Johdanto

Autonomisten ajoneuvojen (AV) integrointi kansalliskaartin operaatioihin on paradigmamuutos siinä, miten Kaarti täyttää ainutlaatuisen kaksoisroolinsa.Se tukee sekä liittovaltion taisteluoperaatioita että valtion tason pelastustoimia. Yhdysvaltain armeijan nopeuttaessa miehittämättömien järjestelmien käyttöönottoa kansalliskaarti on näiden teknologioiden vipuvaikutuksena parantamassa logistiikkaa, tiedustelua, lääketieteellistä evakuointia ja katastrofiapua. Autonominen maa, ilma ja merialusalus lupaa laajentaa kaartia vaarallisiin ympäristöihin ja vähentää samalla riskiä palvelujäsenille. Täysi operatiivinen integraatio edellyttää kuitenkin merkittävien teknisten, eettisten ja organisatoristen esteiden poistamista. Tässä artikkelissa tarkastellaan nykyistä tilaa, mahdollisia etuja, keskeisiä haasteita ja tulevaisuuden kehityspolkua autonomisille kansallisessa kaartissa, käyttäen hyväksi viimeaikaisia mielenosoituksia, doktrinaalista kehitystä ja teollisuuden kumppanuuksia.

Sotilaskäytössä olevien autonomisten ajoneuvojen nykytilanne

Autonominen ajoneuvoteknologia on siirtynyt laboratoriotestauksesta rajoitetuiksi operatiivisiksi prototyypeiksi kaikissa Yhdysvaltain sotilaspalveluissa. Kansalliskaarti, vaikka se ei aina ole hankintansa eturintamassa, on osallistunut useisiin kokeellisiin ohjelmiin ja yhteisiin harjoituksiin AV-valmiuksien arvioimiseksi. Nämä ponnistelut ulottuvat maahan, ilmaan ja meriin, kullakin on oma kypsyysaste ja operatiiviset markkinarakoja.

Maakulkuneuvot

Armeijan robotiikkataisteluajoneuvo (RCV) -ohjelmaon ollut ensisijainen maa-autonomian kuljettaja. Kaarti on tehnyt varhaisia kokeita pienillä miehittämättömillä maa-ajoneuvoilla (UGV) kuten RS2-HD (tunnetaan usein nimellä ... ... ...MARS.) tiedustelu- ja ympäristöturvallisuusjärjestelmä valtion aktiivisissa tehtävissä. Merijalkaväkijoukot. Low-Profile UGV (LP-UGV) on myös arvioinut Guard insinööriyksiköt räjähdysvaarallisten räjähteiden hävittämiseen ja reittiselvitys. Vaikka nykyiset UGV:t vaativat merkittävää operaattorin valvontaa, autonomisen navigointijärjestelmän avulla ne voivat seurata reittipisteitä, välttää esteitä ja palata tukikohtaan mahdollisimman vähin humaanin toimin.

Ilmajärjestelmät

Miehittämättömät ilmajärjestelmät (UAS) ovat vartijoiden kypsin autonominen alue. Lähes kaikissa osavaltioissa on armeijan kaarti MQ-1C Gray Eagle tai MQ-9 Reaper-yksiköt, joita käytetään tiedustelu-, valvonta- ja tiedustelutehtäviin (ISR- ja iskutehtävät). Ilmavartioston siivet toimivat RQ-4 Global Hawk ja MQ-9, usein lentävät itsenäisillä segmenteillä ihmisten valvonnassa laukaisua ja hyödyntämistä varten. Pienemmät nelikopterijärjestelmät, kuten Skydio X2D, ovat olleet Guardin siviilitukiryhmien käytössä katastrofien arviointia varten. Itsenäisyys näissä järjestelmissä tarkoittaa pääasiassa reittilentonavigointia, perchingiä ja automaattista lentoonlähtöä, todellista taktista autonomiaa (esim., riippumaton maalin havaitseminen ja sitoutuminen) on edelleen tiukasti sidoksissa politiikkaan.

