无（wú）人机的发展与无人作战方（fāng）式的（de）广（guǎng）泛应用（yòng）,不但（dàn）丰富了现代战（zhàn）争的攻击方式与作战手（shǒu）段,而且使传（chuán）统的装（zhuāng）备训练模式面（miàn）临（lín）严峻挑战,其独特的作战（zhàn）方式给战斗员带来一（yī）种疏离感———他们坐在远离（lí）战场的软垫座椅上,用操控杆和油门踏板操控（kòng）战斗。在远离真实战场的虚拟环境下（xià）,如何（hé）实现操控员与（yǔ）无人机之间的人（rén）装结合,这成为装备训练领域的一个崭新课（kè）题。作为全（quán）球无人作战力量的先行者,美（měi）军近年来逐步（bù）完善无人机操控员培训制度,探索出“生理（lǐ）·心理·物理”融合的训（xùn）练模式。本文试（shì）图对这（zhè）一模式进行解析。
1 生理层面———利用生命科学（xué）进展提升生理机能
在大（dà）数据时（shí）代,人（rén）类与生俱来的（de）生（shēng）理机能愈发不能适（shì）应（yīng）对海量数（shù）据进行快速（sù）有（yǒu）效处（chù）理的现（xiàn）实需求。执行反恐“定点清除”行动的无人机（jī）操控员,既需要明晰空中作战（zhàn）计划,又必须（xū）灵活处理各类紧（jǐn）急的突发情况（kuàng）;既（jì）要权衡（héng）各种（zhǒng）不同武器的潜在物理伤害,又试图（tú）将附带杀伤降到最低限度,因此,无人机操控员训练（liàn）的一项重要主（zhǔ）题是提升他（tā）们的相关生理机能,使其经常性（xìng）的高效（xiào）调动（dòng）和使用海量数据成（chéng）为可（kě）能,从而确保作（zuò）战目标的辨（biàn）认和作战指令的（de）下达不出现任何差错（cuò）。鉴于传（chuán）统的（de）体（tǐ）能（néng）训（xùn）练难以满足（zú）无（wú）人作战对操控员生理素质的特（tè）殊需（xū）求,近（jìn）年来,美军尝试引入神经药（yào）理学、神经工效（xiào）学、计（jì）算神经学、系（xì）统神经学以及睡眠（mián）生理学等学科的（de）研究成果,提升无人机操控员的生理机能,进而（ér）改善（shàn）其在训练中的认知和行为表现。
1 .1 依托神经科学提升战场感（gǎn）知能（néng）力
美军无人（rén）作战中心首席科学家（jiā）阿诺·丘奇指出:自然的人的能力开始与科技提供或需要的巨大（dà）的数据量、处（chù）理（lǐ）能力、决策速度不相（xiàng）称（chēng）。较之传统飞（fēi）行员,无人机操作（zuò）员需要具有更（gèng）强的战（zhàn）场（chǎng）感知（zhī）能力（lì）。在（zài）虚拟（nǐ）的战场（chǎng）环境下,他们必（bì）须具有更强的专注（zhù）度,及时通（tōng）过指挥中（zhōng）心屏幕上的画面,感知战场态势变化。美军军事训练（liàn）部门认为,在实（shí）战化的军（jun1）事（shì）训练环境中,无（wú）人机（jī）操控（kòng）员（yuán）所需要面（miàn）临的一（yī）个关键问题是如何（hé）在一个（gè）高度机动、混（hún）杂（zá）、变幻（huàn）的战（zhàn）场环境中,迅速、准确地发现（xiàn）目标并（bìng）下（xià）达攻击指令。一方（fāng）面,在现（xiàn）实的作（zuò）战行动中,特别是在（zài）无人机担负（fù）重（chóng）要角色的“定点清除（chú）”行（háng）动中（zhōng）,敌方武装人员混迹于（yú）普通平民之（zhī）中（zhōng）,难以通（tōng）过普（pǔ）通（tōng）的侦查行（háng）为（wéi）辨析二者的差别;另一方（fāng）面（miàn）,整（zhěng）个（gè）战场环境存在巨大（dà）的流动性,时间的（de）推移给（gěi）目标打击（jī）带来更大（dà）的不（bú）确（què）定性,彼（bǐ）时的军（jun1）事目标到此时可能（néng）转变为非军事（shì）目标（biāo）。上述（shù）因（yīn）素对无人机飞行员的战场感知能力提出了新的挑战。
