走进五角大楼为士兵创造廉价无人机的努力

五角大楼一直在努力推动市场,以生产价格低廉且军队可以安全使用的无人机。以下是具体做法。
2017 年,一名海军陆战队员使用大疆 Mavic Pro 无人机。美国海军陆战队 / Shellie Hall

负责将商业技术引入五角大楼的国防创新部门,将在未来几周内宣布批准几款更多美国制造的业余爱好者式无人机用于军事用途。这些无人机将符合国会规定的有关零部件来源、军事功能要求以及商业行业为军方提供可大规模生产和向公众销售的新技术的宗旨。

目前以及过去,在俄罗斯入侵乌克兰(包括 2014 年占领顿巴斯以及 2022 年 2 月入侵该国)的双方战场上,部队都使用了商用无人机。这些机器,无论是组装套件还是从零售商购买的成品,都为地面部队提供了前所未有的能力:廉价、便捷地获取自身位置以及附近敌人的空中视角。

这种商用无人机在战争中的使用几乎不限于乌克兰。在叙利亚和伊拉克,自 2016 年以来,伊斯兰国(ISIS)就使用 改装的无人机 和商业技术来 进行侦察投掷炸弹,他们在被美国支持的当地武装力量击败后,仍然继续使用这些武器。

尽管与使用商用无人机投掷炸弹的敌人作战,但美国部队却一直被劝阻——随后被法律禁止——使用相同的无人机,除非他们能获得特殊的飞行许可。这场关于“现成”(COTS)无人系统(UAS)的斗争意味着,尽管美国在部署昂贵的大型军用无人机方面依然娴熟,但美国部队却在无人机频谱最廉价末端方面落后于其他军事力量,甚至落后于装备这些无人机的叛乱分子和非正规部队。

这场斗争的核心在于担心许多最广泛使用的商用无人机的传感器和计算机是中国制造的。国会议员和国防部部分人员担心,这些传感器有可能被用来收集信息并与其他非无人机操作员共享。对于试验四旋翼无人机的部队来说,这种风险仍然是抽象的,直到国防部监察长 的报告 使其具体化。(监察长办公室负责审计和检查现有项目。)

“2018 年春天,监察长说:‘嘿,有些现成无人系统存在网络安全漏洞’,而我们说:‘闭嘴,宅男,我们在玩很酷的无人机!’”国防创新部门的 Shelby Ochs 开玩笑说。在加入国防创新部门之前,Ochs 曾是一名海军陆战队军官,负责将商用无人机整合到军事用途中,而监察长的报告是阻碍这项工作的障碍。如今,Ochs 是国防创新部门 Blue UAS 项目的负责人,该团队的任务是在法律规定的廉价无人机安全限制和为军队提供足够便宜以至于可消耗的产品的需求之间找到平衡。

继第二次监察长报告之后,国防部领导层又下达了全面禁令,于 2018 年夏天禁止军方使用商用无人机。Ochs 表示,直到当年 12 月才批准了一项豁免流程,允许部队申请临时豁免禁令。Ochs 说,豁免流程的问题在于,“它们是按无人机、按用户、按用途 [和] 按地点进行评估的。而且它们通常有效期为六个月,并且需要三星 [将军] 的背书,”才能被批准委员会审理请求。

简而言之,这是获得飞行廉价无人机许可的重重障碍,这种无人机是人们在业余时间可以购买并用于娱乐的。与此同时,陆军正在寻找一种无人机,能够满足最简单的侦察需求:查看对面山丘,或绕过建筑物侧面。要求便宜、简单、有用,以便士兵能够将其带到战场,将其投入空中,并能够看到拐角处,而无需冒着任何人在侦察时被射杀的风险。

2019 年 5 月,国防创新部门向 六家公司 提供了 1100 万美元,用于制造陆军正在寻找的那种无人机,价格接近商业价格,同时仍能提供即时的“越过山丘”的侦察能力。这些公司包括 Parrot 等成熟的商用无人机制造商,以及 Skydio 和 Altavian 等新兴企业。该公告承诺将提供符合当时要求的无人机,但一个月后,国会开始关注军事无人机采购的监管。

