无人机的发（fā）展与无人作（zuò）战方式的（de）广泛应用,不但（dàn）丰富了（le）现代战争的攻击（jī）方式与作战手段,而且使传统的装备训练模式面临（lín）严峻挑战,其独特（tè）的作战方式给战（zhàn）斗员带来一种疏离感———他们坐（zuò）在远离（lí）战（zhàn）场的软垫座（zuò）椅上（shàng）,用（yòng）操（cāo）控杆和油门踏板操控战斗。在远（yuǎn）离真实（shí）战（zhàn）场的虚拟环境下,如何实现操控员与无人机之间的人装结合（hé）,这成为装（zhuāng）备训（xùn）练领域的一（yī）个崭新课（kè）题。作为（wéi）全球无人作战力量的（de）先行者（zhě）,美军近年来逐步完善无人机（jī）操控员培训（xùn）制（zhì）度,探（tàn）索出（chū）“生理·心理·物理”融合的训练模式。本文试图（tú）对这一模式进行解析。
1 生理层面———利用生命科学进展提升生理机能
在大数（shù）据（jù）时代（dài）,人（rén）类（lèi）与生俱来的生理机能愈发不能适应对海（hǎi）量数（shù）据进行快速有效处理的现实需求。执行（háng）反恐“定点清除”行动（dòng）的无（wú）人机操（cāo）控员,既需要明晰空中作战计划,又必须灵活处理各（gè）类（lèi）紧急的突发（fā）情（qíng）况;既要权衡各种不（bú）同武器的（de）潜（qián）在（zài）物理伤害（hài）,又（yòu）试图将（jiāng）附带杀伤降（jiàng）到最低限度,因此,无人机操控员训练的一项（xiàng）重要主（zhǔ）题是提升他们的相关生（shēng）理机能（néng）,使其经常（cháng）性的高效调动和使（shǐ）用海（hǎi）量（liàng）数据成（chéng）为可能,从而确保作战目标的辨认（rèn）和作战指（zhǐ）令（lìng）的下达（dá）不出（chū）现任何差错。鉴（jiàn）于传统（tǒng）的体能训练难以满足无人作战（zhàn）对操控员生理素（sù）质的特殊需求,近年（nián）来,美军尝试引入神经药理学、神经工效学、计算神（shén）经学、系统神经学以及睡（shuì）眠生理（lǐ）学等（děng）学科的研究（jiū）成果（guǒ）,提升无人机操控（kòng）员的生（shēng）理机能,进而改善（shàn）其在（zài）训练（liàn）中的认知和（hé）行为表现。
1 .1 依托（tuō）神经科学提升（shēng）战场感（gǎn）知能力
美军（jun1）无人作（zuò）战中心首席（xí）科（kē）学家阿诺·丘奇指出:自然的人的能（néng）力开始（shǐ）与科技提供或需要的（de）巨大（dà）的数据量、处理能力、决（jué）策速度不（bú）相称。较之（zhī）传统飞行员（yuán）,无人机操作员需（xū）要具（jù）有更强的（de）战（zhàn）场感知能力。在虚拟的战场环境下（xià）,他们必（bì）须具有（yǒu）更强的专（zhuān）注度,及时（shí）通过（guò）指（zhǐ）挥中心屏（píng）幕上的画面,感知（zhī）战场（chǎng）态势变化。美军军事训练部门认为（wéi）,在实战化的军事训练（liàn）环（huán）境中,无人机操控员所需（xū）要面临（lín）的一个关键问题（tí）是如何在一个高度机动（dòng）、混杂、变（biàn）幻（huàn）的战场环境（jìng）中,迅速、准确地发现（xiàn）目标并下达攻击指令。一方面,在现实的作战行动中（zhōng）,特别是在无人机担负重要角色（sè）的“定点清除”行动中,敌（dí）方武（wǔ）装人员混迹于（yú）普通（tōng）平民之中,难以通过普通的侦查行为辨析二者的差别;另一方（fāng）面,整个（gè）战场环境存在巨大的流动性,时间（jiān）的推（tuī）移给目标打击带来更大的不确定（dìng）性,彼时的军事（shì）目（mù）标（biāo）到（dào）此时可能转变为非军事目标。上述因素对无人（rén）机飞行员的（de）战场感知（zhī）能力提（tí）出了新的挑战。
