无（wú）人机的（de）发展（zhǎn）与无人作战方式的广（guǎng）泛应（yīng）用,不但丰富了现（xiàn）代战争的（de）攻击方式与作战手段,而且使传统的（de）装备（bèi）训练模式面临严（yán）峻（jun4）挑战（zhàn）,其独特的作战方式（shì）给战斗员带来一（yī）种疏离感———他们坐在远离战（zhàn）场（chǎng）的软垫座椅（yǐ）上,用操控杆（gǎn）和油门踏板操控战斗。在远（yuǎn）离真实战场的虚拟环境下（xià）,如何实（shí）现操（cāo）控员与无（wú）人机之间的人装结合,这（zhè）成为装备训练（liàn）领域的一（yī）个（gè）崭新（xīn）课题。作为全球无（wú）人作战力量的先行（háng）者（zhě）,美军近年来逐（zhú）步（bù）完善无人机操（cāo）控员培训制度（dù）,探索出“生（shēng）理（lǐ）·心理·物理”融合的训练模（mó）式（shì）。本文（wén）试（shì）图对（duì）这一模式进行解析。
1 生理层面———利（lì）用生命科学进（jìn）展提（tí）升生理机（jī）能
在大数据时代,人类与生（shēng）俱来的生理机能（néng）愈发不（bú）能适应对海量数据进行快速有效处理的现实（shí）需求。执行反恐“定点清除”行（háng）动（dòng）的（de）无（wú）人机操控员,既（jì）需要明晰空（kōng）中作战计划,又必须灵活（huó）处理各类紧急的突发情况;既要权衡（héng）各种不同武器的潜在物理伤害（hài）,又试（shì）图（tú）将附带杀（shā）伤降到最低（dī）限度,因此,无（wú）人机操控员训练的一（yī）项重（chóng）要主题是提（tí）升他们的相关生理机能,使（shǐ）其经常性（xìng）的高效调（diào）动和使用海（hǎi）量数据成为可能,从而确保作战目标（biāo）的辨认和作战指令（lìng）的下（xià）达（dá）不出现任何差错。鉴于传统的体（tǐ）能训练难以满足无人作战对操控（kòng）员（yuán）生理（lǐ）素质的特（tè）殊需求,近年（nián）来,美军尝试引入神经药理学、神经工效学（xué）、计算神经学、系（xì）统神经学（xué）以及睡眠生（shēng）理学等（děng）学科的研究成果,提升无人机操控员的（de）生理机能,进而改善（shàn）其在（zài）训练中的认知和行为表（biǎo）现。
1 .1 依托神经（jīng）科学提升战场感知能力
美（měi）军无（wú）人作战中心首席（xí）科学家阿（ā）诺·丘奇（qí）指出:自然的人的能力开始与（yǔ）科技提供或（huò）需要的巨大的数据量、处理能力、决策速度不相称。较之传统飞行员,无人机（jī）操作员需要（yào）具有（yǒu）更强的（de）战场（chǎng）感知能力。在虚（xū）拟的战（zhàn）场（chǎng）环境下,他们必（bì）须具（jù）有更（gèng）强的专注度,及（jí）时通过指（zhǐ）挥中心屏幕（mù）上的（de）画面（miàn）,感知（zhī）战场态（tài）势（shì）变化。美军军事训（xùn）练（liàn）部门认为,在实战（zhàn）化的军事（shì）训练环境中（zhōng）,无人机操控员所需要面临的一（yī）个关键问题是如何在一个（gè）高度机动（dòng）、混杂、变幻的战场（chǎng）环境中,迅速、准确地发现目标并下达攻击（jī）指令。一方面,在现实（shí）的作战行（háng）动中,特（tè）别（bié）是在无人机担负重要角色的“定点清除”行动中,敌方武（wǔ）装人员（yuán）混迹于普通平民之（zhī）中,难以通（tōng）过普（pǔ）通的侦查行为辨（biàn）析二（èr）者的差别;另一方面,整个战场环境存在巨大的流动性,时间的推移给目标打击带来更大的不确定（dìng）性,彼时的军事目标（biāo）到（dào）此（cǐ）时（shí）可能转（zhuǎn）变（biàn）为非军事（shì）目标。上（shàng）述因素对无人（rén）机飞行员的战（zhàn）场感知能力提出了新的挑战。
