在這個(gè)經(jīng)濟(jì)、人道與政治危機(jī)頻發(fā)且難以預(yù)測(cè)的世界，強(qiáng)大且準(zhǔn)備充分的軍事 / 國(guó)防基礎(chǔ)設(shè)施的重要性再怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。這種戰(zhàn)備狀態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵方面，是能夠?qū)o(wú)人機(jī)、可穿戴機(jī)器人設(shè)備等新型裝備納入國(guó)家安全體系。

跟上這些技術(shù)的快速發(fā)展步伐并非易事，制定支持技術(shù)設(shè)計(jì)者、制造商和使用者的標(biāo)準(zhǔn)也同樣困難。但這并未阻止美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM International）旗下的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)委員會(huì)（F38）和外骨骼與外穿式機(jī)械服委員會(huì)（F48）的成員們繼續(xù)制定和完善此類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

本文將探討這些標(biāo)準(zhǔn)工作如何助力先進(jìn)技術(shù)在國(guó)防及軍事相關(guān)應(yīng)用中擴(kuò)大使用范圍，同時(shí)也會(huì)介紹國(guó)土安全委員會(huì)（E54）制定的一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn) —— 該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)用于評(píng)估安全系統(tǒng)的危險(xiǎn)物質(zhì)模擬物作出了規(guī)定。

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS，通常稱(chēng)為無(wú)人機(jī)）在軍事行動(dòng)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。它們能夠執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察、搜救任務(wù)和精準(zhǔn)打擊，同時(shí)將地面士兵和空中飛行員面臨的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。無(wú)人機(jī)在烏克蘭及其他沖突地區(qū)的部署，充分證明了這項(xiàng)相對(duì)較新但已歷經(jīng)實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)的技術(shù)的有效性。

自 2003 年 F38 委員會(huì)成立以來(lái)，其各分委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。該委員會(huì)副主席菲爾?凱努爾（Phil Kenul）表示，這些標(biāo)準(zhǔn)最初并非針對(duì)軍事應(yīng)用設(shè)計(jì)，但靈活性和適應(yīng)性一直是標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)考量的重要因素。

“F38 委員會(huì)的核心重點(diǎn)是民用領(lǐng)域，以及如何將無(wú)人機(jī)安全融入國(guó)家空域系統(tǒng)（NAS），” 凱努爾指出，“委員會(huì)的總體范圍廣泛，涵蓋無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)和運(yùn)行。不過(guò)，特定標(biāo)準(zhǔn)往往不局限于特定技術(shù)，而是以性能為導(dǎo)向，所界定的要求可適用于多種使用場(chǎng)景。F38 委員會(huì)關(guān)注的安全、適航性、運(yùn)行效率和操作人員資質(zhì)等基本原則，本質(zhì)上對(duì)所有專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)操作都有益處，包括軍事或公共安全機(jī)構(gòu)開(kāi)展的操作。其背后的安全和性能要求通常具有可轉(zhuǎn)移性?！?/span>

負(fù)責(zé)適航性（F38.01）、飛行運(yùn)行（F38.02）和操作人員資質(zhì)（F38.03）的分委員會(huì)所制定的標(biāo)準(zhǔn)，在民用和軍事領(lǐng)域均適用。凱努爾提到，F(xiàn)38.02 分委員會(huì)主導(dǎo)制定的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與軍用無(wú)人機(jī)操作尤為相關(guān)?！袄?，超視距（BVLOS）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于在廣闊或難以進(jìn)入的區(qū)域執(zhí)行遠(yuǎn)程偵察、預(yù)警和搜救（SAR）任務(wù)至關(guān)重要?！?/span>

另一項(xiàng)由 F38.02 分委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn) ——《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS）定位保障、導(dǎo)航與時(shí)間同步（PNT）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》（F3609），同樣可應(yīng)用于民用和軍事場(chǎng)景。凱努爾解釋道：“在作戰(zhàn)區(qū)域或國(guó)土防御中執(zhí)行偵察、預(yù)警和搜救等任務(wù)時(shí)，精準(zhǔn)且可靠的定位、導(dǎo)航與時(shí)間同步至關(guān)重要。無(wú)人機(jī)需要準(zhǔn)確掌握自身相對(duì)于目標(biāo)、關(guān)注區(qū)域或人員的位置，才能有效收集數(shù)據(jù)?！?/span>

