无人机（jī）的发展（zhǎn）与无人作战（zhàn）方式的广泛应用,不但丰富了现代战争的攻击（jī）方式与（yǔ）作（zuò）战手段,而（ér）且使（shǐ）传统（tǒng）的装备训练（liàn）模式面临严峻挑战,其（qí）独特的作战方式给战斗员带来一种疏（shū）离感———他们坐在远离战场的软垫（diàn）座椅上（shàng）,用操控（kòng）杆和油门踏板操控战斗。在远（yuǎn）离（lí）真实战（zhàn）场（chǎng）的虚拟环（huán）境下,如何实现操控员与无人机（jī）之间的人装结合,这成为装备训练领域的一个（gè）崭新课题（tí）。作为全球无（wú）人作（zuò）战力量（liàng）的（de）先行者,美军近年来逐步完善无人（rén）机操控员培（péi）训制度（dù）,探索（suǒ）出“生（shēng）理·心理·物理（lǐ）”融（róng）合的训练（liàn）模（mó）式。本文（wén）试图（tú）对这一（yī）模式进（jìn）行解析。
1 生理（lǐ）层（céng）面———利用生命科学进展提升（shēng）生理机能
在大数据时代,人类与生俱来的生（shēng）理机能（néng）愈发（fā）不能（néng）适应对海量（liàng）数（shù）据进行快（kuài）速有效处理的（de）现实需求。执行反恐“定点清除”行动的（de）无人机操控员,既需要明晰空中作战计划,又必（bì）须灵活（huó）处（chù）理各（gè）类紧急的突（tū）发情况;既（jì）要（yào）权衡各种（zhǒng）不同武器（qì）的潜在物（wù）理伤害,又试图将附带（dài）杀（shā）伤降到最低限度,因此,无人机（jī）操控员训练的（de）一项重要主题是提（tí）升他们的相（xiàng）关生理机（jī）能,使其经常性（xìng）的高效调动和使用（yòng）海量（liàng）数据成为可（kě）能,从（cóng）而确保（bǎo）作战目标的辨认和作战指（zhǐ）令的下达不出现任何差（chà）错。鉴于传统的体能训练难以满足无人作战对操控员生理素（sù）质的特（tè）殊（shū）需（xū）求,近年来（lái）,美军尝试（shì）引入（rù）神（shén）经药理学、神经工效学、计算神（shén）经学、系统神经学（xué）以及睡眠生（shēng）理学（xué）等学科的研究成果,提升无人机操控（kòng）员的生理（lǐ）机能（néng）,进而改（gǎi）善其（qí）在训练中的认知和行为表现。
1 .1 依（yī）托神经科学提升战场感知能力
美军（jun1）无人作战（zhàn）中心（xīn）首席科学家阿诺·丘奇指（zhǐ）出:自然的人的能力开（kāi）始与科技提供或需要的巨大的数据量、处理能力、决策速（sù）度不（bú）相称。较（jiào）之传统飞行员,无人机操作员需（xū）要（yào）具有更强的战场感知能（néng）力。在虚拟的战场环境下（xià）,他们必须具有更强的专（zhuān）注度,及（jí）时通过（guò）指挥中心屏幕上的画面,感知战场态势变化。美军军事训练部门认为（wéi）,在（zài）实战化的军事训练环境中（zhōng）,无人机操（cāo）控员（yuán）所（suǒ）需要（yào）面临（lín）的一个关键问题是如何在一个（gè）高度机动、混杂、变幻的（de）战场环境中（zhōng）,迅速、准确地发现目标并下达攻击指令。一方面,在现实（shí）的作（zuò）战行动中,特别是在无人机担（dān）负重要角色的“定点清除”行动中,敌方（fāng）武装人员混迹（jì）于普通平民之（zhī）中,难以通过普（pǔ）通的侦查（chá）行（háng）为（wéi）辨析二者的（de）差别（bié）;另一（yī）方（fāng）面,整个（gè）战（zhàn）场环境存（cún）在巨大的流（liú）动性,时间的推移给（gěi）目（mù）标打击（jī）带来更（gèng）大（dà）的不确定性,彼时的军事（shì）目标到此时可（kě）能转变（biàn）为非军（jun1）事目标。上述（shù）因（yīn）素对无（wú）人机飞（fēi）行员的战场感知能力提出了新的挑（tiāo）战（zhàn）。
