Uvod

Integracija autonomnih vozila (AV) u operacije Nacionalne garde predstavlja promjenu paradigme u tome kako garda ispunjava svoju jedinstvenu dvostruku ulogu podržavajući i federalne borbene misije i drzavnu evakuaciju i olakšanje katastrofa. Kako vojska SAD-a ubrzava usvajanje bespilotnih sustava, Nacionalna garda stoji na vrhuncu poluge tih tehnologija kako bi poboljšala logistiku, izviđanje, medicinsku evakuaciju i katastrofu. Autonomno tlo, zrak i pomorske platforme obećavaju proširivanje gardijskog dosega u opasna okružja uz istovremeno smanjenje rizika za članove službe. Međutim, puna operativna integracija zahtijeva prevladavanje značajnih tehničkih, etičkih i organizacijskih prepreka. Ovaj članak istražuje trenutačnu drzavu, potencijalne koristi, ključne izazove, i buduće putanje autonomnih vozila unutar Nacionalne garde, izvlačeći na nedavnim demonstracijama, doktrinalnim zbivanjima, i industrijskim partnerstvima.

Trenutne stanje autonomnih vozila u vojnoj uporabi

Autonomna tehnologija vozila prešla je izvan laboratorijskih testiranja u ograničene operativne prototipove u svim vojnim službama SAD-a. Nacionalna garda, iako ne uvijek na čelu nabave, sudjelovala je u nekoliko eksperimentalnih programa i zajedničkih vježbi za procjenu sposobnosti AV-a. Ovi napori obuhvaćaju tlo, zračne i pomorske domene, svaka s različitim razinama zrelosti i operativnim nišama.

Mjera otpora

Vojni program robotskog borbenog vozila (RCV) uključujući svjetlosne, srednje i teške varijante bio je primarni pokretač kopnene autonomije. Garda je provela rane eksperimente s malim bespilotnim kopnenim vozilima (UGV) kao što su RS2-HD (često poznat kaoMARS\") za izviđanje i sigurnost perimetra tijekom državnih aktivnih dužnosti misija. LOW-Profil UGV (LP-UGV) je također ocijenjen od strane gardijskih inženjerskih jedinica za uklanjanje eksplozivnih ili detonacija i odobrenje puta. Dok trenutačni UGV-ovi zahtijevaju značajan nadzor operatera, napredovanje u autonomnoj navigaciji omogućavaju im da prate putne točke, izbjegavaju prepreke, te se vraćaju u bazu uz minimalnu ljudsku intervenciju.

Aerijalni sustavi

Gotovo svaka država ima vojsku gardu MQ-1C Gray Eagle ili MQ-9 Reaper jedinice, koriste za obavještajne, nadzor, i izviđanje (ISR) i štrajk misije. Air National Guard krila djeluju RQ-4 Global Hawk i MQ-9, često lete autonomne sorte s ljudskim nadzorom za lansiranje i oporavak. Manji quadcopter sustavi, kao što su Skydio X2D, su raspoređeni od strane gardijske civilne podrške za procjenu katastrofa. Autonomija u tim sustavima uvelike znači putokaz navigacije, perching, i automatizirano polijetanje/slijetanje; prava taktička autonomija (npr., nezavisno otkrivanje i angažman ciljeva) ostaje čvrsto ograničena politikom.

Pomorski sustavi

U Gardi su manje česti brodovi s površinom (USVs) i podvodna vozila (UUVs) u manje česte, ali dobivanje trakcije. Mornarički morski lovac srednje-premještanje USV i manje Manta Ray UUV su dokazani u kooperativnim vježbama s Obalne straže i mornaričkim pričuvama, koji često vlak uz gardske jedinice. Neke države s velikim obalama (npr., Florida, Kalifornija) su eksperimentirali s autonomnim bove i daljinski senzor platforme za praćenje plovnih putova tijekom uragana odgovor. Garda je ulogu u sigurnosti luke i krhotina klirens mogao imati koristi od polu-autonomne morske imovine koja može raditi u opasnim strujama ili kontaminirane vode.

