无人机的发展与无（wú）人作战方式的广泛应（yīng）用（yòng）,不但（dàn）丰富了（le）现代战争的（de）攻击（jī）方式与作战手段（duàn）,而且使（shǐ）传统的装备训（xùn）练模式面临严峻挑战,其独特的作（zuò）战方（fāng）式给战（zhàn）斗员带来（lái）一种疏离（lí）感（gǎn）———他（tā）们坐（zuò）在远离战场的软垫座椅上,用（yòng）操控杆（gǎn）和油（yóu）门踏板操（cāo）控战斗。在远离真实战场（chǎng）的虚拟环（huán）境下,如何实（shí）现操控（kòng）员与（yǔ）无人（rén）机之间的人装结合（hé）,这成为装（zhuāng）备训练领域的一个崭新课题。作为全球无人作战力量的先行（háng）者,美军近年来逐（zhú）步完善无（wú）人机操（cāo）控员培训制度,探（tàn）索出“生理·心理（lǐ）·物理”融合的训练模式。本文试图对这一（yī）模式（shì）进行解析。
1 生理层面———利用生命（mìng）科学进展提升生理机能
在大数据时代,人类与（yǔ）生俱（jù）来的生理机能愈发不（bú）能（néng）适应对海量数（shù）据进（jìn）行（háng）快速有效处（chù）理的现实需（xū）求。执（zhí）行（háng）反恐（kǒng）“定点清除（chú）”行动的（de）无人机操（cāo）控员,既需要明晰空（kōng）中作战计划,又必须灵活处理各类紧（jǐn）急的突发情况;既要权衡各种不同（tóng）武器的潜在物理（lǐ）伤害,又试图将附带杀伤降到最低限（xiàn）度,因此,无人机操控（kòng）员训练（liàn）的（de）一项（xiàng）重要主（zhǔ）题是（shì）提升他们的相关生理机能,使其（qí）经常性的高效调动和使用（yòng）海量数据（jù）成为（wéi）可（kě）能,从而确保作（zuò）战目标的辨认和作战指令的下（xià）达不（bú）出现（xiàn）任何（hé）差错。鉴于传统的体能训（xùn）练难以满足无人（rén）作战对操控员（yuán）生理素质的特（tè）殊需（xū）求,近年来,美军（jun1）尝试引（yǐn）入神经药理学、神（shén）经工效学、计算神经学（xué）、系统（tǒng）神（shén）经（jīng）学以及睡眠生理学等学科（kē）的研究成果,提（tí）升无人机操控员（yuán）的生理机能,进而改善其在训练中的认（rèn）知和行为（wéi）表现。
1 .1 依托神经科（kē）学提升战场感（gǎn）知能力
美军无人作战中心首席（xí）科学家阿诺·丘奇指（zhǐ）出:自（zì）然（rán）的人（rén）的能力开始与科技提供或需（xū）要的巨大（dà）的（de）数据量、处理能力（lì）、决策速度不相称。较之（zhī）传统飞行员,无人机（jī）操作员需要具有更强的战场感知能（néng）力。在（zài）虚拟（nǐ）的战场环境下,他们必（bì）须具有更强的专（zhuān）注度,及（jí）时通过指挥（huī）中心屏幕（mù）上的（de）画（huà）面,感知战场态势变化。美军（jun1）军事训练部（bù）门认为,在实战化的（de）军事训练环境中,无人机操控员所需要面临的一个关键（jiàn）问题是如何在一（yī）个（gè）高度机动、混杂、变幻的战场环（huán）境（jìng）中（zhōng）,迅速、准确地发现目标并下达（dá）攻击指令。一方面,在现（xiàn）实的作战行动（dòng）中,特别（bié）是（shì）在无人（rén）机担负重要角色的“定点（diǎn）清除”行动中（zhōng）,敌（dí）方武装（zhuāng）人员混迹于普通平民（mín）之中,难以通过普通的侦（zhēn）查行为辨（biàn）析二（èr）者的差别;另一（yī）方面（miàn）,整个战场环境存在巨大的流动性,时间的（de）推移（yí）给目标（biāo）打击带来更（gèng）大的不确（què）定（dìng）性,彼时的军事目标到此时可能转变为（wéi）非军事目标。上述因素对无人机飞（fēi）行员的战场感知（zhī）能力提出了新的挑战。