以在活躍戰(zhàn)區(qū)開(kāi)展的搜救行動(dòng)為例，凱努爾指出，能否準(zhǔn)確繪制戰(zhàn)場(chǎng)地圖或確定幸存者位置，在很大程度上依賴(lài)于強(qiáng)大的定位、導(dǎo)航與時(shí)間同步系統(tǒng)。“F3609 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無(wú)人機(jī)定位、導(dǎo)航與時(shí)間同步的性能要求、衡量指標(biāo)，并建立了新的性能表述分類(lèi)體系。這一標(biāo)準(zhǔn)是所有無(wú)人機(jī)操作（包括在軍事相關(guān)場(chǎng)景或?yàn)?zāi)害場(chǎng)景中可能遇到的動(dòng)態(tài)環(huán)境或 GPS 信號(hào)缺失環(huán)境下的操作）可靠性與安全性的基礎(chǔ)?！?/span>

遠(yuǎn)程識(shí)別（remote ID）和無(wú)人機(jī)交通管理（UTM）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也具有從民用向軍事轉(zhuǎn)化的潛力。凱努爾表示：“前者對(duì)于空域沖突規(guī)避和責(zé)任追溯至關(guān)重要，這在任何繁忙或復(fù)雜的空域以及國(guó)土防御中都不可或缺；后者則是構(gòu)建一體化空域的關(guān)鍵，在這種空域中，有人機(jī)和無(wú)人機(jī)（包括執(zhí)行軍事相關(guān)任務(wù)的機(jī)型）都能安全運(yùn)行?！?/span>

無(wú)論任務(wù)屬于民用還是軍事范疇，F38.01 分委員會(huì)在探測(cè)與規(guī)避（DAA）技術(shù)方面的工作，對(duì)于無(wú)人機(jī)安全融入?yún)^(qū)域空域都至關(guān)重要。凱努爾稱(chēng)，該委員會(huì)對(duì) “最低安全、性能和飛行熟練度要求” 的關(guān)注，直接適用于確保這些關(guān)鍵非進(jìn)攻性軍事支援功能的可靠運(yùn)行。

F38 委員會(huì)的大部分工作都是與美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）等監(jiān)管機(jī)構(gòu)密切合作開(kāi)展的，同時(shí)也注重尋求與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的機(jī)會(huì) —— 這種協(xié)調(diào)有助于在聯(lián)合軍事行動(dòng)或自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)行動(dòng)中促進(jìn)合作。

相關(guān)利益方也在探索簡(jiǎn)化自身標(biāo)準(zhǔn)制定工作的方法，以充分利用 ASTM 委員會(huì)已完成的工作成果。凱努爾提到，北約（NATO）正考慮在適用情況下采用 F38 等委員會(huì)制定的民用標(biāo)準(zhǔn)，而非從零開(kāi)始制定單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，美國(guó)國(guó)防部（DoD）正在設(shè)計(jì)其無(wú)人機(jī)交通管理架構(gòu)，確保該架構(gòu)能與 ASTM 的無(wú)人機(jī)交通管理標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)互操作。

外骨骼與外穿式機(jī)械服

外骨骼是一種可穿戴設(shè)備，能增強(qiáng)使用者的行動(dòng)能力，使其更輕松地?cái)y帶重物。其中一些是相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)，本質(zhì)上是將重量從身體的某個(gè)部位（如手臂和肩膀）轉(zhuǎn)移到核心部位，從而減輕疲勞并降低受傷風(fēng)險(xiǎn)；另一些則是全動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，讓人隱約看到其在電影和漫畫(huà)等科幻作品中達(dá)到極致的那種能力。