Merijärjestelmät

Miehittämättömät pinta-alukset (USV) ja vedenalaiset ajoneuvot (UUV) ovat vähemmän yleisiä kaartialueella, mutta vetovoimaa on tulossa. Merivoimien merimetsästäjän keskisiirto USV ja pienempi Manta Ray UUV on osoitettu yhteistyöharjoituksissa rannikkovartioston ja laivaston suojelualueen kanssa, jotka usein harjoittelevat Guard-yksiköiden rinnalla. Jotkut valtiot, joilla on suuria rannikkoja (esim. Florida, Kalifornia) ovat kokeilleet autonomisia poijuja ja kaukosensorien alustoja seuratakseen vesiväyliä pyörremyrskyn torjunnan aikana. Vartijoiden rooli sataman turva- ja roskisvarauksessa voisi hyötyä puoli-autonomisista merivaroista, jotka voivat toimia vaarallisissa virtavirroissa tai saastuneessa vedessä.

Kansalliskaarti-aloitteet

Kansalliskaartivirasto (NGB) on perustanut useita innovaatiosoluja ja kumppanuuksia nopeuttaakseen AV-hyväksymistä. Armeijan Guardi . Guardi . Guardi ...Guardian ohjelma, Air Guards ...Agile Combat Employment... konseptit ja valtion tason aloitteet, kuten Texas Guardi ...Lone Star Unmanned... -ohjelma kaikki testi AV prototyypit realistisissa skenaarioissa. Esimerkiksi harjoituksissa Vibrant Response[[[ (CBRN-vaste) ja []Cyber Shield[[[[] -järjestelmä, autonomic ground vehicles käytettiin esimerkiksi toimittamaan tarvikkeita simuloiduilla saastuneella alueella ja suorittamaan verkkoreleetä viestintää varten. Nämä kokeilut korostavat sekä lupaus ja nykyiset rajoitukset AVs Guards ainutlaatuinen kaksikäyttö kontekstissä.

Kansalliskaartin mahdolliset hyödyt

Autonomiset ajoneuvot tarjoavat Guardin operatiiviseen tempoon räätälöityjä etuja, jotka vaativat usein nopeaa aktivointia, erilaisia tehtäviä ja minimaalista seisovaa logistiikkajalanjälkeä.

