国外无人机自主性评价方法综述

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国外无人机自主性评价方法综述

　　摘　　　　要：根据无人机技术特征和作战使用特点，对无人机自主性进行科学、系统、定量

评价具有重要的军事意义。从哲学、技术两个角度，剖析了自主性内涵的演变，从作战使用、

技术发展、科学量化 3个方面分析了自主性评价的军事需求；归纳了无人机自主性评价方法的

国外研究新进展，基于评价对象、人机关系等方面得出对比分析结论；指出了无人机自主性评

价方法的发展趋势。

　　 0 　、引言

当前，无人机作为信息化特征显着的新型作战装备，已经成为局部战争和军事行动不可或缺的

重要作战力量。无人机种类越来越多，任务领域不断拓展，任务类型越来越广泛，已经逐步从

安全性空域执行情报/侦察与监视（ISR）任务向对抗性空域执行主流作战任务发展，逐步从单

机作战向多机集群作战发展[1]。无人机系统机上无人、复杂任务以及高对抗战场环境决定了无

人机必须具备很高的自主性，自主性能力成为无人机的典型作战能力，体现了无人机处理不同

任务与环境的复杂性、动态性和不确定性的能力以及人机交互程度。面对种类复杂、型号众多

的无人机系统，科学构建无人机的自主性评价标准体系，科学构建无人机自主性评价标准体

系，提出适合无人机技术特征和作战使用特点的自主评价方法，具有迫切的军事需求。

本文针对近年来国外无人机自主性评价方法的研究进展进行综述，从哲学、技术角度两个方面

剖析自主性内涵的演变，从作战使用、技术发展、科学量化三个方面分析自主性评价的军事需

求，总结和归纳无人机自主性评价方法的国外研究新进展，指出无人机自主性评价的发展趋

势。

　 1 　、自主性内涵的演变

自主性源于英文 autonomy，含义为 self-government or the right of self- government；self-

determination，即自主权：自我管理的权利或自主决定权。自主性是行为主体按自己意愿行事

的动机、能力或特性，在哲学、政治学、自然科学等多个学科领域都有关于自主性的描述。不

同的学科领域，行为主体不同，对自主性内涵的描述不尽相同。

　 1.1 　、自主性的哲学理解

亚里士多德、康德、马克思等思想家分别从政治、伦理学、哲学的角度对自主性的概念进行了

哲学考察[2]。亚里士多德认为自主性是自给自足，体现在不受外在因素支配上。康德认为自主

性是人的一种重要的主体能力，体现在人的意志上及采取自主的行动。马克思在人的活动中理

解自主性，认为自主性是作为主体人的一个本质特征或特性，受其外在因素和周围环境影响。

可以看到，他们从不同角度指出自主性是人在实践活动中体现出来的主体特性之一，环境因素

影响自主性，自主性并不是随心所欲，而是以承认客体制约性和主体自身内在限定性为前提。

　 1.2 　、自主性的技术内涵

自主性的哲学理解是从人的角度理解自主性，指出了自主性是自身的主体特性，受环境因素影

响，受内在条件约束，这对于理解无人机的自主性内涵具有启发意义。从美军2000 年率先提

出自主作战（Autonomous Operations）概念以来，国外针对无人机自主性的技术内涵不断丰富

和完善，其内涵演变可以归纳为以下几类：

1)《无人系统路线图 2007—2032》中指出自主性内涵表现在所有无人系统的两个方面，一方面

要能提供最小化的人员配备和宽带需求，并能使操作的战术范围超过视线；另一方面是在多个

机器间的合作（或协作）协调[3]。

2)美国国家标准和技术研究所无人系统自主性等级工作组（Autonomy Levels for Unmanned

Systems，ALFUS）指出自主性是无人系统拥有感知、观察、分析、交流、计划、制定决策和

行动的能力，并且完成人类通过人机交互布置给它的任务[4,5]。自主性可以根据任务的复杂

—性、环境的困难度和为了完成任务进行的人机交互程度等因素来区分其等级，进而表示出无

人系统自我管理的状态和质量。

3)美国学者Panos J. Antsaklis 等指出自主意味着具有自治能力[6]。自主控制器在执行控制功能

时拥有自我支配的能力和权限。自主控制器由一系列硬件和软件构成，能够在脱离人的干预活

