无人机（jī）的（de）发展与无人作战方式的广泛（fàn）应（yīng）用,不但丰富了现代战争的（de）攻击方式与作战手段（duàn）,而（ér）且使传统（tǒng）的装备训练（liàn）模式面临严峻挑（tiāo）战,其独特的作战方式给战斗员带来一种疏（shū）离感———他（tā）们坐在远离（lí）战场的软垫座（zuò）椅上,用操控杆和油（yóu）门踏板操控战斗。在远（yuǎn）离真实战场（chǎng）的虚（xū）拟环境下,如（rú）何实现操（cāo）控员与无（wú）人机（jī）之间的（de）人装结合,这成为装备训练领域的一个崭新课题。作（zuò）为全球无人作战力量的先行者,美军近年来（lái）逐步（bù）完善无人机操（cāo）控员培训制度,探索（suǒ）出（chū）“生理·心理·物理”融（róng）合的训练模（mó）式。本文试图对这一（yī）模式进行（háng）解（jiě）析。
1 生理层面（miàn）———利（lì）用生命科学进展提（tí）升生理机能
在大数据时（shí）代,人类与生俱来的生理机能愈发（fā）不能适应对海量数据进行（háng）快速有效（xiào）处理的现实需求。执行反恐“定（dìng）点清除”行动的（de）无人机操控员,既需要明（míng）晰（xī）空中作战计划,又必须灵活处理各类紧急的突发（fā）情况;既要权衡各种不（bú）同武器的潜在物理伤害,又（yòu）试图将（jiāng）附带杀伤降（jiàng）到最低限度,因此,无人机操（cāo）控员训（xùn）练（liàn）的一项（xiàng）重（chóng）要主题是提升（shēng）他们的相关生理机能（néng）,使其经常（cháng）性的高（gāo）效调动和使用海量（liàng）数据成为可能,从（cóng）而确（què）保作战（zhàn）目标的辨认和作战（zhàn）指（zhǐ）令（lìng）的下达不出现任何（hé）差错。鉴于传统的体能训练难以满足无人作战（zhàn）对操控员（yuán）生理素质（zhì）的特殊需求（qiú）,近年来（lái）,美军尝试引入神经药理学、神经（jīng）工效学、计算神（shén）经学、系统神经学（xué）以（yǐ）及睡眠生理学等学科的研究（jiū）成果,提升无（wú）人机操控员的生理机能（néng）,进而改善其在训练中（zhōng）的认知和行为表现（xiàn）。
1 .1 依托神经科学提升战场感知能力（lì）
美（měi）军无（wú）人作战中心首（shǒu）席科学家阿诺·丘奇指出:自（zì）然的人的能力开始与科技提供或（huò）需要的巨大（dà）的数据（jù）量、处理能力（lì）、决（jué）策速度（dù）不（bú）相称。较之传统飞行员,无人机操作员（yuán）需（xū）要具有（yǒu）更强的战场感知能力。在虚（xū）拟的战场环境下,他们必须具有更强（qiáng）的专注度（dù）,及时通过指挥中心屏幕上的画面,感知战场态势变化。美军军事训练（liàn）部门认为,在（zài）实（shí）战（zhàn）化的军事训练（liàn）环境中,无（wú）人机（jī）操控员所需要面（miàn）临的一（yī）个关键问题是如何在一个高度机动、混（hún）杂、变幻（huàn）的战场（chǎng）环境（jìng）中（zhōng）,迅速、准（zhǔn）确（què）地发现目标（biāo）并下达攻击指（zhǐ）令。一方面,在（zài）现实的作战行动中,特别是在无人机担（dān）负重（chóng）要（yào）角色的“定（dìng）点清除”行动中,敌方武装（zhuāng）人（rén）员混迹于普通（tōng）平民之中,难以通过普通（tōng）的侦（zhēn）查行为辨析二者的差（chà）别;另一方面,整个战场环境存在（zài）巨大的流动性,时间的推移给目标（biāo）打（dǎ）击（jī）带来更（gèng）大的不确定性（xìng）,彼（bǐ）时的军事目标（biāo）到此时可能转变为非（fēi）军事目标。上述因素对无人机飞行员（yuán）的（de）战场（chǎng）感知能（néng）力提出了新的挑战。
