2022年国外海战领域十大事件之前沿技术
1月，美海军陆战队和海军水面战中心卡迪洛克分部合作，通过三维虚拟现实技术提高喷涂效率。6月，美海军利用激光雷达扫描舰船，并通过数据点云技术将不同角度的扫描图像拼接在一起，构建船舶的三维模型以进行战损评估、维修和现代化等工作。7月，Sev1Tech公司为美海军“船厂基础设施优化计划”提出数字化方案，旨在利用增强现实或虚拟现实技术、零件需求预测技术、船厂数字模型优化技术、无人机维修技术、5G无线通信网络技术等手段，促进美海军船厂的数字化转型。8月，日本多家船舶企业、科研机构和软件公司合作，启动“海事和海洋数字工程”（MODE）项目，通过创建仿真平台以增强舰艇建造的数字工程能力。目前在舰船建造维修领域，数字工程已在网络化应用、船舶三维辅助设计制造、虚拟现实训练与维护等方面有广泛应用，将促进舰船全寿期管理的数字化、智能化。
2月，受美国海军研究署资助，俄勒冈州立大学研发出一套紧凑型海底微生物燃料电池系统。该燃料电池主要由聚氯乙烯阳极腔室、阴极碳刷和钛棒组成。微生物可在厌氧环境中进行新陈代谢并释放电子，再通过暴露在海水中的阴极吸收氧气发生还原反应，形成电池的闭合电路。电力管理平台包含1个声学调制解调器接口，利用微生物燃料电池产生的能量为锂离子电池充电，并可将42%的多余能量存储起来。这套海底微生物燃料电池系统具有可连续供电1000天以上的超长续航力和高稳定性，未来有望为海底观测传感器网络等设施设备供能。
2月，雷声公司在美国北方司令部主导的“全球信息优势实验3”（GIDE 3）多国演习期间，演示验证了新型跨域杀伤网智能辅助决策工具——ARAKNID。该工具由DARPA“自适应跨域杀伤网”（ACK）项目资助开发，旨在通过实时连接空域传感器，创建多个行动方案，并对其进行可视化和评价。雷声公司在演习期间验证了多种场景，由ARAKNID工具创建多个行动方案，并为每个方案进行评价打分。其中，该工具推荐的多个方案被指挥官采纳，包括分配战机进行多目标交战，通过数字指令紧急起飞更多战机等。本次演习是智能辅助决策工具的一次成功验证，缩短了战机升空所需时间，提高了及时拦截目标的概率，将促进相关智能工具的实战应用。
3月，BAE系统公司称已将“多源数据挖掘与情报分析工具”（MAPLE）与美海军“海视”海上态势感知工具集成，以提高数据处理能力和自主能力。MAPLE利用机器学习技术进行数据分析，已在2021年美非洲司令部主导的“奥班盖姆快车”演习期间完成试验，可处理大量光电及合成孔径雷达图像数据、射频探测系统数据、自动识别系统数据等，分析舰艇航行状态，包括确定舰艇是否处于禁航区、与其他舰艇的潜在关联等。研究人员表示，未来将使MAPLE更靠近数据源，如直接嵌入至传感器，而不是将传感器数据发送至数据处理中心。相关优化将涉及边缘计算等技术，进一步缩短数据传输和处理时间，提高海战场实时数据挖掘和情报分析能力。
4月，美国AT&T电信公司在科罗纳多海军基地对海军智能仓库5G网络进行了性能演示。演示内容主要包括两项：一是通过5G网络将采用因特网协议的摄像头连接到AT&T公司网络，使用户直接通过该公司网络观看仓库内的高清视频；二是演示用于虚拟现实和增强现实的5G技术。演示期间，基地5G网络实现了3.9吉比特/秒的传输速度，延迟不超过10毫秒。10月，加拿大ATTABOTICS公司提出为美国海军陆战队智能仓库安装自动存储和供应链检索系统，结合KPMG公司开发的5G智能仓库原型系统，具备无线宽带连接、人工智能路径导航和纠错、自主库存管理等能力。智能仓库综合应用5G通信、人工智能、虚拟现实等技术，将促进海军军事物流的现代化、智能化。
4月，受美国海军研究署资助，维拉诺瓦大学针对无人平台集群、水面舰艇编队等时变异构欠驱动平台网络，提出了一种缺少全局位置信息的分布式编队控制方法。该方法综合所有平台建模后的运动轨迹分析结果，只需给定相邻平台的相对位置和局部运动信息，即可获得编队控制的最优方案。这种方法可应用于海上无人集群、水面舰艇编队等时变异构网络的控制，提高美海军“分布式海上作战”等作战概念中水面舰艇在广大地理范围内的分散部署能力。
日本首次实现动态实际场景下水下光通信技术可用性验证
5月，日本海洋科学技术中心运用无人潜航器，搭载与岛津制作所联合研制的MC100型水下无线光通信装置，在低速航行状态下，与坐底水深1420米的海洋监测器建立通信链路，在通过其上方约10秒内，接收了130千字节左右的图像数据，首次实现了深海动态场景下无线光通信。这次真实场景试验验证了这种水下无线光通信装置的可用性。这种水下光通信技术可降低海底观测成本并提高数据质量，随着该技术的持续发展，未来有望通过无人潜航器实现海底观测数据的无线采集和传输。
7月，日本国立材料研究所研制出一种轻质高强镁钪应变玻璃合金，其密度仅2克每立方厘米，屈服强度高达200 270兆帕，在-150 25 范围内杨氏模量稳定保持在20 23吉帕左右，弹性储能密度为0.5千焦/千克，可承受超过100万次疲劳循环。该材料具备弹性、轻质、低模量和高强度等特质，拥有高弹性储能密度，可在大温差环境中保持性能稳定。该材料满足潜艇等深海装备外壳材料要求，有望应用于新型深海装备的设计研发。
7月，美海军在“埃塞克斯”号两栖攻击舰（LHD-2）上安装了Xerox Elem公司生产的液态金属3D打印机——ElemX。ElemX采用了液态金属3D打印技术，以标准铝丝为原料，而不是传统金属3D打印技术普遍采用的金属粉末，无需特殊的设备改进或人员防护措施，且所需后处理较少。这是美海军首次在舰上部署金属3D打印机，标志着舰上金属3D打印技术正式迈向实用化。11月，美海军在“巴丹”号两栖攻击舰（LHD-5）上长期部署了一台金属3D打印机——菲利普斯混合增材系统。该系统配备Meltio3D激光金属线材沉积喷嘴以及哈斯TM-1计算机数控铣床，可制备舰上系统普遍采用的316不锈钢，具备舰艇专用金属部件舰上低成本工业级制造的能力。金属3D打印机在舰上的部署有望解决将减少美海军对传统供应链的依赖，提升其海上后勤保障能力，提升舰艇和系统的战备水平。
9月，在美海军研究署资助下，麻省理工学院研发出利用声能的水下反向散射成像系统，并完成了长期原位成像。该系统利用无线声波供能，捕获的图像通过声学反向散射以近零功耗传送至远程接收器，接收器将解码的图像数据应用于数字像素阵列的RGB通道，生成水下环境的彩色图像。该系统功耗极低，较此前的水下成像系统降低了5个数量级，单色照明模式下功耗仅为112微瓦，白光照明模式下功耗为276微瓦。该系统有望大规模部署于水下环境，用于水下定位及监视、侦察活动，还可长期连续监测水下地质活动和洋流变化。
页面更新：2024-04-01
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