弗吉尼亚州 雷斯顿 人工智能驱动的海上猎人号军舰：改变海军作战模式的未来技术

弗吉尼亚州 雷斯顿 人工智能驱动的海上猎人号军舰：改变海军作战模式的未来技术

美国国防承包商莱多斯号的“海上猎人”号是首批使用人工智能取代船员的新型军舰之一。公司将改造一艘又一艘小型战舰，快速改变海军作战模式。

原文发表于：《财富》杂志，2019 年 6 月

原标题：《公海历险记》

没有船员不是问题：“海洋猎人”号可以连续航行数周，跟踪敌方潜艇并清除鱼雷，而无需进港补给。图片来源：的

当北太平洋中部的海浪达到 9 英尺时，“海上猎人”号航空母舰的两个发动机之一突然熄火。这艘长 132 英尺的船只当时正以 10 节的速度巡航，距圣地亚哥基地约 1,500 海里，但由于船上没有船员，无法派任何人检查问题。

海猎号的线条流畅，轮廓有点像蜘蛛，船体狭窄，双面。这艘原型船可能成为美国海军的主力无人战舰。船上搭载的人工智能控制和导航系统是由一家国防承包商（ ）花了七年时间设计完成的。该公司总部位于弗吉尼亚州雷斯顿。此次首航往返珍珠港海军基地，总航程超过4000英里。这也是验证这一概念的第一次重要航行。

以前从未尝试过这样的事情。尽管人工智能系统使船舶保持在正轨上并成功避免了与其他船舶的碰撞，但机械系统的故障影响了整个导航任务。该事件也提醒技术专家，无论技术多么先进，普通的机械问题都可能导致项目失败。

护卫船上的14名后勤人员立即行动起来。 的系统工程师基思·克拉布特里 (Keith ) 和其他人迅速跳上一艘坚固的充气船，向“海洋猎人”号驶去。帮助这艘船在圣地亚哥湾平静水域航行的克拉布特里表示，当他冲向“海洋猎人”号时，他并不担心海浪。该原型机具有受波利尼西亚瓦卡独木舟启发的三层船体，使其比颠簸的护卫舰更加稳定。

“这次航行比我以前经历过的任何一次航行都要顺利，”克拉布特里回忆道。经过简单的软件修复后，问题得到解决。最终，“海洋猎人”号停靠在珍珠港，顺利完成了为期10天的返程。

值得注意的是，“海上猎手”号是第一艘穿越海洋的无人船，也是从零开始为海军设计的第一艘舰艇。

以前称为 Ledos，由 Best 于 50 年前创立，除了政府承包界之外几乎无人知晓。罗伯特·贝斯特是一位才华横溢、富有创业精神的物理学家，曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事氢弹研究。贝斯特是一位狂热的水手，也是帆船赛船长丹尼斯·康纳的朋友。 1983年，康纳的球队在美洲杯帆船赛上输给了艾伦·邦德率领的澳大利亚队。这是美国队132年来在这项赛事上首次失利。贝斯特要求上汽开发软件来模拟改进后的船体。设计。康纳第二年夺回了奖杯。

该设计在未来的海军项目中派上了用场，但直到 2012 年才重新公开，当时赢得了一份价值 5900 万美元的无人船开发合同，再次证实了该软件的关键作用。为了开发“海洋猎人”，该公司还借鉴了许多相关项目的专业知识，包括为海军开发水下传感器、为国家海洋和大气管理局勘测海岸线以及使用人工智能处理卫星图像等。

正是因为善于整合各种技术，莱多斯才能够默默担任五角大楼重要承包商长达50年。该公司去年营收102亿美元，在2019年财富500强中排名第311位，连续第三次上榜。

尽管国防和情报部门占了近一半的收入，但莱多斯几乎触及了联邦政府技术和后勤工作的各个方面，包括运营位于弗雷德里克的国家癌症研究实验室、为军用车辆设计微波系统以检测简易爆炸装置，以及帮助国防部建设数字医疗记录系统等。分析师预计该公司今年的收入将增长5%，达到107亿美元，利润将增长8%，达到6.27亿美元。