神（shén）经（jīng）药理科学的发（fā）展（zhǎn）为大幅（fú）度提升（shēng）飞行（háng）员的战场感知（zhī）能力提供（gòng）了（le）可（kě）行的（de）路径。前空军航（háng）天（tiān）医学（xué）中（zhōng）队指挥官承认:所有无人机操控员在开始培训前,都（dōu）要完（wán）成一连串的神经心（xīn）理学测试。美国空军2011年出（chū）版（bǎn）的《技术地（dì）平线———美国空军2010-2030年科（kē）学技术发展展望》一书也指出:美国（guó）空军在提高人员自身能力领域（yù）已经取得了相当大的进展。未来十年的研究成（chéng）果,将使提高人的工（gōng）作效（xiào）能成为可（kě）能（néng）。这样的（de）变（biàn）化来自于多方面……抑或是直接源于人员能力的（de）增长（zhǎng）。后者包括使用（yòng）神经（jīng）药物或植（zhí）入某些可以改善记忆（yì）力、警觉性、认（rèn）知力以及（jí）视觉和听觉灵敏度（dù）的药物。美（měi）国军事科（kē）学技术委员会发布的（de）技（jì）术（shù）报告显示,在（zài）明确神经药物（wù）药理功效（xiào）的（de）前提下（xià）,美（měi）军已经尝（cháng）试将药物投送到特定的（de）神经组织,以提升作（zuò）战人员的情景知觉能力。此种能（néng）力作（zuò）为（wéi）战场（chǎng）感知（zhī）能力（lì）的（de）核心组成部（bù）分,对于（yú）无人机（jī）飞行员生（shēng）理机能的提升至（zhì）关（guān）重要。
1 .2 依托神经（jīng）工效（xiào）学提升脑机结合效率
在生（shēng）理层面（miàn）,无（wú）人机飞行员面临的另一个重（chóng）大挑战是“反应延迟（chí）”问题。长期以来,地面控制站显示屏上的影（yǐng）像（xiàng）总比在无（wú）人机（jī）上实时的影像滞后几秒,这是（shì）因为无人机的信号要经过（guò）通讯卫（wèi）星中转。受“反应延迟”效（xiào）应的影响,无人机飞行员对移动目标的打击变得异常困难。2011年,一名阿拉伯（bó）半岛基地组织的高级指挥官坦（tǎn）言:如（rú）果（guǒ）他们听到（dào）美（měi）军无人机（jī）从头顶飞过（guò）,他们（men）就尽可能快地来回跑动,从而干扰（rǎo）无人机飞（fēi）行（háng）员对目标（biāo）的准确定位（wèi）。情况（kuàng）正如（rú）无人（rén）机飞行员布莱恩·卡拉汉少（shǎo）校所言（yán）:由于无人机的（de）性能不比传统飞（fēi）机（jī）,当你操控世界另（lìng）一端的飞机时还有一点延迟（chí）现象,对头脑（nǎo）这是一种挑（tiāo）战。
“反应延迟”现象的存在,从一个侧面反（fǎn）映了（le）飞行员大脑与无人（rén）机（jī）系统的结（jié）合效率（lǜ）问（wèn）题。脑机接口（kǒu）技术（shù）的发展,为解（jiě）决困扰无（wú）人（rén）机飞行员（yuán）的“反（fǎn）应延迟”问题（tí）提供了可行的解决方案。美国国防部先进技术研究署自20世纪90年代起（qǐ）长期关注（zhù）脑机接口技术,历经20余（yú）年的发展（zhǎn）,其应用领域（yù）已经不局限（xiàn）于神经修复领域,其（qí）对人体功能的增强（qiáng）,已经受到美国军方的高度重视。美军实验（yàn）室正在聚焦脑机接口领域下（xià）的新兴学科———神（shén）经工（gōng）效学（xué）,分析大脑如（rú）何通过信号输出直接控制外部武器系统,其中就包括无（wú）人机系统。美军（jun1）认（rèn）为,神经工效学所提供的脑机（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无人机操（cāo）控员的训练与作战水（shuǐ）平。
