Introdución

A integración dos vehículos autónomos (AV) nas operacións da Garda Nacional representa un cambio de paradigma no modo en que a Garda cumpre o seu único papel dual: apoiar as misións de combate federais e a resposta de emerxencia a nivel estatal. Mentres que o exército estadounidense acelera a súa adopción de sistemas non tripulados, a Garda Nacional está á altura de aproveitar estas tecnoloxías para mellorar a loxística, o recoñecemento, a evacuación médica e o alivio de desastres. terreo autónomo, o aire e as plataformas marítimas prometen ampliar o alcance da Garda en contornas perigosos ao mesmo tempo que reduce o risco de servizos aos membros.

Estado actual dos vehículos autónomos en uso militar

A tecnoloxía de vehículos autónomos pasou máis aló das probas de laboratorio en prototipos operativos limitados en todos os servizos militares dos Estados Unidos.A Garda Nacional, aínda que non sempre á vangarda da adquisición, participou en varios programas experimentais e exercicios conxuntos para avaliar as capacidades de AV.

Vehículos terrestres

O programa do Exército de Combate Robótico (RCV) - incluíndo a luz, media e pesada variantes- foi un principal impulsor da autonomía do chan. A Garda realizou os primeiros experimentos con pequenos vehículos terrestres non tripulados (UGVs) como o RS2-HD (a miúdo coñecido como "MARS") para o recoñecemento e a seguridade perimetral durante misións de servizo activo do estado.O LOw-Profile UGV do Corpo de Mariña (LP-UGV) tamén foi avaliado polas unidades de enxeñeiros de Garda para a eliminación de explosivos ou para a distancia e a distancia, mentres que o operador de navegación de UGV permite importantes avances na navegación autónoma, e os avances na vixilancia de control de seguridade.

Sistemas aéreos

Os sistemas aéreos non tripulados (UAS) son o dominio autónomo máis maduro da Garda. Case todos os estados teñen unidades da Garda do Exército MQ-1C Gray Eagle ou MQ-9 Reaper, usadas para a intelixencia, a vixilancia e o recoñecemento (ISR) e misións de ataque. As ás da Garda Nacional operan o RQ-4 Global Hawk e MQ-9, a miúdo voan as súas clasificacións autónomas coa supervisión humana para o lanzamento e a recuperación. Os sistemas de cuádruptores de combate máis pequenos, como o Skydio X2D, foron despregados por equipos de apoio da Garda Civil para a avaliación de desastres.

Sistemas marítimos

Os buques de superficie non tripulados (USVs) e os vehículos submarinos (UUVs) son menos comúns na Garda pero gañan tracción.Os UV de medio desprazamento da Mariña e os pequenos Manta Ray UUV demostraron en exercicios cooperativos coa Garda Costeira e a Reserva da Mariña, que a miúdo adestran xunto ás unidades da Garda. Algúns estados con grandes costas (por exemplo, Florida, California) experimentaron con boias autónomas e plataformas de sensores remotos para supervisar as vías de auga durante a resposta ao furacán.

Iniciativas da Garda Nacional

A Oficina da Garda Nacional (NGB) estableceu varias células de innovación e asociacións para acelerar a adopción AV.O programa "Guardian" da Garda do Exército, os conceptos de "Agile Combat Employment" da Garda Aérea, e iniciativas a nivel estatal como o programa "Lone Star Unmanned" da Garda de Texas todos os prototipos de proba AV en escenarios realistas.Por exemplo, durante exercicios como o "FLT:0" (Resposta de Brexit) e FLT:2LT:2LT:2LTCyber Shield foron utilizados para realizar comunicacións en terra terra de seguridade para a execución de seguridade.

Beneficios para a Garda Nacional

Os vehículos autónomos ofrecen unha serie de vantaxes adaptadas ao tempo operativo da Garda, que a miúdo requiren unha rápida activación, diversos conxuntos de misión e unha mínima pegada loxística en pé.