Inicijative Nacionalne garde

Nacionalna garda (NGB) je uspostavila nekoliko inovativnih stanica i partnerstva za ubrzanje usvajanja AV. Programa \"Čuvar\" vojske, koncepta \"Agilne borbe zaposljavanja\" i državnih inicijativa poput programa \"Usamljena zvijezda bez ljudi\" (CBRN) i Ciber Shield, autonomna kopnena vozila korištena su za dostavu zaliha u simuliranim kontaminiranim zonama i za provođenje mrežnih releja.

Potencijalne koristi za nacionalnu gardu

Autonomna vozila nude niz prednosti prilagođenih Gardinom operativnom tempu, koji često zahtijeva brzu aktivaciju, različite komplete misija i minimalan stajni logistički otisak.

  • Pojačana sigurnost u opasnim okolišima: AVs može djelovati u kemijskom, biološkom, radiološkom i nuklearnom okruženju (CBRN) tijekom požara, u potresnim ruševinama ili pod neprijateljskom vatrom bez ugrožavanja osoblja. Tijekom 2020. godine, UGV opremljen toplinskim kamerama korišten je za mapiranje vatrenih linija i isporuku vode vatrogascima u izoliranim područjima, smanjujući izloženost toplini i dimu.
  • Povećana učinkovitost za logistiku i izviđanje: Autonomni sustavi mogu održati dugotrajne patrole i transportne misije bez umora posade. U garnizonu bespilotna opskrba tla mogla bi smanjiti broj vojnika potrebnih za sigurnost konvoja. Na terenu autonomne letjelice mogu osigurati trajnu ISR nad širokim područjima, otkrivajući promjene na terenu ili aktivnosti i upozoravajući ljudske analitičare.
  • Kot ušteda preko životnog ciklusa: Dok su početni troškovi nabave visoki, AVs može smanjiti zahtjeve osoblja u ponavljajućim zadaćamakao što su patrola perimetra, kretanje tereta i klirens rutesloboda vojnika za složenije dužnosti. Smanjena potrošnja goriva kroz optimiziranu autonomnu vožnju i smanjeno održavanje zbog algoritma baziranih na stanju također doprinosi dugoročnoj štednji. Studija korporacije RAND 2023 procijenila je da bi zamjena 20% taktičkih vozila s autonomnim ekvivalentima mogla smanjiti troškove logistike za 12-18% tijekom 10-godišnjeg razdoblja.
  • Operativna fleksibilnost i skalabilnost: Autonomne platforme mogu se brzo rasporediti na različite terenearktički, pustinjski, urbani ili pomorski uz minimalnu pripremu. Gardina dvojna/federalna struktura znači da ti sustavi mogu biti unaprijed postavljeni u državnim oklopima i brzo aktivirani za reakciju na katastrofe, zatim bez premca integrirani u federalne misije pod naslovom 32 ili 10 USC. Tehnologija ratnog rata mogla bi omogućiti jednom operateru da istovremeno upravlja višestrukom imovinom, umnožavajući projekciju sile garde bez proporcionalnog povećanja osoblja.
  • Pojačana situacijska svijest: Na brodu senzori i fuzija podataka na AI pogon mogu pružiti zapovjednicima zajedničku operativnu sliku koja se ažurira u realnom vremenu. Autonomna vozila mogu služiti kao pokretni senzorski čvorovi, dijeljenje podataka preko mreže i smanjenje informacijskih praznina koje često pošasti operacije odgovora na katastrofe.
  • Smanjenje kognitivnih opterećenja na ljudske operatore: Automatiziranjem rutinskih odluka (npr. slijedeći patrolni put, prilagođavanjem brzine na teren, vraćanjem u bazu kada je malo goriva), AV-ovi omogućuju vojnicima da se usredotoče na taktičke odluke više razine. Ovo kognitivno outload posebno je vrijedno za osoblje straže koje trenira samo honorarno i može se suočiti s strmom krivuljom učenja tijekom hitnih aktivacija.

Izazovi i razmatranja

Unatoč tim prednostima, nekoliko prepreka mora se riješiti prije nego autonomna vozila postanu standardno sredstvo u inventaru Nacionalne garde.