神经药理科学的发展为大幅度提升飞行员的战场感知能（néng）力（lì）提供了（le）可行的（de）路径。前空军航天医学中（zhōng）队指挥官承认:所有无人机操控员在开始培训前,都要完成一连串的神经心理学测试。美国空（kōng）军（jun1）2011年（nián）出版的（de）《技术地（dì）平线———美国空军2010-2030年科学技术发展展望》一书也指出:美国空军在提高人（rén）员自身能力领域已经取得了相当大的（de）进展。未来十（shí）年（nián）的（de）研究成果,将使提高人的工作效能成为可（kě）能。这样的变化来（lái）自于多方面……抑或是（shì）直接源（yuán）于人员能力的增长。后者包括使用神经药物或植入某些可以改善记（jì）忆力、警觉性、认知力以及视觉（jiào）和听（tīng）觉灵（líng）敏度的药物。美国军事（shì）科（kē）学技术委（wěi）员会发布的技术报告显示,在明（míng）确（què）神经药（yào）物药理功效（xiào）的（de）前（qián）提下,美军已经尝试将（jiāng）药物（wù）投送到特定的神（shén）经组织,以提升作战人员的情景（jǐng）知觉能力。此种（zhǒng）能力作为（wéi）战（zhàn）场感知能力的核心组成（chéng）部分（fèn）,对于无人机飞（fēi）行员生理机（jī）能（néng）的（de）提升至关重要。
1 .2 依托神经工效（xiào）学提升脑机结合效率（lǜ）
在生理层面,无人机飞（fēi）行员面临的另一（yī）个重大挑战是“反应延迟”问题。长期以来（lái）,地面控制站（zhàn）显示屏上（shàng）的影像总比在无人机上实时的影像滞后几秒,这是因为无（wú）人机的信号（hào）要经过（guò）通讯卫星中转。受“反应（yīng）延迟”效应的（de）影响,无人机飞（fēi）行员对移动目标的（de）打击变得异常困难。2011年（nián）,一名阿（ā）拉（lā）伯半岛基地组织的高级指（zhǐ）挥官（guān）坦言:如果他们听到美军无人机（jī）从头顶飞（fēi）过,他们就尽可能快地来回跑（pǎo）动,从而干扰（rǎo）无（wú）人机飞行员对目标（biāo）的准确定位（wèi）。情况正如无人（rén）机飞行员布莱恩·卡拉（lā）汉少校所言:由于无人机的性能不（bú）比传统飞（fēi）机（jī）,当你操控（kòng）世界另一（yī）端的飞机时还有一点延迟现（xiàn）象,对头脑这是一种（zhǒng）挑战（zhàn）。
“反应延迟”现象（xiàng）的（de）存在（zài）,从一个侧面反映了飞行员大脑与无人机系统的结合效率问题（tí）。脑机接口技术（shù）的发展,为解决困扰无人机飞行（háng）员的（de）“反应延迟”问题提供了可行（háng）的解（jiě）决方案。美国国防部先进技术研究署自（zì）20世纪90年代起（qǐ）长期关注脑机接口技（jì）术（shù）,历经20余年（nián）的发展（zhǎn）,其应（yīng）用领域已经不（bú）局限于神经（jīng）修复领域（yù）,其对人体功能（néng）的增强,已经受到美国军（jun1）方的高度（dù）重视。美军实验室正在聚焦（jiāo）脑（nǎo）机接口领域下的新兴学科———神（shén）经工（gōng）效学,分（fèn）析（xī）大脑如何通过信号输（shū）出直接控制外部武（wǔ）器系（xì）统,其中就包（bāo）括无人机系统。美军认为,神经（jīng）工效学所提供的（de）脑机接口,表现出比（bǐ）传统人-系统接口更高的效率,可以用于提升战斗（dòu）员（yuán）对无（wú）人机操控员的训练与作战水平。
1 .3 依靠睡眠生理学（xué）提（tí）高（gāo）抗疲劳能力