神经药（yào）理（lǐ）科（kē）学的发展为大幅度提升飞行员的战场感（gǎn）知（zhī）能力提（tí）供了可行的路（lù）径。前空军航天医（yī）学中队指挥官承认:所（suǒ）有无人机操控员在开始培训前,都要完成（chéng）一连串的神经心理学测试。美国空军2011年出（chū）版的《技术地（dì）平线———美国空军2010-2030年科学技术发展（zhǎn）展（zhǎn）望》一书也指出:美国空军在提（tí）高（gāo）人员自身能力领（lǐng）域已经取得了相（xiàng）当大（dà）的进展。未来十年（nián）的研究成果,将使提（tí）高人的工作效能（néng）成（chéng）为可能。这样的变化来自于多方面……抑或是直接源于人员能力的增长（zhǎng）。后者包括使用神经药物或植入某些可以改善记忆力（lì）、警觉性（xìng）、认（rèn）知力以（yǐ）及视觉和听觉灵敏度的药物。美国（guó）军（jun1）事科学技术委员会发布的技术报告显（xiǎn）示,在明（míng）确神经药物药理功效的前提下,美军已经尝试将（jiāng）药（yào）物投送到特定的神经组织,以提升作战人员（yuán）的情景（jǐng）知（zhī）觉能力。此种能力（lì）作为（wéi）战场感知能力的（de）核心组（zǔ）成部分,对于无人（rén）机飞行员生理机能（néng）的提升至关重要。
1 .2 依托神（shén）经工效（xiào）学提升脑机结合（hé）效率
在生理层面,无人机飞行员面临的另一个重大（dà）挑战是“反应延（yán）迟”问题。长期（qī）以来,地面（miàn）控制站显（xiǎn）示屏上的影像总比在无人机（jī）上实时的影像（xiàng）滞后几秒（miǎo）,这是因（yīn）为无人机的信（xìn）号要经（jīng）过通讯（xùn）卫星中转。受（shòu）“反（fǎn）应延迟”效应的影响,无人机飞行员对（duì）移动目标的打击（jī）变得异常（cháng）困难。2011年,一名阿拉伯半岛基地组织的高级指（zhǐ）挥官坦言:如果他（tā）们听到美军无人机从头顶飞过,他们就尽可（kě）能快地来（lái）回跑动,从而干扰无人（rén）机（jī）飞行员对目标的准确定位（wèi）。情况正如无人机飞行（háng）员布莱恩（ēn）·卡拉汉少校所言:由于无人机的性能不比传（chuán）统飞机,当你操（cāo）控世界（jiè）另一端（duān）的飞机时还有一点延迟现象（xiàng）,对头脑这是一种（zhǒng）挑战。
“反应（yīng）延迟（chí）”现象（xiàng）的存在,从一个侧面反（fǎn）映了飞行员大脑与无人机系统的结（jié）合效率问题。脑机接口技术（shù）的发（fā）展,为解决困扰（rǎo）无（wú）人（rén）机飞（fēi）行员的（de）“反应延迟（chí）”问题（tí）提供了可行的解决方案。美（měi）国（guó）国防部先进（jìn）技术研究署自20世纪90年代起长期关注脑（nǎo）机接（jiē）口（kǒu）技（jì）术,历经20余年的发（fā）展,其应用领域已（yǐ）经不局限（xiàn）于（yú）神经修复领域（yù）,其对人体功能的增（zēng）强,已经（jīng）受到美（měi）国军方的高度重（chóng）视。美军（jun1）实验（yàn）室正在聚焦脑（nǎo）机接口领域下的新兴（xìng）学科（kē）———神经工效学（xué）,分析大（dà）脑如何通过（guò）信号（hào）输出直接控制外部武器系统,其中就包括无（wú）人机（jī）系统。美军认为,神经工效学（xué）所提供的脑机（jī）接口,表现出（chū）比传统人-系统（tǒng）接口更高（gāo）的效（xiào）率（lǜ）,可以（yǐ）用于提升战斗（dòu）员对无人机操（cāo）控员的训练与作战水平。