神经药理科学的（de）发（fā）展为大幅度提升飞行员的战（zhàn）场感知（zhī）能力提供了可行的（de）路（lù）径。前空（kōng）军航天医学中队指挥官承认:所有无人机操控员在开始培训（xùn）前,都要完成一（yī）连串的（de）神经心理（lǐ）学测试。美国空军（jun1）2011年出版的《技术（shù）地平线———美（měi）国空军（jun1）2010-2030年科（kē）学技（jì）术发展展望》一（yī）书也指（zhǐ）出:美国空军在提高人员自身能力领（lǐng）域已经（jīng）取得了相当大的（de）进展。未来（lái）十（shí）年（nián）的研究成果,将使（shǐ）提高人的工作效（xiào）能成为可能。这样的变化来自（zì）于多方面……抑或是直接源于（yú）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忆（yì）力、警觉性、认知力以（yǐ）及视觉和听觉灵敏度（dù）的药物。美国军事科学技（jì）术委员会（huì）发布的技术报告显示,在（zài）明确神经药物药（yào）理功效的前（qián）提下,美军已经尝试将药物投送到特定的神（shén）经组织,以提升（shēng）作战人（rén）员的情（qíng）景知觉能力。此种能力作（zuò）为战场感（gǎn）知能（néng）力的核心组成部分（fèn）,对于无人机（jī）飞行（háng）员生理机能的提升至关重要。
1 .2 依托神经工效学提（tí）升（shēng）脑机结合效率
在（zài）生理层面,无人机飞行员面临（lín）的另一（yī）个重大挑战是“反应（yīng）延迟”问（wèn）题（tí）。长期以来,地面控制站显（xiǎn）示屏（píng）上的影像（xiàng）总比在无人机上实（shí）时的影像滞后几秒,这是（shì）因（yīn）为无人机（jī）的信号要（yào）经过通（tōng）讯卫星中转。受“反应延迟”效应的（de）影响（xiǎng）,无人机飞行员对移动目（mù）标的打击（jī）变得异常困难。2011年,一名阿拉（lā）伯半岛基地组织的高级指挥官坦言:如果他们听到（dào）美军无人机从头顶飞过（guò）,他们就（jiù）尽可能快地来回跑（pǎo）动,从而干扰无人机（jī）飞行员对（duì）目标的准确定（dìng）位。情况正如（rú）无人机飞行（háng）员布莱恩·卡拉汉少校所言:由（yóu）于（yú）无人机的性能不比（bǐ）传统飞机,当你操控世界另（lìng）一端的飞机时（shí）还有（yǒu）一（yī）点（diǎn）延迟（chí）现（xiàn）象,对头脑这（zhè）是（shì）一（yī）种挑战。
“反应延迟”现（xiàn）象的存（cún）在,从一个侧面反映了飞行（háng）员大脑与无人机系统的结（jié）合效率问题。脑机接口技（jì）术的发展,为（wéi）解决困扰无人机飞行员的“反应延（yán）迟”问题（tí）提供了（le）可行的解决方案。美国国防部先进技术研（yán）究署自20世纪90年（nián）代起长期关注脑机（jī）接口技（jì）术（shù）,历经20余（yú）年的发展,其应用领域已经不（bú）局限（xiàn）于神经修（xiū）复领域,其（qí）对人体功能（néng）的增（zēng）强,已经受到美国军方的高度重视。美军实（shí）验室正在聚（jù）焦脑机接口领域下的新兴（xìng）学科（kē）———神经工效学,分析大脑如何通过（guò）信（xìn）号输出直接控制外部武（wǔ）器系统,其（qí）中就包括无人机系统。美（měi）军认为（wéi）,神经工效学所提供的脑机接口,表现出比（bǐ）传统人-系统（tǒng）接（jiē）口更（gèng）高的（de）效率,可以用于提升（shēng）战斗员对无人机操（cāo）控员的训练与（yǔ）作（zuò）战（zhàn）水平。
1 .3 依（yī）靠睡眠生理学提高抗（kàng）疲劳能力