神经药理（lǐ）科学的发展为大（dà）幅度提升飞行员的战场感知能力提供了可行的路径。前（qián）空军航天医学中队指挥（huī）官承认:所有无人机操（cāo）控员在（zài）开始培训前,都要完成一连（lián）串（chuàn）的神经心理（lǐ）学测试（shì）。美国空军2011年出版的《技术地（dì）平线———美国空军2010-2030年科学技术发展展望》一（yī）书也指出:美国空军在（zài）提高人员自身能力领域（yù）已经取得了相当大（dà）的进（jìn）展。未来十年的研究成果（guǒ）,将使提高人的工作效能（néng）成为可能。这（zhè）样的变化来自（zì）于多方（fāng）面（miàn）……抑或是直接源于人（rén）员能力的增长。后者包括使（shǐ）用神经药（yào）物或植入某些可以改善（shàn）记忆力、警觉性（xìng）、认知力以及视觉和听觉灵敏度的药物。美（měi）国军事（shì）科学技（jì）术委员会发布的技术报（bào）告（gào）显（xiǎn）示,在（zài）明（míng）确神经药物药理功效的前（qián）提下,美军（jun1）已经（jīng）尝试将（jiāng）药（yào）物投送到（dào）特定的神（shén）经组织,以提升作战人员（yuán）的情景知觉能力。此种能力作（zuò）为（wéi）战场感知能力的核心组成部（bù）分,对于无人机飞行员生理机能的提升至关重要（yào）。
1 .2 依托神经工效学提（tí）升脑（nǎo）机结合效率
在生理层面（miàn）,无人机飞行员面临（lín）的另一个重大（dà）挑战是“反应延迟”问题。长期以来,地面（miàn）控（kòng）制站显示屏上（shàng）的影像总比在无人机上实时的（de）影像滞后（hòu）几秒,这是因为无人（rén）机的信号要经过通讯卫星中转。受“反应延迟”效应的影（yǐng）响,无人机（jī）飞行员对移动目标（biāo）的打击变得异（yì）常困难（nán）。2011年,一（yī）名（míng）阿拉伯半（bàn）岛基地组织的高级指挥官坦（tǎn）言:如果他们（men）听（tīng）到（dào）美军无人（rén）机从头（tóu）顶飞过,他们就尽可能快地来回跑动（dòng）,从而干（gàn）扰无人机飞行员对目标的（de）准（zhǔn）确定位。情况正如无人机飞（fēi）行员布（bù）莱恩·卡拉汉少校所（suǒ）言:由于无人机的性能不比传统飞（fēi）机,当你操控（kòng）世界（jiè）另（lìng）一端的飞机时还有一（yī）点（diǎn）延迟现象（xiàng）,对头脑这是一种挑战。
“反应延迟（chí）”现象的存在,从一（yī）个（gè）侧（cè）面反映了飞行员大脑（nǎo）与无人机（jī）系统（tǒng）的结（jié）合效率（lǜ）问题。脑机（jī）接口技术的发展,为解（jiě）决困扰无人（rén）机飞行（háng）员的（de）“反应延迟”问题提（tí）供（gòng）了可行（háng）的解（jiě）决方案。美（měi）国国防（fáng）部先进技术研究署自20世纪90年代起（qǐ）长期关注脑机接（jiē）口（kǒu）技术,历经20余年的发（fā）展,其应用领域已经不局限（xiàn）于神经修（xiū）复领域,其对人体功能（néng）的增强,已经受到（dào）美国军方（fāng）的高度重视。美军实（shí）验室正在聚焦脑机接口领域下的新兴学科———神（shén）经工效学（xué）,分（fèn）析大脑（nǎo）如（rú）何通过信号（hào）输（shū）出直接控（kòng）制外（wài）部武（wǔ）器系统,其中就包括无人机系统。美军认为（wéi）,神经工效学所提供（gòng）的脑机（jī）接口,表（biǎo）现出比传统人-系统接口更高的效率,可以用于提升战斗员对（duì）无人机（jī）操（cāo）控员的训练与作战水平。
1 .3 依靠（kào）睡眠生理学提高抗（kàng）疲劳（láo）能力