1 .3 依靠睡眠（mián）生理学提（tí）高抗疲劳（láo）能（néng）力
睡眠是一种在认知功能中（zhōng）扮演基（jī）础（chǔ）性角色的活（huó）动机（jī）制,持续的睡眠剥夺（duó）影响作（zuò）战人员的身体机能,并（bìng）会对工作绩效产生不利影响。对于无人机操控员而言,超长的工作时（shí）间（jiān）同样意味着生理层面的巨大挑战。例如,“捕（bǔ）食者”无人机（jī）在战（zhàn）区（qū）的架次（cì）平均（jun1）工作时间为（wéi）20~22h,机组人员经常是轮班作业,每一班有时持续10h以上。超长时间的（de）工作意味着（zhe）对睡（shuì）眠的剥夺,影（yǐng）响（xiǎng）无人机操控员的警惕性、记忆和（hé）知觉辨别力等重要生理（lǐ）机能指标。为此,美（měi）军实验室（shì）展开睡（shuì）眠的生理学和分子层面的专项研（yán）究,并在无人（rén）机（jī）操控员的基础课程学（xué）习中,开设（shè）专门设计的生理学课程,有别于传统飞行员（yuán）生（shēng）理课程中对（duì）承受过载或突然失重的考验,无人机操控员的生（shēng）理学课（kè）程（chéng）着重关注（zhù）如何（hé）调整生物钟、饮食和休息（xī）周期,以适应长达12h的侦（zhēn）查、警戒与作战（zhàn）任务（wù）,化解因过劳而产生的（de）生理压力。
2 心理层面———探索情景切换模式下的（de）心理调试
美国布鲁金斯学会的彼得·辛格（gé）博（bó）士在其2010年的研究报告中指出（chū）:有些（xiē）无人机作（zuò）战部（bù）队的作战精神压力高于（yú）在阿富汗的某些（xiē）作战部队（duì）。报（bào）告得出结（jié）论,无人机操作员（yuán）经历着“更（gèng）明显的身心困顿和精疲（pí）力竭感”。相比于（yú）传统飞行（háng）员,无人机操控员需要具（jù）有更（gèng）过（guò）硬（yìng）的心（xīn）理（lǐ）素质（zhì）。传统飞（fēi）行员由于距离和高（gāo）度的原因,往往很难真切（qiē）地看到目（mù）标毁伤效果,而无人机（jī）操控员可（kě）以直观地看到血肉横（héng）飞的（de）画面,这会造成（chéng）比（bǐ）飞行员更为严重的道德（dé）压力和责任压力。事（shì）实（shí）上,自（zì）2006年美军（jun1）开（kāi）始培养“全（quán）球鹰”“捕食者”等大（dà）型无人（rén）机的专职飞行员,就已经关注心（xīn）理训练（liàn）问题。近年来,美军主要聚焦于情景（jǐng）切换模式下的（de）心理训练与调试方法。
2.1 虚拟与现实战场（chǎng）切换模式下的（de）心（xīn）理训练
无人机操控（kòng）员所处的虚（xū）拟作战环境,有别于传统意（yì）义上飞行员的真实作战环境,这一差别可能导致无人机（jī）操控员在作战（zhàn）心（xīn）态上的微妙变（biàn）化（huà）。美国纽约大（dà）学法（fǎ）学教授菲利普·埃尔森（sēn）认为:由于无（wú）人机作战的控制完全可（kě）以通过计算机（jī）屏幕和远程声频（pín）反馈来实施（shī）,因此存在以游戏的心态来看待杀人的风险。在早期（qī）的（de）训（xùn）练与（yǔ）作战环境下,无人机操控员通过（guò）显（xiǎn）示器和屏幕（mù）来实现识（shí）别与区分目标,并藉此实现对目标的打击,但他们（men）完全听不到战场的声（shēng）音,也嗅不（bú）到战（zhàn）场的（de）气味（wèi）。这种作（zuò）战方式带来一种特别（bié）的疏（shū）离感（gǎn）,感官（guān）上与现（xiàn）实战（zhàn）场（chǎng）的隔绝,可能会（huì）逐渐演化成精神上的割裂（liè）,无人机（jī）的操作人（rén）员日益与他们（men）的行为所（suǒ）产（chǎn）生的后果（guǒ）分割开来,其结果是抑制了他们对杀戮行为的愧（kuì）疚（jiù）感,进而威胁他们作为军（jun1）人的职业道德和作为人类（lèi）的（de）基（jī）本（běn）良（liáng）知（zhī）。
