مقدمه مقدماتی

ادغام وسایل نقلیه مستقل (AVs) به عملیات گارد ملی نشان دهنده یک تغییر پارادایم در چگونگی عملکرد منحصر به فرد دوگانه آن - حمایت از ماموریت های مبارزه فدرال و پاسخ اضطراری سطح دولتی است، زیرا ارتش ایالات متحده سرعت بخشیدن به استفاده از سیستم های بدون سرنشین، گارد ملی در پیگیری استفاده از این فن آوری ها برای ارتقاء تدارکات، تخلیه پزشکی، و جلوگیری از عملیات های امنیتی فعلی، و کاهش مزایای مهم در سیستم عامل های امنیتی، گسترش یافته است.

وضعیت فعلی وسایل نقلیه مستقل در استفاده نظامی

تکنولوژی خودرو مستقل فراتر از آزمایش آزمایشگاهی به نمونه های عملیاتی محدود در سراسر خدمات نظامی ایالات متحده حرکت کرده است، در حالی که همیشه در خط مقدم خرید نیست، در چندین برنامه آزمایشی و تمرینات مشترک برای ارزیابی قابلیت های AV شرکت کرده است.این تلاش ها زمینه، هوا و حوزه های دریایی، هر کدام با سطوح بلوغ متمایز و طاقچه های عملیاتی.

وسایل نقلیه زمینی

برنامه مبارزه با ربات ارتش (RCV) - از جمله نور، متوسط و انواع سنگین - یک محرک اصلی استقلال زمینی بوده است. گارد آزمایش های اولیه با وسایل نقلیه زمینی کوچک بدون سرنشین (UGVs) مانند RS2-HD (که اغلب به عنوان "MARS" شناخته می شود) برای شناسایی و امنیت محیط زیست در طول ماموریت های فعال دولتی انجام داده است.

سیستم های هوایی

سیستم های هوایی بدون سرنشین (UAS) بالغ ترین دامنه مستقل در گارد هستند. تقریبا هر ایالت دارای گارد MQ-1C Gray Eagle یا MQ-9 Reaper است که برای هوش، نظارت و شناسایی (ISR) و عملیات گارد ملی به طور دقیق سیستم های شناسایی خودکار استفاده می شود.

سیستم های دریایی

کشتی های سطح خودگردان (USVs) و وسایل نقلیه زیر آب (UUVs) در گارد کمتر رایج هستند، اما کشش را به دست می آورند. شناور دریایی شکارچی متوسط ایالات متحده و Manta Ray UUV کوچکتر در تمرینات تعاونی با گارد ساحلی و نیروی دریایی نشان داده شده است که اغلب در کنار برخی از ایالت ها با خط ساحلی بزرگ (به عنوان مثال، بسته بندی آب و فاضلاب) در حال حاضر می تواند از طریق عملیات های دریایی و سیستم های امنیتی هوایی که از راه دور از راه دور، محافظت می کنند، و عملیات های دریایی و عملیات های دریایی و کیسه های دریایی را با استفاده کنند.

طرح های گارد ملی

اداره گارد ملی (NGB) چندین سلول نوآوری و مشارکت را برای تسریع در برنامه "Guardian" سپاه پاسداران، "آگله مبارزه با استخدام" Air Guard ایجاد کرده است و ابتکارات سطح دولتی شبیه سازی شده مانند AVLT 2:LT برنامه "Lone Star Un سرنشین دار" را برجسته می کند که همه نمونه های اولیه AV در سناریوهای واقع گرایانه را آزمایش می کنند، به عنوان مثال در طول تمرین های منحصر به فرد (FV1)

مزایای بالقوه برای گارد ملی

وسایل نقلیه مستقل ارائه می دهند طیف وسیعی از مزایای متناسب با سرعت عملیاتی گارد، که اغلب نیاز به فعال سازی سریع، مجموعه ماموریت های متنوع و حداقل رد پای تدارکات ایستاده.