睡眠是一（yī）种在（zài）认（rèn）知功能中扮（bàn）演基础性角色的活动机制,持续的睡（shuì）眠（mián）剥夺影响作战人员的身体机能,并会对工作绩效产生不利影响。对于无人机操控（kòng）员而言,超长的工作时间同样意味着生理（lǐ）层面的巨大挑战。例如,“捕食者”无人机在战区的（de）架次平均工作（zuò）时间为20~22h,机组人员经常（cháng）是轮班作业,每一班有时持续10h以上。超（chāo）长时间的工作意味着对睡眠的剥夺,影响无（wú）人机（jī）操控员（yuán）的警惕性、记忆和知（zhī）觉辨别力（lì）等重要生理机能指标（biāo）。为此,美军实（shí）验室展开（kāi）睡眠（mián）的生理（lǐ）学和分子（zǐ）层面的专项（xiàng）研究,并（bìng）在无人机操控员的（de）基础课程学习中,开设专门设计的生理学课程,有别于传统飞行员生理课（kè）程中对承受过载或（huò）突然失重的考验（yàn）,无人机操控（kòng）员的生理学课程着重关（guān）注如（rú）何调整生物钟、饮食和休息周期,以适应（yīng）长达12h的侦（zhēn）查（chá）、警戒（jiè）与作战任（rèn）务（wù）,化解因过劳而产生的生理压力。
2 心理层面（miàn）———探索情景切换模式下（xià）的心（xīn）理调（diào）试（shì）
美（měi）国布鲁金斯学会的彼得（dé）·辛格博士在（zài）其（qí）2010年的（de）研究报告中指出:有些无人机作战（zhàn）部队的（de）作战精（jīng）神压力高于（yú）在阿（ā）富汗的某些作战部队。报（bào）告（gào）得出（chū）结论,无人机（jī）操作员经历着“更明显（xiǎn）的（de）身心困顿和精疲力（lì）竭感”。相比（bǐ）于（yú）传统飞行员,无人（rén）机操控员需要具有（yǒu）更（gèng）过硬的心（xīn）理素质。传统飞行员（yuán）由于距离和（hé）高度的原（yuán）因,往往很（hěn）难真切地看到目标毁伤（shāng）效果,而无人机操控员可以直观地看到血肉横飞的画面,这会造成比飞行员更为严重的（de）道德（dé）压力和责任压力。事实（shí）上（shàng）,自2006年美军（jun1）开（kāi）始（shǐ）培养“全球鹰”“捕食者”等大型无人机的（de）专职（zhí）飞行员,就已经关（guān）注心（xīn）理（lǐ）训练问（wèn）题。近年来,美军主（zhǔ）要（yào）聚焦（jiāo）于情景切（qiē）换模式下的心理（lǐ）训练与调试方（fāng）法。
2.1 虚拟（nǐ）与现实战（zhàn）场（chǎng）切换（huàn）模式下的心理训（xùn）练
无人机操控员所处的虚拟作战环境,有别（bié）于（yú）传统意义上飞（fēi）行员的真实作战环（huán）境,这一差别可能导致无人机操控员在作战心态上的微妙变（biàn）化。美国纽约大学法学（xué）教授菲（fēi）利（lì）普·埃尔森（sēn）认为（wéi）:由（yóu）于无人（rén）机（jī）作战的控制完全（quán）可以通过（guò）计（jì）算机（jī）屏（píng）幕和远程声频反馈来实施（shī）,因此（cǐ）存在以游戏的心（xīn）态来看待杀人的风险。在早期的训练（liàn）与（yǔ）作战环境（jìng）下,无人机操控员通过显示（shì）器和屏幕来实现识别与区（qū）分目标,并（bìng）藉此实现对目标的（de）打击（jī）,但他（tā）们（men）完全听不到战（zhàn）场的声（shēng）音,也嗅不到战场的气味（wèi）。这种作战方式带来一（yī）种特（tè）别（bié）的疏离感,感官上与现实战场的（de）隔（gé）绝,可能（néng）会逐渐演化成精神上的割裂,无（wú）人（rén）机的操作人员日益（yì）与他们的（de）行为所产生的后果分割开来,其结果是抑制了他们对（duì）杀戮行为的（de）愧疚感,进而威胁他们作为军人的（de）职业道德和作为人类的基本良（liáng）知。