  • Varallisissa ympäristöissä:[] AV-laitteet voivat toimia kemiallisissa, biologisissa, säteily- ja ydinympäristöissä, metsäpalojen aikana, maanjäristysraunioissa tai vihollisen tulipalossa ilman vaaraa. Vuoden 2020 aikana Kalifornian metsäpaloja käytettiin lämpökameroilla varustettua UGV-järjestelmää, joka kartoitti palolinjoja ja toimitti vettä palomiehille eristyksissä olevilla alueilla ja vähensi altistumista lämmölle ja savulle.
  • Logistiikan ja tiedustelun tehokkuuden parantaminen:[ Autonomiset järjestelmät voivat ylläpitää pitkäikäisiä partioita ja kuljetustehtäviä ilman miehistön väsymystä. Varuskunnassa miehittämätön maa-aines voisi vähentää saattueen turvallisuuteen tarvittavien sotilaiden määrää. Kentällä itsenäiset lennokit voivat tarjota jatkuvaa ISR:ää laajalla alueella, havaita maastossa tai toiminnassa tapahtuvia muutoksia ja hälyttää ihmisanalyytikkoja.
  • Säästöt Elinkaari:[] Vaikka alkuhankintakustannukset ovat korkeat, AV-palvelut voivat vähentää henkilöstön tarpeita toistuvissa tehtävissä.Nämä ovat esimerkiksi lähivartiointi, rahdin siirto ja reittiselvitys.Sotilaista vapautuminen monimutkaisempiin tehtäviin. Polttoaineen kulutuksen väheneminen optimoimalla autonominen ajo ja kuntoperusteisten algoritmejen aiheuttama huolto vähentää myös pitkän aikavälin säästöjä.
  • Toimintajoustavuus ja skaalattavuus:[[] Autonominen alustoja voidaan nopeasti käyttää erilaisiin maastoihin.Arktinen, aavikko, kaupunki tai meri. Vartija kaksiosainen/liittomainen rakenne tarkoittaa, että nämä järjestelmät voidaan esiasettaa valtion armeijoihin ja aktivoida nopeasti katastrofien varalta, sitten saumattomasti integroida 32 tai 10 USC:n liittovaltion tehtäviin. Swarm-teknologia voisi mahdollistaa yhden operaattorin hallinnoida samanaikaisesti useita varoja, mikä moninkertaistaa Guard.
  • Tärkein tilannetietoisuus:[] Junasensorit ja AI-käyttöinen datafuusio voivat tarjota ilma-aluksen päälliköille yhteisen toimintakuvan, joka päivittää reaaliaikaisesti. Autonomiset ajoneuvot voivat toimia liikkuvina sensorisolmuina, jakaa tietoja verkon kautta ja vähentää tiedon aukkoja, jotka usein vaivaavat katastrofien torjuntaoperaatioita.
  • Lähdetty kognitiivinen rasite ihmisen toiminnanharjoittajille:[ Automatisoitu rutiinipäätökset (esim. seuraavat partioreitti, nopeuden säätäminen maastoon, palaaminen tukikohtaan, kun polttoaine on vähissä) AV-arvot antavat sotilaille mahdollisuuden keskittyä korkeamman tason taktisiin päätöksiin. Tämä kognitiivinen lasti on erityisen arvokasta vartijoille, jotka kouluttavat vain osa-aikaisesti ja voivat kohdata jyrkän oppimiskäyrän hätäaktivaatioiden aikana.

Haasteet ja näkökohdat

Näistä eduista huolimatta on puututtava useisiin esteisiin, ennen kuin autonomisista ajoneuvoista tulee kansalliskaartin luettelon vakioväline.

Teknologinen luotettavuus riita- ja kompleksiympäristöissä

Autonominen järjestelmä riippuu sensorien tiedoista (LIDAR, tutka, kamerat, GPS) ja tekoälyn algoritmit navigoida ja tehdä päätöksiä. GPS-kieltoisissa ympäristöissä. Esimerkiksi tunneleissa, tiheän puukatoksen alla tai alueilla, joissa on raskas elektroninen sodankäynti. Nämä järjestelmät voivat epäonnistua. Guards-toimintaspektri sisältää kaiken avoimesta aavikosta sotkettuihin kaupunkiympäristöihin, joista jokainen sisältää ainutlaatuisia havaintohaasteita. Esimerkiksi hiekkamyrskyt voivat sokeuttaa LIDAR, kun taas sade tai sumu hajottaa optisia kameroita. Luotettavuus vaatii jopa edistyneitä alustoja, kuten Armeijan RCV vaatii ihmisen silmukkaan strukturoitumattomia maasto-operaatioita varten, ja vikaturvallisia mekanismeja, jotka palauttavat ajoneuvon turvalliseen tilaan auton hajotessa.

Kyberturvallisuusuhkat

Autonomiset ajoneuvot ovat erittäin verkottuneita, joten ne ovat alttiita kyberhyökkäyksille. Avustajat voivat jumiuttaa komentolinkkejä, anturien syötteitä tai syöttää haittakoodia ajoneuvon kaappaamiseen tai sammuttamiseen. Vartijan, kuten kaikkien sotilaallisten komponenttien, on varmistettava, että AV-laitteilla on kovettunut viestintä, salatut datayhteydet ja offline-varatilat. A 2022 GAO-raportti itsenäisistä sotilasjärjestelmistä korosti, että puolustusministeriö (DoD) ei ole vielä täysin vahvistanut UGV-maiden kyberturvallisuusstandardeja, ja monet kaupalliset off-the-shell-komponentit, joita käytetään Guard-kokeissa puuttuvat sotilaallisesti korkeatasoinen turvallisuus. Lisäksi Guard.

