快速轻量自主”和“集群使能攻击战术”。

“小精灵”项目

“小精灵”项目致力于实现无人机集群的空中发射与回收，从而推动空中作战概念的变革。该项目设想在缺乏可靠陆基或海基着陆点的情况下，通过空基平台（如运输机）在防区外发射携带有侦察或电子战载荷的无人机集群。通过集群内部的信息共享与协同，无人机可以突破敌方防御系统，执行侦察和电子攻击任务，并在任务完成后进行回收。

该项目以C-130运输机为载体，采用类似于空中加油系统的拖曳式波动捕获装置进行无人机回收。预计每30分钟可以完成4架无人机的回收和再发射。尽管目前“小精灵”项目仍处于C-130演示阶段，但其模块化设计便于与其他运输机或主要武器运载系统结合使用。

“小精灵”项目的无人机作战半径可达900公里，续航时间最长为3小时，最大速度为0.8马赫，最大载荷约为68公斤，单价不超过70万美元，预期使用寿命为20次飞行。这些无人机具备数量多、体积小、价格低廉和可重复使用的特点。

“拒止环境协同作战”项目

“拒止环境协同作战”（CODE）项目的目标是开发先进的自主协同算法和监控技术，使无人机集群能够在通信受限或中断的环境中保持态势感知，完成侦察、跟踪、识别和攻击任务，从而提高无人机在高对抗环境中的自主性和协同作战能力，同时降低对操作人员的需求。

CODE项目于2015年启动，2018年1月完成了开放架构和自主协同技术的验证，同年11月完成了在拒止环境下应对突发威胁的能力验证。目前，该项目已进入第二阶段，第三阶段将验证单人控制最多6架无人机的能力。

CODE项目有望改变目前单个无人机需要多人操作的局面，使无人机在未来战场上能够更好地执行情报、监视和侦察以及战术打击等任务。具有自主能力的无人机群可以在单人监督下协同工作，评估自身状态和环境，并向任务主管提出协调行动的建议。任务主管可以混合和匹配不同系统以适应各种任务，并指导任务调整。支持CODE的无人机通过协作和自主能力，仅需少量监督即可根据既定规则找到目标并适时参与，及时应对战场变化。

“快速轻量自主”项目

现代战争中，GPS导航技术广泛应用于各类武器装备和作战行动，但其易受干扰的问题也越来越突出。为解决这一问题，DARPA发起了“快速轻量自主”（FLA）项目，旨在研究新的感知和自主控制方法，开发先进的算法，使小型无人机或无人车辆能够在没有人类操作、GPS导航或外部数据链引导的情况下自主运行，执行复杂条件下的任务，如在敌对城市环境中进行侦察或在地震后的受损建筑中搜索幸存者。

FLA项目始于2015年，2017年6月在佛罗里达州进行了第一阶段飞行试验，验证了项目的可行性。试验中，无人机搭载了各种传感器来分析环境信息，通过一系列障碍飞行试验，证明了无人机在复杂环境中的自主飞行能力。

2018年6月至7月，FLA项目在佐治亚州进行了第二阶段飞行测试，测试了小型无人机在紧凑室内空间、城市户外环境和杂乱自然场景中的自主飞行能力。研究人员改进了无人机的软件系统，使其仅携带一个摄像机，重量减轻了一半。测试验证了无人机的多种能力，如在多层建筑和狭窄通道中快速飞行并确认目标、穿过窗户进入室内搜索并构建三维态势图以及识别楼梯并离开建筑物等。

FLA项目的小型无人机预计飞行速度为20米/秒（45英里/小时）。它通过传感器快速探索和导航未知环境中的障碍物，不断创建地图并记录已探测过的地点，最后自行到达目的地。操作人员只需定义任务目标，如搜索的目标图形及其大致方向和距离。无人机收集的数据可以通过称为Android Tactical Assault Kit（ATAK）的手持应用程序与操作人员同步。该应用程序已部署至美军部队，可通过可选的Wi-Fi链路发送实时图像。

