海床哨兵水下自主感測網路/銅斑蛇攻擊性水下載具
──by Captain Picard
安杜里爾公司的「海床哨兵」是一種由投放式感測器節點構成的水下感測網路,每個感測器節點
具有人工智能(AI)式的自主控制能力、模組化任務籌載以及水下通信傳輸能力。此種感測器節點
能快速佈放到任何水域,除了用於反潛探測之外也可用於海床重要基礎設施監視保護。感測器節點
透過前部的錨來固定在海床上,要回收時機錨切斷,讓浮標體浮上水面。
「海床哨兵」前部總成,結合了感測器以及控制單元,以及一個用來將節點固定在海床上的伸縮錨;
此一頭部結構在部署時會向下轉90度,使錨體朝下。「海床哨兵」安杜里爾開發的Lattice人工智能軟體控制
(上與下)Ultra Maritime與安杜里爾合作,將該公司「海矛」水聲感測器結合到「海床哨兵」的
籌載艙裡。這套水聲感測陣列透過可伸縮的纏捲式線圈來部署,延伸距離可達100m左右。
「海床哨兵」部署在海床上的想像圖,前方籌載艙伸出一個錨將節典故釘在海床上,
籌載艙釋放出Ultra Maritime公司的「海矛」水聲感測器。
SAS 2025上安杜里爾公司展出的「海床哨兵」結合Ultra Maritime公司「海矛」水聲傳感器的模型,
展示的模型是部署傳感器元件的纏捲線圈放出後的型態。
安杜里爾公司的X-Dive大型無人載具部署「海床哨兵」感測器節點到海床上的想像圖,
能快速部署形成一個無限的海底傳感網路,每個節點之間靠水下資料鏈(聲學或光學)溝通。
「海床哨兵」水下監視網路 2025年4月3日海上-空中-太空展(Sea Air Space,SAS 2025)前夕,美國安杜里爾公司(Anduril)公布一種嶄新、可快速重新部署的網路化海底監視系統,稱為海床哨兵(Seabed Sentry)。安杜里爾是2017年五角大廈在矽谷開設合作辦公室後誕生的首批新創公司之一,主要業務是針對軍事的人工智能應用領域。 哨兵是一種全新的海底感測器網路,由許多裝載感測器的節點構成;傳統的固定式、由纜線連結的海底監視系統(如SOSUS)部署與維護十分昂貴且缺乏彈性、不易於部署,「海床哨兵」的感測器節點能構成無線的深海感測網路,可迅速部署在任何需要的水域,並在實時交換關鍵資訊。這些感測器節點具備成本相對低廉、簡單可靠、可回收重複使用的特性;每個感測節點具備聯網通信能力(裝備安杜里爾開發的水下聲學、光學資料鏈系統)。「海床哨兵」除了可用來監視水域中的船艦與潛艦、協助友軍進行反潛作戰外,也能部署在高價值海底基礎設施(如天然氣輸送管線、重要海底通信網路纜線等)附近進行監視。在此前,安杜里爾公司已經發展陸基的「哨兵」系統,用大量分散式感測節點探測空中或地面威脅。
「海床哨兵」頭部安裝的控制與感測器總成,頭部側面的八角型物體就是伸縮錨 的底板,用來將浮標體固定在海床上。
「海床哨兵」部署到海床上的想像圖,頭部艙下轉90度,伸出錨體固定在海床上 「海床哨兵」系統每個感測器節點是圓柱形浮標狀的容器,直徑21吋(533mm),每個長度約8英尺(約2.5m);每個節點頭部是自主控制裝置以及感測器總成,並且結合一個伸縮錨來將感測器固定在海床上,部署時頭部向下轉90度使錨體朝下;節點中部主體是一個籌載艙,容量在0.5立方公尺以上,根據任務來搭載不同的籌載模組。每個節點內嵌安杜里爾的核心技術:Lattice人工智能軟體套件。「海床哨兵」採用開放式系統架構,能隨時插入相容於介面的第三方籌載(如感測器、子系統等)。感測器節點部署深度超過500公尺,部署後能持續運作超過數月乃至於一年。節點本體為正浮力,當需要回收(如電力即將耗盡)時可發出通知信號;回收時,錨就自動切斷,使節點本體上浮到海面而被回收;而只需要清理節點外殼上附著的生物(如藤壺)、進行必要檢查、重新充電並裝上新錨,就可以立刻重新部署;或者,也可更換其他籌載來執行其他任務。為了能讓感測器節點在水下長期工作,「海床哨兵」使用的各種控制運算軟硬體(尤其是AI演算法)必須著重於降低功耗。 安杜里爾也與Ultra Maritime結成策略聯盟,將Ultra Maritime的「海矛」(Sea Spear)感測器籌載結合到「海洋哨兵」的節點裡。「海矛」類似於艦載拖曳陣列聲納上的水聲感測單元(Ultra Maritime的重要業務之一就是艦載拖曳陣列聲納系統),使用一種網狀的纏捲式線圈(truss cross)整合到「海床哨兵」的模組籌載艙中,線圈上布滿著水聲傳感器單元;線圈平時收容在籌載艙裡,部署時可往外伸出長達100m左右。