我们能否研制出一种高科技智能设备,用来代替潜艇声纳兵,舰载人工智能技术应用
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我们能否研制出一种高科技智能设备,用来代替潜艇声纳兵
首先纠正一个错误,不管是SONAR系统还是ASDIC系统,目前公认的翻译应该为“声呐”。言归正传,我认为代替的可能性较小,毕竟战争中装备始终是贯彻人类的意志,决断只能由人来下达,设备再先进再智能也只能是辅助决策,使决策依据更为充足更为科学。
智能算法的加入可以增加声呐探测结果可信程度
目前舰载声呐的使用早已不是还像一些人想象中那样,声呐兵戴着耳机,全靠着自身经验从噪声中寻找蛛丝马迹。
▲前卫级声呐兵在根据传感器信息绘制图表
随着计算机系统和数据库技术的加入,主动声呐回波特征库、被动声呐声纹库、作战信息决策系统等新型声呐技术逐渐代替了过去纯粹依靠个人经验来进行决断的指挥方式。
但是目前这整套技术最大的问题还在于传统数据库逐项比对的模式需要庞大的声纹样本作为基础,对于噪声的干扰也显得无能为力。
现代智能算法的加入能够带来极大的改观,深度学习算法不仅能让计算机“认识”猫和狗,也能通过大量样本的训练让计算机认识潜艇、舰艇、水雷。即使是样本库从来没有过的声纹样本,但是算法能够从中发现某种统一的特征组分,给出判断结果。而且智能算法对抗寻常干扰的能力也极强,对于人类无法辨别的用于伪装的噪声,它也有办法识别出不自然的地方。
▲GOOGLE公司DEEPMIND项目的算法流程示意图
这些功能能够大大简化声呐兵的学习过程,也能大大增加声呐探测结果的可信程度。
但是算法始终有局限之处,无法替代人类进行决策
智能算法如此强大,但是始终是人类发明的算法,能够简化人类决策过程,但无法代替人类决策。
其中很重要的一个原因就是算法始终存在局限性,是人创造的,就会有纰漏之处。智能算法甚至会在一些人类难以想象的地方出错。就比如上文让计算机学会“认猫”。但在计算机专家的处理之下,引入一些简单而专门设计的噪声之后计算机就会发生让人啼笑皆非的错误。
▲添加噪声前后Google视觉系统给出不同的识别结果
在上图中,左侧识别结果全部正确。但在引入一些不影响人类识别的噪点后,计算机给出迥异的结果,让人难以想象。
放到武器系统当中来看。假如声呐系统的接受信号被敌方刻意干扰,本来是敌潜艇,系统识别却是一头海洋生物,这无疑会带来毁灭性后果。
总而言之
智能系统的引入可以简化声呐兵的工作,提高探测结果的可信程度。但目前暂时不可能代替声呐兵负责决策的那一部分工作。
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这个问题提的好!在军事信息化、数字化的今天,陆基、天基的军事侦察手段早已脱离人工,运用高科技设备自动侦察预警,而水下的侦察还停留在原始的人工阶段,说白一点就是靠一对耳朵去听,还必须是有经验的技师。
能否研制出一种高科技智能设备替代声纳兵?我虽非军事专家,亦斗胆提出一些不成熟的想法以抛砖引玉。
首先搞清楚什么是声呐?
声呐是英文缩写“SONAR”的音译,中文全称为:声音导航与测距,是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。
声呐兵的主要职责是接收噪声和追踪回声,一方面需要用耳朵听回声,来辨别是不是潜艇发出的;另一方面,回声的情况会表现在声呐仪器的一个显示屏上,通过这个显示屏上的一些变化,比如不同强弱的频率来判断附近是否有潜艇出没。通过接收噪声和追踪回声的方式发现、锁定目标后,即可选用适当的方式对目标进行打击。因此,声呐兵被誉为战舰的“顺风耳”。一名优秀的声呐兵既要有一定的天赋,还要有丰富的实践经验,需要日积月累的大量练习,主观性太强。
现在人工智能技术突飞猛进,图像识别、语音识别系统已完全运用于民用。我觉得可以建立海量数据库,运用大数据技术储备各种声源数据,然后把这些声波数字化图形化,让一台人工智能机器去识别这些海量声源,并进行自我学习、鉴别和测试,这类似于谷歌的“阿尔法狗”,只要给它棋谱就能自我学习,到最新版本的狗甚至只要懂得规则,然后自我深度学习只要几天时间就能成为围棋顶尖高手。同样的,我们也可以制造出类似的机器,只要给他喂海量声源,让其自动学习识别,真正实现声呐探测智能化、自动化、精确化。
各位军迷朋友的看法呢?