1 .3 依靠睡眠生（shēng）理学提高抗（kàng）疲劳（láo）能力
睡眠是（shì）一种在认（rèn）知功能（néng）中扮演基础性角色的活动机制（zhì）,持续的睡（shuì）眠剥夺影响作战（zhàn）人员（yuán）的身体（tǐ）机能,并会对工作绩（jì）效产生不利影响。对于无人机操控员而言,超长的工作时（shí）间同样意味着生理层（céng）面的（de）巨大挑战。例如,“捕食者”无人机在战区的（de）架次平均工作时间（jiān）为20~22h,机组人（rén）员（yuán）经常是轮班作（zuò）业,每一班有时（shí）持续10h以上。超长时间的工作意（yì）味着对睡眠（mián）的（de）剥（bāo）夺,影响无人（rén）机（jī）操控员的警惕性（xìng）、记忆和知觉辨别力（lì）等重要生理（lǐ）机能指标。为此（cǐ）,美军实验室展开睡（shuì）眠的（de）生理（lǐ）学和分子层面的专项（xiàng）研究,并在无人机操控员的（de）基础课程学习中,开设（shè）专门设计的生理学课程,有别于传（chuán）统飞行员生理课程中对承（chéng）受过载或突然失重的考验（yàn）,无人机（jī）操（cāo）控（kòng）员（yuán）的（de）生理学课程（chéng）着（zhe）重（chóng）关注如何调整（zhěng）生物钟、饮食和休（xiū）息周期,以适应长达（dá）12h的侦查、警戒与作（zuò）战任务,化解因（yīn）过劳而产生的生理压力。
2 心（xīn）理（lǐ）层面———探索情景切换模式（shì）下的心理（lǐ）调（diào）试
美国布鲁金斯学会的彼得（dé）·辛格（gé）博士在（zài）其2010年的研究报告中指出:有（yǒu）些无人机作战（zhàn）部队的作战精（jīng）神压力高于在阿（ā）富汗的某些作（zuò）战部（bù）队。报告得（dé）出（chū）结论,无人机（jī）操作员经历着（zhe）“更明显的身心（xīn）困顿和精疲力竭（jié）感”。相比于传（chuán）统飞行员,无人机（jī）操控员需（xū）要具（jù）有（yǒu）更过硬的心理素质。传统飞行员由于距（jù）离和高度（dù）的（de）原因,往往很难真切（qiē）地看到目标毁伤（shāng）效（xiào）果,而无（wú）人机操（cāo）控员可（kě）以（yǐ）直观地看到（dào）血（xuè）肉横飞（fēi）的画面,这（zhè）会（huì）造成比（bǐ）飞行员更为（wéi）严重的道德压力和（hé）责任压力。事实上（shàng）,自2006年美（měi）军开始培养（yǎng）“全球鹰”“捕食者”等大型（xíng）无人机的专职飞行员,就已经（jīng）关注心（xīn）理训练问题。近年来,美军主要聚（jù）焦于情景切换模式下的心理（lǐ）训练与调（diào）试（shì）方法。
2.1 虚拟（nǐ）与现实（shí）战场切换（huàn）模（mó）式下的心理训练（liàn）
无人机操控员所处的虚拟作战（zhàn）环境（jìng）,有别于传（chuán）统意义上（shàng）飞行员的真实作（zuò）战环境,这一差别（bié）可（kě）能导致无人机操控（kòng）员（yuán）在作战心态上的微妙变（biàn）化。美（měi）国纽（niǔ）约大学法学教授菲利普·埃（āi）尔森认为:由于无人机作战（zhàn）的控制完全可以通过（guò）计算机屏幕和（hé）远程声频反馈（kuì）来（lái）实施,因此存在以游戏（xì）的心态来看（kàn）待杀（shā）人的风险。在早期的训练与作战环境下（xià）,无人机操控员通过显示（shì）器和屏幕来实现识别与区分目（mù）标,并藉（jiè）此实现对目（mù）标的打击,但他们完（wán）全听不到（dào）战场的声音,也嗅不到战场的气（qì）味（wèi）。这种作战方式带来（lái）一种特别的疏离感,感官上与现实战场的隔（gé）绝,可能会逐渐（jiàn）演化成精神上的割裂,无人机的（de）操作（zuò）人员（yuán）日益与他们的（de）行为所（suǒ）产生的后果分割开来（lái）,其结果是抑制了他们对杀（shā）戮（lù）行为（wéi）的愧疚感（gǎn）,进而威胁他们作为军人的职业道德和作为人（rén）类的基本良（liáng）知。