  • A seguridade mellorada en ambientes perigosos:[FLT: 1] AVs pode operar en ambientes químicos, biolóxicos, radiolóxicos e nucleares (CBRN), durante os incendios forestais, en cascallos de terremotos ou baixo lume inimigo, sen comprometer a persoal. Durante o 2020, os incendios de California, un UGV equipado con cámaras térmicas foi usado para mapear liñas de lume e entregar auga aos bombeiros en áreas illadas, reducindo a exposición á calor e ao fume.
  • Os sistemas autónomos poden manter patrullas de longa duración e misións de transporte sen fatiga da tripulación.Na guarnición, o terreo non tripulado podería reducir o número de soldados necesarios para a seguridade do convoi.No campo, os drons autónomos poden proporcionar ISR persistente en amplas áreas, detectando cambios no terreo ou actividade e alertando a analistas humanos.
  • Mentres os custos de adquisición inicial son altos, AVs pode reducir os requisitos de persoal en tarefas repetitivas, como patrulla perimetral, movemento de carga e eliminación de rutas, liberando soldados para tarefas máis complexas.Reducir o consumo de combustible mediante condución autónoma optimizada e mantemento reducido debido a algoritmos baseados en condicións tamén contribúen a aforro a longo prazo.Un estudo de RAND Corporation 2023 estimou que substituír 20% dos vehículos con rodas tácticas con equivalentes autónomos podería reducir os custos loxísticos nun 12–18% durante un período de 10 anos.
  • A flexibilidade operacional e a escalabilidade: As plataformas autónomas poden ser rapidamente despregadas en diversos terreos -ácticos, desertos, urbanos ou marítimos- cunha mínima preparación. A estrutura dual-estado/federal da Garda significa que estes sistemas poden ser preposicionados en armaduras estatais e rapidamente activados para a resposta ao desastre, e logo integrados sen descanso en misións federais baixo o título 32 ou 10 USC.
  • Os sensores de Onboard e a fusión de datos con AI poden proporcionar aos comandantes unha imaxe operativa común que actualiza en tempo real.Os vehículos autónomos poden servir como nodos de sensores móbiles, compartindo datos a través da rede e reducindo as lagoas de información que a miúdo afectan ás operacións de resposta a desastres.
  • A redución do COgnitivo en operadores humanos:[FLT: 1] automatizando as decisións rutineiras (por exemplo, seguindo unha ruta de patrulla, axustando a velocidade ao terreo, volvendo á base cando baixa en combustible), AVs permiten aos soldados centrarse nas decisións tácticas de nivel máis alto. Esta descarga cognitiva é especialmente valiosa para o persoal da Garda que adestra só a tempo parcial e pode afrontar unha curva de aprendizaxe empinada durante as activacións de emerxencia.

Retos e consideracións

A pesar destas vantaxes, hai que abordar varios obstáculos antes de que os vehículos autónomos se convertan nunha ferramenta estándar no inventario da Garda Nacional.

Fiabilidade tecnolóxica en ambientes complexos e convulsos

Os sistemas autónomos dependen dos datos de sensores (LIDAR, radar, cámaras, GPS) e os algoritmos de AI para navegar e tomar decisións.En ambientes con densidade GPS, como por exemplo, en canles de árbore densas, ou en áreas con guerra electrónica pesada, estes sistemas poden fallar.O espectro operativo da Garda inclúe todo, desde deserto aberto a ambientes urbanos cons desordenados, cada un presentando problemas de percepción únicos.

Ameazas de ciberseguridade

Os vehículos autónomos son altamente rede, facéndoos vulnerables a ciberataques.As adversidades poderían acosar as conexións de comandos, aprovisionamento de sensores ou inxectar código malicioso para secuestrar ou desactivar o vehículo. A Garda, como todos os compoñentes militares, debe garantir que as AVs endurecen as comunicacións, os enlaces de datos cifrados e os modos de recubrimento offline.Un informe GAO 2022 sobre sistemas militares autónomos destacou que o Departamento de Defensa (DoD) non ten aínda estándares de ciberseguridade totalmente establecidos para UGVs terrestres, e moitos compoñentes comerciais fóra da plataforma utilizada en experimentos de seguridade, pode satisfacer as necesidades de seguridade do estado.