鉴于真实与虚拟环境之间的差别（bié）,美军无人机操控员训练首先必（bì）须最大（dà）程度（dù）还原真（zhēn）实的（de）战场环（huán）境。在培（péi）训无人机操控（kòng）员的霍勒曼空（kōng）军基（jī）地,无（wú）人机训练系统力求在每个细节上显现真实的战争情境。按照这一理念,美军设计了兼（jiān）顾作战和（hé）训练的Block系列无人机系统地面控制站,按照人体环（huán）境（jìng）改造学（xué）理念,对（duì）视听设备和控制（zhì）装置进行全新设计,使（shǐ）学员（yuán）身临其境地感（gǎn）受战场全景（jǐng）。霍勒曼空军基地（dì）的第16训（xùn）练（liàn）中队的指挥官迈（mài）克·维沃尔上校指出:受训人员（yuán）能看到被无人（rén）机（jī）盯上的目标在跑动,甚至能听到他们的声音,那是（shì）一种因为恐惧发（fā）出的声（shēng）音,这不是视频游戏。为了（le）突（tū）出训（xùn）练的实战化特征,在基地建立的开（kāi）放式训练（liàn）系统中,模拟训练的场（chǎng）景（jǐng）必须包含作（zuò）战（zhàn）的（de）全（quán）部本质,这也就包括了战争与生俱（jù）来的不确定（dìng）性。在系统的设计者看来,飞行员能够（gòu）逐步（bù）在不确定的环境下掌握无人（rén）机的操控技能,才能确（què）保他们有足够的心理调节能力应对突发事件（jiàn）并完成作战任务。
2.2 工作与（yǔ）生（shēng）活情景切换模（mó）式下的心理训（xùn）练
无人机操控员不同（tóng）于传统飞行员之处还体现在（zài）他们（men）不用离开家庭就能参加战争的工作方式。一位无人机（jī）操控员说:“从一个装满（mǎn）视（shì）频屏幕的（de）黑暗小屋走出来时,肾上腺素仍在因为扣动扳机而持续（xù）上升（shēng）。然（rán）后（hòu）,我会坐车回家,途中经（jīng）过快餐店和便利店,到家（jiā）后还（hái）要帮助孩子做功课（kè）。这种感觉非常奇（qí）怪（guài）,我周围（wéi）没人（rén）知道发生了什么事。”因此（cǐ）,如（rú）何在与亲友进行交流时缓（huǎn）解（jiě）自（zì）己在工作中累积的负面情绪（xù）,就成（chéng）为（wéi）无（wú）人机操控员必须接受（shòu）的心理训（xùn）练内（nèi）容。同时,无人机操控员能够在虚拟环境中看到更多的现实生活场景。在执行空中狙击任（rèn）务中的近距离（lí）监控时（shí）,无人机操控员（yuán）需要观察武装分子（zǐ）的生活习惯,在武装（zhuāng）分子与孩子（zǐ）玩耍、与（yǔ）妻子谈话以及拜访邻居时进行监控。然后,他们设定好（hǎo）时间,比（bǐ）如在（zài）目标的家人离开他前往（wǎng）市（shì）场（chǎng）时,发动（dòng）攻（gōng）击,而这是在6km高空执行任务的传统飞（fēi）行员（yuán）无法做到（dào）的。正如（rú）美军心理学（xué）专家埃尔南多·奥尔特加上校所言:“在某些时刻,你所看到（dào）的东西可能会让你想起自（zì）己做的一些事情。你可能会（huì）产生熟悉感,而这会为扣动扳机（jī）增加一点难度（dù）。”