鉴于真实与虚拟环境之间（jiān）的（de）差别（bié）,美（měi）军无人机操控员（yuán）训（xùn）练首先必（bì）须最（zuì）大程度还原真实的战场环境。在培训无人机操控员的霍勒（lè）曼（màn）空军（jun1）基（jī）地,无（wú）人（rén）机训练系统力求（qiú）在（zài）每（měi）个（gè）细节（jiē）上显（xiǎn）现真实的战争情境。按照这一理念,美军设计（jì）了兼顾作战和训练（liàn）的Block系列（liè）无人（rén）机系统（tǒng）地面（miàn）控制站（zhàn）,按照人体环（huán）境改造学理念（niàn）,对（duì）视听设（shè）备和控制装置进行（háng）全新设计,使学员身临其境地感受战场全景。霍勒曼空军基地的第16训练（liàn）中队的指挥（huī）官迈克·维沃尔上校指出（chū）:受训人员能看到（dào）被无人机盯上的目标在跑（pǎo）动,甚至（zhì）能听（tīng）到他（tā）们（men）的（de）声音（yīn）,那是（shì）一种因为（wéi）恐惧发出的（de）声音,这不是（shì）视频游戏。为了突出训练的实战化特（tè）征,在（zài）基地建立的开放（fàng）式训练系（xì）统中,模拟训（xùn）练的场景必须（xū）包含作战的全部本质,这也就包括了战争（zhēng）与（yǔ）生俱来的不确定性。在系统的设计者看来,飞行员能够逐步在不确定的环境下掌握无人机的操控技能,才能确保他们有足够的（de）心理调（diào）节能力（lì）应对突发（fā）事（shì）件并完成（chéng）作战任（rèn）务。
2.2 工作（zuò）与生活情景切（qiē）换模式下（xià）的心理训练
无人机操控员不（bú）同于（yú）传统（tǒng）飞行员之处（chù）还体现在他们不用离开家（jiā）庭就能（néng）参（cān）加战争的工作方式（shì）。一位（wèi）无人机操控员说（shuō）:“从一个装满视（shì）频屏幕的黑暗（àn）小（xiǎo）屋走出来时,肾上腺素仍在因为扣动扳机而持续上升。然（rán）后,我会坐车回家,途中经过快餐（cān）店（diàn）和便（biàn）利（lì）店（diàn）,到家后还要帮助孩子做功课。这种感觉非常奇怪,我周围没人知（zhī）道发生了什么事。”因此,如何在与亲友进行交流时缓解自己（jǐ）在工作中累（lèi）积的负面情绪,就成为无（wú）人机（jī）操控员必须接受的心理训（xùn）练内（nèi）容。同时,无人机操（cāo）控员能够在虚拟环境（jìng）中看到更多的现实生活场景。在（zài）执（zhí）行空（kōng）中狙击任务中的近距离监控时,无人机操控员（yuán）需要观察武装分子的生活习惯,在武装分子与孩（hái）子玩耍、与妻子（zǐ）谈话以及拜访邻（lín）居时进行（háng）监控。然后,他们（men）设定好时间,比如（rú）在目标的家人离（lí）开（kāi）他前往市（shì）场时,发动攻击,而这是（shì）在6km高（gāo）空执行任务（wù）的传统飞行员无法做到的（de）。正（zhèng）如美军（jun1）心理学专（zhuān）家埃尔南（nán）多·奥（ào）尔特加上校（xiào）所言:“在某些时刻,你所看到的东西（xī）可能会让你想起（qǐ）自己（jǐ）做的一些事情。你可能会产（chǎn）生熟悉感,而这（zhè）会为扣动（dòng）扳机增加一点难度。”
为了应对虚拟与现实转换中的心理困境,美国空军（jun1）教（jiāo）育和训（xùn）练（liàn）指挥部（bù）航天（tiān）医学中心成（chéng）立专项（xiàng）研究组（zǔ）,对无人（rén）机（jī）操控员所承（chéng）受（shòu）的（de）此（cǐ）类心理问题（tí）展开调研。他们认为,要确保操控员在（zài）工作中隔离（lí）生活环境因素的影响,就必须（xū）具备狙击（jī）手的关键心（xīn）理特征,从而在长期单调无聊的（de）等待（dài）后进行高水平的快速决策和（hé）精准行动。为此,美军采取（qǔ）了（le）3种主要的标准化测验:迈（mài）尔斯布里（lǐ）格斯性格分类法,冯德里（lǐ）克（kè）人员测（cè）试和（hé）国（guó）防语言测试,以及明尼苏达多（duō）项人格类型测验,用（yòng）以评估无人机操控员的心（xīn）智能力和心理素质,洞悉他们（men）的心（xīn）理缺陷（xiàn）与（yǔ）短板,并进行有针对性的心理调（diào）适,确保他（tā）们在作战环境下心理素质（zhì）的稳定（dìng）性（xìng）。