神经药理科学的（de）发展为大幅度提升飞行（háng）员的（de）战场感知能（néng）力提供了可（kě）行的路（lù）径。前空军航天医学中队指挥官承认:所有无人机操控（kòng）员（yuán）在开（kāi）始培训前,都要完成一连（lián）串的神经心理学测试。美国空军2011年（nián）出版的《技术地平（píng）线———美国（guó）空（kōng）军（jun1）2010-2030年科学技术发（fā）展展（zhǎn）望》一书也指出:美国空（kōng）军在提（tí）高人员自身能（néng）力领域已经（jīng）取得了相当大的（de）进展。未来十（shí）年的（de）研究（jiū）成果,将使提高人的工作效能成为可能。这样（yàng）的变化来自于多方面（miàn）……抑或是直接源于人员能力的增长（zhǎng）。后者包括使用神经药（yào）物或（huò）植入某些可（kě）以改善记忆力、警觉性、认知力（lì）以（yǐ）及视（shì）觉（jiào）和听觉灵敏度的药物。美国军（jun1）事科学技术委员会发布的（de）技术报告显示,在明确神（shén）经（jīng）药物药理功效（xiào）的前提下（xià）,美军已经尝（cháng）试将药物投送到（dào）特定的神经组（zǔ）织,以（yǐ）提（tí）升作战人（rén）员（yuán）的情景知觉能力（lì）。此种（zhǒng）能（néng）力（lì）作（zuò）为战场感知能力（lì）的核心组成部分,对于（yú）无人（rén）机（jī）飞行员生理机能的提（tí）升至关重要。
1 .2 依托神（shén）经工效学（xué）提升脑机结合效率
在（zài）生理（lǐ）层面,无人机飞行（háng）员面临的（de）另一个重大挑（tiāo）战是“反应延迟”问题。长期以来,地面控制站显示屏上的（de）影像总比在（zài）无人机上实时的影像滞后几秒（miǎo）,这是因为无人机的信号要经过（guò）通讯卫星中转（zhuǎn）。受“反应延迟”效应的（de）影（yǐng）响（xiǎng）,无（wú）人机飞行员对移动目标的打击变得异常困难。2011年,一（yī）名阿（ā）拉伯半岛基地组织的高（gāo）级指挥官（guān）坦言:如果（guǒ）他（tā）们听到美军无人机从头顶（dǐng）飞过,他们就尽可（kě）能快地来回（huí）跑动（dòng）,从而干扰（rǎo）无人机飞行员对目标的（de）准（zhǔn）确定位。情况正如无（wú）人（rén）机飞行员布莱（lái）恩·卡拉汉（hàn）少校所言:由于无人机的性能不比传（chuán）统飞机,当你操控（kòng）世界（jiè）另一（yī）端的飞机时还有一点延迟现（xiàn）象,对头脑这（zhè）是一（yī）种挑战。
“反应延迟”现（xiàn）象的存在,从一个（gè）侧面反映了飞行员大脑与无人机系统的结合（hé）效率（lǜ）问题（tí）。脑机接口技（jì）术的发展（zhǎn）,为解决困扰无人机（jī）飞行员的“反应延迟”问题（tí）提供了可行（háng）的解（jiě）决方案。美（měi）国国防部先进（jìn）技术研究署自20世纪90年代（dài）起长期（qī）关（guān）注脑（nǎo）机接口技术（shù）,历经20余年的发展,其应用（yòng）领域已经不局限（xiàn）于神经（jīng）修复领（lǐng）域,其对人体功能的增强,已（yǐ）经受到美（měi）国军方的高（gāo）度重视。美军实（shí）验室正（zhèng）在聚焦脑机接口（kǒu）领域下的新兴学科（kē）———神经工（gōng）效学（xué）,分析（xī）大脑如何通过（guò）信号输出直接控制外部武器系统,其中（zhōng）就包括无人机系统。美军认为,神经工（gōng）效学所提供的脑机（jī）接口,表现出（chū）比传统人-系统接（jiē）口更高的效率,可以（yǐ）用于（yú）提升战斗员对无人机操控（kòng）员的训练与作战水（shuǐ）平。
1 .3 依靠睡眠生理学提高抗疲劳能力
