爱沙尼亚初创公司KrattWorks于2022年年中向乌克兰派出了首批“幽灵龙”ISR四轴飞行器。当时，公司高管认为，他们可能还有六个月左右的时间，才需要重新设计这些无人机，以应对新的战场现实。这款46厘米宽的飞行器比那些在对俄无人机战争初期占据主导地位的业余级无人机要坚固得多。但仅仅三个月后，爱沙尼亚团队就意识到，他们精心调校的设备已经过时了。
干扰和电子欺骗是防御无人机攻击的唯一有效手段，而技术的快速进步让该团队投入了永无止境的创新马拉松。其最新技术是神经网络驱动的光学导航系统，即使所有无线电和卫星导航链路都受到干扰，该系统也能让无人机继续执行任务。该系统于 12 月在乌克兰开始测试，这是抗干扰自主无人机(无人驾驶飞行器) 发展趋势的一部分。这些新型飞行器预示着无人机与电子战干扰和电子欺骗之间永无止境的斗争进入了一个新阶段，电子战的目的是切断无人机与其操作员之间的联系。现在有数以万计的干扰器分布在战争前线，防御的无人机不仅杀死士兵，还摧毁装甲车、其他无人机、工业基础设施甚至坦克。
2024年，在乌克兰基辅附近进行的测试中，一名技术人员准备释放一架搭载Auterion软件的无人机。Justyna Mielnikiewicz
KrattWorks 联合创始人兼首席运营官马丁·卡明 (Martin Karmin) 表示：“电子战形势瞬息万变。我们必须不断迭代，就像一场猫捉老鼠的游戏。”
我在爱沙尼亚首都塔林郊区的公司总部见到了卡尔明。向东仅几百公里，就是这个小国与曾经的压迫者俄罗斯的边界。38岁的卡尔明几乎记不起俄罗斯统治下的生活是什么样子，但他听过很多。他耸耸肩说，他和他的同事们——其中大多数是爱沙尼亚防卫联盟的志愿者——对俄罗斯“不抱任何幻想”。
他承认，他的公司不仅致力于武装爱沙尼亚，也致力于帮助乌克兰。当然，爱沙尼亚并未与俄罗斯正式交战，但多年来，两国边境地区一直受到卫星导航系统（例如欧盟的伽利略卫星）的持续干扰，导致塔尔图机场偶尔取消航班。11月，卫星图像显示，俄罗斯正在波罗的海国家边境扩建其军事基地。
“我们是一个小国，”卡明说。“创新是我们唯一的机会。”
神经网络导航
在 KrattWorks 宽敞的白色工作室里，几名工程师正在测试软件。在占据房间主调的一张巨大的赭石色桌子上，陈列着 KrattWorks 的各种设备，包括几架用作空中诱饵的烟色固定翼无人机，以及该公司的旗舰产品——幽灵龙 ISR四轴飞行器。
幽灵龙无人机现已发展到第三代，自2022年以来取得了长足的进步。其原有的指挥和控制频段无线电很快被智能跳频系统取代，该系统不断扫描可用频谱，寻找未被干扰的频段。它允许操作员在六个无线电频段之间切换，以保持控制，即使在面临敌方干扰的情况下也能发回视频。
Krattworks的幽灵龙侦察无人机可以自主导航，通过探测飞越地标来实现。KrattWorks
该无人机的双频卫星导航接收器可在四大主要卫星定位服务之间切换： GPS、伽利略、中国北斗和俄罗斯格洛纳斯。它还增强了一种防欺骗算法，可以将卫星导航输入与机载传感器的数据进行比较。该系统可以防御复杂的欺骗攻击，这些攻击试图通过欺骗无人机使其飞行高度远高于实际高度来诱使无人机自毁。
这架四轴飞行器哑光灰色机身的核心是一台支持机器视觉的计算机，它运行着一颗 1 千兆赫的 Arm 处理器，为幽灵龙赋予了它最新的超能力：无需接入任何全球导航卫星系统 (GNSS) 即可自主导航。为此，计算机运行一个神经网络，就像老式旅行者一样，将地标视图与地图上的位置进行比较，以确定自身位置。更准确地说，这架无人机利用向下光学摄像头的实时视图，并将其与存储的卫星图像进行比较，从而确定自身位置。
Krattworks的宣传视频展示了该公司无人机在进攻行动中增强士兵能力的场景。