睡眠（mián）是一种（zhǒng）在认知（zhī）功能（néng）中扮演基础性角（jiǎo）色的（de）活动机制（zhì）,持续的（de）睡（shuì）眠剥（bāo）夺影响作（zuò）战（zhàn）人员的身（shēn）体机能（néng）,并会（huì）对工作绩效产生不利影响（xiǎng）。对于无人机操控员而言,超（chāo）长的工作时间同样意味着生理层面的巨大挑战。例如,“捕食（shí）者（zhě）”无人机在战区的架（jià）次平均工作时间为20~22h,机组人（rén）员（yuán）经常是轮班作业,每（měi）一班（bān）有时持续10h以上。超长时（shí）间的工（gōng）作意味着（zhe）对睡眠（mián）的剥夺（duó）,影响无人机操控（kòng）员的警（jǐng）惕性、记忆和知（zhī）觉辨别（bié）力等（děng）重要生理机能指（zhǐ）标（biāo）。为（wéi）此,美军实验室展开睡眠的生理（lǐ）学和分子层面的专项研究,并在无人机操控员的基础课程学习中,开设专门设计的（de）生理学课程,有别于传统飞行员生（shēng）理课程中对承受（shòu）过（guò）载或突然失（shī）重的（de）考（kǎo）验,无人机操控员（yuán）的（de）生理学课程着重（chóng）关注（zhù）如何调整生物（wù）钟、饮食和休息（xī）周期,以适应长达12h的侦查、警戒与作（zuò）战任务,化解因过（guò）劳而产（chǎn）生（shēng）的（de）生理压力。
2 心理层面（miàn）———探索情景切换模式下的（de）心理调试
美国布鲁金（jīn）斯学会的彼得·辛格博士在其2010年的（de）研究报告中指出:有些（xiē）无（wú）人（rén）机作战部队的（de）作战精（jīng）神压力高于（yú）在阿富汗的某（mǒu）些作（zuò）战部（bù）队（duì）。报告得出结论,无（wú）人机操作员经（jīng）历着（zhe）“更（gèng）明（míng）显的身心（xīn）困（kùn）顿和精疲力竭感”。相比于传统飞行员（yuán）,无人机操（cāo）控员需要具有（yǒu）更（gèng）过硬的心理素质。传统飞（fēi）行员由于距离和高度的原因,往往很难真（zhēn）切地（dì）看到（dào）目标毁伤效果,而无人机操控员可以直观地（dì）看到（dào）血肉横飞的画面,这（zhè）会造成比飞行员更为严重的道德压力和责（zé）任压力。事实上,自2006年美（měi）军开始培（péi）养“全球鹰”“捕（bǔ）食（shí）者”等（děng）大型无人机的专（zhuān）职（zhí）飞行员,就已（yǐ）经关（guān）注心理训（xùn）练问题。近年（nián）来（lái）,美（měi）军主要聚（jù）焦于情景切换模式（shì）下的心理训练与调试方（fāng）法（fǎ）。
2.1 虚拟与现实战场切换模式（shì）下的心理训练
无（wú）人机操控员所处的虚拟作战环境,有别于传统（tǒng）意义上飞行员的真实作战环境,这（zhè）一差别可（kě）能导致无（wú）人机操控员在作战心（xīn）态上（shàng）的微（wēi）妙变化。美国纽约大学法学教授菲利普·埃尔（ěr）森认为:由于无人（rén）机作战的控制完全（quán）可以（yǐ）通过计算机屏幕和（hé）远程声频反馈来实施,因（yīn）此存在以游戏的心态来（lái）看待杀人的风险（xiǎn）。在（zài）早期的训（xùn）练（liàn）与（yǔ）作战环境下,无人机操控员通过显示器和屏幕（mù）来实现识别与（yǔ）区分目标,并（bìng）藉此（cǐ）实现对目（mù）标（biāo）的（de）打击,但（dàn）他们完全听不（bú）到战场（chǎng）的（de）声音,也（yě）嗅（xiù）不到战（zhàn）场的气味。这（zhè）种作战方式带来一种特别的疏离感,感官（guān）上与现实战场的隔绝,可能会逐渐演化成精（jīng）神上的割裂,无人机的操作人员（yuán）日益与他们的（de）行（háng）为（wéi）所产生的后果分割开来,其结果是抑制了他们对杀戮行为的（de）愧疚感（gǎn）,进而威胁他（tā）们作为军人的职业道（dào）德和作为人类（lèi）的基本良知。