为了应对虚拟与现实转（zhuǎn）换中的心理困境,美国空军教育和训练指（zhǐ）挥部航天医学（xué）中（zhōng）心成（chéng）立专项研究组,对无人机操控（kòng）员（yuán）所承受的此类心理问题展开调研（yán）。他们（men）认（rèn）为,要（yào）确保操控员在工作中隔离（lí）生活（huó）环（huán）境因（yīn）素（sù）的影响,就必（bì）须具备狙击手的关键心理（lǐ）特征（zhēng）,从而（ér）在长期（qī）单调（diào）无聊（liáo）的等待后进行高水平的快速决策和精准行动（dòng）。为此,美军采取了3种主要的标准化测（cè）验:迈尔斯布里（lǐ）格斯（sī）性格分类法,冯德里（lǐ）克人（rén）员测试（shì）和国防语言测（cè）试,以及明尼苏达多项（xiàng）人格（gé）类型测验,用以（yǐ）评估无（wú）人机（jī）操控（kòng）员的心智能力和心理素质,洞悉（xī）他们的心理缺陷（xiàn）与（yǔ）短板,并（bìng）进行（háng）有针对性的（de）心理调适,确保他们在（zài）作战（zhàn）环境（jìng）下（xià）心（xīn）理素质的稳定性。
3 物理（lǐ）层面———研发仿真（zhēn）性能优（yōu）良（liáng）的训练模拟器
与其他武（wǔ）器装备一（yī）样,无人机要在战场上（shàng）发（fā）挥应（yīng）有的作战效能,有赖于（yú）飞行员（yuán）进行大量的飞行训练。由于成本过高且（qiě）风险（xiǎn）大,无人机操控员不能完全依靠真（zhēn）机进行训练。为此,设计具有高（gāo）度仿真性（xìng）的训练模拟器成为必然的选（xuǎn）择。事实上,早在（zài）2005年8月,美（měi）国空军就与L-3通（tōng）讯集团的链路仿真和训练公司签订合同,委托其（qí）设（shè）计（jì）制造“捕食者”无人（rén）机组人员训练系统,这是第一款专为无人（rén）机（jī）研制（zhì）的训（xùn）练模（mó）拟器。在（zài）此之后,美军先后（hòu）委托多（duō）家公（gōng）司研（yán）制无人机训练系（xì）统,并按照（zhào）“模块化（huà）、分布（bù）式、人机耦合”的要求（qiú）,持续推动训练模拟器的升级换代。
3.1 模块化设计
为（wéi）使（shǐ）训练模拟器实现（xiàn）对无人机操控员工作状况（kuàng）的全仿真模拟,在模拟（nǐ）器的研制过程中美军提出（chū）功能模块化的（de）设计要求。依据（jù）具体的功能将模拟器分（fèn）为6个模块:①地面控制仿真模块,负责发出控制指令并监控无人机（jī）飞行状况;②地面站与无人机（jī）数据链路（lù）仿真模块,负（fù）责（zé）模拟地面控制站（zhàn）与无（wú）人机之间的信息传输;③飞行控（kòng）制仿真模块,负责接收地面控（kòng）制指令并模拟对无（wú）人机的飞行状态进（jìn）行控制;④任务荷载（zǎi）仿真模块,负责（zé）模拟（nǐ）对侦查和攻击（jī）设备的控制和（hé）相关的（de）任务数据（jù）;⑤终端图形显示模块,负责实时显示无人机飞行过（guò）程中的相关图形;⑥训练评估模块（kuài）,负（fù）责对无（wú）人机的（de）训练情况进行量化评估（gū）。
3.2 人机耦合
通（tōng）过高水平的仿真技术实现无人机操控（kòng）员（yuán）与无人机（jī）系统之间的人机耦合,始终是美军研制无人机训练模拟器（qì）的核心内容（róng）。在早期的训练（liàn）中,由于（yú）人机耦合度（dù）不高,无人机操控（kòng）员通过屏幕里的（de）狭窄（zhǎi）视野（yě）操（cāo）控飞机,难（nán）以（yǐ）判断飞机（jī）降落时相对于跑道的方位,导致大部分的训练事故发生在无人机降落（luò）的过程中。针对此类问题,美（měi）国空军器材司令部下属的空军研究实验（yàn）室展开（kāi）专项研究,依据人-系统综合原则优（yōu）化无人机训练系统的设计方案,实（shí）现人（rén）机（jī）耦合程度（dù）的逐（zhú）步提升（shēng）,相关（guān）的研究（jiū）与应用（yòng）工作（zuò）主要体现在3个方（fāng）面:①无人机（jī）训练系统在总体设计上遵（zūn）循（xún）自适应的原则,在经济上可承受的前提下（xià）,凸（tū）显训练系统的可重构能力,实现同一训（xùn）练系统为陆、海、空（kōng）基（jī）不（bú）同类型无人（rén）机,以及为（wéi）个人/团队训练（liàn）、军事演习、军事科研等不同（tóng）任（rèn）务类型提（tí）供足够（gòu）的（de）模拟（nǐ）训练手段。