目前，“海上猎人”号并不是华尔街的亮点，但如果海军计划订购十几艘或更多的无人舰艇，而莱多斯公司获得了大部分订单，那么它可能会成为一个巨大的增长动力。

存在很多不确定性。仅仅因为 为 Sea 设计了原型并不能保证未来获得数十亿美元的合同。国防合同的竞争非常激烈，诉讼和抗议也很常见。 2018 年，由于竞争对手抱怨定价电子表格中的个别空白单元格， 在竞标美国司法部价值 20 亿美元的 IT 合同时失败了。 “让我彻夜难眠的是人们说他们可以做得更好，”Sea 的高级项目经理罗斯·库克 (Ross Cook) 说。 “这将是对纳税人资金的巨大浪费。”

目前正在开发的人工智能软件可能会有很大帮助。没有其他公司公开展示过任何与该技术相近的技术。 “他们已经能够将原型船放入水中并在海上执行任务。”拥有 21 年海军经验的布莱恩·麦格拉思 (Brian ) 说道，他现任哈德逊研究所美国海上力量中心副主任。 “前景令人兴奋。”

的前身 SAIC 是一家受人尊敬的政府承包商。 2004年，该公司创始人兼首席执行官贝斯特因反对公司上市而被免职。此后的10年里，它遇到了各种问题。奥巴马时代的国防预算削减打击了该部门的收入增长，并导致莱多斯历史上首次出现运营亏损。最严重的是，涉及纽约市工资计划的大规模丑闻导致两名高管入狱，相关罚款和赔偿总额超过 5 亿美元。与此同时，联邦政府收紧了利益冲突规则，促使诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司等大型承包商剥离服务部门。

因此，2012 年， 一分为二并缩小了规模。分拆出来的技术服务业务将继续命名为上汽集团，负责升级军用车辆和组装飞行模拟器。较大的信息技术和科学系更名为，源自英语单词“万花筒”（万花筒）。

聘请了 62 岁的罗杰·克罗恩 (Roger Crohn) 来运营这家新公司，他毕业于佐治亚理工学院，并获得哈佛大学 MBA 学位。在 2014 年加入 之前，他曾在波音、麦道和通用动力等公司担任高级财务和项目管理职位。

克罗恩穿着一套剪裁考究的海军蓝色西装，系着一条名牌紫色领带，这是莱多斯的标志色，有一头飘逸的银色头发。无论他参加什么听证会，他都很容易融入国会的参议员和游说者。但这位首席执行官实际上是一位计算机天才，讲述了他在辛辛那提附近长大的故事以及他最早的编程经历。当时他有一台 TRS-80 家用电脑。后来，我升级了计算机，并帮助为位于泽维尔大学附近的 IBM 360 主机编写了打孔卡程序。我做兼职工作每小时挣 7 美元。在接受这份工作之前，他在辛辛那提的一家比萨店工作，他的编程老师发现了这一点并鼓励他更好地利用自己的才能。但他并不满足于寻找错误和重写代码，因此他进入了航空航天工程领域，设计飞机、直升机和航天器。

克罗恩接任首席执行官一年后，出现了一些很好的交易机会。国防巨头洛克希德·马丁公司斥资 90 亿美元收购了西科斯基飞机公司，决定通过出售其 IT 业务来筹集部分资金，该业务是一个总销售额约为 50 亿美元的庞大部门。克罗恩在相关业务上花费了46亿美元（大部分是股票），包括设计下一代空中交通管制系统、为美国社会保障管理局提供数十亿美元的IT项目以及一系列军事项目。

该交易于 2016 年夏天敲定，使 的收入几乎翻了一番，正好赶上特朗普政府增加国防开支以应对日益增长的军事威胁。

成功收购整合后， 的收入持续增长。去年的收入是合并前 12 个月 51 亿美元订单收入的两倍。今年第一季度， 的订单量增至创纪录的 215 亿美元，主要得益于价值 30 亿美元的 10 年期合同，用于管理 NASA 的 IT 网络。自克罗恩2014年7月接任以来，股价近期已上涨至75美元，回报率为207%。同期标准普尔 500 指数上涨 60%，道琼斯美国精选航空航天与国防指数上涨 106%。