3 物理层面———研发（fā）仿（fǎng）真性能优良的训练模拟（nǐ）器
与其他武器装备（bèi）一样,无人机要在战场上（shàng）发挥应有的作战（zhàn）效（xiào）能,有赖于飞（fēi）行员进行大量的飞（fēi）行训练。由于成本过高且风险大（dà）,无人（rén）机操（cāo）控员不（bú）能（néng）完全依靠真机（jī）进行训（xùn）练（liàn）。为此,设（shè）计具有（yǒu）高度仿（fǎng）真性的训练模拟器成为必（bì）然（rán）的选择。事实上,早（zǎo）在2005年8月（yuè）,美国空军就与L-3通讯集（jí）团的链（liàn）路仿（fǎng）真和训（xùn）练公司签订合同,委托其设计（jì）制造“捕食者”无人（rén）机（jī）组人员训练系统,这是（shì）第一款专为无（wú）人机研制的训练模拟器。在此（cǐ）之后,美（měi）军先（xiān）后委托多家公司研（yán）制无人机（jī）训练系统,并按照“模（mó）块化、分（fèn）布式、人（rén）机耦合”的要（yào）求（qiú）,持（chí）续推（tuī）动训练模拟器的升级换代。
3.1 模块化设（shè）计
为使训练（liàn）模拟器实现对无人机操控员工作状况的全仿真模拟,在模（mó）拟（nǐ）器的（de）研制（zhì）过程（chéng）中美军提出功能模块化（huà）的设计要求。依（yī）据具体的（de）功能将模拟器分（fèn）为6个模块:①地面控制仿真模块（kuài）,负责（zé）发出控（kòng）制（zhì）指令并监（jiān）控（kòng）无人机飞行状况;②地面站（zhàn）与无人机数据链路仿真模（mó）块,负（fù）责（zé）模拟地面控制站与（yǔ）无人机之间（jiān）的信息传输;③飞（fēi）行控制仿真模块,负责接收地面（miàn）控制指令（lìng）并模拟对无人机的（de）飞行状态进行控（kòng）制;④任（rèn）务荷载仿真模块（kuài）,负责模拟对侦查和攻（gōng）击设备的（de）控制和相（xiàng）关的任务数据;⑤终端（duān）图形显示模（mó）块（kuài）,负责实时显示无人机飞行过程中的相（xiàng）关图形;⑥训练（liàn）评估模块,负责（zé）对无（wú）人机（jī）的训练情况进行量（liàng）化（huà）评估。
3.2 人机耦合（hé）
通过高水（shuǐ）平的仿真技术实（shí）现无（wú）人机（jī）操控员与（yǔ）无（wú）人机系（xì）统之（zhī）间的人机（jī）耦合,始终是美（měi）军研制无（wú）人（rén）机（jī）训练模拟（nǐ）器的核心内容。在早期的训练中,由于人机耦合度不高,无人机操（cāo）控员通过屏幕（mù）里的狭（xiá）窄视野操控飞（fēi）机,难以判断飞机（jī）降落（luò）时相对于（yú）跑道的方（fāng）位,导致大部（bù）分的训练事（shì）故发生在无人机降（jiàng）落的过程中。针对（duì）此（cǐ）类问题,美国空（kōng）军器（qì）材司令部下属（shǔ）的空军研究实验室展（zhǎn）开专项研究,依（yī）据人-系（xì）统（tǒng）综（zōng）合（hé）原（yuán）则优化无人（rén）机训练系统的设计方（fāng）案,实现人（rén）机（jī）耦合（hé）程度的逐步提升,相关的研（yán）究与应用工作主要体现在3个方面:①无人机训练系（xì）统在（zài）总体设计上遵循自适应（yīng）的（de）原（yuán）则,在经济上可承受的前提下,凸显训练系统的（de）可重构能力,实现（xiàn）同一训练（liàn）系统为陆、海（hǎi）、空基不同类型无人机,以及（jí）为个（gè）人（rén）/团队（duì）训练、军事演（yǎn）习、军事科研等不（bú）同任务类型（xíng）提供（gòng）足够的模（mó）拟训（xùn）练手段。