2020 年的《国防授权法案》(NDAA),即于 2019 年 6 月提出并在当年 12 月通过的巨额年度国防授权法案,进一步使这一过程复杂化。第 848 条,“禁止使用或采购外国制造的无人机系统”,篇幅不到 300 字,但它对军方未经豁免即可采购或使用的无人机和无人机零部件种类规定了重大限制。最重要的是,该法案禁止采购使用在中国制造的“飞控、无线电、数据传输设备、摄像头或云台”的无人机,并且还禁止使用将数据传输或存储在中国服务器上的无人机。

“无人机就是用新的、有趣的方式组合起来的乐高积木,对吧?”Ochs 说。“同样的无线电、摄像头和计算机。”正如 Ochs 所描述的,让无人机获得国会批准的限制因素是缺乏美国制造的飞控、无线电、数据传输器、摄像头和云台,至少在让这些无人机像业余模型那样便宜的价格点上是不存在的。

Ochs 说:“乐高积木不存在,无法让无人机更便宜、功能更强大。”

国防创新部门将符合这些要求的无人机描述为 Blue UAS,使用“蓝色”的简写来表示“美国”。创建 Blue UAS 的项目是“一种整体的、持续的方法,将快速审查和扩展商用无人机系统”,以供国防部使用。本质上,这是一种利用政府要求和资金来培育国内商业无人机行业,以大规模、廉价地生产国产飞控、无线电、数据传输设备、摄像头和无人机云台,从而实现廉价无人机应用的方法。

与等待美国国内商用无人机市场自行推出完全符合要求的零部件和型号供军方使用不同,国防创新部门通过其 Blue UAS 项目资助了无人机的开发。“有时候市场需要一点帮助,”Ochs 说。“我们只是为他们提供了机会。”

换句话说,目标不是从头开始重塑商用无人机行业,而是确保有美国制造的“乐高积木”,制造商可以将其集成到现有的无人机模板中——这些模板符合五角大楼所需的网络安全需求以及国会通过的授权。

Blue UAS 的发展笼罩在中国制造的业余无人机,特别是大疆生产的廉价型号的规模和实力之下。这家公司生产流行的 Phantom 和 Mavic 系列四旋翼无人机,其无人机已被 用于战争,并坚称这绝非其无人机的预期或允许用途。大疆发言人 Michael Oldenburg 于 2019 年告诉 国防行业杂志 C4ISRNET:“我们不将我们的产品营销用于军事用途,我们也不直接向商业或工业用户销售。”

2022 年 4 月 21 日,大疆 重申 了同样的观点,并表示“明确反对试图将武器附加到我们的产品上的行为”。4 月 26 日,该公司宣布因战争而 暂时暂停在俄罗斯和乌克兰的所有业务。这两份声明和暂停营业的决定都证实了观察家们长期以来的看法,即廉价且易于操作的携带摄像头的无人机在战争中有用,尽管制造商的初衷并非如此。

由于大疆明确不愿供应军队,并且国防部无论如何也被禁止购买大疆无人机,Blue UAS 试图刺激市场创造更廉价、零部件合法合规的无人机。这种规模的一部分将来自军事订单,但正如预期的那样,很大一部分将来自那些能够生产使用相同零部件的无人机并将其销售给美国及世界各地爱好者(hobbyists)的公司。这些无人机甚至可能从中国的某些供应链中获取其 塑料部件,尽管这些公司坚持所有电子元件都在该国境外组装。

今年春末或初夏,国防创新部门预计将宣布通过其 Blue UAS 流程批准的更多无人机(这里是 当前的已批准列表)。然而,比具体无人机型号更重要的是,将创造一个能够生产五角大楼所需无人机零部件的流程和市场。在接下来的几年里,如果该项目不负众望,当士兵和海军陆战队员 venturing into the field 时,他们将能够将新无人机投入空中,并确信这些机器足够安全用于作战,并且足够便宜,以至于即使无人机任务失败也不会造成太大的损失。

Ochs 说:“如果我们相信机器人将能够实现未来的战争,那么它们必须成本低廉,以便我们能够使用它们并丢弃它们而无所畏惧。”

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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