除了国防和情报领域外，还深入参与了大量关键的癌症和疫苗研究。它还为政府位于南极洲的麦克默多站研究前哨提供供应和物流网络，在夏季运送人员往返于1000多人的常住人口中。和用品。首席执行官克罗恩在 2017 年感恩节期间被困在基地时，亲身了解到基地有多偏远。

由于访问时间比预期要长，他在基地拍摄了数百张海豹照片，其中一张挂在他办公室办公桌对面的墙上。照片旁边是一个略显杂乱的书柜，里面放着他帮助设计的飞机和洛克希德·马丁公司交易中的纪念品，以及他的三个孩子小时候制作的手工艺品，现在他们已经成年了。

2016年“海猎号”首次推出时，它看起来像一头光滑的灰色野兽，外表凶猛，对人类不友好。内部没有供船员居住的卧室、厨房和浴室等设施，甲板上也没有用于缓冲的扶手或垫子。毕竟，海军正在订购能够跟踪敌方潜艇并抵御入侵者的无人舰艇。当 测试人员第一次将船沿着俄勒冈州的哥伦比亚河航行时，他们需要在甲板上添加扶手和防滑层才能安全登船。还有一个较小的供人使用的螺栓驾驶室，以及一些连接设备的金属栏杆。高级项目经理库克表示，增加的设施让他感到不舒服。 “这就像在克尔维特上安装车顶架一样，”他说。

但如果没有额外的设备，两年后“海洋猎人”号在公海上抛锚时，工程师几乎不可能上船修理发动机。一个小时内，克拉布特里和海军工程师重新启动了这艘船。问题出在易于纠正的软件设置上。

军方常用的无人机已经可以远程控制，一些水下船只使用计算机控制的防撞程序，但“海洋猎人”的设计目的是实现更高水平的自动控制，这是类似于设计自动驾驶车辆的挑战。没什么不同。虽然海上航行与公路旅行有很大不同，但出错的风险要高得多。而且海上没有易于软件跟踪的路标、车道或分界线。库克认为自己“对无人驾驶技术非常挑剔”，他说，“我认为（自动驾驶）汽车更容易。”

设计的 Sea 遵循人类处理船对船遭遇的基本规则，这要求船舶根据特征和功能遵循不同的程序。通常，一艘船保持航线，另一艘船让路。然而，优先级会根据是帆船还是摩托艇、风向和许多其他标准而有所不同。海上猎人使用来自摄像机和雷达的传感器数据来评估遇到的其他船只并适当选择正确的行动方案。

这是海军主导的“无人驾驶”下的大规模试验，希望证明无人舰艇概念能够应对更大的挑战。继“海上猎手”号的优异表现后，今年4月，美国海军提出了具有作战能力的中型和大型（长达300英尺）浮动无人舰艇的设计。 “我们希望寻找性价比最高的舰艇，”海军水面作战主任罗纳德·博考尔少将说。无人船“目前正处于开发阶段，但只要我们认为它们准备好了，就可以相对较快地投入使用。” “战斗采购阶段。”

2017 年 12 月，美国海军向 订购了第二艘“海上猎人”号，在密西西比州格尔夫波特建造。下一步，将参与2020年的中大型无人船项目，还可能与造船领域其他更专业的承包商合作，如通用动力公司、亨廷顿英格尔斯公司等。这有点类似于 之前为飞机制造成像和传感器仪器，而其他公司则提供巡航导弹制导系统。

波音公司和洛克希德马丁公司正在专注于开发能够避免在水面上遇到其他船只的复杂情况的无人潜艇。 2017年，劳斯莱斯展示了一艘类似于“海洋猎人”的海军无人船，但并未实际建造。此后，该公司将其商业航运业务出售给挪威。目前，康士伯一直在努力研发民用无人船。它改装了一艘渡轮，可以绕芬兰图尔库群岛行驶数英里，还与造船商 Wald 合作建造一艘大型无人集装箱船，将于明年起航。

无人船将为海军节省大量资金。最初负责无人船项目的国防高级研究计划局进行的一项研究表明，“海上猎人”号每天的运营成本可能为 2 万美元，而一艘全载人驱逐舰执行类似任务的成本高达 70 万美元。 。如果把海战比作一盘棋，无人舰队可以充当“士兵”，跟踪潜艇、扫鱼、相互通讯，不用担心水手的生命危险，而有人驾驶的船只则充当“王”和“女王”。