鉴于真实与虚拟环境之间的差别,美军无（wú）人（rén）机操控（kòng）员训练首（shǒu）先必须（xū）最大程度还原（yuán）真（zhēn）实的战场环境。在培（péi）训无（wú）人机操控（kòng）员的霍勒曼空（kōng）军基地,无人机训练系统力求在每个细节（jiē）上（shàng）显现真实的战争（zhēng）情境（jìng）。按照这一（yī）理念,美军设计了兼顾作战和训练的Block系（xì）列无人机系统地面控制站,按照人体环境改造学理念（niàn）,对视（shì）听（tīng）设备和控制装置（zhì）进行全新（xīn）设计（jì）,使学员身（shēn）临其（qí）境地感（gǎn）受战场全景（jǐng）。霍勒曼（màn）空军基地的第16训练中队（duì）的指挥官（guān）迈克·维沃尔上校指出:受（shòu）训人员（yuán）能看到被无人机盯上的目标（biāo）在跑动,甚至能听到他（tā）们的声音,那是（shì）一（yī）种因（yīn）为恐惧发出的声音,这不是视频游戏。为了突出训（xùn）练的（de）实战化特征,在基（jī）地建立的开放式训练系统中,模拟训练的场景（jǐng）必须包含作战的全部本（běn）质,这也就包括（kuò）了战争与生俱来的不（bú）确定（dìng）性。在系统的设（shè）计者看来,飞行员（yuán）能够逐（zhú）步在不（bú）确定（dìng）的环境下掌握无人机的操（cāo）控技（jì）能（néng）,才能确保他们有足够（gòu）的心理调（diào）节能力应对突发事（shì）件并完成（chéng）作战任务。
2.2 工（gōng）作与（yǔ）生活（huó）情景（jǐng）切换模式下（xià）的心理训练
无人机操控员（yuán）不同于传统飞行（háng）员之（zhī）处还体现在他们不用离开家（jiā）庭就能参加战争的（de）工作（zuò）方式（shì）。一位无人机操（cāo）控（kòng）员说（shuō）:“从（cóng）一（yī）个装满（mǎn）视频屏幕（mù）的黑暗小屋（wū）走出来（lái）时（shí）,肾上腺素仍在因为扣（kòu）动（dòng）扳机（jī）而（ér）持续上升。然后,我会坐车回家,途中经过快餐店和便利店,到家后还（hái）要帮助孩（hái）子（zǐ）做功课。这种感觉非常（cháng）奇（qí）怪,我周围没人知道发生了什么事（shì）。”因此,如何在与亲友进行（háng）交流时缓解自己（jǐ）在工作（zuò）中累积（jī）的负面情绪,就（jiù）成为（wéi）无（wú）人机操控员必（bì）须接受的心理训练内容（róng）。同时（shí）,无人机操控员能（néng）够在（zài）虚拟（nǐ）环境中看到更多的（de）现实（shí）生（shēng）活场景。在（zài）执行（háng）空中（zhōng）狙击任务中的近距离监控时,无人机操（cāo）控员（yuán）需要观察（chá）武装分子（zǐ）的生活习惯（guàn）,在武装分子与孩子玩耍、与妻（qī）子谈话以及（jí）拜访（fǎng）邻居时进行监（jiān）控。然后（hòu）,他们设定好（hǎo）时间,比如（rú）在目标的家人离（lí）开他前（qián）往市场时,发动攻击,而这是在6km高空执行任（rèn）务的传统飞（fēi）行员无法做（zuò）到的。正如美军心理学专家埃（āi）尔南多（duō）·奥尔特加上校所言:“在某些（xiē）时刻,你所看到的东（dōng）西（xī）可能会让你（nǐ）想（xiǎng）起自己（jǐ）做（zuò）的（de）一些事情。你可能会产生熟悉（xī）感,而这（zhè）会为扣动扳机增加一（yī）点（diǎn）难度。”
