Table of Contents

Введение

Интеграция автономных транспортных средств (AV) в операции Национальной гвардии представляет собой сдвиг парадигмы в том, как гвардия выполняет свою уникальную двойную роль - поддержку как федеральных боевых миссий, так и реагирования на чрезвычайные ситуации на уровне штатов. По мере того, как военные США ускоряют принятие беспилотных систем, Национальная гвардия стоит на пороге использования этих технологий для улучшения логистики, разведки, медицинской эвакуации и ликвидации последствий стихийных бедствий. Автономные наземные, воздушные и морские платформы обещают расширить охват гвардии в опасных условиях, одновременно снижая риск для военнослужащих. Однако полная оперативная интеграция требует преодоления значительных технических, этических и организационных препятствий. В этой статье исследуется текущее состояние, потенциальные выгоды, ключевые проблемы и будущая траектория автономных транспортных средств в Национальной гвардии, опираясь на недавние демонстрации, доктринальные разработки и отраслевые партнерства.

Современное состояние автономных транспортных средств в военном использовании

Технология автономных транспортных средств вышла за рамки лабораторных испытаний в ограниченные эксплуатационные прототипы во всех военных службах США. Национальная гвардия, хотя и не всегда на переднем крае приобретения, участвовала в нескольких экспериментальных программах и совместных учениях по оценке возможностей АВ. Эти усилия охватывают наземные, воздушные и морские области, каждая из которых имеет различные уровни зрелости и оперативные ниши.

Наземные транспортные средства

Программа RCV (Robotic Combat Vehicle) армии, включая легкие, средние и тяжелые варианты, была основным драйвером наземной автономии. Охрана провела ранние эксперименты с небольшими беспилотными наземными транспортными средствами (UGV), такими как RS2-HD (часто известный как «MARS») для разведки и безопасности периметра во время миссий государственной активной службы. LOw-Profile UGV морской пехоты также оценивался инженерными подразделениями Гвардии для удаления взрывоопасных боеприпасов и расчистки маршрута. В то время как текущие UGV требуют значительного надзора оператора, достижения в автономной навигации позволяют им следовать путевым точкам, избегать препятствий и возвращаться на базу с минимальным вмешательством человека.

Воздушные системы

Беспилотные воздушные системы (БАС) являются наиболее зрелой автономной областью в Гвардии. Почти в каждом штате есть подразделения армейской гвардии MQ-1C Gray Eagle или MQ-9 Reaper, используемые для разведки, наблюдения и разведки (ISR) и ударных миссий. Крылья воздушной национальной гвардии управляют RQ-4 Global Hawk и MQ-9, часто летающие автономные вылеты с человеческим наблюдением для запуска и восстановления. Более мелкие квадрокоптерные системы, такие как Skydio X2D, были развернуты группами гражданской поддержки Гвардии для оценки стихийных бедствий. Автономия в этих системах в значительной степени означает навигацию по точкам пути, посадки и автоматизированного взлета/посадки; истинная тактическая автономия (например, независимое обнаружение цели и взаимодействие) остается жестко ограничена политикой.

Морские системы

Беспилотные надводные суда (БПЛА) и подводные аппараты (БПЛА) реже встречаются в Гвардии, но набирают силу. ВМС США Sea Hunter среднего перемещения USV и меньший УФ-БП Manta Ray были продемонстрированы в совместных учениях с Береговой охраной и резервом ВМС, которые часто тренируются вместе с подразделениями Гвардии. Некоторые штаты с большими береговыми линиями (например, Флорида, Калифорния) экспериментировали с автономными буями и платформами дистанционного датчика для мониторинга водных путей во время реагирования на ураганы. Роль Гвардии в безопасности портов и разминировании мусора может извлечь выгоду из полуавтономных морских активов, которые могут работать в опасных течениях или загрязненной воде.