睡眠（mián）是一种在认知功能（néng）中扮演基础性（xìng）角色的（de）活动机（jī）制,持续的睡（shuì）眠剥夺影响作战人（rén）员的身体机能,并（bìng）会对工作绩（jì）效产（chǎn）生不利影响。对于无人机操控员而言,超（chāo）长的工作时间同样意味着生（shēng）理（lǐ）层面的巨大挑（tiāo）战。例（lì）如,“捕食者”无（wú）人机在战区的架次平均工（gōng）作时间为20~22h,机组人员经常是（shì）轮班作业,每（měi）一（yī）班有时持续10h以上。超长（zhǎng）时间（jiān）的工作意味（wèi）着对（duì）睡眠的（de）剥夺,影响（xiǎng）无（wú）人机操控员的警惕性（xìng）、记忆和知觉辨别（bié）力等重要生理机（jī）能指标。为此,美军（jun1）实验室（shì）展开睡眠的生理学和（hé）分（fèn）子层面的专（zhuān）项（xiàng）研究,并在（zài）无（wú）人机操控员的基础课程学（xué）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程中对承受过载（zǎi）或突然失重（chóng）的（de）考验（yàn）,无人机操（cāo）控员的生理学（xué）课程着重关注如何调整（zhěng）生物（wù）钟、饮食和休息（xī）周期,以适应长达12h的侦查、警戒与作战任（rèn）务,化解因过劳而产生的生理（lǐ）压力。
2 心理层面———探索情景切换模式下的心理调试
美国布（bù）鲁金斯学会的彼得·辛格博士在其2010年的研究报告中指出:有些无人（rén）机作（zuò）战部队的作战精神压力高于在阿富汗的某些作战部队。报告得出结（jié）论,无人机操作员经历着“更（gèng）明显的身心困顿和精（jīng）疲力竭感”。相比于（yú）传统飞行员,无人机操（cāo）控（kòng）员需要具有更过硬的心理（lǐ）素质（zhì）。传统（tǒng）飞行员由于距（jù）离和高度（dù）的原因,往往很难真切地看到目标毁伤效果,而（ér）无人机操控员可以（yǐ）直（zhí）观地看到血肉横飞的画面,这（zhè）会造成比飞行（háng）员更（gèng）为严（yán）重的道德压（yā）力和责任压力。事实上,自2006年美军开始培（péi）养（yǎng）“全球鹰”“捕食者”等大型无人机的专职飞行员,就（jiù）已经关注心（xīn）理训（xùn）练（liàn）问题（tí）。近年（nián）来,美军主要聚焦于情景切换模式下的心理训（xùn）练与调试（shì）方法。
2.1 虚拟与现（xiàn）实（shí）战场切换模式下的心理训练
无（wú）人机操（cāo）控（kòng）员所处的虚拟作战（zhàn）环境（jìng）,有别（bié）于传（chuán）统意义上（shàng）飞行员（yuán）的真实作战环境,这一差别可能导致无人机操控员在作战（zhàn）心态上的微妙变化。美国纽约大学（xué）法学教授（shòu）菲利普·埃（āi）尔（ěr）森认为:由于无（wú）人（rén）机作（zuò）战的控制完全可以通过计算机屏幕和远程声频反馈来实施,因此存（cún）在以游戏的心态来看待杀（shā）人的风险（xiǎn）。在早（zǎo）期的训（xùn）练与作战环境下,无（wú）人（rén）机操（cāo）控员通过（guò）显示（shì）器和屏幕来实（shí）现识别与区分（fèn）目标,并藉此实现（xiàn）对（duì）目标（biāo）的打击,但他们（men）完全（quán）听不（bú）到战场的声音（yīn）,也嗅不到（dào）战场的气味。这种作战（zhàn）方（fāng）式带来一种（zhǒng）特别的疏离感,感官上（shàng）与现实战场（chǎng）的隔绝,可能会逐渐演化成精神上的割裂,无人机的（de）操作人员日（rì）益与他们（men）的（de）行为所产生（shēng）的（de）后果分割开（kāi）来,其结果是抑制了他们（men）对杀戮行为的愧疚感（gǎn）,进（jìn）而威胁（xié）他们作为军人的职（zhí）业（yè）道德和作为人类的（de）基本良知。