  • ایمنی در محیط های خطرناک: AVs می تواند در محیط های شیمیایی، بیولوژیکی، رادیولوژی و هسته ای (CBRN) در طول آتش سوزی، در زمین لرزه های روبیبل، و یا در آتش دشمن کار کند - بدون اینکه پرسنل را در طول آتش سوزی های کالیفرنیا 2020 به خطر بیاندازد، یک UGV مجهز به دوربین های حرارتی برای آتش سوزی و آتش سوزی استفاده می شود.
  • افزایش بهره وری برای لجستیک و سازگاری: سیستم های خودمختار می توانند گشت های طولانی مدت و ماموریت های حمل و نقل بدون خستگی خدمه را حفظ کنند، عرضه مجدد زمین بدون سرنشین می تواند تعداد سربازان مورد نیاز برای امنیت کاروان را کاهش دهد.
  • صرفه جویی در هزینه های زندگی: در حالی که هزینه های خرید اولیه بالا است، AVs می تواند الزامات پرسنل در کارهای تکراری را کاهش دهد - مانند گشت و گذار محیط، حرکت محموله و ترخیص مسیر - سربازان برای وظایف پیچیده تر.
  • انعطاف پذیری و مقیاس پذیری عملیاتی: سیستم عامل های خودمختار می توانند به سرعت به مناطق مختلف -arctic، بیابان، شهری یا دریایی - با حداقل آماده سازی متناسب با ساختار دوگانه / دولتی / تغذیه گارد به این معنی است که این سیستم ها می توانند در زره های دولتی پیش فرض شوند و به سرعت برای پاسخ فاجعه فعال شوند، سپس اپراتور یکپارچه به ماموریت های واحد فدرال اضافه می کند و یا به طور همزمان 10 واحد ذخیره سازی نیروی دریایی را افزایش دهد.
  • آگاهی موقعیتی حساس: سنسورهای Onboard و ترکیب داده های مبتنی بر AI می توانند به فرماندهان یک تصویر عملیاتی مشترک ارائه دهند که به روز رسانی در زمان واقعی می تواند به عنوان گره های سنسور تلفن همراه، به اشتراک گذاری داده ها در سراسر شبکه و کاهش شکاف هایی که اغلب عملیات واکنش فاجعه را مختل می کنند، خدمت کند.
  • رد کردن شناختی بر روی اپراتورهای انسانی: با تصمیم گیری های روزمره خودکار (به عنوان مثال، پس از یک مسیر گشت، تنظیم سرعت به زمین، بازگشت به پایگاه در هنگام کم سوخت)، AVs اجازه می دهد سربازان به تمرکز بر تصمیمات تاکتیکی سطح بالاتر تمرکز کنند.این خاموش شناختی به ویژه برای پرسنل گارد که تنها در طول یک منحنی یادگیری جزئی و شدید ممکن است در طول یک منحنی اضطراری حرکت کند، ارزشمند است.

چالش ها و ملاحظات

با وجود این مزایا، چندین مانع باید قبل از تبدیل شدن به یک ابزار استاندارد در موجودی گارد ملی مورد توجه قرار گیرند.

قابلیت اطمینان تکنولوژیکی در محیط های رقابتی و پیچیده

سیستم های مستقل به داده های سنسور (LIDAR، رادار، دوربین ها، GPS) و الگوریتم های AI برای حرکت و تصمیم گیری در محیط های GPS-دنبار - مانند تونل های داخل، زیر پوشش درختان متراکم، یا در مناطق با جنگ الکترونیکی سنگین - این سیستم ها می توانند از بین بروند، همه چیز از بیابان های پیشرفته تا محیط های شهری شلوغ، هر یک از چالش های ادراک منحصر به فرد برای ساخت و ساز های امن استفاده کنند (این سیستم های قابل اطمینان از سلاح های قابل اعتماد به نفس بسته به نفس بسته به صرفه نیاز دارند) در حالی که بسته های قابل اعتماد به صرفه هستند، و یا بسته های قابل اطمینان از بسته های قابل اعتماد به سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های قابل اطمینان محلی دارند.

تهدیدات امنیت سایبری

وسایل نقلیه خودمختار به شدت شبکه شده اند، و آنها را در برابر حملات سایبری آسیب پذیر می کند.بی.د.بی.ان.د.د.ان.د.ان.د.ان می تواند پیوندهایی را که به شدت سخت شده اند، ارسال های سنسور اسفشان و حالت های آفلاین را تزریق کند. A 2022 GAO در سیستم های نظامی مستقل برجسته کرد که وزارت دفاع (DoD) هنوز به طور کامل از استانداردهای امنیتی ایالات متحده استفاده نکرده است و امنیت سایبری استفاده نکرده است.