目前，FLA项目已经在重量仅为5磅（约2.3千克）、电池电量有限且计算能力有限的轻型四轴飞行器上得到了验证。下一步工作是将更多计算能力集成到更小的平台上，并转移到陆军研究实验室以进一步开发潜在的军事应用。未来，FLA无人机群可用于军队进入作战区域前的安全快速扫描、茂密丛林中搜索失踪人员等任务。

“集群使能攻击战术”项目

为显著提升小型地面部队在城市环境中的作战效能，DARPA于2016年12月启动了“集群使能攻击战术”（OFFSET）项目，旨在快速生成集群战术，评估其有效性，并将最佳战术整合到实际作战中。项目通过构建一个支持开放式系统架构的集群战术生态系统来实现这一目标，该系统主要包括三个部分：

第一部分：先进的人员集群界面

允许操作人员同时对数百个无人平台进行实时监控和指挥。该计划利用新兴的沉浸式交互技术（如增强现实、虚拟现实、基于语音、手势和触摸的技术等）来创建具有沉浸式态势感知和决策呈现能力的新指控界面。界面还包括集群交互语法，以便动态设计和响应集群战术。

第二部分：实时网络虚拟环境

用于实际集群战术演练。操作人员可以在虚拟系统中探索和评估集群战术，并通过系统提交集群战术进行排名，以鼓励竞争和合作。

第三部分：社区驱动的集群战术交流

为参与者提供编写集群算法或改进现有集群战术的工具，以生成集群战术的可扩展架构，并建立一个持久的社区来创新和培养更有效的战术。

OFFSET项目包括五个核心领域：集群战术、集群自主、人员-集群协同、虚拟环境和物理测试平台。项目通过频繁实时实验展示其技术，大约每6个月增加集群大小、空间操作规模和任务持续时间等复杂性，以推动技术进步。未来，项目希望实现对上百个集群目标的战术操作，适用于无人机和/或地面无人车辆集群，服务于小型步兵部队。

2018年3月，项目启动第二阶段“集群冲刺”，重点发展“集群战术”核心领域，关注战术开发与评估以及增强自主性算法的研究，提高平台自主性。项目选择了雷锡恩公司作为承包商之一，该公司正在研发一种单人控制大量无人机的VR接口，并在50架无人机上进行了测试。测试中，操作人员通过HTC Vive VR设备和两个控制器与环境交互，实时决策，对两个城市街区的城市目标进行15到30分钟的侦察。

2018年10月，项目启动第三阶段“集群冲刺”，集中讨论“人员-集群协同”和“集群战术”核心领域，并授予八家公司第二批集群冲刺合同。“人员-集群协同”旨在通过增强交互设计和新框架解决集群系统的复杂性和人类认知需求。集群战术则为操作人员提供集群作战的战术或方法的存储库，主要用于1至2小时的“城市突袭”任务，应用异构集群的空中和地面机器人。

2019年4月，项目开始征求第四次冲刺的创意，包括为OFFSET在虚拟环境中开发合成技术和利用人工智能探索新的集群战术。目的是为基于演练的集群模拟器开发合成技术和人工智能应用。合成技术涉及分布式“墙透”传感器、无源集群通信或增强型传感器/计算阵列，以展示新的集群战术。人工智能则用于加速集群战术设计，操作人员通过OFFSET的虚拟环境应用人工智能框架来发现、学习和强化新型集群战术。

近期，项目在6月成功进行了第二次野外实验，测试了空中和地面机器人团队以隔离城市目标的相关战术，任务执行时间为30分钟。未来，OFFSET项目计划实现多达250架协作自主的无人系统集群，执行15至30分钟的任务，最终可能延长至6小时，并具备通过语音指令发布任务的能力。

结 论

随着各国军事竞争的加剧，美军希望通过发展新的作战概念和技术，重塑自身的“不对称”优势。无人集群技术是美国“第三次抵消战略”的关键环节，利用人工智能技术，使无人装备在复杂战场环境中自主突防、规避和执行任务，通过系统级攻击获取优势，将从战略层面改变未来的作战方式，并对军队的作战理念、组织结构和装备体系产生深远影响。