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國外研究人員正在創建一個專門為軍事裝備設計研發的物聯網

文章來源:科技日報 作者:【*】 點擊:次 時間:2019/7/3 17:14:18

軍事物聯網 打造作戰系統的天羅地網

西班牙《國防》雜志網站近日報道稱,研究人員正在創建一個專門為軍事裝備設計研發的物聯網。這種物聯網將使可穿戴生物識別設備更好地融入未來單兵作戰裝備,幫助士兵在戰場復雜環境下識別敵人、操控裝備和武器系統,從而獲得更強的戰斗力。

對此,軍事科普作家易芳對科技日報記者表示:“士兵的現代化與軍事物聯網本質是兩個概念,士兵的現代化是解決如何更好、更加有效、更加科學‘入網’的問題,本質是現代軍事技術在單兵上的運用。而軍事物聯網核心是如何將更多的人、裝、設施‘組網’的問題,本質是解決‘網絡中心’與‘固定/移動終端’的聯接問題。從報道中看,西班牙所報道的這種物聯網應該還是著重解決未來軍事物聯網的基礎問題。”

軍事運用早于概念提出

通俗地講,物聯網就是“物物相連的互聯網”。

易芳介紹,物聯網實質是隨著傳感器技術、網絡技術、通信技術、數字信號處理技術、計算機控制技術等信息化技術群的運用,而展現的一種“萬物互聯”的構想。2005年國際電信聯盟發布的《互聯網系列報告:物聯網》報告,標志著物聯網正式步入人類社會。

但早在1999年,物聯網的概念就已被提出,隨即引起各國重視。美國國家情報委員會(NIC)發表的“2025年對美國利益潛在影響的關鍵技術”報告中,把物聯網列為6種關鍵技術之一。

“實際上軍事物聯網的運用要早得多。越南戰爭中,美國運用無人值守的‘熱帶樹’傳感器與指揮控制中心相連,實質已經構成了一張簡單的物聯網。上世紀90年代,美軍所構建的傳感器網,實質是早期基本成型的物聯網。”易芳介紹。

第一次海灣戰爭中,美國軍隊向交戰區域運送了大約40000個集裝箱的裝備。可由于標志不清,很多裝備丟失無從查找,消耗了巨大的戰爭資源,至少多花了幾十億美元的支出。12年之后,伊拉克戰爭爆發。這一次,美軍利用RFID技術建置的“全資產可視化”系統,加快了后勤裝備補給從生產工廠到散兵坑的運送,實現了由“儲備式后勤”向“配送式后勤”的轉變,有效消除了超額庫存和超額補給,最大限度地減少了人工失誤。與海灣戰爭相比,海運量減少了87%,空運量減少了88.6%,戰役裝備儲備減少了75%,戰略支援裝備動員量減少了89%。

當前仍是初級水平

“隨著技術的進步,特別是先進傳感器技術、5G/6G技術、云計算、大數據等先進技術發展,‘萬物互聯’的軍事物聯網成為可能。”易芳介紹,軍事物聯網主要解決未來戰爭的戰場透明化、要素聯合化、行為智能化、行動速決化、風險可控化等問題,通過對未來戰場的人、裝、物進行清晰的定位和特征識別,并實現智能化的指揮、控制、決策、行動。

比如,智能敵我識別,一旦導彈發現所攻擊的是己方裝備平臺,就可能轉向或自毀;智能人裝匹配,一旦發現非己方人員撿拾使用己方武器,就自動鎖死等。

國防科技大學國際問題研究中心主任馬建光曾在一篇文章中介紹道:軍事物聯網還可以有效提升戰場偵察監視能力,實現有用信息的隱秘傳輸;可以有效縮短指揮周期,提高即時打擊能力;也可以提高后勤保障水平,實現保障過程全程可視,準確適度提供裝備與補給。

“當然,由于網絡通信、傳感器、云計算水平等制約,當前的軍事物聯網還處于初級水平,主要是聯網通信容量、特征提取識別、網絡安全等根本性問題沒有解決,還處在有限物聯、有節點、需要人工操控或干預的階段。”易芳說。

“比較有代表水準的還是美軍已經完成的‘網絡中心戰’網,已經實現了傳感器網、交戰網、信息網三網合一,這實質上就是一個軍事物聯網。其飛機、地面車輛、艦船、太空飛行器及其他武器系統、軍事設施、后勤物資都已經處于網絡之中,形成互聯。比如美軍自主式后勤保障系統,通過射頻掃碼方式實現精準定位、精準派送和精準保障。當前,美軍也在規劃將國防部、軍兵種、安全部門的信息系統,通過數據中心或云作戰中心,整合到一張網絡之中,其中也包括‘未來士兵系統’。”易芳表示。

有賴于技術的持續進步

實際上,西班牙媒體的報道主要討論的是物聯網對未來單兵作戰裝備的作用。文章認為如何通過傳感器(包括地面固定傳感器和士兵隨身攜帶的傳感器)匯總整合戰場上的各種動態信息,將是在戰場環境中部署物聯網解決方案所面臨的關鍵挑戰之一。

易芳表示:“例如已經投入使用的單兵定位導航技術,其實就是一種物聯網運用技術,它將定位信號、導航信號與指揮信息系統相連,已經構成了一個基本的物聯網。而報道中的未來單兵系統,無非是增加了傳感器的功能作用,能夠捕捉各種信號及靜態和動態生物特征數據,如人臉、虹膜、眼間距、指紋、心率、步態、手勢和面部表情等,這些特征數據如果入網,對未來戰場更具有指導性意義。比如報道中‘識別敵方戰斗人員’,通過網絡化的特征匹配識別,就能判別敵我,這種技術甚至可防范敵方人員操作己方武器裝備,還可防范己方人員操作非授權裝備系統。”

這篇報道中還提到了邊緣計算在軍事物聯網中的作用。邊緣計算是“萬物互聯”的延伸和云計算的擴展,旨在靠近物或數據源頭的一側,采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。

“如果真在‘萬物互聯’的情況下,軍事行動中產生的終端數據會指數倍增多,此時線性增長的集中式云計算能力就無法滿足要求,網絡帶寬的負載量也會大幅增加,網絡延時問題、終端耗電問題、集中處理速度問題都將會顯現出來。在此背景下,云計算、霧計算、邊緣計算都是一種解決方案。邊緣計算的好處在于,它是在終端設備中就將眾多數據清洗、提取為一種通用、可用、管用的‘小數據’,當然這是基于大數據清洗的科學經驗和對戰爭機理的深刻把握。”易芳解釋。

邊緣計算解決了戰場海量數據中可靠小數據提取和體系大數據綜合分析等問題,是破解未來戰爭迷霧的一種方案。“當然,軍事物聯網效能受限于網絡通信、傳感器、云計算水平等,有賴于技術的進步。”易芳說。

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