Eettiset ja oikeudelliset kysymykset

Sotilaallisen autonomian kaikkein kiistanalaisin näkökohta on kuolettavan päätöksenteon delegointi. DoD-direktiivissä 3000.09 (2012, päivitetty 2023) säädetään, että autonomisten asejärjestelmien on sallittava ihmisten sitomispäätösten valvonta, ellei erityistä poikkeusta myönnetä. Ei-tappavien tehtävien, kuten kuljetuksen, tiedustelun ja lääketieteellisen evakuoinnin osalta eettiset kysymykset ovat vastuun keskipisteessä: jos auton auton ja siviiliajoneuvon välillä on ongelmia, sivullisten loukkaantuminen tai avun antaminen ei ole mahdollista katastrofin aikana, joka on vastuussa operaattorista, päälliköstä, valmistajasta tai tekoälyn kehittäjästä? Puolustusvoimien autonomiset järjestelmät ovat edelleen kehittymässä ja monilla valtioilla on rajoituksia julkisessa liikenteessä. Nämä oikeudelliset esteet voivat myös noudattaa valtion lakeja miehittämättömien ajoneuvojen käytöstä yleisillä teillä ja ilmatilassa.

Kotouttamisen kustannukset ja logistiikka

Autonomisten ajoneuvojen hankinta on vain osa kustannuksista. Huolto vaatii erikoisteknikoita koulutettu robotiikka, tekoäly, ja verkkotekniikka.Taidot, jotka Guard tällä hetkellä puuttuu orgaaninen voima. Varaosat toimitusketjut edistyneille sensoreita ja toimilaitteet eivät ehkä ole helposti saatavilla perinteisten sotilaallisten logistiikkakanavien kautta. Lisäksi, integroida AVs nykyisten komento-ja valvontajärjestelmien (esim. armeijan komento- tai ilmavoimien yhteinen toimintakuva) edellyttää ohjelmistopäivityksiä ja data standardeja, jotka ovat edelleen kehitteillä. Guard syklit, jotka riippuvat sekä liittovaltion määrärahoja ja valtion talousarvioita, ei voi mukauttaa nopeaan tahtiin tekniikan virkistys tarvitaan pitämään AV järjestelmien nykyinen.

Teknologinen kehitys

Haasteiden voittaminen edellyttää kohdennettuja investointeja useisiin keskeisiin teknologiapilareihin.

Tekoäly ja koneoppiminen

AI on ydin mahdollistaja autonominen operaatio. Sotilaalliset AV:t vaativat erittäin luotettava tekoäly, joka voi yleistyä eri ympäristöissä . Haaste tunnetaan verkkotunnusten mukauttaminen. Nykyinen tutkimus, kuten Armeija . tekoäly Integrointi keskus (AI2C) ja puolustus Kehittynyt tutkimus Projektit Agency (DARPA) ohjelmat kuten OFFensive Swarm-Enabled Tactics (OFFSET), keskittyy vahvistamaan oppimista ja syvä hermoverkkoja havainto- ja suunnittelu. Kuitenkin, AI järjestelmät puuttuvat terve järki ja syy-ymmärrys, että ihmiset luottavat, joten ne hauras uusia tilanteita. Guard hyötyisi tekoäly, joka voi nopeasti sopeutua paikalliseen maastoon ja olosuhteet.

Sensori Fuusio- ja tuntoaistinalgoritmit

LIDAR tarjoaa korkean resoluution 3D-kartoituksen, mutta on herkkä säälle; tutka läpäisee sään, mutta sen resoluutio on matala; passiiviset EO/IR-kamerat tarjoavat kontekstin, mutta riippuvat valaistuksesta. Fusion-algoritmien on painotettava jokaista sensoria dynaamisesti ja havaittava epäjohdonmukaisuuksia, jotka voivat osoittaa paroofingin. Robotiikan ja autonomisten järjestelmien yhteinen ohjelmatoimisto (JPO-RAS) on kehittänyt yhteistä autonomiaa koskevaa ohjelmistopinoa, joka standardoi sensorien rajapinnoja ja havaintoputkia eri palvelujen välillä, mikä voisi helpottaa Guardin integraatiota.