「海矛」以被動聽音工作,透過結合人工智能(AI)以及機器學習(ML)的聲納控制演算法控制。「海矛」能結合其他反潛用水下聲學感測器(如空投的主動聲納浮標、艦載與機載主動聲納)進行多基運作。 傳統如SOSUS的纜線式海底感測器陣列不僅昂貴,且需由大型水面船隻鋪設,很容易被敵方蒐集到部署位置的情報進而避開。而「海床哨兵」的感測節點就可輕易由各種有人、無人的水面或水下載具投擲部署。例如,安杜里爾開發的Dive XL大型水下無人載具(即為澳洲海軍XLAUV項目開發的「鬼鯊」(Ghost Shark)就可用來部署「海底哨兵」的感測器節點,大幅增加了部署感測器節點時的隱蔽性。 近年俄羅斯與中國靜音型潛艦數量日漸增加,以及使用船隻拖錨等方式蓄意破壞對手的海床基礎設施情況下,部署「海床哨兵」這樣的感測網路提供了反潛作戰以及保護水下關鍵基礎設施的一種選擇。 「銅斑蛇」一次性水下無人載具 |
(上與下)安杜里爾的「銅斑蛇」一次性攻擊無人水下載具,這是第一種具備類似魚雷能力的水下無人
自航載具(AUV),具備水下自主航行、遊蕩與搜索辨識目標能力,可搭載戰鬥部進行攻擊,或者
搭載其他感測器等當作一般的UUV使用。此系列中,「銅斑蛇-500」體型類似MK-48 533mm重型魚雷,
「銅斑蛇-100」類似MK-54 324mm輕型魚雷。
SAS 2025展中,安杜理爾公司展出的銅斑蛇載具模型。
在2025年4月7日海上-空中-太空展(Sea Air Space,SAS 2025)前夕,安杜里爾(Anduril)公開了該公司研發一年的銅斑蛇(Copperhead)系列一次性攻擊用水下無人載具(UUV),宣稱這是全世界第一種類似魚雷的自主航行水下載具(Autonomous Unmanned Vehicle,AUV)。銅斑蛇跟魚雷類似,可搜索並攻擊敵方潛艦與船艦,但具備自航無人載具的自航能力,能設定在特定海域遊蕩一段時間來搜索目標。 安杜里爾宣稱,銅斑蛇系列的成本只有目前傳統型魚雷的幾分之一;而且使用時如沒有消耗掉,還可回收,檢整後重複使用,不像傳統的魚雷戰雷發射後都消耗掉了。安杜里爾表示,他們的產線系統的目標是每年能生產數百甚至1000多枚銅斑蛇;反觀MK-48與MK-54等精密複雜的傳統型導向魚雷同期的產量都嚴重不敷需求。 安杜里爾展出的銅斑蛇系列包括銅斑蛇-100與銅斑蛇-500;銅斑蛇-100是100磅級UUV,尺寸類似324mm的MK-54 輕型魚雷,而銅斑蛇-500則為500磅級,尺寸類似533mm的MK-48重型魚雷,但是銅斑蛇系列的重量都比對應的魚雷輕。相較於傳統魚雷採用圓柱外型,銅斑蛇系列的外殼截面類似方形,能使生產製造工作更容易且便宜。安杜里爾表示,該公司發展的Dive-XL水下無人載具能搭載數十枚銅斑蛇-100,或者多枚銅斑蛇-500。 安杜里爾表示,銅斑蛇系列非常類似該公司其他的水下無人系統,包括操作人員設置參數的方式、自主控制系統做決策以及選定目標等等。而隨著威脅類型演進,該公司升級了自主追蹤軟體,能跟隨目標的運動以及跡訊。銅斑蛇系列也跟安杜里爾其他UUV一樣採用模組化的籌載,除了裝備戰鬥部之外,也能根據需求裝備主動、被動聲納,或者磁強計(magnetometer)、側掃聲納、化學探測器等,作為一般的UUV使用。 與安杜里爾其他的無人系統類似,銅斑蛇系列的自主控制系統都使用該公司的Lattice人工智能軟體,以及該公司開發的海下資料通信、分享、處理能力,包括聲學以及光學(可能是雷射)等水下資料傳輸技術;由Lattice人工智能控制軟體的各個水下載具彼此間能透過資料鏈相戶溝通協調,分享信息。由於水下通信傳輸的頻寬比在水上使用傳統無線電資料鏈低得多,所以安杜里爾花費許多時間研究軟體開發,確保利用頻寬有限的水下通信系統順利完成協調、傳輸等工作。
安杜里爾表示,銅斑蛇這種攻擊性UUV並不能完全取代傳統的魚雷(例如MK-48、54的高速與大潛深攻擊能力都非一般UUV可比),而是提供另一種成本低廉的反潛選項,能輕易部署在各種廣泛的有人或無人平台上,在戰爭爆發時能快速大量部署並形成有效的制海戰力,而不像傳統魚雷只能部署在少量專業高價值有人作戰平台(如水面作戰船艦、潛艦)上。銅斑蛇廉價且利於生產部署的特性,在面對美國海軍未來可能的對手──尤其是擁有數量龐大海軍船艦資產的中國海軍──將十分重要。
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