睡眠是一种在认知功能中扮演基础性角色的（de）活动机制（zhì）,持续（xù）的睡眠剥夺（duó）影（yǐng）响作战人员的身体机能,并会对工作绩效产生不利影响。对于无人机操控员而言,超长的工作（zuò）时间同样（yàng）意味（wèi）着生理层面的巨大挑战。例（lì）如,“捕（bǔ）食者”无人机在战区的（de）架次平均工作（zuò）时间为20~22h,机组人员经常是（shì）轮班作（zuò）业,每一（yī）班有（yǒu）时（shí）持续10h以上。超长时间的工作意味着对（duì）睡眠的剥夺,影响无人机操控员（yuán）的警惕（tì）性、记忆（yì）和知觉（jiào）辨别力（lì）等重要生理机能指（zhǐ）标。为（wéi）此（cǐ）,美军实验室展（zhǎn）开睡眠的生理学和（hé）分子层（céng）面的专项研究,并（bìng）在无人机操（cāo）控员（yuán）的基础课（kè）程学习中（zhōng）,开设专门设计的（de）生理学课（kè）程,有（yǒu）别于传统飞行员生理（lǐ）课程（chéng）中对承受过（guò）载或突然失重的考（kǎo）验,无人机（jī）操控员的生理学课程着重关注如何调整生（shēng）物钟、饮食和（hé）休息周期,以适应长达12h的侦查、警戒与作（zuò）战任务,化解因过劳而产（chǎn）生的生（shēng）理（lǐ）压力。
2 心理层面———探索情景切换（huàn）模式下的心理调试（shì）
美国布鲁金斯学会的彼得·辛格博士（shì）在其2010年的研究报告（gào）中指（zhǐ）出:有些无（wú）人机作（zuò）战（zhàn）部队的（de）作战精神压（yā）力高于在阿（ā）富汗的某些作战部队。报（bào）告得（dé）出（chū）结论,无人机（jī）操作（zuò）员经（jīng）历（lì）着“更明（míng）显的（de）身心困顿和精疲力（lì）竭感”。相比于传（chuán）统飞行员,无人机操控员需要具有（yǒu）更过硬（yìng）的心（xīn）理素（sù）质。传（chuán）统飞行员由于距离和高度（dù）的原因（yīn）,往往很难真切地看到目（mù）标毁伤效果,而无人机操（cāo）控员可以直观地看（kàn）到血肉（ròu）横飞（fēi）的画面,这会造成比飞行员更为严重的道德（dé）压力和责任压力（lì）。事实上（shàng）,自2006年美军开始培养“全球鹰”“捕食者（zhě）”等大型无人（rén）机的专职飞行（háng）员,就已经关注心理训（xùn）练（liàn）问题。近（jìn）年（nián）来,美军主要聚焦于情景切换模式下的心理（lǐ）训练与调试方法。
2.1 虚拟与现实战（zhàn）场切换模（mó）式下的心（xīn）理训练
无人机操控员所处的虚拟作战环境（jìng）,有别（bié）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（dǎo）致无人机操控员在作（zuò）战（zhàn）心态上的微妙变化。美国纽约（yuē）大学法学教授菲利（lì）普·埃尔森认为:由于（yú）无人机作（zuò）战的（de）控制完（wán）全可以通过计（jì）算机屏幕和远程声（shēng）频反馈来实施,因（yīn）此存在以游戏的心态来看待杀人的风险。在早期的训练与作战环境下,无（wú）人机操控员通过显示器和屏幕来（lái）实现识别与区分目标,并藉此实现（xiàn）对目标的（de）打击,但他们完全听不（bú）到战（zhàn）场的声（shēng）音,也嗅不到战场的气味。这种作（zuò）战方式带来一种特别的疏离感,感官上与现实战场的（de）隔绝（jué）,可能会逐渐演化成（chéng）精神上的割裂,无人（rén）机的操作人员日益与（yǔ）他（tā）们的（de）行为所产生的后果（guǒ）分割开来,其结果是抑制（zhì）了他们对杀戮行为的愧疚感,进而威胁他们作为军人的职（zhí）业道德和作为人类的基本良知。