鉴于真实与虚拟环境之间的差别,美军无人（rén）机操控员训练首先必须最大程（chéng）度还原（yuán）真实的战（zhàn）场环境。在（zài）培训无人机操控员的（de）霍勒曼空军基地（dì）,无人机训（xùn）练系统力求在每个细节上（shàng）显现真（zhēn）实的战争情（qíng）境（jìng）。按照这一理念,美军（jun1）设计了兼顾作战和训（xùn）练的Block系列无人（rén）机（jī）系统（tǒng）地面控制站,按照人体环境改造学理念,对视听设（shè）备（bèi）和控（kòng）制装置进行全新设计（jì）,使学员身（shēn）临其境地（dì）感受战场全（quán）景。霍（huò）勒曼空军基地的第（dì）16训练中队的指（zhǐ）挥官迈克·维沃尔（ěr）上校指（zhǐ）出:受训（xùn）人员能（néng）看到被无人机盯上的目标在跑动,甚至能听到他们的声音,那是一种因为恐（kǒng）惧发出的（de）声音,这不是视（shì）频游（yóu）戏。为了突出（chū）训（xùn）练（liàn）的实战化特征,在基地建立的开放（fàng）式训练系统中,模拟训（xùn）练的场景（jǐng）必须（xū）包含（hán）作战的全部本质,这也就包括了战争与生俱来的不（bú）确定性（xìng）。在（zài）系（xì）统的设计者看来,飞行员能够逐步（bù）在不确定的环境（jìng）下掌握无人机的操控技能（néng）,才能（néng）确保他们有足够的心理调节能力应对突发事（shì）件（jiàn）并完成作战任务。
2.2 工（gōng）作与生活情景（jǐng）切换模式下的心理（lǐ）训练
无（wú）人机操（cāo）控员不（bú）同于传统飞行员之处还（hái）体现（xiàn）在他（tā）们（men）不用（yòng）离开（kāi）家庭就能参加战（zhàn）争的工作方式（shì）。一位无（wú）人机操控员说（shuō）:“从一（yī）个（gè）装满（mǎn）视频屏幕的黑暗（àn）小屋（wū）走出（chū）来（lái）时,肾上腺素（sù）仍在因为扣动扳机而持（chí）续上升。然后,我会坐车回家,途中经过（guò）快（kuài）餐店（diàn）和便利店（diàn）,到家后还要帮助（zhù）孩子做功课。这种感觉非常奇怪,我周围（wéi）没人知道发生了（le）什么事。”因此,如何在与亲友进行交流时缓解自（zì）己在工（gōng）作中累积的负面（miàn）情（qíng）绪,就成为无人机操（cāo）控（kòng）员必（bì）须接受的心理训（xùn）练内容。同时,无人机（jī）操控（kòng）员能够在（zài）虚拟环境中看（kàn）到更多的现实生活场景。在执行空中狙击任务中的近距离监控时,无人机操控员需要观察武（wǔ）装（zhuāng）分子的生活习惯（guàn）,在武装分子与（yǔ）孩子玩耍、与（yǔ）妻子（zǐ）谈话以及拜访邻居时（shí）进行监（jiān）控。然后,他（tā）们设定好时（shí）间,比如（rú）在目标的家（jiā）人离（lí）开（kāi）他前往（wǎng）市（shì）场（chǎng）时,发动攻击,而这是在6km高空执行任务的传（chuán）统飞行员（yuán）无法（fǎ）做到（dào）的。正如美军（jun1）心理学专家埃尔南多·奥尔特加（jiā）上校（xiào）所言:“在某（mǒu）些时刻,你所看到的东西可能会让你想（xiǎng）起自己做的一些事情（qíng）。你可能会产生熟悉感,而这会为扣动扳机增（zēng）加一点难度。”