“即使它迷路了，它也能识别一些模式，比如十字路口，并更新自己的位置，”卡明说。“它可以在某种程度上自行做出决定，要么返回基地，要么飞过干扰区，直到重新建立 GNSS 链路。”
设计高杀伤力/成本无人机
正如机枪和坦克定义了第一次世界大战一样，无人机已成为乌克兰对抗俄罗斯斗争的象征。正是被围困的乌克兰首次颠覆了军用无人机的概念。乌克兰不再购买单价数千万美元的“捕食者”和“死神”无人机，而是开始大量购买单价数百美元的现成无人机——就像电影制片人和爱好者使用的那种——并将其改造成高度致命的武器。 《纽约时报》最近的一项调查发现，在持续不断的冲突中，无人机造成的伤亡占了70%。
“我们的火炮比俄罗斯少得多，所以我们不得不用无人机来弥补，”基辅电子战公司Kvertus的商务总监Serhii Skoryk说道。“一枚导弹可能价值一百万美元，可以杀死12到20人。但一百万美元可以买一万架无人机，每架装上四枚手榴弹，它们就能杀死1000甚至2000人，或者摧毁200辆坦克。”
在哈尔科夫州靠近俄罗斯边境的地方，一名乌克兰士兵正在准备第一人称视角无人机，准备于 2025 年 1 月 16 日发动袭击。Jose Colon/Anadolu/Getty Images
干扰和欺骗等电子战技术旨在消除无人机威胁。如果无人机受到干扰，与飞行员失去联系，并失去空间方位，它要么坠毁，要么随机飞走，直至电池耗尽。据英国国防智库皇家联合服务研究所 (Royal United Services Institute) 称，乌克兰每月可能损失约 1 万架无人机，主要原因是干扰。这其中包括无法击中目标的携带炸药的神风无人机，以及像 KrattWorks 的“幽灵龙”这样旨在长期服役的监视和侦察无人机。
“无人机已经成为一种消耗品，”卡明说。“一架侦察无人机可能执行10到15次任务，然后就必须偿还了，因为你迟早会失去它。”
2024 年夏天，俄罗斯采取了出人意料的举措，放弃复杂的无线控制，转而采用装有光纤线轴的硬连线无人机。
因此，冲突双方的科技人才一直在努力规避电子防御系统。俄罗斯从2024年初开始采取了一项出人意料的举措，部署了装有光纤线轴的硬接线无人机。这些致命的无人机就像儿童风筝的扭曲版本，可以飞到距离控制员20公里甚至更远的地方，纤细的光纤漂浮在它们身后，提供无法干扰的连接。
乌克兰无人机初创公司Huless的联合创始人瓦迪姆·布鲁金 (Vadym Burukin ) 告诉IEEE Spectrum ：“目前，没有任何针对光纤无人机的防护措施。俄罗斯人很快就扩展了这一解决方案，现在他们正在用这些无人机饱和前线。这对乌克兰来说是一个巨大的问题。”
无人机操作员可以通过光纤线路与无人机进行通信，光纤线路在无人机飞行时从线轴上放出。这是俄罗斯部队常用的战术，尽管这款特殊的第一人称视角无人机是乌克兰的。它于2025年1月29日在基辅附近进行了演示。（图片来源： Efrem Lukatsky/AP）
乌克兰也曾尝试过光纤，但这项技术似乎并未真正起步。“光纤的成本高达500美元，很多情况下甚至比无人机本身还要贵，”布鲁金说。“如果用在携带爆炸物的无人机上，由于电缆的重量，容量会有所损失。”额外的重量也意味着侦察无人机上更高质量的摄像头、传感器和计算机的容量也会减少。
小型无人机可能很快就会做出杀或不杀的决定
相反，乌克兰将未来寄托在自主导航上。今年7月，配备美国供应商Auterion自主导航系统的神风无人机摧毁了一队装有干扰装置的俄罗斯坦克。
“攻击这些坦克真的很难，因为它们会干扰一切，”布鲁金说。“只有配备自动驾驶仪的无人机才能阻止它们。”
Auterion的“终端制导”系统利用已知地标为无人机导航，寻找目标。Auterion