مسائل اخلاقی و حقوقی

محرمانه ترین جنبه استقلال نظامی، هیئت تصمیم گیری مرگبار است. دستورالعمل DoD ۳۰۰۰.۰۹ (2012، 2023) حکم می کند که سیستم های سلاح های مستقل باید اجازه دهند کنترل انسان بر تصمیمات مربوط به عملیات عملیاتی را کنترل کنند مگر اینکه یک معافیت خاص در عملیات های غیر دولتی مانند حمل و نقل، شناسایی و تخلیه پزشکی، نگرانی های اخلاقی در مورد پاسخگویی: اگر یک وسیله نقلیه مستقل با یک سازمان حمل و نقل هوایی مواجه شود، یا یک سیستم های پلیس فدرال را اداره کند، یا بدون سرنشین را اداره می کند.

هزینه و لجستیک ادغام

به دست آوردن وسایل نقلیه مستقل تنها بخشی از هزینه است.و نگهداری نیاز به تکنسین های تخصصی آموزش دیده در رباتیک، AI و مهندسی شبکه - مجموعه مهارت است که گارد در حال حاضر فاقد قدرت ارگانیک است، قطعات زنجیره تامین برای سنسورهای پیشرفته و محرک های امنیتی ممکن است به راحتی از طریق کانال های نظامی سنتی در دسترس نباشد، ادغام AV به سیستم های فرماندهی و کنترل موجود (به عنوان مثال، سیستم های فرماندهی فدرال، هنوز نیاز به سیستم های فرماندهی و یا سیستم های فرماندهی نیروی هوایی دارند که هنوز هم نیاز دارند.

توسعه تکنولوژی

غلبه بر چالش ها نیازمند سرمایه گذاری متمرکز در چندین ستون تکنولوژی کلیدی است.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

AI عامل اصلی عملیات مستقل است. AVs نظامی نیاز به هوش مصنوعی بسیار قابل اعتماد دارد که می تواند در محیط های مختلف تعمیم یابد - چالشی که به عنوان سازگاری دامنه شناخته می شود، تحقیقات فعلی، مانند مرکز ادغام هوش مصنوعی ارتش (AI2C) و سیستم های پیشرفته تحقیقات پیشرفته (DARPA) مانند تاکتیک های معتبر Swarm-Enredable (SET)، یادگیری و یادگیری سریع درک عمیق از انسان ها و سیستم های امنیتی است که می تواند به سرعت از شرایط پیچیده ای که به آنها اطمینان داشته باشد.

الگوریتم های حسی Fusion و ادراکی

درک قوی نیاز به ترکیب داده ها از انواع مختلف سنسور دارد. LIDAR دارای نقشه برداری 3D با وضوح بالا اما حساس به آب و هوا است؛ رادار نفوذ در هوا اما وضوح پایین تر؛ دوربین های غیر فعال EO / IR زمینه ارائه می دهند اما بسته به نورپردازی. الگوریتم های Fusion باید هر سنسور را به صورت پویا وزن کنند و تشخیص ناسازگاری هایی که می تواند نشان دهنده ی فایل های مشترک برای سیستم های پیکربندی خودکار باشد.

ارتباطات و فرماندهی و کنترل

وسایل نقلیه مستقل نیاز به ارتباطات کم و انعطاف پذیر برای تلهومتر و به روز رسانی فرمان دارند. گارد در محیط هایی که برج های سلولی ممکن است پایین (پاسخ فاجعه) یا تحت حمله (comt) راه حل های اضطراری شامل شبکه های حلقه دار با استفاده از رادیوهای تعریف شده نرم افزار، ارتباطات ماهواره ای با ترمینال های ضدمو، و پیوندهای تاکتیکی مانند لینک 16، زیرساخت های پیشرفته شبکه های امنیتی (IPS) و سیستم مدیریت نیروی هوایی متصل می باشد.

سیاست، اخلاق و مقررات

فعل پیچیده قوانین فدرال، ایالتی و بین المللی چگونگی استقرار گارد وسایل نقلیه مستقل را شکل می دهد. دستورالعمل به روز شده DoD 3000.09 تأکید می کند که سیستم های مستقل باید طراحی شوند تا اجازه دهند نظارت انسان از اقدامات مرگبار برای گارد 1 را فراهم کند، این بدان معنی است که هر AVLT مسلح با سلاح نیاز به تایید صریح از هر دو فرماندار ایالتی (برای ماموریت های داخلی) و وزیر دفاع فدرال (Fatus) دارد.