为了应对虚拟与现实转换（huàn）中的心理困境,美国空军教育和训练指挥部航天（tiān）医学中心（xīn）成立专项研究组,对无人机（jī）操控（kòng）员所（suǒ）承受的（de）此类心理问（wèn）题（tí）展开调研。他们认为（wéi）,要确保（bǎo）操（cāo）控员在工作中隔离生活（huó）环境因素（sù）的影响,就必须具备狙击手的关（guān）键心理（lǐ）特征,从而在长（zhǎng）期（qī）单调无聊的等待后进行（háng）高水平的快速决策和精准行动。为此,美军（jun1）采取了3种主（zhǔ）要的标准化测验:迈尔斯布里格斯性格分类法,冯德里克人员测试和国防（fáng）语言测试（shì）,以及明尼苏达多（duō）项（xiàng）人（rén）格类型测验,用（yòng）以评估无人（rén）机操控员的心智能（néng）力和心（xīn）理素质,洞悉（xī）他们的心（xīn）理缺陷与短（duǎn）板,并（bìng）进行有（yǒu）针对性（xìng）的心理调（diào）适（shì）,确保他们（men）在（zài）作（zuò）战环境下心理素质的稳定性。
3 物理层面———研发（fā）仿真性能优良的训练模拟（nǐ）器
与其他武器装备一样,无人机要在战场（chǎng）上（shàng）发挥应有的作战（zhàn）效能,有赖于飞行员进行大（dà）量的飞行训练。由（yóu）于成本过高且风险大,无人（rén）机（jī）操控（kòng）员（yuán）不能完（wán）全依靠真机进行训练。为此,设计具有（yǒu）高度仿真性（xìng）的训练模拟（nǐ）器成为必然的选（xuǎn）择。事实上,早在2005年（nián）8月,美国（guó）空（kōng）军就与L-3通讯集团的链路仿真和训练公（gōng）司签订合同,委托（tuō）其设计制造“捕食者”无人（rén）机组人员训练系统,这是第一款专为无（wú）人机研制的训练模拟器（qì）。在此之后,美军先（xiān）后委托多家公司研制无人机训练系统,并按（àn）照“模（mó）块（kuài）化、分（fèn）布（bù）式、人机耦合”的要求,持续推动训练（liàn）模拟（nǐ）器的升级换代（dài）。
3.1 模块化设计
为（wéi）使训练模（mó）拟器（qì）实现对（duì）无人机（jī）操（cāo）控员工（gōng）作状况的全仿真（zhēn）模拟,在模拟器（qì）的研制过程（chéng）中美军（jun1）提出功能模块化的设计要求。依据具（jù）体的功能将（jiāng）模拟（nǐ）器分为6个模块:①地面控制（zhì）仿（fǎng）真（zhēn）模块,负责发（fā）出控制指令并监控无人机飞行状况;②地面站（zhàn）与无人机数据链路仿真模块,负责模拟地面控（kòng）制站与无人机之间的信息传输;③飞行（háng）控制仿真模块（kuài）,负责接收地（dì）面控制指令并模拟对无人机的（de）飞行状态进（jìn）行控制;④任务荷（hé）载仿真模块,负责模拟（nǐ）对（duì）侦查和攻击设备的控制和相关的任务数据;⑤终端图形显示模块,负责实时（shí）显示无人机飞（fēi）行过程中的（de）相（xiàng）关图（tú）形;⑥训练评估模块,负责对无人机的训练情况（kuàng）进行（háng）量化评估。
3.2 人机耦合（hé）
通过高（gāo）水平的仿真（zhēn）技术（shù）实现无人机操（cāo）控员与（yǔ）无（wú）人机系统之间（jiān）的人（rén）机耦（ǒu）合（hé）,始终是美军研制无人机（jī）训练模拟器的核心内容。在早期（qī）的训练中,由于人机耦合度不高,无人机操控（kòng）员通过屏幕里的（de）狭窄视野操控飞机,难以判断飞机降落时相对于跑道（dào）的方（fāng）位,导致大（dà）部分的训练事故发生在无人（rén）机降落的过（guò）程（chéng）中。针对（duì）此类（lèi）问题,美国空（kōng）军（jun1）器材司令部（bù）下属的空军研究实（shí）验（yàn）室展开专项研究,依（yī）据人-系统综合原（yuán）则优化无人机训练系统（tǒng）的设计（jì）方案,实现人（rén）机（jī）耦合程度的逐步提升,相关的研究与应用工作（zuò）主要体现在3个方面（miàn）:①无（wú）人机（jī）训（xùn）练系统在总（zǒng）体（tǐ）设计上遵（zūn）循（xún）自适应的原则,在经济（jì）上可（kě）承受的前提下,凸（tū）显训练系统的可重（chóng）构能（néng）力,实现同一训练系统为陆、海、空基不（bú）同类型无人机,以及为个人（rén）/团（tuán）队训练、军事演习、军事科研等不同任务（wù）类型提供足够的模拟（nǐ）训（xùn）练手段。