Инициативы Национальной гвардии

Бюро Национальной гвардии (NGB) создало несколько инновационных ячеек и партнерств для ускорения принятия AV. Программа «Стражи», концепции «Agile Combat Employment» воздушной гвардии и инициативы на государственном уровне, такие как программа Техасской гвардии «Lone Star Unmanned», все тестовые прототипы AV в реалистичных сценариях. Например, во время учений, таких как ]Vibrant Response (реакция CBRN) и Cyber Shield , автономные наземные транспортные средства использовались для доставки поставок в смоделированных загрязненных зонах и для проведения сетевого ретранслятора для связи. Эти эксперименты подчеркивают как перспективу, так и нынешние ограничения AV в уникальном контексте двойной миссии Гвардии.

Потенциальные преимущества для Национальной гвардии

Автономные транспортные средства предлагают ряд преимуществ, адаптированных к оперативному темпу Гвардии, что часто требует быстрой активации, разнообразных наборов миссий и минимального постоянного логистического присутствия.

  • Повышение безопасности в опасных средах: АВ могут работать в химической, биологической, радиологической и ядерной (CBRN) среде, во время лесных пожаров, в завалах землетрясений или под огнем противника — без угрозы для персонала. Во время лесных пожаров в Калифорнии в 2020 году UGV, оснащенный тепловыми камерами, использовался для картирования линий огня и доставки воды пожарным в изолированных районах, уменьшая воздействие тепла и дыма.
  • Повышенная эффективность для логистики и разведки: Автономные системы могут поддерживать длительные патрули и транспортные миссии без усталости экипажа. В гарнизоне беспилотное наземное пополнение может сократить количество солдат, необходимых для безопасности конвоя. В полевых условиях автономные беспилотники могут обеспечивать постоянную ISR на широких территориях, обнаруживая изменения в местности или активности и предупреждая аналитиков-людей.
  • Хотя первоначальные затраты на приобретение являются высокими, AV могут снизить потребности в персонале при выполнении повторяющихся задач, таких как патрулирование периметра, перемещение грузов и расчистка маршрута, освобождая солдат от более сложных обязанностей. Снижение потребления топлива за счет оптимизированного автономного вождения и сокращение технического обслуживания из-за алгоритмов на основе условий также способствуют долгосрочной экономии. Исследование 2023 RAND Corporation показало, что замена 20% тактических колесных транспортных средств автономными эквивалентами может сократить расходы на логистику на 12-18% в течение 10-летнего периода.
  • Операционная гибкость и масштабируемость: Автономные платформы могут быть быстро развернуты на различных территориях — арктических, пустынных, городских или морских — с минимальной подготовкой. Двухгосударственная/федеральная структура Гвардии означает, что эти системы могут быть предварительно размещены в государственных арсеналах и быстро активированы для реагирования на стихийные бедствия, а затем легко интегрированы в федеральные миссии в соответствии с разделом 32 или 10 USC. Технология Swarm может позволить одному оператору управлять несколькими активами одновременно, умножая проекцию силы Гвардии без пропорционального увеличения персонала.
  • Расширенная ситуационная осведомленность: Бортовые датчики и синтез данных на основе ИИ могут предоставить командирам общую рабочую картину, которая обновляется в режиме реального времени. Автономные транспортные средства могут служить мобильными узлами датчиков, обмениваясь данными по сети и уменьшая информационные пробелы, которые часто мешают операциям реагирования на стихийные бедствия.
  • Сниженная когнитивное бремя на человека операторов:] Автоматизация рутинных решений (например, следуя маршрут патрулирования, регулируя скорость на местности, возвращаясь на базу, когда мало топлива), AV позволяют солдатам сосредоточиться на более высоких уровнях тактических решений. Эта когнитивная нагрузка особенно ценна для персонала гвардии, которые тренируются только неполный рабочий день и могут столкнуться с крутой кривой обучения во время аварийных активаций.

Проблемы и соображения

Несмотря на эти преимущества, необходимо устранить несколько препятствий, прежде чем автономные транспортные средства станут стандартным инструментом в инвентаре Национальной гвардии.