至于海军无人项目， 工程师模拟了更典型的单体和双体设计，以及建造潜水器的可能性。他们惊讶地发现，安装两个外部支架后，主船体更加稳定、更快，维护成本也更低。 “仅仅因为我们不是造船厂，我们就可以从一个全新的角度来思考它，”克罗恩说。

的三项业务都在稳步增长。今年一季度，国防收入强劲增长7%；占收入三分之一的民用部门增长了2%；医疗保健是最强劲的行业，收入增长了 9%。该部门贡献了 18% 的收入，旨在打击医疗保险欺诈并提供残疾检查，其重点是管理马里兰州弗雷德里克的国家癌症研究实验室，该实验室的年度预算为 5.4 亿美元。

这个闪闪发光的国家实验室坐落在华盛顿以北 45 英里的卡托克廷山脚下的一个宁静的山坡上。该实验室于1972年由美国前总统理查德·尼克松从德特里克堡生物武器研究设施中分离出来。其主要任务是研究癌症、艾滋病和其他对于私营部门来说太困难或太不确定而无法从中获利的疾病。场地。 2008年，获得了价值50亿美元的运营合同，2015年增加了15亿美元。

在占地 330,000 平方英尺的设施内，在一个黑暗的实验室中，激光在高倍显微镜下照亮了“汤米跳舞的分子”。这些分子是癌细胞内的 RAS 蛋白，在黑色显示屏上以锯齿形排列。蛋白质编码基因突变是 30% 人类癌症的根源。 “汤米”指的是汤米·特贝维尔 (Tommy )，他是 的一名科学家，他正在研究是否有可能直接针对导致一些最致命疾病的突变蛋白来治疗胰腺癌、结肠癌和肺癌。如果有药物可以抑制 RAS 蛋白，数百万人的生命就可以得到拯救，但私营部门在经过 30 年的研究毫无结果后基本上已经放弃了。

图尔贝维尔留着整齐的白胡子，戴着黑色眼镜，在实验室外套下穿着牛仔裤。他在实验室里飞奔时解释说，该项目跟踪跳舞的分子并测量它们的速度，以创建它们如何移动的计算机模型。 ，希望发现突变 RAS 中可以利用药物利用的新漏洞。在实验室的另一个角落，一台价值 100 万美元的机器人设备将不同的化合物注入 RAS 蛋白的测试板中。

的科学家还拥有一台价值 700 万美元的冷冻电子显微镜，免费提供给美国癌症研究人员。另一个项目的重点是寻找减少宫颈癌疫苗剂量和成本的方法。

首席科学家瑞安·弗里德曼（Ryan ）表示：“这是国家实验室履行其使命的完美范例。” “RAS 是一些最常见癌症的关键，尽管付出了巨大的努力，但没有人能够（设计）抑制剂。”该实验室的努力已开始取得成果。人体临床试验将于今年开始，测试一些治疗 RAS 相关癌症的有前景的药物，但成功与否尚不确定。

回到圣地亚哥，“海洋猎人”号这些天大部分时间都呆在码头上，大约每月一次测试软件和硬件调整。就身形而言，这艘船比照片上显示的还要大，几乎有半个足球场那么长，两点的支腿和锋利的船头看起来特别具有攻击性。驾驶舱里有一个塑料草裙舞女孩，上面写着“祝你好运”，但除此之外没有任何人性的痕迹。未经授权的访客不得进入甲板下方，这显然不是船员宿舍。 “这是一台由潘多拉超导矿物（电影《阿凡达》中虚构的矿物 - 译者注）制成的时间机器，”首席执行官克罗恩后来开玩笑说。

如今，海洋猎人面临的最大威胁是偶尔徘徊的海狮，它们会爬上支腿，一旦到达就拒绝离开。 “我们只能等他们自己下船。”库克在加州的阳光下微笑着说道。此时，巨型驱逐舰和货船正在蓝色海湾中航行，经过了附近著名的洛马角灯塔。