Table of Contents

Въведение

Интеграцията на автономните превозни средства (AV) в операциите на Националната гвардия представлява парадигма промяна в начина, по който гвардията изпълнява своята уникална двойна роля, като изпълнява както федералните бойни мисии, така и аварийно реагиране на държавно ниво. Тъй като армията на САЩ ускорява приемането на безпилотни системи, Националната гвардия стои на ръба на лоста на тези технологии за подобряване на логистиката, разузнаването, медицинска евакуация и облекчение на бедствия. Автономна земя, въздух и морски платформи обещават да се разшири охраната достига в опасни среди, като същевременно намалява риска за членовете на службата. Въпреки това, пълната оперативна интеграция изисква преодоляване на значителни технически, етични и организационни препятствия. Тази статия изследва сегашното състояние, потенциалните ползи, ключови предизвикателства и бъдещата траектория на автономните превозни средства в рамките на Националната гвардия, като се основава на неотдавнашни демонстрации, доктринални разработки, и индустриални партньорства.

Състояние на автономните превозни средства при военна употреба

Автономната технология на превозните средства е преминала отвъд лабораторните тестове в ограничени оперативни прототипи във всички американски военни служби. Националната гвардия, макар и не винаги в челните редици на придобиването, участва в няколко експериментални програми и съвместни учения за оценка на възможностите на AV. Тези усилия обхващат земята, въздуха и морските области, всяка с различни нива на зрялост и оперативни ниши.

Наземни превозни средства

Програмата за роботична борба с автомобилите (RCV), включително светлината, средната и тежката поддръжка, е основен двигател на наземното автономност. Guard провежда ранни експерименти с малки нелегални наземни превозни средства (UGVs), като например RS2-HD (често известни като по-малко от по-малко от 10 милиона души) за разузнаване и сигурност на периметъра по време на мисиите за активно дежурство. Marine Corps го прави. Marine Corps го прави по-добре да се следва по-бавно, да се избегнат препятствия и да се върне в базата с минимална човешка намеса.

Въздушни системи

Почти всяка държава има армия охрана MQ-1C сив орел или MQ-9 Reaper единици, използвани за разузнаване, наблюдение и разузнаване (ISR) и стачни мисии. Air National Guard крила работят RQ-4 Global Hawk и MQ-9, често плаващи автономни сортии с човешки надзор за изстрелване и възстановяване. По-малки четирикоптер системи, като Skydio X2D, са били разположени от екипи за гражданска подкрепа на Guard за оценка на бедствия. Автономията в тези системи до голяма степен означава пътна навигация, perching, и автоматизирано излитане/земя; истинска тактическа автономия (напр. независимо откриване и ангажираност на цели) остава строго ограничена от политиката.

Морски системи

Неманирани плавателни съдове (USV) и подводни превозни средства (UUV) са по-малко често срещани в Guard, но набират влагоразбивачи. В NEAFC търсачи на море средно разглобени USV и по-малките Manta Ray UUV са демонстрирани в съвместни упражнения с бреговата охрана и запаса от флота, които често се обучават заедно с патрулни единици. Някои държави с големи брегови линии (напр. Флорида, Калифорния) са експериментирали с автономни шамандури и дистанционни сензорни платформи за наблюдение на полоса по време на урагана. Ролята на охраната в сигурността на пристанището и прочистването на нефта може да се възползва от полуавтономни морски активи, които могат да работят в опасни течения или замърсена вода.

Националната гвардия

Националната гвардия (NGB) е създала няколко иновационни клетки и партньорства, за да ускори приемането на AV. Армията Guardian . Guardian . Програмата, Air Guardian . The Air Guards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Потенциални ползи за националната гвардия

Автономните превозни средства предлагат редица предимства, които са съобразени с оперативното темпо на Guards, което често изисква бързо активиране, разнообразни комплекти мисии и минимално логистично движение.