②无人机操控员方舱工作站（zhàn）的（de）设计体现（xiàn）人体工（gōng）程学理（lǐ）念,依据飞行员的性别差异,以及（jí）全尺寸、躯干与四肢高长比、躯干与大腿（tuǐ）高长比等3个基（jī）本要素,提供8套（tào）个性化设计方案。③以提升人（rén）机功效为目（mù）标推进地面工作站内的设备升（shēng）级。美军无人机的地（dì）面控（kòng）制（zhì）站历经Block15-Block30-Block50共3个发展阶（jiē）段,现已采用触摸式命令和状态显示屏（píng）、“手不（bú）离杆”操纵杆/油门（mén）杆双杆控制、高分辨率数字图像/小孔径雷达图像分发硬件（jiàn）、可调脚蹬（dēng）以及人体工学键（jiàn）盘等设备,为无（wú）人机操（cāo）控（kòng）员营造人机功效更好的操控环境。
3.3 任（rèn）务（wù）导向型的发展理念
以任务为导向是未来美（měi）军无人机（jī）训练系（xì）统（tǒng）的发展趋势。《技术地平（píng）线（xiàn）———美国空军2010—2030年科学技术发展展望（wàng）》指（zhǐ）出:未来美国空（kōng）军要探索和开发能够执行多使命（mìng）任务的遥控（kòng）飞行器和航（háng）天器系统（tǒng）。长（zhǎng）期以（yǐ）来,无人机操控（kòng）员主要来（lái）自战斗机、轰炸机或运（yùn）输机等其他任务系统（tǒng）,他们对于无人机所（suǒ）需（xū）要执（zhí）行的任务系统缺乏足够的认知,而现行的短期密集式训练模式,尚不足以帮助传统（tǒng）飞行（háng）员熟谙（ān）无人机专（zhuān）属的任务系统。为（wéi）了解决这（zhè）一问题,美军（jun1）方在给军（jun1）工部（bù）门（mén）下发（fā）的无人机招（zhāo）标（biāo）书（shū）中对（duì）模拟训练设备的研制（zhì）提出了新要求（qiú）,进一步强调开发适合“任（rèn）务训练”的更为复杂的模拟器系统,以实现多（duō）任务复合型（xíng）的中空长航时无（wú）人机训练。为此,美（měi）国的相关军（jun1）工部门设计了“浸入式”的训练模拟系统,目的是让无人机操控员在（zài）训练中感受身（shēn）临其境般的战斗体（tǐ）验。
4 结束语
美军“生理·心（xīn）理·物理”三位（wèi）一体（tǐ）的无人装备训（xùn）练模式,建立（lì）在跨（kuà）学科（kē）交叉（chā）融合的基础上（shàng）,以科学前沿进展推动传统训练（liàn）模式（shì）的（de）变革,无疑具有值得我们借鉴的一面。虽（suī）然囿于（yú）科学（xué）技术水平的差距,我军装备训练（liàn）尚未与世界军（jun1）事（shì）强国（guó）处于同一（yī）技（jì）术（shù）水平（píng）线上,但是,从理念层（céng）面来看,在军事训（xùn）练中实现人（rén）类自（zì）身体（tǐ）能（néng）、技（jì）能与智能水平的同（tóng）步增长,已成为大数据时代突破人装结合瓶颈（jǐng）的关键因素之一。鉴于此（cǐ）,积极运用生命科学、心理学前沿成（chéng）果,突破物理战视（shì）阈（yù）下训练观念的局限性（xìng）,应当（dāng）成为（wéi）实现（xiàn）我军信息化条件下军事训练转（zhuǎn）型的必由（yóu）之路。（转自装备学院学报（bào）2015年第3期）
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