无人潜艇智能设备已经有相关研究所研究出来了,以前是声呐兵对着显示屏,观察回波信号。只是声纳兵除了看以外,还要听。有经验的声纳兵可以从众多的海洋噪声中判别有用的信号。原理也是声呐兵的以往经验输送到智能设备中,便可以完成这一系列的任务。
现在就要,只不过为了保险起见,没有省下人工报告这一环。现在声呐利用回波测出坐标,形状,体积和速度都是智能计算机来完成,只是报告这一环是人工实施。记住,武器再先进,攻击阀门绝对是掌握在人的手中,哪怕是自动武器系统,启动它的按钮,也是人来管理的。
我在想,首先搞清楚什么是声呐声音导航与测距,是一种利用声波在水下传播特性,通过电声转换和信息处理,声呐兵的主要职责是接收噪声和追踪回声,用耳朵听是不是潜艇发出的,另一方面,回声情况会在声呐仪器上一个显示屏,不同强弱频卒判断是否潜艇出没,噪音和追踪回声方式发现对目标打击,真正要实现声吶探测智能化,自动化,还要有一定的实践经验,所以培养一名合格的声呐兵要有一定的天赋。
为何二战军舰的防空都是靠弹幕将飞机打下来的
二战后期,发明了舰载雷达,1938年,美海军最早研制出频率为195兆赫,对飞机探测距离达137公里,对水面舰艇探测距离大于20公里的XAF型舰载警戒雷达,并安装在“纽约”号战列舰上。
1944年10月,苏里高海战,大口径舰炮在火控雷达指挥下,最远射击距离大约12公里,但作为舰上对空防御作战的大量小口径舰炮,仍然是采取人工手动操作观瞄,并手动操作射击的。
当时,天空中大都是螺旋桨战机,但却是速度最快的作战装备(德军少量喷气战机后期才出现),美军的野马P-51D最大速度能达到785千米/小时,所以人工观瞄手动操作的高炮,要想打下高速俯冲的战机,真是谈何容易。
英美德日等国战列舰、重巡洋舰等大型水面主力作战舰艇,为了对空防御作战,都在舰上装备了大量的防空高炮,譬如世界上最大战列舰,日本的大和号,除了装有3座3联装460毫米主炮外,还装有4座3联装155毫米舰炮,24门127毫米高射炮,113门25毫米机关炮,整个军舰像个奋起自卫的刺猬,全身竖起了各种武器,但即便如此,大和号战列舰,在支援冲绳日军作战时,面对天空中美军战机狂轰滥炸,舰体被直接命中空投的航空炸弹,左右舷被命中多条鱼雷,引发主炮弹药库大爆炸,彻底葬身海底。
某些对二战防空作战,不是很熟悉的军迷以为,舰载高射炮对空作战,是由火控雷达指挥的,那是不正确的,当时很少有火控雷达指挥舰炮射击,即使有那也是针对少量大口径舰炮,作为防空作战的小口径高炮,基本上还是靠人工观瞄操炮射击,所以要打下空中高速飞行的战机,是相当困难的。
采取弹幕预射击,在敌战机来袭方向扯好弹幕来撞,不失为一种对空作战方式,当时确实取得了较好的对空作战效果,譬如前期日本神风攻击机有良好的战绩,原因就是美海军没有把侧舷水平面处作为预射击的重点区域,从而遭到由侧舷低空撞来飞机时不能起到有效阻止,后来美军舰队调整高炮射击方案,就击落了大量日军的樱花自杀飞机。
相信很多军迷看过日本拍摄的战争题材电影《男人的大和》,天上美战机成群结队,黑鸭鸭一片俯冲投弹,大和舰不时中弹,爆炸和火光不断,舰员非死即伤,防空操炮手,都似疯了一样,那来靠瞄准的精确射击,压上弹匣直接就搂火,将弹丸尽快发射出去,能撞着美机就是幸运,所以当时舰空对阵搏杀中,空中战机优势明显,真正靠舰炮击沉的大型水面作战舰艇很少,大都数都是在空中打击下,被航空炸弹和鱼雷命中,而葬送大海的,世界上最大吨位战列舰日本大和号的命运就是如此。
再则,舰炮对空射击,因为舰炮的安装位置,会存有射击死角,譬如说战舰中轴线上,作战飞机飞得很快,人工观瞄的高射炮瞄准,只能对战机进入方向射击,组成弹幕等飞机来撞,俯冲轰炸机俯冲的时候,倒是尝试瞄准打出弹幕,前后方对于单舰是死角, 但靠舰队组阵防空来弥补,这种作战方式方法美日英都玩。
总之,二战时期的高射炮,雷达控制射击毕竟是少数,靠高炮击落作战飞机很难,100毫米以上大口径防空炮的作用不是直接击落作战飞机,而是对高空目标产生威胁,将之驱离或者逼入低空,譬如让轰炸机提前丢掉炸弹,去躲避防空炮火,就是防空作战的胜利。
高射炮,从来不指望把炮弹打到机体上,而是利用炸药爆炸产生的冲击波,以及高速炸开的弹片来打击飞机,所以只要引爆高度定的准,在飞机附近爆炸的话,就足以对飞机产生极大的破坏了。
早期高射炮对战机命中率极低,装备有149门各类口径高射炮的日军战列舰大和号,在最后的战斗中一架飞机也没有打下来,所以“防空防空,十防九空”说的还是有道理,因此用打出弹幕的防空手段,就成了对空作战的有效手段。
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2018年2月2日于杭州
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