为了应对虚拟与（yǔ）现实转（zhuǎn）换中的心理困境,美国空军教育和（hé）训练指（zhǐ）挥部（bù）航天医学中心成立（lì）专项研究组,对无人机操控员所承受的此类心（xīn）理问题展开调研。他们认（rèn）为,要确保操控员在工作中隔离生活环境因素的影响（xiǎng）,就必须具备狙（jū）击手（shǒu）的关键心理特征,从而在长期（qī）单（dān）调无聊的等待后进行高水平的（de）快（kuài）速决策（cè）和精准行动。为此,美军采取了3种主要的（de）标准化（huà）测验（yàn）:迈尔斯布里格斯性格分类法,冯（féng）德（dé）里克人员（yuán）测试和国防语言测试,以（yǐ）及明尼苏达多项人格类型测验,用以评估（gū）无人机操控员（yuán）的心智（zhì）能（néng）力和心理素质,洞悉他们的心理缺陷与短板（bǎn）,并进行有（yǒu）针对性的心理调适,确保（bǎo）他（tā）们在作战环（huán）境下心理素质的稳定性。
3 物理层面———研（yán）发仿真性能优良的训练模拟器（qì）
与其他武器装备一样,无（wú）人机（jī）要在战场上发挥应有的作战效能,有赖于（yú）飞行员（yuán）进行大量的飞行训练。由（yóu）于成本过高且风险大（dà）,无人机（jī）操控员（yuán）不能（néng）完全依靠真机进行（háng）训（xùn）练。为此,设（shè）计具有高度仿真性的训练模拟器成为必然的（de）选择。事（shì）实上,早在2005年8月,美国空军就与（yǔ）L-3通讯集（jí）团的链路仿（fǎng）真和训练（liàn）公司签订合同,委托其（qí）设计制造“捕食者”无（wú）人机组人员训练系统,这（zhè）是第一款专为（wéi）无人机研制的（de）训练（liàn）模（mó）拟器。在此之后,美军（jun1）先后委托多家公司（sī）研制无人机训练（liàn）系统,并按照“模块（kuài）化、分布式、人机耦合（hé）”的（de）要求,持续推动训练模拟器的升级换（huàn）代。
3.1 模块化设计
为使训练模拟器实现对（duì）无人机（jī）操控（kòng）员（yuán）工作状况的（de）全仿（fǎng）真模拟,在模拟器的研制过程中美军提出（chū）功（gōng）能模块化（huà）的设计要求。依据具体的功能将模拟器分为6个（gè）模（mó）块:①地面控制仿真模块,负责发（fā）出控制指令（lìng）并（bìng）监控无人机飞（fēi）行状况（kuàng）;②地面站与无（wú）人机数据链路仿真模块（kuài）,负责（zé）模拟地（dì）面控（kòng）制站与无人机之间的信息传输;③飞行控制仿（fǎng）真模块（kuài）,负责（zé）接收地面控制指令并模拟（nǐ）对（duì）无（wú）人机的飞行状态（tài）进行控制;④任务荷载仿（fǎng）真（zhēn）模块,负责模拟对侦（zhēn）查和攻击设备的控制和相关的任务数据;⑤终（zhōng）端（duān）图形（xíng）显示模块,负责（zé）实时显示无人机飞行过程（chéng）中的相关（guān）图形;⑥训练评估模（mó）块,负责对无人机的训练情况进行量化评（píng）估。
3.2 人（rén）机耦合
通过高水平的仿真技术实现无人机操控员（yuán）与无人（rén）机系统之间（jiān）的人机耦合,始终（zhōng）是美军研制无人机训练模拟器的核心内容。在（zài）早期的训练中,由于人机耦（ǒu）合（hé）度不高,无人机操（cāo）控员通过（guò）屏（píng）幕里的狭窄视野（yě）操控飞机,难以判（pàn）断飞机降落时相对于跑道的方（fāng）位（wèi）,导致大部分的训练事故发（fā）生（shēng）在无（wú）人机降落的过程中。