Tehnološka pouzdanost u konkurentnom i složenom okruženju

Autonomni sustavi ovise o podacima senzora (LIDAR, radar, kamere, GPS) i AI algoritmi za navigaciju i donošenje odluka. U GPS-u zanijekanim sredinama kao što su unutar tunela, pod gustom krošnjom drveća, ili u područjima s teškim elektroničkim ratovanjem ti sustavi mogu propasti. Gardijev operativni spektar uključuje sve od otvorene pustinje do zakrčenih urbanih okruženja, od kojih svaka predstavlja jedinstvene izazove percepcije. Na primjer, pješčane oluje mogu oslijepiti LIDAR, dok kiša ili magla degradiraju optičke kamere. Pouzdanost zahtijeva suvišne senzorske apartmane, robusne SLAM (simultane lokalizacije i mapiranja) algoritme, te neuspješne mehanizme koji vraćaju vozilo u sigurno stanje kada se autonomija razgrađuje. Trenutačno testiranje pokazuje da čak i napredne platforme poput Armskog RCV-a zahtijevaju ljudske mehaničke operacije za neobrađene operacije.

Kibernetička sigurnost

Autonomna vozila su visoko umrežena, što ih čini ranjivima na kibernetičke napade. Protivnici bi mogli ometati komandne veze, spoof senzorske ulaze, ili ubrizgati zlonamjerni kod za otmicu ili onemogućivanje vozila. Stražar, kao i svi vojni dijelovi, moraju osigurati da AVs imaju očvrsnute komunikacije, šifrirane veze podataka, i offline fallback modove. A 2022 GAO izvješće o autonomnim vojnim sustavima istaknuto da Odjel obrane (DoD) još uvijek nije u potpunosti uspostavio cybersigurnosne standarde za tlo UGVs, i mnoge komercijalne off-the-shalf komponente koje se koriste u Guard eksperimentima nedostatak vojne sigurnosti. Osim toga, Gardi je oslanjanje na državne mreže (npr., za katastrofu) dodaje složenost, jer ove mreže ne mogu zadovoljiti DoD cyber sigurnosti.

Etička i pravna pitanja

Najsporniji aspekt vojne autonomije je delegacija smrtonosnog odlučivanja. Direktiva o DOD-u 3000.09 (2012., ažurirana 2023.) mandati da autonomni sustavi oružja moraju omogućiti ljudsku kontrolu nad odlukama o angažmanu osim ako se odobri određeno odricanje. Za nesmrtonosne misije kao što su transport, izviđanje i medicinska evakuacija, etički centar za pitanja odgovornosti: ako se autonomno vozilo sudari s civilnim vozilom, ozlijedi promatrača, ili ne dostavi pomoć tijekom katastrofe, koji je odgovoran operator, zapovjednik, proizvođač, ili AI-proveloper? Pravni okviri za vojne autonomne sustave još uvijek se razvijaju, a Garda se mora pridržavati i državnih zakona koji reguliraju upotrebu nemanovanih vozila na javnim cestama i u zračnom prostoru.

Troškovi i logistike integracije

Stjecanje autonomnih vozila je samo dio troškova. Održavanje zahtijeva specijalizirane tehničare obučene u robotici, AI, i mrežnom inženjerstvu - vještina skup da je straža trenutno nedostaje u organskoj snazi. Rezervni dijelovi opskrbe lance za napredne senzore i aktuatori svibanj ne biti lako dostupan kroz tradicionalne vojne logistike kanala. Osim toga, integriranje AVs u postojeće zapovjedno-i-kontrolne sustave (npr., Army’s Mision Common Operating Picture) zahtijeva softverske ažuriranja i standarde podataka koji su još uvijek pod razvojem. Gardijsko financiranje ciklusa, koji ovise i o federalnim odobrenim sredstvima i državni proračuni, ne može uskladiti s brzim tempom tehnologije osvježenje potrebno za održavanje AV sustava struje.

Tehnološki razvoj

Prevladavanje izazova zahtijeva usmjereno ulaganje u nekoliko ključnih tehnoloških stupova.