Cuestións éticas e legais

A Directiva DoD 3000.09 (2012, 2023) establece que os sistemas de armas autónomas deben permitir o control humano sobre as decisións de compromiso a menos que se conceda unha renuncia específica.Para misións non letais como transporte, recoñecemento e evacuación médica, preocupacións éticas céntranse na responsabilidade: se un vehículo autónomo colisiona cun vehículo civil, lesiona a un espectador, ou non logra proporcionar axuda durante un desastre, quen é responsable -o operador, o comandante, o fabricante ou as restricións internas de transporte público, os vehículos que aínda deben cumprir a normativa da Garda Civil.

Custo e loxística da integración

O mantemento require técnicos especializados formados en robótica, IA e enxeñería de rede, un conxunto de habilidades que a Garda actualmente carece de forza orgánica.As partes de subministración de pezas de cemento para sensores avanzados e actuadores poden non estar dispoñibles facilmente a través de canles loxísticas militares tradicionais.Ademais, integrando AVs en sistemas de mando e control existentes (por exemplo, o Mando de Misión do Exército ou a Imaxe Común da Forza Aérea) require actualizacións de ritmos de software e estándares de datos que aínda están en desenvolvemento.

Desenvolvemento tecnolóxico

Superar os retos require un investimento centrado en varios alicerces clave.

Intelixencia artificial e aprendizaxe automática

A AI é o activador central da operación autónoma.A AV militar require unha IA altamente fiable que pode xeneralizarse a través de diversos ambientes, un desafío coñecido como adaptación de dominios. A investigación actual, como o Centro de Integración de Intelixencia Artificial do Exército (AI2C) e os programas de Proxectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) como OFFensive Swarm-Enabled Tactics (OSETFF), céntrase na aprendizaxe de reforzo e nas redes neuronais profundas para a percepción e a planificación. Con todo, os sistemas de AI carecen do razoamento do sentido común e comprensión causal de que os seres humanos confían, facendo que as situacións de aprendizaxe local poidan adaptarse de forma diferente a unha nova localización.

Algoritmos de fusión e percepción de sensores

A percepción robusta require combinar datos de varios tipos de sensores. LIDAR proporciona mapas 3D de alta resolución pero é sensible ao tempo; o radar penetra no tempo pero ten unha resolución máis baixa; as cámaras EO/IR pasivas ofrecen contexto pero dependen da iluminación. Os algoritmos de fusión deben ponderar cada sensor de forma dinámica e detectar inconsistencias que poidan indicar esforção.A Oficina do Programa Conxunto para Robótica e Sistemas Autónomos (JPO-RAS) está desenvolvendo unha pila de software de autonomía común que estandariza as interfaces de sensores e percepción en servizos, que poden facilitar a integración.

Comunicacións e comandos e control

Os vehículos autónomos requiren comunicacións de baixa latencia, resilientes para a telemetría e actualizacións de comandos.A Garda opera en ambientes onde as torres celulares poden ser desatadas (resposta de desarmamento) ou baixo ataque (combate). As solucións emerxentes inclúen redes de redes de redes de redes de redes de seguridade ad hoc usando radios definidas por software, comunicacións por satélite con terminais en movemento, e ligazóns de datos tácticos como Link 16.A Rede Táctica Integrada do Exército (ITN) e o Sistema de Xestión de Batalla Avanzada da Forza Aérea (ABMS) están a construír a infraestrutura para conectar a un operador de control de Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Man Mando e non tripulado, e os controis de controles de xeito degradados, mesmo a través dun só para un equipo de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de controladores de seguridade.