鉴于真实与虚拟环境之间的差（chà）别,美军无人机操控员训（xùn）练首先必（bì）须最大程度还（hái）原真实的战场环境。在培训（xùn）无人机（jī）操控员的霍（huò）勒曼空军基地（dì）,无（wú）人机（jī）训练系统力求在每个细节上（shàng）显现真实的战争情境（jìng）。按照这一理念（niàn）,美军设计了兼顾作战和训练的Block系列（liè）无人机（jī）系统地面控制（zhì）站,按（àn）照人体环境改造学理念,对（duì）视（shì）听设备和控制装置进行全新设计,使学员身临其境地感受战场（chǎng）全景。霍勒曼空军基地（dì）的第16训练（liàn）中队的指挥官迈克·维沃尔上校指出:受训人员能看到被无人（rén）机盯上的目标在跑动,甚至能听到他们的声音,那是一种（zhǒng）因为恐惧发出（chū）的（de）声音,这不是视频游戏。为了突出训练的实战化特征（zhēng）,在基地建立（lì）的开放（fàng）式（shì）训练系统中,模拟训练的场景必（bì）须包含作战的全部本质,这也就包（bāo）括了战争与生俱来的不（bú）确定性。在系统的设计者看（kàn）来,飞行员能够逐步在不确定的环（huán）境下掌（zhǎng）握无（wú）人机的（de）操控（kòng）技能,才能确（què）保他们有足够的心理调节（jiē）能力应对突发事（shì）件并完成作战任务。
2.2 工（gōng）作与（yǔ）生活情景切换模式下的心理训练（liàn）
无人机操控员不同于传统飞行（háng）员之处还体现（xiàn）在他（tā）们不用离开家庭就能参加战争（zhēng）的工作方式。一位无人机操控员说:“从一个装满视频屏幕的黑暗小（xiǎo）屋走出来时,肾上腺素仍在因为扣（kòu）动扳机而持（chí）续（xù）上升。然后,我会坐车（chē）回家,途中经过快（kuài）餐店和便利店,到家（jiā）后（hòu）还要（yào）帮（bāng）助（zhù）孩子做（zuò）功课。这种感觉非（fēi）常奇怪,我周围没人知道发生（shēng）了什么事。”因此,如何在与亲（qīn）友进行交（jiāo）流时缓解（jiě）自己在工作中（zhōng）累积的负面情（qíng）绪,就（jiù）成为无人机操控员必（bì）须接受的心理（lǐ）训练（liàn）内（nèi）容（róng）。同时（shí）,无人机操控员能够在虚拟环境中看到更多的现实生活场（chǎng）景。在执行空（kōng）中狙（jū）击（jī）任务中的近距离监控时,无人机（jī）操控员需（xū）要观察武（wǔ）装分子的生活习惯,在武（wǔ）装分子与孩子玩耍、与妻子谈话（huà）以及拜访邻居（jū）时进行（háng）监控（kòng）。然后,他们设定好时间,比如在目标的家（jiā）人离开他（tā）前（qián）往市场时（shí）,发（fā）动攻击,而这是在6km高空执行任（rèn）务（wù）的传统飞行员无法做到的。正（zhèng）如（rú）美军心理学（xué）专家埃尔南多（duō）·奥尔特加上校所言:“在某（mǒu）些时刻（kè）,你所看到（dào）的东西（xī）可能会让（ràng）你想起自己做的一些事情。你（nǐ）可（kě）能会产生（shēng）熟悉（xī）感,而这会为（wéi）扣动扳机增加一（yī）点难度。”