軍用外骨骼的使用者必須對(duì)設(shè)備的功能充滿(mǎn)信心

馬特?迪金森（Matt Dickinson）理解為何人們想到外骨骼時(shí)，首先聯(lián)想到的往往是流行文化。但他希望人們意識(shí)到，研發(fā)現(xiàn)實(shí)版的外骨骼技術(shù)是一項(xiàng)跨學(xué)科工作，而非單純的工程壯舉。外骨骼與外穿式機(jī)械服委員會(huì)（F48）的工作，既關(guān)注機(jī)器本身，也同樣重視人與外骨骼的互動(dòng)方式。

“人們常常忽視的是，這個(gè)領(lǐng)域不僅需要生物力學(xué)專(zhuān)家或工程師，其范疇要廣泛得多。我們需要來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的力量參與：心理學(xué)、紡織品設(shè)計(jì)、人因工程學(xué)等等，” 迪金森表示。他同時(shí)擔(dān)任維護(hù)與處置分委員會(huì)（F48.04）主席以及設(shè)計(jì)與制造分委員會(huì)（F48.01）聯(lián)合主席。

他以人因工程學(xué)分委員會(huì)（F48.02）的工作為例 —— 例如《外骨骼使用潛在人因工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)指南》（F3688）—— 來(lái)說(shuō)明這種多維度的工作方法：“目前我們高度關(guān)注人與外骨骼的互動(dòng)關(guān)系，以及這些設(shè)備能為使用者帶來(lái)哪些價(jià)值?！?/span>

F48.01 分委員會(huì)正在構(gòu)建一個(gè)外骨骼分類(lèi)的綜合框架?！霸撔〗M正在探索系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，目前正著手制定外骨骼的分類(lèi)方法，類(lèi)似于我們對(duì)汽車(chē)、房車(chē)等交通工具的分類(lèi)方式，” 迪金森介紹道，“基于應(yīng)用場(chǎng)景的分類(lèi)將有助于我們更好地使外骨骼設(shè)計(jì)與其預(yù)期用途相匹配，同時(shí)也能幫助監(jiān)管機(jī)構(gòu)更有效地評(píng)估這些系統(tǒng)。我們還在研究標(biāo)準(zhǔn)化的連接方式 —— 我常將其比作外骨骼的‘皮卡汀尼導(dǎo)軌’（一種用于槍械的通用安裝系統(tǒng)），以便實(shí)現(xiàn)組件的模塊化和靈活集成?！?/span>

迪金森補(bǔ)充說(shuō)，F48.04 分委員會(huì)正專(zhuān)注于設(shè)備的部署前準(zhǔn)備流程，制定相關(guān)步驟以確保外骨骼在投入實(shí)地使用前，其所有功能都經(jīng)過(guò)妥善檢查和驗(yàn)證。

與前文所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)各分委員會(huì)的大部分工作類(lèi)似，F48 委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了廣泛的使用場(chǎng)景。

“這些標(biāo)準(zhǔn)通常不局限于軍事應(yīng)用等特定領(lǐng)域，而是旨在覆蓋更廣泛的應(yīng)用范圍，” 迪金森說(shuō)，“以肩部外骨骼為例，它可用于高空作業(yè)，既適用于軍事基地的物資搬運(yùn)，也適用于建筑行業(yè)的作業(yè)任務(wù)。盡管應(yīng)用場(chǎng)景不同，但其核心的啟動(dòng)原理卻非常相似。”

作為英國(guó)中央蘭開(kāi)夏大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的高級(jí)講師，同時(shí)也是一家外骨骼初創(chuàng)公司的創(chuàng)始人，迪金森對(duì)外骨骼技術(shù)所能帶來(lái)的益處有著獨(dú)特的見(jiàn)解—— 尤其是在純民用和純軍事場(chǎng)景之間的灰色地帶，如搜救任務(wù)和災(zāi)害救援。

“通過(guò)與世界各地的軍事人員交流，我清楚地意識(shí)到這類(lèi)應(yīng)用機(jī)會(huì)正在到來(lái)。北約當(dāng)前的重點(diǎn)（從北大西洋防務(wù)創(chuàng)新加速器（DIANA）的挑戰(zhàn)計(jì)劃中可看出）表明，其高度重視緊急疏散和應(yīng)急響應(yīng)人員領(lǐng)域，而外骨骼在這些領(lǐng)域很可能發(fā)揮關(guān)鍵作用?！?他說(shuō)道。