②无人机操（cāo）控员方舱工作（zuò）站的设计体现（xiàn）人体（tǐ）工程学理念,依据（jù）飞行员的性别差异,以及全尺寸（cùn）、躯干与四肢高（gāo）长比（bǐ）、躯干与大（dà）腿高长比等（děng）3个基本要素,提供8套（tào）个性化设计方案。③以（yǐ）提升人机功（gōng）效为目标推（tuī）进（jìn）地面工作站内的设备升级。美军无人（rén）机的（de）地面控制站历经Block15-Block30-Block50共3个发展阶段（duàn）,现已采（cǎi）用（yòng）触摸（mō）式命令（lìng）和状态显示屏、“手不离杆”操纵杆/油门杆双杆控制、高分辨率（lǜ）数字图（tú）像/小孔径雷（léi）达图像分发硬件、可调脚蹬以及人（rén）体工学键盘等设备,为无人机（jī）操控（kòng）员营造人机功效更好的操控环（huán）境（jìng）。
3.3 任务导（dǎo）向型的发展理念
以任务为（wéi）导（dǎo）向是未来美军无人（rén）机训练系统的发展（zhǎn）趋势。《技术地平线（xiàn）———美国空军2010—2030年（nián）科学技术发（fā）展（zhǎn）展（zhǎn）望》指出:未来美国空军要探索和（hé）开发能（néng）够执行多使命任（rèn）务的遥控（kòng）飞行（háng）器和航天器（qì）系统。长（zhǎng）期（qī）以来（lái）,无人机操控员主要来（lái）自战斗（dòu）机（jī）、轰炸机或运输机（jī）等其他任务系统（tǒng）,他（tā）们对于（yú）无人机（jī）所需（xū）要执行的（de）任务系统缺乏足够的认知,而现（xiàn）行的短期密（mì）集式训（xùn）练模式,尚不足以帮（bāng）助传统飞（fēi）行员熟谙（ān）无人机（jī）专（zhuān）属的任务系统。为（wéi）了（le）解决（jué）这一问题（tí）,美军方在给军工（gōng）部门下发的无人机招标书（shū）中对模拟训练（liàn）设备的研制提出了（le）新要求,进（jìn）一步强调开（kāi）发适（shì）合（hé）“任务训练”的更（gèng）为（wéi）复杂的模拟（nǐ）器系统,以（yǐ）实现多任务复合（hé）型的中空（kōng）长航时无人机训（xùn）练。为此,美国的相关（guān）军工部门设计（jì）了“浸入式”的训（xùn）练模拟（nǐ）系统,目的是让（ràng）无人机操控员在（zài）训（xùn）练中感受身临其境般的战斗体验。
4 结束语
美军“生理·心理·物理”三位（wèi）一体（tǐ）的无人装备训练模式（shì）,建立在跨学科交叉（chā）融合的基础上（shàng）,以科学前（qián）沿进展推动传（chuán）统训（xùn）练模（mó）式的变革,无疑具有值得（dé）我们（men）借鉴的一面。虽然（rán）囿于科学技（jì）术水平的差（chà）距（jù）,我军装备训练（liàn）尚（shàng）未与世界军事强国处于（yú）同（tóng）一技术水平线上,但（dàn）是,从理念层（céng）面来看,在军事训练（liàn）中（zhōng）实现人类（lèi）自身体能、技能与智能水平的同步（bù）增长,已成为大数据时代突破人装（zhuāng）结合瓶（píng）颈的关（guān）键因素之一。鉴于此,积（jī）极运用生命科学、心理学前沿成果（guǒ）,突破（pò）物理战视阈下训练（liàn）观念的局限性,应当成为实现我军信息化条（tiáo）件下军事训练转（zhuǎn）型（xíng）的必由之路。（转自装（zhuāng）备学院学报2015年（nián）第3期）
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