Viestintä ja komento ja ohjaus

Autonomiset ajoneuvot vaativat matalan viiveen, joustavan viestinnän telemetria- ja komentopäivityksiä varten. Kaarti toimii ympäristöissä, joissa matkapuhelimet voivat olla alas (katastrofintorjunta) tai hyökkäyksen kohteena (taistelu). Kehittyvät ratkaisut sisältävät ad hoc -verkkoverkkoja, joissa käytetään ohjelmiston määrittelemiä radioita, satelliittiviestintää päällä liikkuvilla pääteillä ja taktisia datayhteyksiä kuten Link 16:ta. Armeija.................................................................................................................................................................

Politiikka, eettiset ja sääntely

Liittovaltion, valtion ja kansainvälisen oikeuden monimutkainen vuorovaikutus muokkaa sitä, miten Kaarti voi ottaa käyttöön autonomaisia ajoneuvoja. DOD.S:n päivittämä direktiivi 3000.09 korostaa, että itsenäiset järjestelmät on suunniteltava niin, että tappavien toimien valvonta on mahdollista. Kaartille tämä tarkoittaa, että jokainen aseilla varustettu AV vaatisi sekä valtion kuvernöörin (kotimaiden operaatioita varten) että puolustusministerin (liittovaltion operaatioita varten) nimenomaista hyväksyntää. Kotimaisten operaatioiden Posse Comitatus[ rajoitusten vuoksi armeija ei yleensä osallistu lainvalvonnan valvontaan, mutta autonomiset valvontajärjestelmät voisivat herättää neljännen lisäyksen huolenaiheita, jos niitä käytetään jatkuvaan valvontaan ilman lupaa. Kansalliskaartin on toimittava yhdessä valtion lainsäätäjien ja oikeusministeriön kanssa, jotta voidaan laatia selkeät säännöt AV:ien käyttöön katastrofin yhteydessä ja siviilitukeen.

Kansainvälisiä näkökohtia sovelletaan myös silloin, kun vartioyksiköt lähtevät ulkomaille. Itsenäisten järjestelmien on noudatettava lakia aseistettujen konfliktien, joka edellyttää eroa taistelijoiden ja siviilien, suhteellisuuden hyökkäyksissä, ja vastuullinen komentajat. Koska selkeä oikeudellinen asema autonomisten toimijoiden (ei aivan sotilas, ... ..ei aivan ase) vaikeuttaa vastuuvelvollisuutta. Useat kansakunnat.mukaan lukien Kiina, Venäjä, ja Israel. Kehittävät samanlaisia järjestelmiä, mikä nostaa riskin autonomian asekilpailu. Yhdysvallat on puolustanut vastuullinen käyttö puitteet Yhdistyneissä Kansakunnissa, mutta sitovat sopimukset ovat edelleen vaikea.

Tie eteenpäin

Kansalliskaartin on tarkoitus nähdä autonomisten ajoneuvojen kehittyvän kokeellisista alustoista operatiivisiin työkaluihin seuraavan vuosikymmenen aikana.

Miehittämätön tiimityöskentely

Lähin painopiste on autonomisten järjestelmien ja ihmisen yksiköiden yhdistämisessä. Esimerkiksi autonominen maa-ajoneuvo voi olla miehitetyn saattueen mukana, tarjota lisä silmiä (sensorit) ja kuljettaa tarvikkeita, kun taas ihmisen johtaja tekee kaikki taktiset päätökset. Armeijat valinnaisesti Manned Fighting Vehicle (OMFV) -ohjelma, vaikkakin viivästyy, osoittaa kohti tulevia taisteluajoneuvoja, jotka voivat toimia miehistön kanssa tai ilman. Vartija todennäköisesti ottaa käyttöön samanlaisia kokoonpanoja sen Stryker ja Bradley yksiköitä, alkaen logistiikka ja taka-alueen turvallisuus.