鉴（jiàn）于（yú）真实（shí）与虚拟环（huán）境之（zhī）间的（de）差别,美军无人机操控员（yuán）训练首（shǒu）先必须最大程度还原真（zhēn）实的战场环（huán）境。在培训无人（rén）机（jī）操控员的（de）霍勒曼空军基地,无人（rén）机（jī）训练系统力求在每个细（xì）节上显现真实（shí）的战争情境。按照这一理念,美军设（shè）计了（le）兼（jiān）顾作战和训练的Block系列无人机系统地面控制站,按照人（rén）体环境改造学理（lǐ）念,对视听（tīng）设备和控制装置进行全新设计,使学员身临（lín）其境地感受战场全（quán）景。霍勒曼空（kōng）军基地的第16训练（liàn）中队的（de）指挥官（guān）迈克·维沃尔（ěr）上（shàng）校（xiào）指出:受训人（rén）员能（néng）看（kàn）到被无人（rén）机盯（dīng）上的目标在跑动,甚至能听到他们的声（shēng）音,那是（shì）一种因（yīn）为恐惧发出的声音（yīn）,这不是视频游（yóu）戏。为了（le）突出训练的实（shí）战化特（tè）征,在基地建立的开放式（shì）训练系（xì）统中,模拟训练的场景必（bì）须包含作（zuò）战的（de）全部本质,这（zhè）也就包（bāo）括了战（zhàn）争与（yǔ）生俱（jù）来的不确定（dìng）性。在系统的设计（jì）者看来（lái）,飞行员能（néng）够逐（zhú）步在不确定的环境下掌握无人机的操（cāo）控技能,才（cái）能确保他（tā）们有足够的心理调节能（néng）力（lì）应（yīng）对突发事件并完成作战任（rèn）务。
2.2 工作（zuò）与生活（huó）情景切换模式下的心理训练
无人机操控员不同于传统飞行员（yuán）之（zhī）处还体现在他（tā）们不用离（lí）开家庭就能参加（jiā）战争（zhēng）的工作方（fāng）式。一位无人（rén）机操控（kòng）员（yuán）说:“从一个装满视频（pín）屏幕的（de）黑暗小屋走出来时,肾上腺素仍在（zài）因为（wéi）扣动（dòng）扳机而持续上升。然后,我会坐车（chē）回家,途中（zhōng）经（jīng）过快餐店和（hé）便利店,到家后还要帮助（zhù）孩子做（zuò）功（gōng）课。这种感（gǎn）觉非常奇怪,我周围没人知道发生了什么事。”因此,如何在与亲（qīn）友进行交流时缓解自己在工作中累积的负面情绪,就成为（wéi）无人机操控员必须（xū）接（jiē）受的心理训练（liàn）内容。同时,无（wú）人机操（cāo）控员（yuán）能（néng）够在虚拟环境中看到更多的现实生（shēng）活场景（jǐng）。在（zài）执行空（kōng）中狙（jū）击任务中的近距离（lí）监（jiān）控时（shí）,无人机操控员需（xū）要（yào）观察武装分子的生活习惯,在（zài）武装（zhuāng）分子与（yǔ）孩子玩耍、与妻子谈话以及拜访（fǎng）邻居时进行监控。然后（hòu）,他们设定好时（shí）间,比如在目标的家人离开他前往市场时（shí）,发动攻击（jī）,而这是在（zài）6km高空执行任务的传统飞行员无法（fǎ）做到的。正如美军心理（lǐ）学专家埃尔（ěr）南多·奥（ào）尔（ěr）特加上校所言:“在某（mǒu）些（xiē）时刻,你（nǐ）所看到的东西可能（néng）会让你想起自己做（zuò）的一些事情。你可（kě）能会产生熟悉感,而这会为扣动扳机（jī）增加一点难度。”
为了应对虚拟与现实转换中的心（xīn）理困境,美国空军教（jiāo）育和训（xùn）练指挥部航天（tiān）医学中（zhōng）心成立专（zhuān）项研究组,对无人机（jī）操控（kòng）员所承受（shòu）的此类心理问题展开调研。他们认为,要（yào）确保操控（kòng）员在工作中隔离生活（huó）环境因素的（de）影响,就必须具（jù）备（bèi）狙击手的关键心（xīn）理特征,从而在长期（qī）单调无聊的等待后进（jìn）行高水平的快速决策和精准行动。为此,美军采取了3种主要的标准（zhǔn）化测验:迈尔（ěr）斯布里格斯性格分类法（fǎ）,冯德里克人员测试和国防语言测试,以及明尼（ní）苏达多项人（rén）格类型（xíng）测验,用以评（píng）估无人机操控（kòng）员的（de）心智能力和心（xīn）理素质,洞悉他们的心理（lǐ）缺陷（xiàn）与短板,并（bìng）进行有针对性的心理调适（shì）,确保（bǎo）他们在作战（zhàn）环（huán）境下心理素质的稳定（dìng）性（xìng）。