Технологическая надежность в сложных и спорных средах

Автономные системы зависят от данных датчиков (LIDAR, радар, камеры, GPS) и алгоритмов ИИ для навигации и принятия решений. В средах, отрицаемых GPS, таких как туннели, под плотным навесом деревьев или в районах с тяжелой радиоэлектронной войной, эти системы могут потерпеть неудачу. Оперативный спектр Гвардии включает в себя все, от открытой пустыни до загроможденной городской среды, каждая из которых представляет уникальные проблемы восприятия. Например, песчаные бури могут ослепить LIDAR, в то время как дождь или туман ухудшает оптические камеры. Надежность требует избыточных наборов датчиков, надежных алгоритмов SLAM (одновременной локализации и картирования) и отказоустойчивых механизмов, которые возвращают транспортное средство в безопасное состояние, когда автономия ухудшается. Текущие испытания показывают, что даже передовые платформы, такие как RCV армии, требуют человека в цикле для неструктурированных операций на местности.

Угрозы кибербезопасности

Автономные транспортные средства имеют высокую сетевую связь, что делает их уязвимыми для кибератак. Противники могут заклинивать командные ссылки, вводить подделки датчиков или вводить вредоносный код для захвата или отключения транспортного средства. Охрана, как и все военные компоненты, должна обеспечить, чтобы AV имели более жесткую связь, зашифрованные каналы передачи данных и автономные резервные режимы. В докладе GAO 2022 года об автономных военных системах подчеркивается, что Министерство обороны (DoD) еще не полностью установило стандарты кибербезопасности для наземных UGV, и многие коммерческие готовые компоненты, используемые в экспериментах с охраной, не имеют безопасности военного уровня. Кроме того, зависимость Охраны от контролируемых государством сетей (например, для реагирования на стихийные бедствия) добавляет сложность, поскольку эти сети могут не соответствовать требованиям к кибербезопасности Министерства обороны.

Этические и правовые вопросы

Наиболее спорным аспектом военной автономии является делегирование принятия решений о летальном исходе. Директива Министерства обороны 3000.09 (2012, обновленный 2023) предписывает, что автономные системы оружия должны позволять человеку контролировать решения о взаимодействии, если не предоставляется конкретный отказ. Для нелетальных миссий, таких как транспорт, разведка и медицинская эвакуация, этические проблемы сосредоточены на ответственности: если автономный автомобиль сталкивается с гражданским транспортным средством, травмирует прохожего или не доставляет помощь во время катастрофы, кто несет ответственность - оператор, командир, производитель или разработчик ИИ? Правовые рамки для военных автономных систем все еще развиваются, и Гвардия также должна придерживаться государственных законов, регулирующих использование беспилотных транспортных средств на дорогах общего пользования и в воздушном пространстве. Федеральное управление гражданской авиации (FAA) требует отказов для операций беспилотных летательных аппаратов вне визуальной линии видимости, и многие государства имеют ограничения на автономные наземные транспортные средства в общественном движении. Эти юридические препятствия могут замедлить развертывание во время внутренних чрезвычайных ситуаций.

Стоимость и логистика интеграции

Приобретение автономных транспортных средств является лишь частью расходов. Техническое обслуживание требует специализированных техников, обученных робототехнике, искусственному интеллекту и сетевой инженерии - набор навыков, которого в настоящее время не хватает гвардии в органической силе. Цепи поставок запасных частей для передовых датчиков и приводов могут быть недоступны через традиционные военные логистические каналы. Кроме того, интеграция AV в существующие системы управления и управления (например, командование миссии армии или общая операционная картина ВВС) требует обновления программного обеспечения и стандартов данных, которые все еще находятся в стадии разработки. Циклы финансирования гвардии, которые зависят как от федеральных ассигнований, так и от государственных бюджетов, могут не соответствовать быстрым темпам обновления технологий, необходимых для поддержания AV-систем в актуальном состоянии.