Swarm Capabilities and Distributed Operations

Parvi pienistä autonomisista alustoista, jotka toimivat koordinoidusti, tarjoaa uusia taktisia mahdollisuuksia. Katastrofitilanteessa drooniparvi voisi kartoittaa laajan alueen eloonjääneille tai toimittaa pieniä hyötykuormia (esim. viestintäreleet, vedenpuhdistustabletit) eristyksiin. Taistelussa parvet voisivat hukuttaa vihollisen ilmapuolustusta tai johtaa hajautettua tiedustelua. DARPA. OFF-ohjelma ja laivastoon kuuluvat matalan lämpötilan ilma-aluskaluston vartiointitekniikka (LOCUST) ovat osoittaneet perusparven käyttäytymisen. Vartijoiden vararakenne voi olla hyvin sopiva hoitamaan parven toimintaa, koska ne vaativat minimaalista henkilöstöä käyttöönotossa, mutta merkittävää teknistä asiantuntemusta suunnitteluun.

Katastrofien torjunta ja humanitaarinen apu

Autonomiset ajoneuvot voisivat muuttaa Guardi-s näkyvin tehtävä: kotikäyttöön hätätoimia. Hurrikaanien jälkeen itsenäiset veneet voisivat tarkastaa sillan pilvi ja selkeä romu vesiväylistä. Kulotulien aikana autonomiset maakulkuneuvot voisivat luoda palokatkoksia tai toimittaa tarvikkeita palomiehille riskialttiilla alueilla. Maanjäristyksissä UGV:t, joissa on kameroita ja akustisia antureita, voisivat paikantaa uhreja raunioiden alla vaarantamatta etsintäryhmiä. Guardin kokemus näistä tehtävistä ajaa kysyntää karuille, kohtuuhintaisille autonomisille järjestelmille, jotka voidaan integroida nopeasti FEMA:n ja valtion hätäoperaatioiden kanssa.

Integrointi yhteiseen verkkotunnuksen komentoon ja valvontaan

Tulevaisuuden konfliktit edellyttävät saumatonta koordinointia ilmassa, maalla, merellä, avaruudessa ja kyber. Autonominen ajoneuvo toimii solmukohtana yhteisessä All-Domain Command and Control (JADC2) -verkossa, jakaa tietoja ja vastaanottaa tehtäviä korkeammalta echelons. Kaartin on varmistettava, että sen AV-laitteet ovat yhteensopivia JADC2-protokollan kanssa.merkittävä investointi, joka on tarpeen ... stovepiped-järjestelmien välttämiseksi.

Päätelmä

Autonomisten ajoneuvojen tulevaisuus kansalliskaartin toiminnassa on lupaava ja monimutkainen. Näillä järjestelmillä on mahdollisuus pelastaa ihmishenkiä, parantaa tehokkuutta ja laajentaa Guardin valmiuksia torjua ja katastrofien torjunta. Ymmärtämällä, että mahdollisuudet edellyttävät jatkuvia investointeja tekoälyn luotettavuuteen, kyberturvallisuuteen, eettisiin puitteisiin ja henkilöstön koulutukseen. Kaartin on myös navigointia hajanaisessa oikeudellisessa ympäristössä ja varmistettava yhteentoimivuus yhteisten ja virastojen välisten kumppaneiden kanssa. Ottamalla opittua nykyisistä kokeiluista ja solmimalla vahvoja suhteita yliopisto- ja teollisuustoimintaan sekä aktiivisiin palveluihin kansalliskaarti voi toimia johtavana tekijänä autonomisen teknologian vastuullisessa omaksumisessa. Kun uhkaympäristö kehittyy ja kansat vaativat sen vartijoittamista, autonomisista ajoneuvoista tulee olennaisia valmius-, sieto- ja merkityksellisyysvaatimusten ylläpitämiseksi 2000-luvulla.