3 物理层面———研发仿真性能优（yōu）良的训练模拟（nǐ）器
与其他武器装（zhuāng）备一样（yàng）,无人机（jī）要在战场上（shàng）发挥应（yīng）有的作战（zhàn）效能,有赖于（yú）飞行员进行大量的飞行训练。由于（yú）成本（běn）过高且风险（xiǎn）大,无人机操（cāo）控（kòng）员不能完全（quán）依靠真机进行训练。为此（cǐ）,设计具有高度仿真性（xìng）的（de）训练模拟器成为必然的选择（zé）。事实上（shàng）,早在2005年8月,美国空军就（jiù）与L-3通（tōng）讯（xùn）集团的链路仿（fǎng）真和训练（liàn）公（gōng）司签订合（hé）同（tóng）,委托其设计制造（zào）“捕食者（zhě）”无人机组人员训练系统,这是（shì）第一款专为无人机研制的训练模拟器。在此之后,美军先后委托多（duō）家公司研（yán）制（zhì）无（wú）人（rén）机（jī）训练系统,并按照“模块（kuài）化、分布（bù）式、人（rén）机耦合”的要求,持续推动（dòng）训练模拟器的升级（jí）换代（dài）。
3.1 模块化设计（jì）
为（wéi）使训练模拟（nǐ）器实现对无人机操控员工（gōng）作状况的全仿真模拟,在模拟（nǐ）器（qì）的研制过程中（zhōng）美军提出（chū）功能模块化的设（shè）计要（yào）求。依据具体（tǐ）的功（gōng）能将模拟（nǐ）器（qì）分为6个模块:①地面控（kòng）制（zhì）仿真模块（kuài）,负责（zé）发出控（kòng）制指令并监（jiān）控无人机飞行状况;②地面站与无人机（jī）数据（jù）链路仿（fǎng）真模块（kuài）,负责模（mó）拟地面控制站与无人机之间（jiān）的（de）信息传输;③飞行控制仿真模块,负责（zé）接收地面控制指令并模拟对无人（rén）机的飞（fēi）行（háng）状（zhuàng）态进行控制;④任（rèn）务荷（hé）载仿真模（mó）块,负责模拟对侦查和攻击设（shè）备的控制和相关的任务数据;⑤终（zhōng）端图形显示模块,负责（zé）实（shí）时显（xiǎn）示无人机飞行过程中的相关（guān）图形;⑥训练评估模块（kuài）,负责（zé）对无人机的训练情况（kuàng）进行量化评估。
3.2 人机耦合
通（tōng）过高水平的仿真技术实现无人机（jī）操控员（yuán）与无人机系统之间（jiān）的人机耦（ǒu）合,始（shǐ）终（zhōng）是（shì）美军研制无人机训练（liàn）模拟器的核心内容。在早期的训练中（zhōng）,由于人机耦合度不（bú）高,无人机（jī）操控员通过（guò）屏幕里的狭窄视（shì）野操控飞机,难以判断飞（fēi）机降（jiàng）落时相对于跑道（dào）的方位,导致大部分的训练事故（gù）发生（shēng）在（zài）无人机（jī）降落的过程中（zhōng）。针对此类问题,美（měi）国空军器（qì）材司令部下属的（de）空军研究实验室展开专项研（yán）究,依据人-系统综合原则优化无人机训练系统的设计方案（àn）,实现人（rén）机耦合程度的逐步提升,相关的研究（jiū）与应用工作（zuò）主要体（tǐ）现（xiàn）在3个方面（miàn）:①无人机（jī）训练系统在总体设计上遵循自（zì）适应（yīng）的原则,在经济上可承（chéng）受的（de）前提下,凸显训练系统的可重构（gòu）能力（lì）,实（shí）现同一训练系统为（wéi）陆、海（hǎi）、空基（jī）不（bú）同类型（xíng）无（wú）人机,以（yǐ）及为个人/团队（duì）训练、军事（shì）演习、军（jun1）事（shì）科研等不同任务类型（xíng）提供足够的模拟训（xùn）练手段（duàn）。