为（wéi）了应对虚拟与现（xiàn）实转换中（zhōng）的心理困境,美国空军教育和训练指挥部航天医学中心成（chéng）立专（zhuān）项研究组（zǔ）,对无人机操（cāo）控员（yuán）所承受的此类（lèi）心理问题展开调研。他们认为（wéi）,要（yào）确保操控（kòng）员（yuán）在工作中（zhōng）隔（gé）离（lí）生活环境因（yīn）素的影响,就必须具备狙击手的（de）关键心理特征,从（cóng）而在长期（qī）单调无聊的等待后（hòu）进行高水平的快速决（jué）策和精准行动（dòng）。为此,美军采取了（le）3种主（zhǔ）要的标（biāo）准化测（cè）验:迈尔斯布里格（gé）斯性格分类法,冯德（dé）里克人员测试和国防（fáng）语言测试,以及明（míng）尼苏（sū）达多（duō）项人（rén）格类型测验,用以评估无人（rén）机操控员的心智能（néng）力和心理（lǐ）素质,洞（dòng）悉他（tā）们的心理缺陷（xiàn）与短板,并（bìng）进行有针对性的心理调适,确（què）保他们在作战环境下心（xīn）理（lǐ）素质的稳定性。
3 物理（lǐ）层（céng）面———研发仿真性能优良（liáng）的训练模拟器（qì）
与其（qí）他武（wǔ）器装备一样（yàng）,无人机要在（zài）战（zhàn）场上发（fā）挥（huī）应有（yǒu）的（de）作（zuò）战效能,有（yǒu）赖于飞行（háng）员进（jìn）行大（dà）量（liàng）的飞行（háng）训练。由于成本过高且风险大,无人机操控员（yuán）不能完全依靠（kào）真机进行（háng）训练（liàn）。为此,设（shè）计具有高度仿真（zhēn）性的（de）训练模拟（nǐ）器成为（wéi）必然的（de）选（xuǎn）择。事实上,早在2005年8月,美国空军就与L-3通讯集团的链路仿真和训练公司签订合同,委托其设计制（zhì）造“捕食者”无人机组人员训练系统,这是第一款专为无（wú）人（rén）机研制的训练模拟器（qì）。在此（cǐ）之后,美（měi）军先（xiān）后委托多（duō）家公司研制（zhì）无人（rén）机训练系统（tǒng）,并按照“模（mó）块（kuài）化、分布式、人机耦（ǒu）合”的要求,持续推动训练模拟器的升（shēng）级换代。
3.1 模块化（huà）设计
为使训练模拟器实现对无人机操控员工作（zuò）状况的全仿真（zhēn）模拟,在模拟器的研制过程中美（měi）军（jun1）提出功能（néng）模（mó）块化的设（shè）计要求。依据具体的功能将模拟器分为（wéi）6个（gè）模（mó）块（kuài）:①地面控制仿（fǎng）真模块（kuài）,负（fù）责发出控（kòng）制指令并监控无人机（jī）飞行（háng）状况;②地面站与（yǔ）无（wú）人（rén）机数据链路仿真模块,负责模（mó）拟地（dì）面控制站与无人机之（zhī）间的信（xìn）息传（chuán）输;③飞行控制仿真（zhēn）模块,负责接收（shōu）地面控制（zhì）指令（lìng）并模拟对无人机的（de）飞（fēi）行状态进行控制;④任务荷载仿真（zhēn）模块,负责（zé）模拟对侦查和攻击设备的控制和相关（guān）的任务数据;⑤终端图形显示模（mó）块（kuài）,负责实时显示无人机飞（fēi）行过程中的相关图形;⑥训练评估模块,负责（zé）对（duì）无（wú）人机（jī）的训（xùn）练情况进行（háng）量化评估。
3.2 人机耦合
通过高水平的（de）仿真技术实现无人机操控员与无人机系（xì）统之间的人机耦（ǒu）合,始终（zhōng）是美（měi）军研（yán）制无人机训练模拟器（qì）的核心（xīn）内（nèi）容。在早期的训练中（zhōng）,由于人机耦合度不高,无人（rén）机操控员通（tōng）过屏幕（mù）里的（de）狭窄视野操控飞机,难（nán）以判断飞机降（jiàng）落时相对于跑道的（de）方位,导致大部分的训练事故发生（shēng）在无人机降落的过程中。针（zhēn）对此类问题,美国（guó）空军器材司（sī）令部下（xià）属的空军研究实验室展开专项研究,依据人-系统（tǒng）综（zōng）合原则优化（huà）无人机训练系统的设计方（fāng）案（àn）,实现人机（jī）耦合程度的逐步提升,相关的研究与（yǔ）应用工作主要体现在（zài）3个（gè）方面:①无人机训练系统在总体设计上遵（zūn）循自适应的原则,在经（jīng）济（jì）上可（kě）承受的（de）前提下,凸显训练系统的（de）可重构能力,实现同一训练系统为陆、海、空基不（bú）同类型（xíng）无（wú）人机,以及为个人/团队训练、军（jun1）事（shì）演习、军事科研等不同任务（wù）类型提（tí）供足够的模拟训练手（shǒu）段（duàn）。