②无人机操控员方舱（cāng）工作站的设计体现人体工程（chéng）学理念,依（yī）据飞行员的性别差（chà）异,以及（jí）全尺寸、躯干与（yǔ）四肢高长（zhǎng）比、躯干与大腿高长比（bǐ）等3个基本（běn）要素,提供8套个（gè）性化设计（jì）方案。③以提升人机功效为（wéi）目标（biāo）推进地面工作站内的设备升（shēng）级。美军无人机的地（dì）面控制站历经Block15-Block30-Block50共3个发展阶段（duàn）,现已采用触摸式命（mìng）令和状态显示屏、“手不（bú）离杆”操纵杆/油门杆双杆控制、高分辨率数字（zì）图像/小孔径雷达图像分发硬（yìng）件、可（kě）调（diào）脚蹬以及人（rén）体工学（xué）键盘等（děng）设备（bèi）,为无（wú）人机操控员营造人机功效更（gèng）好的操控环境。
3.3 任务导（dǎo）向型的发展（zhǎn）理念
以任务为导向是未（wèi）来美（měi）军无人机训练系统的发展趋势。《技术地平线———美国空军（jun1）2010—2030年科学技术发展展望》指出:未来美国（guó）空军要探索和开发能够执行多使命任务（wù）的遥（yáo）控（kòng）飞（fēi）行器和航天器系统。长期以来,无人机（jī）操控员主（zhǔ）要（yào）来自战（zhàn）斗机、轰炸机或运输机等（děng）其（qí）他（tā）任务系统（tǒng）,他（tā）们对于（yú）无人机所需要（yào）执（zhí）行的任（rèn）务系统（tǒng）缺乏（fá）足够的（de）认知,而现行（háng）的短期密集式训练模（mó）式,尚不足以帮助传统飞（fēi）行员熟谙无人机专属（shǔ）的（de）任务系统。为了解决这一问题,美军方在给军工部门下发的（de）无人（rén）机招标书中对模拟训（xùn）练设备的研制提出（chū）了新要求,进一步强调开发适合“任务训练”的更（gèng）为复杂的模拟器（qì）系统,以实（shí）现多（duō）任务复合（hé）型的中空长航（háng）时（shí）无人机训练。为此,美国（guó）的相关（guān）军工（gōng）部（bù）门（mén）设计了“浸（jìn）入式”的训练模拟系统,目的（de）是让无（wú）人机操控员（yuán）在训练中感受（shòu）身临其境般的战斗体验。
4 结束语（yǔ）
美军“生理·心理·物理”三位一体（tǐ）的无人装（zhuāng）备训练模式,建立在跨学科交（jiāo）叉融合（hé）的基础上（shàng）,以（yǐ）科学前沿进展推动传统训练模式（shì）的变（biàn）革,无疑具有值（zhí）得我们借鉴的一面。虽然囿于科学技（jì）术水平的差距,我（wǒ）军装备训练尚未（wèi）与世界军（jun1）事强国（guó）处（chù）于同一技术水平线上,但（dàn）是,从理（lǐ）念（niàn）层面来看,在（zài）军事（shì）训（xùn）练中实现人类自（zì）身体能、技（jì）能（néng）与（yǔ）智能水平的同步增长,已成为大数据（jù）时代突破人装结合（hé）瓶颈（jǐng）的关键（jiàn）因素之一。鉴于此,积极运用生（shēng）命科学、心理（lǐ）学前沿成果,突破物（wù）理战视阈下训练观念的局限性,应当成为实现（xiàn）我军信息化（huà）条件（jiàn）下军事训练（liàn）转型（xíng）的必由之路。（转（zhuǎn）自装（zhuāng）备学院（yuàn）学报2015年第3期）
咨询航拍服务可（kě）加昆（kūn）明劲（jìn）鹰（yīng）无人机飞（fēi）控手（shǒu）老鹰（yīng）的微信laoyingfly |