Технологическое развитие

Для преодоления этих проблем требуются целенаправленные инвестиции в несколько ключевых технологических компонентов.

Искусственный интеллект и машинное обучение

ИИ является основным фактором автономной работы. Военные AV требуют высоконадежного ИИ, который может обобщать в различных средах - задача, известная как адаптация домена. Текущие исследования, такие как Центр интеграции искусственного интеллекта армии (AI2C) и программы Агентства перспективных исследований обороны (DARPA), такие как обучение усилению и глубокие нейронные сети для восприятия и планирования. Однако системам ИИ не хватает здравого смысла и причинного понимания, на которые полагаются люди, что делает их хрупкими в новых ситуациях. Охрана выиграет от ИИ, который может быстро адаптироваться к местной местности и обстоятельствам - например, научиться ориентироваться на затопленной улице иначе, чем сухой.

Сенсорное слияние и алгоритмы восприятия

Надежное восприятие требует объединения данных из нескольких типов датчиков. LIDAR обеспечивает 3D-картографирование с высоким разрешением, но чувствительно к погоде; радар проникает в погоду, но имеет более низкое разрешение; пассивные EO / IR камеры предлагают контекст, но зависят от освещения. Алгоритмы слияния должны динамически взвешивать каждый датчик и обнаруживать несоответствия, которые могут указывать на подмену. Объединенное программное управление по автономности для робототехники и автономных систем (JPO-RAS) разрабатывает общий программный стек автономии, который стандартизирует интерфейсы датчиков и конвейеры восприятия между службами, что может облегчить интеграцию Guard.

Коммуникации и управление и управление

Автономные транспортные средства требуют малозадержной, устойчивой связи для телеметрии и обновлений команд. Охрана работает в средах, где вышки сотовой связи могут быть отключены (реакция на стихийные бедствия) или подвергнуты атаке (боевые). Новые решения включают специальные ячеистые сети с использованием программно-определяемых радиостанций, спутниковую связь с передвижными терминалами и тактические каналы передачи данных, такие как Link 16. Интегрированная тактическая сеть армии (ITN) и усовершенствованная система управления боем ВВС (ABMS) строят инфраструктуру для подключения пилотируемых и беспилотных платформ. Для Охраны цель состоит в том, чтобы достичь «командировки пилотируемых и беспилотных», где оператор управляет несколькими транспортными средствами через один интерфейс, даже через деградированные сети.

Политика, этика и регулирование

Сложная взаимосвязь федерального, государственного и международного права определяет, как Гвардия может развертывать автономные транспортные средства. Обновленная Директива Министерства обороны 3000.09 подчеркивает, что автономные системы должны быть разработаны, чтобы позволить человеку контролировать летальные действия. Для Гвардии это означает, что любое АВ, вооруженное оружием, потребует явного одобрения как губернатора штата (для внутренних миссий), так и министра обороны (для федеральных миссий). Во внутренних операциях ограничения Posse Comitatus обычно запрещают военным участвовать в правоохранительных органах, но автономные системы наблюдения могут вызвать проблемы Четвертой поправки, если используются для постоянного мониторинга без ордера. Бюро Национальной гвардии должно работать с законодательными органами штатов и Министерством юстиции, чтобы разработать четкие правила использования для АВ в ответ на бедствия и гражданскую поддержку.

Международные соображения также применяются, когда подразделения Гвардии развертываются за рубежом. Автономные системы должны соответствовать Закону о вооруженных конфликтах, который требует различия между комбатантами и гражданскими лицами, соразмерности в нападениях и ответственности за командиров. Отсутствие четкого правового статуса для автономных субъектов (не совсем «солдат», не совсем «оружие») усложняет подотчетность. Несколько стран, включая Китай, Россию и Израиль, разрабатывают аналогичные системы, повышая риск гонки вооружений автономии. США отстаивали ответственную структуру использования в Организации Объединенных Наций, но обязательные договоры остаются неуловимыми.