Umjetna inteligencija i učenje strojeva

AI je glavni omoguÄ avac autonomne operacije. Vojne AV zahtijeva vrlo pouzdane AI koji moÅ3⁄4e generalizirati u razliÄ itim sredinama - izazov poznat kao domena prilagodbe. Trenutna istraživanja, kao Å¡to je Army's Arthic Intelligence Integration Center (AI2C) i Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) programa poput Offenzivni Swarm-Eabled Tactics (OFFSET), usredotoÄ ena su na pojaÄ avanje i duboke neuronske mreže za percepciju i planiranje. No, AI sustavi nemaju zdrav razum i uzročno razumijevanje da se ljudi oslanjaju na, te da bi ih u novonaÄ inim situacijama mogli brzo prilagoditi AI koji se mogu prilagoditi lokalnom terenu i okolnostima -e okolnosti -e.g., uÄ i uÄ iviÄ ivati potopljena ulica razliÄ i od jedne.

Algoritmi senzorske fuzije i percepcije

Robust percepcija zahtijeva kombiniranje podataka iz više tipova senzora. LIDAR pruža visoko-rezolucija 3D mapiranje, ali je osjetljiv na vrijeme; radar prodire u vrijeme, ali ima nižu rezoluciju; pasivni EO / IR kamere nude kontekst, ali ovise o rasvjeti. Fuzijski algoritmi moraju težiti svaki senzor dinamički i detektirati nedosljednosti koje bi mogle ukazivati na spoofing. Zajednički programski ured za robotiku i autonomne sustave (JPO-RAS) je razvijao zajednički autonomni softverski stek koji standardizira senzorska sučelja i percepcijske cjevovode preko usluga, koji bi mogli olakšati Guard integracije.

Komunikacije i kontrola naredbe

Autonomna vozila zahtijevaju niskolatentne, otporne komunikacije za telemetriju i ažuriranje naredbe. Straža djeluje u okruženjima u kojima se mogu spustiti tornjevi za mobitele (odziv na katastrofu) ili pod napadom (borba). Uključuju se rješenja za ad hoc mreže s pomoću softverski definiranih radio uređaja, satelitske komunikacije s terminalima za pokrete, te taktičke poveznice za podatke poput Linka 16. Integrirana taktička mreža vojske (ITN) i napredni sustav za upravljanje borbenim oružjem (ABMS) grade infrastrukturu za povezivanje s manned i bespilotnih platformi. Za Gardu je cilj postićimaned-unmanned timing” gdje operator upravlja višestrukim vozilima kroz jedno sučelje, čak i preko degradiranih mreža.

Politika, etika i Uredba

Kompleks međuigre federalnih, državnih i međunarodnih prava oblikuje kako Garda može raspoređivati autonomna vozila. DoD-ova ažurirana Direktiva 3000.09 naglašava da autonomni sustavi moraju biti dizajnirani kako bi se omogućilo ljudsko nadgledanje smrtonosnih akcija. Za Gardu, to znači da bi bilo koji AV naoružan oružjem zahtijevao izričito odobrenje i od državnog guvernera (za domaće misije) i ministra obrane (za federalne misije). U domaćim operacijama, Posse Comitatus ograničenja općenito zabranjuju vojsci da se bavi provedbom zakona, ali autonomni nadzorni sustavi mogli bi podići zabrinutost Četvrtog amandmana ako bi se koristili za uporno praćenje bez naloga. Nacionalno straža Predsjedništvo mora raditi s državnim legislaturama i Ministarstvo pravosuđa za vođenjem pravila za suzbijanje katastrofa i civilne potpore AV-a.

Međunarodna razmatranja se primjenjuju i kada se jedinice garde rasporede u inozemstvo. Autonomni sustavi moraju biti u skladu sa Zakonom oružanog sukoba, koji zahtijeva razlikovanje između boraca i civila, proporcionalnost u napadima, i odgovornost zapovjednika. Nedostatak jasnog pravnog statusa za autonomne aktere (nije bašvojnik“, ne bašoružje“) komplicira odgovornost. Nekoliko zemaljauključujući Kinu, Rusiju i Izrael razvija slične sustave, povećava rizik od utrke u naoružanju autonomije. SAD je zaprijetio odgovornom korištenju okvira u Ujedinjenim narodima, ali obvezujuće ugovore i dalje nedostižno.

Put naprijed

Gledajući naprijed, Nacionalna garda će vjerojatno vidjeti autonomna vozila evoluirati od eksperimentalnih platformi do operativnih alata tijekom sljedećeg desetljeća. Nekoliko trendova će oblikovati ovu transformaciju.