  • Засилена безопасност в опасните среди:[ AVs могат да работят в химични, биологични, радиологични и ядрени (CBRN) среди, по време на пожари, в земетресения руини, или под вражески огън . По време на 2020 г. Калифорнийски диви пожари, оборудван с термокамери, е бил използван за картографиране на противопожарни линии и доставка на вода на пожарникари в изолирани райони, намаляване на излагането на топлина и дим.
  • Повишаване на ефективността на логистиката и разузнаването: Автономните системи могат да поддържат дълги патрули и транспортни мисии без умора от екипажа. В гарнизон, безпилотно наземно захранване може да намали броя на войниците, необходими за сигурността на конвоя. В областта автономни дронове могат да осигурят устойчиви ИСР в широки райони, откриване на промени в терена или дейността и сигнализиране на човешките анализатори.
  • Изгубени спестявания през жизнения цикъл: Докато първоначалните разходи за придобиване са високи, AVs могат да намалят изискванията за персонала в нищни задачи, като например патрулиране по периметъра, движение на товари и освобождаване на маршрута от задължения на войниците за по-сложни задължения. Намаленото потребление на гориво чрез оптимизирано автономно шофиране и намалена поддръжка поради алгоритми, базирани на състоянието, също допринасят за дългосрочни икономии.
  • Операционна гащеризон и скалабилност:[ Автономните платформи могат бързо да бъдат разположени до разнообразните недра на открито, пустинята, града или немската повърхност с минимална подготовка.Гардиите с двойна/федерална структура означават, че тези системи могат да бъдат предварително разположени в държавни оръжейни системи и бързо активирани за реагиране при бедствия, след което безпроблемно интегрирани във федерални мисии по дял 32 или 10 USC. Технологията за рула може да позволи на един оператор да управлява множество активи едновременно, умножавайки силата на Guard .
  • Засилена ситуационна осъзнатост:[ Бордови сензори и синтез на данни с AI-захранвани може да предостави на командирите обща оперативна картина, която актуализира в реално време. Автономните превозни средства могат да служат като мобилни сензорни възли, споделяне на данни в мрежата и намаляване на пропуските в информацията, които често заразяват операции по реагиране при бедствия.
  • Редуциран Cognitive Burden на човешките оператори: Като автоматизира рутинни решения (напр., по маршрут за патрулиране, регулиращ скоростта на терена, връщащ се към базата, когато е ниско на горивото), AVs позволява на войниците да се фокусират върху тактически решения на по-високо ниво. Този когнитивен товар е особено ценен за персонала на гвардията, който тренира само на непълно работно време и може да се изправи пред стръмна крива на обучение по време на аварийно активиране.

Предизвикателствата и съображенията

Въпреки тези ползи, няколко пречки трябва да бъдат отстранени преди автономните превозни средства да станат стандартен инструмент в инвентара на Националната гвардия.

Технологична надеждност в изпитани и сложни среди

В автономните системи зависят от сензорните данни (LIDAR, радари, GPS) и алгоритмите за навигация и вземане на решения. В GPS-отрицателни среди, като например вътрешни тунели, под плътен дърво канопи, или в области с тежки електронни охранителни камери. Guards операционният спектър включва всичко от отворена пустиня до заглушаване градска среда, всяка представя уникални предизвикателства възприятие. Например, пясъчни бури могат да заслепят LIDAR, докато дъжд или мъгла намалява оптични камери. Надеждността изисква излишни сензорни апартаменти, здрави SLAM (симултанно локализация и картография) алгоритми, и небезопасни механизми, които връщат превозното средство в безопасно състояние, когато автономията намалява. Текущ тест показва, че дори напреднали платформи като Armys RCV изискват човек в цикъла за неструктурирани операции.

Заплахи за киберсигурност

Автономните превозни средства са силно свързани с мрежата, което ги прави уязвими към кибератаки. Adversariers биха могли да заглушат командни връзки, спуф сензор входове, или инжектират код за отвличане или изключване на превозното средство. Guard, като всички военни компоненти, трябва да гарантира, че AVs имат закоравяеми комуникации, криптирани връзки с данни, и офлайн режим на завръщане. A 2022 GAO доклад за автономни военни системи подчерта, че Министерството на отбраната (DD) все още не е напълно установени стандарти за киберсигурност за земята U GWs, и много търговски компоненти, използвани в Guard експерименти не са военни ниво сигурност. Освен това, Guards не е в състояние на държавно контролирани мрежи (напр. за реагиране при бедствия) добавя сложност, тъй като тези мрежи не могат да отговарят на изискванията за сигурност на D.