针对此（cǐ）类（lèi）问题,美国空军器（qì）材司（sī）令部下属（shǔ）的（de）空军研（yán）究实验（yàn）室展开（kāi）专项研究,依据人（rén）-系统综（zōng）合原则优化无人机训练系（xì）统的（de）设计方案,实现（xiàn）人（rén）机耦（ǒu）合程（chéng）度的逐步提升,相关的研究与应用工作主要体现在3个方（fāng）面（miàn）:①无（wú）人机训练系统在总体设计上（shàng）遵（zūn）循自（zì）适应的原则,在经济上可承受的前提下,凸显训练系（xì）统的（de）可（kě）重构能力,实现同一训（xùn）练（liàn）系统为陆、海、空基不同类（lèi）型无人机,以及为个（gè）人/团队训练、军事演（yǎn）习、军事科研（yán）等不（bú）同任务类型提供足（zú）够的（de）模拟训练手段（duàn）。②无人机操控（kòng）员（yuán）方舱（cāng）工（gōng）作站的设计体现（xiàn）人体工程学理念,依据飞行员的（de）性别差异,以及全尺寸、躯干与（yǔ）四肢（zhī）高长比、躯干与大腿高（gāo）长（zhǎng）比等3个基（jī）本要素（sù）,提供8套（tào）个性化设计方案。③以提升人机功（gōng）效为目（mù）标推进地面工（gōng）作（zuò）站（zhàn）内的设备升级。美军无人机的地面控制站历经（jīng）Block15-Block30-Block50共3个发（fā）展阶段,现已采用触摸式（shì）命令和状态显示屏、“手（shǒu）不离杆”操纵（zòng）杆/油（yóu）门杆双杆控（kòng）制、高（gāo）分辨率数字图像/小孔径（jìng）雷（léi）达图像分发硬件、可调脚蹬以及（jí）人体工学键盘等（děng）设备,为无（wú）人机操控员营造人机功效更（gèng）好的（de）操控环境。
3.3 任务导向型的发展理念
以任务（wù）为导向（xiàng）是未来美（měi）军无人机训练系统的发展趋势。《技（jì）术地平线———美国空军2010—2030年科（kē）学技术发展展望》指出:未来美国空军要探索和开发（fā）能够执行多使命任务的遥控（kòng）飞行器和航天器系统。长（zhǎng）期以来（lái）,无人机操控员主（zhǔ）要来自战斗机（jī）、轰（hōng）炸机或运输机等其他任务系统（tǒng）,他们（men）对于无（wú）人（rén）机所需要执行的任务系统缺乏足够的（de）认知,而现行的短期密集式训练模式（shì）,尚不足以帮助（zhù）传统飞行员熟（shú）谙（ān）无人机专属的任务系统。为（wéi）了解（jiě）决这一问题,美军方在（zài）给军工部门（mén）下发的无人机招标书中对（duì）模拟训练设备的研制提出了新要求,进一步强调（diào）开发适合（hé）“任务训练”的更为（wéi）复杂的模拟器系统,以实现多任务（wù）复合型的中空长（zhǎng）航时无人机（jī）训（xùn）练。为（wéi）此,美国的相关军工部门设计了（le）“浸入（rù）式”的训（xùn）练模拟系统,目的是让无（wú）人机操控员（yuán）在训练中感受身临其（qí）境般的（de）战斗体验。
4 结束语
美军“生（shēng）理（lǐ）·心理（lǐ）·物理（lǐ）”三位一体的无人装备训练模式（shì）,建（jiàn）立在跨学科交叉（chā）融合的基础上,以（yǐ）科学前沿进展推动传统（tǒng）训练模式的变革,无疑具（jù）有值得我们（men）借鉴的一面。虽然囿于科学技术水平（píng）的差距,我军装备训练尚未与世界军事强国处于同一技术水平线（xiàn）上,但是,从理念层面来看（kàn）,在军事（shì）训练中实现（xiàn）人类自身体能、技（jì）能与（yǔ）智能水平（píng）的同（tóng）步增（zēng）长,已成为（wéi）大数据时代突破人装结合瓶颈（jǐng）的关（guān）键因素之一。鉴于此,积极运用生命科学、心理（lǐ）学前沿成果,突破物理（lǐ）战视阈下训练观念（niàn）的局（jú）限性,应当成为实现我军信息化条件下军事训练转型的必由之路。（转自装（zhuāng）备学院（yuàn）学（xué）报2015年第3期）
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