Upravljačko-neljudsko udruživanje

Na primjer, autonomno vozilo može pratiti konvoj s posadom, pružajući dodatne oči (senzori) i nošenje zaliha, dok ljudski vođa donosi sve taktičke odluke. Na primjer, autonomno vozilo s prizemljem može pratiti konvoj s posadom, iako odgođen, ukazuje na buduće borbene vozila koja mogu raditi s ili bez posade. Straža će vjerojatno usvojiti slične konfiguracije za svoje Stryker i Bradley jedinice, počevši s logistikom i stražnje-područje sigurnosti.

Swarm kapaciteti i distribuirane operacije

Swarmingdesetine malih autonomnih platformi koje djeluju u koordiniranoj modi ponude nove taktičke mogućnosti. U slučaju katastrofe, roj bespilotnih letjelica mogao bi mapirati širok prostor za preživjele ili isporučiti male terete (npr., komunikacijske releje, tablete za pročišćavanje vode) izoliranim zajednicama. U borbi, rojevi bi mogli preplaviti neprijateljske zračne obrane ili provođenje distribuirano izviđanje. DARPA-ov OFF program i mornarički niskokoštani bespilotni zračni prijevoznici Warming Tehnologija (LOCUST) su pokazali osnovna ponašanja rojeva. Gardijska struktura može biti dobro prilagođena za upravljanje rojevima operacijama, jer zahtijevaju minimalno osoblje za raspoređivanje ali značajnu tehničku stručnost za planiranje.

Odgovor na katastrofu i humanitarna pomoć

Autonomna vozila mogla bi transformirati stražare najuočljiviju misiju: domaći hitni odgovor. Nakon uragana, autonomni brodovi mogli su pregledati gomilanje mostova i čiste krhotine s plovnih putova. Tijekom požara autonomna kopnena vozila mogla bi stvoriti požarne paljbe ili isporučiti zalihe vatrogascima u visokorizičnim područjima. U potresima, UGV-ovi s kamerama i akustičnim senzorima mogli bi locirati žrtve pod ruševinama bez ugrožavanja timova za pretraživanje. Straža će s tim misijama dovesti do potražnje za neopravdanim, pristupačnim autonomnim sustavima koji se mogu brzo integrirati s FEMA i operacijama državnog upravljanja hitnim situacijama.

Integracija sa zajedničkim zapovjedništvom i kontrolom svih domena

Buduće sukobe će zahtijevati bezopasna koordinacija u zraku, kopnu, moru, prostoru i cyberu. Autonomna vozila će služiti kao čvorovi u zajedničkoj All-Domain Command and Control (JADC2) mreži, dijeljenje podataka i primanje zadataka iz viših ešalona. Garda mora osigurati da su njegovi AV-ovi usklađeni s JADC2 protokolimaznačajna investicija, ali nužna kako bi izbjeglizačepljene cijevi“ sustave koji ne mogu komunicirati s kolegama na aktivnoj dužnosti. Vježbe poput [ Northern Strike i Cyber Guard već testiraju unakrsnu integraciju s autonomnom imovinom.

Zaključak

Budućnost autonomnih vozila u operacijama Nacionalne garde je obećavajuća i složena. Ovi sustavi imaju potencijal da spasu živote, poboljšaju učinkovitost i prošire sposobnosti garde u borbi i odgovoru na katastrofe. Ipak, shvaćajući da će potencijal zahtijevati trajna ulaganja u pouzdanost AI, kibernetičku sigurnost, etičke okvire i obuku osoblja. Garda se mora kretati i fragmentiranim pravnim krajolikom i osigurati interoperabilnost sa zajedničkim i međuagencijskim partnerima. Učenjem iz trenutnih eksperimenata i zagađanjem snažnih odnosa s akademskom industrijom, te djelatnim službama, Nacionalna garda se može postaviti kao vođa u odgovornom usvajanju autonomne tehnologije. Kako se razvijaju zahtjevi države za povećanjem garde, autonomna vozila će postati bitna za održavanje spremnosti, resiliencija, a relevantnost u 21. stoljeću.