Етични и правни въпроси

Най-спорният аспект на военната автономия е делегирането на смъртоносно решение. Директивата 3000.09 (2012, обновена 2023) възлага на автономните оръжейни системи да позволяват на човека контрол върху решенията за ангажиране, освен ако не е предоставено специално освобождаване. За несмъртоносни мисии като транспорт, разузнаване и медицинска евакуация, етични опасения, център за отчетност: ако автономно превозно средство се сблъсква с гражданско превозно средство, нарани страничен наблюдател или не предоставя помощ по време на бедствие, който отговаря за оператора, командира, производителя или разработчика на AI? Правните рамки за военни автономни системи все още се развиват, а и Гвардията трябва да спазва законите за използването на неавтомобилни превозни средства по обществените пътища и в въздушното пространство.

Разходи и логистика на интеграцията

Закупуването на автономни превозни средства е само част от разходите. Поддръжката изисква специализирани техници, обучени в роботика, AI, и мрежови инженерни умения, определени, че Guard в момента липсва в органична здравина. Резервни части вериги за доставка на напреднали сензори и офшорни не могат да бъдат лесно достъпни чрез традиционните военни логистични канали. Освен това, интегриране на AVs в съществуващите системи за командване и контрол (напр., армията гонитва Командване мисия или Общата оперативна картина) изисква софтуер актуализации и стандарти за данни, които все още са в процес на разработване.

Технологично развитие

Преодоляването на предизвикателствата изисква фокусирани инвестиции в няколко ключови технологични стълба.

Изкуствен интелект и машинно обучение

AI е ядрото на самостоятелното функциониране. Военните AVS изискват високо надеждни програми AI, които могат да генерализират в различни среди, което е известно като адаптация домейн. Текущи изследвания, като например армията . AI2C и отбраната Разширено научноизследователски проекти агенция (DARPA) програми като OFFensive Swarmal-Enabled Тактика (OFFSET), фокусира върху укрепване на обучението и дълбоки невронни мрежи за възприятие и планиране. Въпреки това, AI системи нямат здравия разум и причинно-следствена разбиране, че хората разчитат на, което ги прави чупливи в нови ситуации. Guard ще се възползват от AI, които могат бързо да се адаптират към местните кът и обстоятелства. например, научавайки се да навигирате на наводнена улица различно от суха една.

Сензорни синтез и възприемане Алгоритми

Здравото възприятие изисква комбиниране на данни от множество видове сензори. LIDAR осигурява високо резолюционна 3D картинг, но е чувствителен към времето; радар прониква времето, но има по-ниска резолюция; пасивните EO/IR камери предлагат контекст, но зависят от осветлението. Fusion алгоритми трябва да претеглят всеки сензор динамично и да откриват несъответствия, които могат да показват spofing. Съвместната програмна служба за роботика и автономни системи (JPO-RAS) е разработвала обща автономност софтуерна група, която стандартизиране сензорни интерфейси и възприятие тръбопроводи в услугите, които биха могли да улеснят интеграцията на Guard.

Комуникации и команден и контрол

Автономните превозни средства изискват ниско качество, жилави комуникации за телеметрия и актуализации на команди. Guard работи в среди, където клетъчни кули могат да бъдат надолу (реагиране на бедстване) или под атака (комбинация). Emerging решения включват ad hoc мрежи за управление на бати, използвайки софтуерно дефинирани радио, сателитни комуникации с терминали в движение, и тактически връзки с данни като Link 16. The Armys CLN Tactical Network (ITN) и Air Forces Разширено система за управление на битки (ABMS) изграждат инфраструктурата за свързване на неподвижни и нена платформи. За Guard, целта е да се постигне по-неманирани от екипа, който контролира множество превозни средства чрез един-единствен интерфейс, дори над неоформени мрежи.