动的情况下，在一段时间内持续完成必要的控制功能。

4)2012 年7月美国国防科学委员会发布的《自主能力在国防部无人系统中的地位》报告认为，

自主性是无人系统能够自动完成某种特定动作，或者在程序规定范围内，实现自我管理的一种

或一组能力[7] “ —。世界上并不存在完全自主的无人系统，所有的自主无人系统都是人机联合

” —认知系统，自主性并不是指无人系统独立完成任务，而是要考虑人机协作问题。

5)2016 年6月美国国防科学委员会发布的《自主性》研究报告认为，自主性是向一个实体授决

策权、使该实体有权在指定范围内行动生成结果，即自主性是在没有外来干涉的情况下自由做

出决定[8]。就本质而言，驾驭自主性就是考验人是否愿意放弃控制权。

综上所述，笔者将自主性的技术内涵归纳为四点：一是具有独立的自主感知能力、自主判断能

—力、自主决策能力和行为执行能力；二是具有自我管理能力；三是一种人机联合认知能力，

体现人机交互程度；四是体现无人系统处理不同任务与环境的复杂性、动态性和不确定性的能

力。

2 　、自主性评价的军事需求

面对种类复杂、型号众多的无人机系统，科学构建无人机的自主性评价标准体系，提出适合无

人机技术特征和作战使用特点的自主性评价方法，能够有效增强无人机系统研发的针对性和实

用性，牵引无人机装备关键技术创新发展，提升装备体系化作战效能，具有重要的军事意义。

一是解决无人机成体系作战使用研究的急需。面向无人机装备战斗力生成，对无人机自主性关

“键技术、战技结合应用方法进行深入研究，解决自主性评价量化什么、怎么量化、如何应

”用等作战使用问题，为无人机系统装备预先研究、效能提升及作战使用提供技术支持，促使

无人机系统自主性能力的生成和改进提升，为制定科学适用的装备作战使用手册和技术保障指

南提供技术依据。

二是促进无人机装备关键技术创新发展的急需。无人机系统通用化的自主性量化评价方法，具

有良好的可区分性、可计算性和通用性，可以避免无人机系统自主能力提法上和性能描述上的

模糊性，有效增强无人机系统研发的针对性和有效性，指出自主能力的发展路线，进而牵引无

人机装备关键技术的创新发展，促进无人机系统关键技术的工程实现和系统性能的逐步提升。

三是科学量化无人机系统自主能力的急需。美军现役及在研的无人机系统几乎都有相应的自主

性等级。如何科学合理地定量描述和量化分级无人机系统的自主性，进而提升无人机系统装备

体系化作战效能，为定量描述和量化分级任意级别无人机系统的自主能力提供有效手段，具有

重要的军事意义和实用价值。

3 　、国外自主性评价方法的研究进展

提高无人机的自主性是无人机发展的必然趋势。国外针对无人机系统自主能力评价已开展了许

多卓有成效的研究工作，并有明确的应用目标。

　 3.1、研究进展及分析

纵观国外无人机自主性评价方法，比较典型且广泛应用的有 Sheridan 的自动装置等级(Levels of

Automation，LOA)、自主控制水平等级(Autonomous Control Level，ACL)、无人系统自主性等

级(Autonomy Levels for Unmanned Systems，ALFUS)、人机权限四级模型、自主系统参考框

架。

　 (1)Sheridan 的自动装置等级(LOA)

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国外无人机自主性评价方法综述　　摘　　　　要：根据无人机技术特征和作战使用特点，对无人机自主性进行科学、系统、定量评价具有重要的军事意义。从哲学、技术两个角度，剖析了自主性内涵的演变，从作战使用、技术发展、科学量化3个方面分析了自主性评价的军事需求；归纳了无人机自主性评价方法的国外研究新进展，基于评价对象、人机关系等方面得出对比分析结论；指出了无人机自主性评价方法的发展趋势。　　0　、引言当前，无人机作为信息化特征显着的新型作战装备，已经成为局部战争和军事行动不可或缺的重要作战力量。无人机种类越来越多，任务领域不断拓展，任务类型越来越广泛，已经逐步从安全性空域执行情报/侦察与监视（ISR）任务...

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