②无人机（jī）操控员方舱工作站的设计（jì）体现（xiàn）人体工程学理（lǐ）念,依据飞行员的（de）性别（bié）差异,以及全尺寸（cùn）、躯干与四肢高长比、躯（qū）干与大腿高长比等3个基本要素（sù）,提供（gòng）8套个性化设计（jì）方案。③以提升人机功效（xiào）为目标推进地面（miàn）工作站内的设备升级。美军无人（rén）机的地面控制站历经Block15-Block30-Block50共3个发展阶段,现已采用触摸式命令和状态显（xiǎn）示屏（píng）、“手不离（lí）杆（gǎn）”操纵杆/油门（mén）杆双杆控制、高分辨率数字图像/小孔（kǒng）径（jìng）雷达图（tú）像（xiàng）分发硬件（jiàn）、可调脚蹬以及人体工学键盘（pán）等设备,为无人机操控员营造（zào）人机功效更好（hǎo）的操控（kòng）环境。
3.3 任（rèn）务导向型的发展（zhǎn）理念
以任务（wù）为导向是未来美军无人机训练（liàn）系统的发展趋势。《技术地平线———美国空军（jun1）2010—2030年（nián）科学技术发展（zhǎn）展望》指出:未来美国空军（jun1）要探索和开发能够执行多使命（mìng）任务（wù）的遥控飞行器和航天器系统。长期以来,无人机操控员主要（yào）来自战斗机、轰炸机或运输机等其他任务系统,他们对于无人（rén）机所需要执行的（de）任务系统缺乏足够（gòu）的认知,而现行的短期密集（jí）式训练模式,尚不足以帮助传统飞行员熟谙无人机专属的任（rèn）务系（xì）统（tǒng）。为了（le）解决（jué）这一（yī）问题,美军（jun1）方在（zài）给军工部门下发的无人机招标书中对（duì）模拟训（xùn）练设备（bèi）的研制（zhì）提出（chū）了新要求,进（jìn）一步（bù）强调（diào）开发适合“任务训练”的更为复杂的模拟器系统,以实现多任（rèn）务（wù）复合（hé）型的中空长航时无（wú）人机（jī）训练。为（wéi）此,美国的相（xiàng）关（guān）军工（gōng）部（bù）门设计了“浸入式（shì）”的（de）训练模拟系统,目（mù）的是让无（wú）人机操控员在（zài）训练中感受身临其境般的战斗体验（yàn）。
4 结束（shù）语（yǔ）
美（měi）军“生理（lǐ）·心理·物理”三位一体的无人（rén）装备训练模式,建立在跨（kuà）学（xué）科交叉融合的基（jī）础上,以科（kē）学（xué）前沿进（jìn）展推动传统训练模式的变（biàn）革,无疑（yí）具有值得我们（men）借鉴（jiàn）的一面。虽然（rán）囿于科学技术水平的差距,我军装备训练尚未与世（shì）界军事强国处于同一技术水平线上,但是,从理念层面（miàn）来（lái）看,在军（jun1）事（shì）训（xùn）练中实现人类自身（shēn）体（tǐ）能、技（jì）能与（yǔ）智能水平（píng）的同步增（zēng）长,已（yǐ）成为大数（shù）据时代突破人装结合（hé）瓶颈的关键（jiàn）因（yīn）素之（zhī）一。鉴于此（cǐ）,积极（jí）运用生命（mìng）科学（xué）、心（xīn）理学前沿（yán）成（chéng）果,突破（pò）物理战视（shì）阈下（xià）训练观念的局限性,应当（dāng）成为（wéi）实现（xiàn）我军信（xìn）息化（huà）条（tiáo）件下军事训练转型的必由之路。（转自装备（bèi）学院学报（bào）2015年第3期）
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