Политика, етика и регламент

За да се гарантира, че всички въоръжени с оръжие въоръжени с оръжие, които са в състояние да използват автономни превозни средства, се подчертава, че в рамките на националната си система за отбрана, трябва да се осигури възможност за човешки надзор на смъртоносни действия. За гвардията ограниченията, които обикновено забраняват на военните да извършват правоприлагане, но автономни системи за наблюдение могат да предизвикат опасения за четвъртата поправка, ако се използват за постоянно наблюдение без заповед.

Международните съображения се прилагат и когато единиците на гвардията се намират в чужбина. Автономните системи трябва да спазват Закона за въоръжените конфликти, който изисква разграничение между бойци и цивилни лица, пропорционалност в нападенията и отчетността за командирите. Липсата на ясен правен статут за автономни участници (не съвсем войник, голм.) усложнява отчетността. Няколко нации, включително Китай, Русия и Израел, развиват подобни системи, повишавайки риска от автономно въоръжаване. САЩ са се борили за отговорна рамка за използване в Организацията на обединените нации, но обвързващите договори остават неуловими.

Пътят напред

Очаквайки с нетърпение, Националната гвардия вероятно ще види автономни превозни средства да се развиват от експериментални платформи към оперативни инструменти през следващото десетилетие.

Манде-безпилотно отбориране

В близко бъдеще фокусът е върху свързването на автономни системи с човешки единици. Например, автономно наземно превозно средство може да придружава конвой с екипаж, осигуряващ допълнителни очи (сензори) и носене на доставки, докато човешки лидер взема всички тактически решения. Програмата Army по невалидно Манед Бойни превозни средства (OMFV), макар и забавено, сочи към бъдещи бойни превозни средства, които могат да работят със или без екипаж.

Възможности за плуване и разпределени операции

В отговор на бедствия, рояк дронове може да картографира широка площ за оцелели или доставят малки товари (напр., комуникационни релета, пречиствателни таблетки вода) на изолирани общности. В борбата, рояци може да надделее вражески въздушни защити или поведение разпределени разузнаване. DARPA готварски програми и Navy Dow-Cost Безпилотни Aerial Vehicle Snough Technology (LOCUST) са демонстрирали основни рояк поведение. Резервната структура на Guards може да бъде добре подходящ за управление на роячни операции, тъй като те изискват минимален персонал за настройка, но значителен технически опит за планиране.

Отговор при бедствия и хуманитарна помощ

Автономните превозни средства могат да трансформират най-видимата мисия на Guards: домашен аварийно реагиране. След урагани, автономни лодки могат да инспектират мостови пилинги и ясни отломки от водни пътища. По време на пожари, автономни наземни превозни средства могат да създадат пожарни или доставка на доставки на пожарникари в опасни зони. При земетресения, UGV с камери и акустични сензори могат да намерят жертви под отломки, без да застрашават търсенето на екипи за търсене.

Интеграция със съвместно командване и контрол на всички домейни

Бъдещите конфликти ще изискват безпроблемно координиране във въздуха, сушата, морето и кибернетичното. Автономните превозни средства ще служат като възли в съвместната мрежа All-Domain Command and Control (JADC2), споделяне на данни и получаване на задачи от по-високи ешелони. Охраната трябва да гарантира, че нейните AV-та са съвместими с протоколите JADC2 . Значителна инвестиция, но необходима за избягване на по-големи системи, които не могат да комуникират с активните на брой. Упражнения като Northern Strike и Сайбър Guard[ вече са тествани за кръстосано домейн интеграция със автономни активи.

Заключение

Бъдещето на автономните превозни средства в операциите на Националната гвардия е обещаващо и сложно. Тези системи имат потенциал да спасяват животи, подобряват ефективността и разширяват възможностите на Гвардията в борбата и реагирането при бедствия. И все пак осъзнавайки, че потенциалът ще изисква устойчиви инвестиции в AI надеждност, киберсигурност, етични рамки и обучение на персонала. Пазителите трябва да се ориентират и към фрагментиран правен пейзаж и да гарантират оперативна съвместимост със съвместни и междуведомствени партньори. Като се учат от текущи експерименти и изграждат силни отношения с академията, промишлеността и активните услуги, Националната гвардия може да се позиционира като лидер в отговорно приемане на автономни технологии.