Дорога впереди

В перспективе Национальная гвардия, вероятно, увидит, как автономные транспортные средства будут развиваться от экспериментальных платформ до операционных инструментов в течение следующего десятилетия.

Профессионально-беспилотное командование

Ближайший фокус - это соединение автономных систем с человеческими подразделениями. Например, автономная наземная машина может сопровождать пилотируемый конвой, обеспечивая дополнительные глаза (сенсоры) и перевозя припасы, в то время как человеческий лидер принимает все тактические решения. Программа армии с опционально пилотируемой боевой машиной (ОМФВ), хотя и отложенная, указывает на будущие боевые машины, которые могут работать с экипажем или без него. Охрана, вероятно, примет аналогичные конфигурации для своих подразделений Stryker и Bradley, начиная с логистики и безопасности тыла.

Теплые возможности и распределенные операции

Потепление — десятки небольших автономных платформ, действующих согласованно, — предлагает новые тактические возможности. В ответ на бедствия рой беспилотников может нанести на карту широкую область для выживших или доставить небольшие полезные нагрузки (например, реле связи, таблетки для очистки воды) в изолированные сообщества. В бою рои могут подавить противовоздушную оборону противника или провести распределенную разведку. Программа DARPA OFF и технология плавания малозатратных беспилотных летательных аппаратов (LOCUST) ВМС продемонстрировали базовое поведение роя. Структура резерва Гвардии может быть хорошо подходит для управления роевыми операциями, поскольку они требуют минимального персонала для развертывания, но значительного технического опыта для планирования.

Реагирование на стихийные бедствия и гуманитарная помощь

Автономные транспортные средства могут преобразовать наиболее заметную миссию Гвардии: реагирование на внутренние чрезвычайные ситуации. После ураганов автономные лодки могут осматривать мостовые свалки и очищать мусор от водных путей. Во время лесных пожаров автономные наземные транспортные средства могут создавать пожары или доставлять грузы пожарным в районах высокого риска. При землетрясениях УГВ с камерами и акустическими датчиками могут обнаруживать жертв под завалами, не подвергая опасности поисковые группы. Опыт Гвардии с этими миссиями будет стимулировать спрос на прочные, доступные автономные системы, которые могут быть быстро интегрированы с FEMA и государственными операциями по управлению чрезвычайными ситуациями.

Интеграция с объединенным командным и контрольным управлением всеми доменами

Будущие конфликты потребуют бесшовной координации по воздуху, земле, морю, космосу и кибернетике. Автономные транспортные средства будут служить узлами в сети Объединенного командования и управления всеми доменами (JADC2), обмениваясь данными и получая задачи от более высоких эшелонов. Охрана должна обеспечить, чтобы ее AV были совместимы с протоколами JADC2 - значительные инвестиции, но необходимые для предотвращения «защищенных» систем, которые не могут общаться с активными коллегами. Такие учения, как Северный удар и Кибер-охрана ] уже тестируют интеграцию кросс-доменной сети с автономными активами.

Заключение

Будущее автономных транспортных средств в операциях Национальной гвардии является одновременно перспективным и сложным. Эти системы имеют потенциал для спасения жизней, повышения эффективности и расширения возможностей Гвардии в борьбе и ликвидации последствий стихийных бедствий. Тем не менее, понимая, что потенциал потребует постоянных инвестиций в надежность ИИ, кибербезопасность, этические рамки и обучение персонала. Гвардия также должна ориентироваться в фрагментированном правовом ландшафте и обеспечивать совместимость с совместными и межведомственными партнерами. Изучая текущие эксперименты и выстраивая прочные отношения с научными кругами, промышленностью и службами активной службы, Национальная гвардия может позиционировать себя как лидера в ответственном принятии автономных технологий. По мере развития среды угроз и увеличения требований страны к своей гвардии автономные транспортные средства станут необходимыми для поддержания готовности, устойчивости и актуальности в 21-м веке.