ملاحظات بین المللی نیز زمانی اعمال می شود که واحدهای گارد در خارج از کشور سیستم های خودمختار باید مطابق با قانون درگیری مسلحانه باشند که نیازمند تمایز بین مبارزان و غیرنظامیان، تناسب در حملات و پاسخگویی به فرماندهان است. عدم وجود وضعیت قانونی روشن برای بازیگران مستقل (نه کاملاً الزام آور)، نه کاملاً "ماپون") پاسخگویی چند کشور - از جمله چین، روسیه و توسعه سیستم های مستقل ایالات متحده، اما در حال توسعه سیستم های تهدید به سلاح های خود است.

جاده Ahead

به دنبال جلو، گارد ملی احتمالاً شاهد تکامل خودروهای مستقل از سیستم عامل های آزمایشی به ابزارهای عملیاتی در طول دهه آینده خواهد بود.

تیم ماed-Un-Unled Team

تمرکز نزدیک بر جفت کردن سیستم های مستقل با واحدهای انسانی است، به عنوان مثال، یک وسیله نقلیه زمینی مستقل می تواند یک کاروان سرنشین دار را همراهی کند، چشم های اضافی (حساس) و حمل وسایل را فراهم کند، در حالی که یک رهبر انسان تمام تصمیمات تاکتیکی را می گیرد.برنامه مبارزه اختیاری ارتش (OMFV) ، اگرچه به تأخیر می افتد، نقاط مبارزه با وسایل نقلیه آینده که می توانند بدون پیکربندی سپاه به احتمال زیاد برای محافظت از عقب و واحدهای امنیتی مشابه استفاده کنند.

قابلیت های Swarm Capability و عملیات توزیع شده

Swarming - ده ها سیستم عامل کوچک مستقل که در روش هماهنگ عمل می کنند - از امکانات تاکتیکی جدید جلوگیری می کند.در پاسخ فاجعه، یک توده از هواپیماهای بدون سرنشین می تواند یک منطقه گسترده برای بازماندگان را نقشه برداری کند یا محموله های کوچک (به عنوان مثال، رله های ارتباطی، قرص تصفیه آب) را برای جوامع کوچک، پخش کند، توده ها می توانند دفاع هوایی دشمن را به کار گیرند یا شناسایی توزیع شده اند.

واکنش فاجعه و کمک های بشردوستانه

وسایل نقلیه مستقل می توانند قابل مشاهده ترین ماموریت گارد را تغییر دهند: واکنش اضطراری داخلی پس از طوفان، قایق های مستقل می توانند شکاف های پل و زباله های روشن را از آبراه ها بررسی کنند، در طول آتش سوزی، وسایل نقلیه زمینی مستقل می توانند آتش نشانی ایجاد کنند یا منابع آتش نشان را در مناطق پرخطر تحویل دهند.در زمین لرزه ها، UGV ها با دوربین ها و سنسورهای صوتی می توانند قربانیان را بدون اینکه به سرعت عملیات های تعمیر و ایمنی را به خطر برسانند، پیدا کنند.

ادغام با فرماندهی مشترک All-Domain و Control

درگیری های آینده نیاز به هماهنگی یکپارچه در سراسر هوا، زمین، فضا و سایبری [۱] وسایل نقلیه خودکار به عنوان گره در مشترک All-Domain Command و Control (شبکه JADC۲)، به اشتراک گذاری داده ها و دریافت وظیفه از echelons های الکترونیکی بالا: گارد باید اطمینان حاصل کند که AV های آن سازگار با پروتکل های JADC2 - سرمایه گذاری قابل توجه اما لازم برای جلوگیری از سیستم های فعال مانند عملیات های گارد.

نتیجه گیری

آینده خودروهای مستقل در عملیات گارد ملی هم امیدوار کننده و هم پیچیده است.این سیستم ها پتانسیل نجات زندگی، بهبود بهره وری و گسترش توانایی های گارد در مبارزه و پاسخ فاجعه را دارند، با این حال، متوجه می شوند که پتانسیل نیاز به سرمایه گذاری پایدار در قابلیت اطمینان از امنیت سایبری، امنیت سایبری، چارچوب های اخلاقی و آموزش پرسنل دارد. گارد باید یک چشم انداز قانونی را به کار بگیرد و اطمینان از همکاری با استفاده از روش های امنیتی و توسعه پایدار در حال حاضر، به عنوان شرکای امنیتی قوی و تقویت روابط حفظ روابط محلی و تقویت کند.