②无人机操控员方舱工作站的设（shè）计体现人体工程学理念,依（yī）据飞行（háng）员（yuán）的性别差（chà）异,以及全（quán）尺寸、躯干与四肢高（gāo）长比、躯（qū）干与大腿高长比等3个基（jī）本要素,提供8套个性（xìng）化设计方案。③以提升人机功（gōng）效为目标推（tuī）进地面工作站内的设备（bèi）升级。美（měi）军无人机的地面（miàn）控制站历（lì）经Block15-Block30-Block50共3个（gè）发展阶段（duàn）,现（xiàn）已采用（yòng）触摸式命令（lìng）和（hé）状（zhuàng）态（tài）显示屏（píng）、“手不离杆”操（cāo）纵杆/油门杆双杆控制（zhì）、高（gāo）分辨率（lǜ）数（shù）字（zì）图（tú）像/小孔（kǒng）径雷达图像分发硬（yìng）件、可调（diào）脚蹬以及人体工学键盘等设备,为无人（rén）机操控员营造人机功效更好的操控环境。
3.3 任务（wù）导向型的发展理念
以任务为导向是未来美军无人机（jī）训练系统的发展（zhǎn）趋势。《技术地平（píng）线———美国（guó）空军2010—2030年科学技术发展展望》指出:未（wèi）来美国（guó）空军要（yào）探索和开（kāi）发能够执（zhí）行多使命（mìng）任务的遥（yáo）控飞行器和航天器系统。长期以来,无（wú）人机（jī）操控员主要来自战斗机、轰（hōng）炸机或运（yùn）输机等（děng）其他任（rèn）务系（xì）统（tǒng）,他（tā）们对（duì）于无人机所需要执（zhí）行的（de）任务系统（tǒng）缺乏（fá）足够（gòu）的认知（zhī）,而（ér）现行的短期密集式训练模（mó）式,尚不足以（yǐ）帮助（zhù）传统飞行员熟（shú）谙无（wú）人机专属的任务系统。为了解决这（zhè）一问（wèn）题,美军（jun1）方在给军工部（bù）门（mén）下发的（de）无人（rén）机招标（biāo）书中对模拟训练设备的研制提出了新要求（qiú）,进（jìn）一步强调开发适合“任（rèn）务训练”的更为复杂（zá）的模拟器系（xì）统,以实现（xiàn）多任务复合型的中空长航时（shí）无人机训练。为（wéi）此,美国（guó）的相关军工部（bù）门（mén）设计了“浸入（rù）式”的训练模拟系统,目的是让（ràng）无人机操（cāo）控员在训练中感（gǎn）受身临其境般的战斗体（tǐ）验。
4 结束语
美（měi）军“生理·心理·物理”三（sān）位一体的无人（rén）装备训练模式,建立在跨学科交（jiāo）叉融合的基础上,以科学前（qián）沿进展（zhǎn）推（tuī）动（dòng）传统训练模式的变革,无疑具有值得我们借鉴的一（yī）面。虽然囿（yòu）于（yú）科学技（jì）术水平的差（chà）距,我军（jun1）装备训练尚未与（yǔ）世界军事强国（guó）处于同一技术水平线（xiàn）上,但是（shì）,从理念层（céng）面（miàn）来看（kàn）,在军事训练中实现人类自身体能、技能与智能水平（píng）的同步增长（zhǎng）,已成（chéng）为大数据（jù）时代突（tū）破（pò）人装（zhuāng）结合（hé）瓶颈的关键因素之一。鉴于此,积极（jí）运用生命（mìng）科学、心理学前沿（yán）成果,突破物理战视阈（yù）下训练观念的局限性,应当成为实现（xiàn）我军信息化条件下（xià）军（jun1）事训练（liàn）转型的必由之路。（转自装备学院学（xué）报2015年第（dì）3期（qī））
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