Auterion 首席执行官洛伦兹·迈尔 (Lorenz Meier) 表示，用于打击这些坦克的技术被称为末端制导，这是迈向智能、全自主无人机的第一步。该系统允许无人机直接克服干扰，无论受保护的目标是坦克、战壕还是军用机场。
“如果你在一公里外锁定目标，并在接近目标时遭遇干扰，这没关系，”迈尔在一次采访中说道。“你不会像手动操作员那样丢失目标。”
KrattWorks 试验的视觉导航技术是下一步，也是一项今年才进入战场的创新。迈耶预计，到 2025 年底，包括他自己的公司在内的公司将推出完全自主的解决方案，涵盖克服 GPS 干扰的视觉导航、末端制导和智能目标识别。
“操作员只需决定打击区域，但目标则由无人机决定，”迈尔解释道。“制导炮弹已经做到了这一点，但无人机可以大规模地、更远距离地做到这一点。”
Auterion成立于2017年，最初致力于生产用于杂货配送等民用无人机软件。该公司于2024年初投身战争，旨在为民主国家提供技术，帮助它们抵御专制政权的侵害。自那时起，该公司与乌克兰无人机制造商和军队密切合作，取得了快速进展。
“一枚价值一百万美元的导弹或许能杀死12到20人。但一百万美元可以买一万架无人机，每架装上四枚手榴弹，就能杀死1000甚至2000人，或者摧毁200辆坦克。” ——谢尔希·斯科里克，《克韦尔图斯报》
但从长远来看，购买西方设备对乌克兰来说并非可承受之重，因为乌克兰的人均GDP仅为5,760美元，远低于欧洲平均水平的38,270美元。幸运的是，乌克兰拥有欧洲规模最大的工程技术人员队伍。战前，乌克兰是西方公司寻求设立IT和软件开发中心的首选之地。许多此类人员后来加入了乌克兰的DIY军事技术（“miltech”）发展运动。
一家生产远程神风无人机的乌克兰初创公司的工程师兼创始人（出于安全考虑不愿透露姓名）告诉《Spectrum》 ，该公司开始自行开发用于目标跟踪的计算机和自主导航软件，“只是为了压低价格”。这位工程师表示，乌克兰初创公司提供的先进军用无人机技术价格仅为西方老牌竞争对手的一小部分。
在2022年2月俄罗斯入侵后的三年内，乌克兰打造出了一个世界一流的国防科技生态系统，不仅吸引着西方创新者加入，而且不断超越他们。乌克兰成功的关键在于快速迭代以及与前线部队的密切合作。Auterion公司也同样遵循着这一模式。“如果你想打造一款领先的产品，你就必须身处最需要该产品的地方，”迈耶说道，“这就是我们选择乌克兰的原因。”
乌克兰初创公司 Huless 的 Burukin 认为，自主性在未来无人机战争中将发挥比俄罗斯光纤更大的作用。自主无人机不仅可以规避干扰，其飞行距离仅受电池容量限制。它们还可以比有线无人机携带更多炸药或更先进的摄像头和传感器。最重要的是，它们对操作员的要求并不高。
“在理想的世界中，无人机应该能够起飞、飞行、找到目标、进行攻击，并汇报任务进展，”布鲁金说。“这就是无人机发展的方向。”
这场猫捉老鼠的游戏远未结束。包括KrattWorks在内的公司已经在思考下一个创新，让无人机战争更便宜、更致命。例如，通过构建无人机网状网络，他们可以派出一架先进的情报、监视和侦察无人机，后面跟着一群更简单的神风特攻队无人机，利用视觉导航寻找并攻击目标。
“你可以派出大约10架无人机，但由于它们可以自主飞行，所以不需要一个技术超群的操作员来控制每一架，”KrattWorks的卡明说道。他密切关注着乌克兰的科技发展，既有职业兴趣，也有个人感同身受，同时又心存不祥的预感。他几乎每天都会想起俄罗斯在爱沙尼亚东部边境附近不断扩张的军事存在。
“爱沙尼亚人手不够，”他说，“我们永远都没有足够的熟练无人机驾驶员。我们必须另辟蹊径。”