Política, ética e regulación

A complexa interacción do dereito federal, estatal e internacional conforma como a Garda pode implantar vehículos autónomos.A Directiva actualizada do DoD 3000.09 salienta que os sistemas autónomos deben deseñarse para permitir a supervisión humana das accións letais.

Os sistemas autónomos deben cumprir coa Lei de Conflitos Armados, que esixe a distinción entre combatentes e civís, proporcionalidade nos ataques e responsabilidades dos comandantes.A ausencia dun claro status legal para os actores autónomos (non moi "soldados", non bastante "alimentados"), complica a responsabilidade. Varias nacións -incluíndo China, Rusia e Israel- están a desenvolver sistemas similares, aumentando o risco dunha carreira armamentística autónoma.

O camiño cara adiante

A Garda Nacional é probable que os vehículos autónomos evolucionen desde plataformas experimentais ata ferramentas operacionais durante a próxima década.

Equipo non tripulado

O enfoque a curto prazo é a vinculación de sistemas autónomos con unidades humanas. Por exemplo, un vehículo autónomo pode acompañar a un convoi tripulado, proporcionando ollos extras e cargando subministracións, mentres que un líder humano toma todas as decisións tácticas.O programa de vehículos de combate opcionalmente tripulados (OMFV) do Exército, aínda que atrasado, apunta cara aos futuros vehículos de combate que poden operar con ou sen tripulación.

Capacidades de intercambio e operacións distribuídas

O intercambio de drones, ducias de pequenas plataformas autónomas que actúan de xeito coordinado, ofrece novas posibilidades tácticas.Na resposta ao desastre, un enxame de drons podería cartografar unha ampla área para os sobreviventes ou entregar pequenas cargas de pagamento (por exemplo, retransmisións de comunicacións, tabletas de purificación de auga) a comunidades illadas.No combate, os enxames poderían superar as defensas aéreas inimigas ou realizar recoñecementos distribuídos.O programa OFF de DARPA eo vehículo aéreo de baixo custo Unmanned (Swrming Technology, pero a estrutura des desfalta para xestionar os comportamentos técnicos de persoal de evacuacións moi importantes poden ser deseñados pola Garda.

Resposta a desastres e asistencia humanitaria

Os vehículos autónomos poderían transformar a misión máis visible da Garda: resposta de emerxencia doméstica.Despois de furacáns, os barcos autónomos poderían inspeccionar pinzas de ponte e restos claros das vías navegables. Durante os incendios forestais, os vehículos autónomos poderían crear crebaxes ou entregar subministracións aos bombeiros en zonas de alto risco.

Integración con comando e control conxunto

Os conflitos futuros requirirán unha coordinación sen costura a través do aire, a terra, o mar, o espazo e o ciber. Os vehículos autónomos servirán de nodos na rede conxunta de Mando e Control do Domain (JADC2), compartindo datos e recibindo tarefas de echelons superiores.Os gardas deben asegurar que os seus AVs sexan compatibles cos protocolos JADC2; un investimento significativo pero necesario para evitar sistemas "stovepipedidos" que non poden comunicarse con homólogos de propiedade activa.

Conclusión

O futuro dos vehículos autónomos nas operacións da Garda Nacional é prometedor e complexo.Estes sistemas teñen o potencial de salvar vidas, mellorar a eficiencia e ampliar as capacidades da Garda en combate e resposta a desastres. Con todo, decatarse de que o potencial requirirá un investimento sostido na fiabilidade da IA, ciberseguridade, marcos éticos e adestramento persoal. A Garda Nacional tamén debe navegar por unha paisaxe xurídica fragmentada e garantir a interoperabilidade cos socios conxuntos e interaxencia.Apreciando as relacións fortes cos servizos académicos, a industria e os servizos activos, a Garda Nacional pode posicionarse como líder na adopción de tecnoloxías autónomas para mellorar a súa capacidade de adaptación.