戰(zhàn)場聲響偽裝術(shù):隱真示假混淆視聽
2022-11-23 14:49:33
來源:中國軍網(wǎng)
聲響是戰(zhàn)場重要的目標暴露征候之一。利用聲響進行戰(zhàn)場目標探測的做法古已有之。《墨子·城守·備穴第六十二》就有關(guān)于“地聽”的記載,成語“伏罌而聽”即由此而來。
隨著戰(zhàn)爭形態(tài)向信息化和智能化加速演進,聲探測技術(shù)成為戰(zhàn)場目標識別、定位和跟蹤的重要手段。當前,世界先進的巡航導(dǎo)彈大都采用先進的電磁波吸收材料和紅外隱身技術(shù),僅依靠雷達和紅外技術(shù)很難發(fā)現(xiàn)其蹤跡。但是,巡航導(dǎo)彈在飛行中發(fā)出的尖銳聲響卻難以消除。利用聲探測器可以通過跟蹤聲音,實現(xiàn)對其探測、定位。
當然,自帶巨大“音響”的武器,也會有針對性地開展聲響偽裝,從而降低被探測被發(fā)現(xiàn)概率,進而提高戰(zhàn)場生存力和戰(zhàn)斗力。按照偽裝機理不同,聲響偽裝主要分為以噪掩聲、模擬變聲和降噪隱聲三種形式。本期科技大講堂,由陸軍工程大學(xué)研究生院教授史小敏為您講述——

AI語音模擬示意圖。圖片由作者提供
以噪掩聲:打造目標聲響“金鐘罩”
所謂以噪掩聲,就是以噪音掩蔽純音,擾敵偵測系統(tǒng),降低目標聲響分辨率,從而達成作戰(zhàn)企圖。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,一場大的軍事行動,想做到“不動聲色”幾乎是不可能的。為了使真實情況不被敵人發(fā)現(xiàn),借助噪聲掩蔽是一種常用做法。
1918年5月,英法聯(lián)軍準備突破德軍松姆河防線。聯(lián)軍指揮官發(fā)現(xiàn),松姆河西段南岸,有一大片沼澤地。那里,每到晚上蛙聲四起,方圓幾十里都不得安寧。為了隱蔽作戰(zhàn)企圖,聯(lián)軍決定把主攻方向選在沼澤地附近。夜間,聒噪的蛙聲把工兵架橋的敲打聲和軍事行動的聲音淹沒了,部隊迅速完成作戰(zhàn)準備,向德軍發(fā)起突襲。聯(lián)軍一舉攻占了對岸灘頭陣地,隨即契入德軍防御縱深,松姆河防線瞬間瓦解。
無獨有偶。1944年1月,蘇軍在進行科爾孫-舍甫琴科夫斯基戰(zhàn)役時,為了將配置在基洛夫格勒地域的近衛(wèi)坦克第五集團軍轉(zhuǎn)移到主攻方向去,同樣采取了以噪掩聲的方法。蘇軍趁著夜色用高音喇叭播放大軍開進的嘈雜聲響,同時將坦克悄悄調(diào)走。受到迷惑,德軍誤認為蘇軍即將在基洛夫格勒實施主要突擊,始終不敢調(diào)動該地的部隊。蘇軍順利完成了部署調(diào)整并在茲韋尼哥羅德卡方向?qū)嵤┝酥饕粨簦罱K奪取了勝利。
進入21世紀,隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)、高階統(tǒng)計量、傳感器、陣列技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展和聲紋識別技術(shù)日臻成熟,聲探測設(shè)備對聲響的識別成功率大大提高。這使得以往單純依靠噪音混疊的戰(zhàn)場聲響掩蔽方式幾近完全喪失功效。與此同時,得益于聲隱身技術(shù)的發(fā)展,一種新型有源掩聲技術(shù)開始應(yīng)用于武器裝備中空氣噪聲較大的戰(zhàn)位或軍事設(shè)施的敏感工作空間。該技術(shù)是針對上述空間的聲源特性而設(shè)計出的一種反聲響聲源系統(tǒng)。它能夠及時生成與原目標聲源信號振幅相同但相位相反的噪聲,來抵消該處原來的聲響,進而達到近乎“靜音”的效果。
模擬變聲:上演軍版聲音“模仿秀”
所謂模擬變聲,就是通過模擬手段制造假聲,實現(xiàn)以聲惑敵的目的。
歐洲古籍這樣記載匈奴的軍隊:“在打仗的時候,會發(fā)出讓人不寒而栗的怪叫聲”。13世紀蒙古大軍征服亞歐大陸時,蒙古騎兵的“呼麥聲”給被征服者留下了恐怖記憶。當然,古人用聲制敵惑敵最為經(jīng)典的戰(zhàn)例,當屬中國宋代“懸羊擊鼓”之計。史載,宋將畢再遇率兵與金兵對壘,因難以取勝,決定撤出陣地。為防金兵乘機追殺,宋軍在撤離時,將所有旗幟插在原地,并將數(shù)只活蹦亂跳的山羊倒懸,使其前蹄置于鼓上。懸羊不斷踢動下,鼓聲陣陣。金兵見旗幟猶在、鼓聲不絕,認為宋兵仍在駐守,數(shù)日不敢前進。
在近代電聲技術(shù)的加持下,戰(zhàn)場聲響模擬的運用方式也更為多元。在著名的阿拉曼戰(zhàn)役中,為了調(diào)動和威懾敵人,英軍利用煙幕和夜暗,演出過一場大規(guī)模的“登陸戰(zhàn)”——所有艦船發(fā)動機的突突聲,錨鏈下水的格格聲,指揮官的口令聲,以及部隊換乘、登陸和各種嘈雜的聲響,統(tǒng)統(tǒng)是擴音器播放的。沒有動用一兵一卒,英軍便上演了一場絕妙的運動版“空城計”。
AI技術(shù)的發(fā)展,使得語音模擬與合成技術(shù)不斷換代升級。基于AI的深度偽造音頻技術(shù)就是一種典型的聲響合成新技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電信號在人腦神經(jīng)元之間的傳遞過程,對輸入數(shù)據(jù)進行處理,從大量樣本數(shù)據(jù)中總結(jié)出共同特征,再通過機器學(xué)習(xí)模擬特定人的聲音,達到以假亂真的效果。這種技術(shù)也被稱為“音視頻領(lǐng)域的PS技術(shù)”。
深度偽造音頻也是當下最先進的新型人工智能(AI)網(wǎng)絡(luò)攻擊形式之一,黑客借助其音頻生成技術(shù)冒充高級管理人員,形成了一種強大的新工具來增強其企業(yè)電子郵件泄露(BEC)攻擊。2019年3月,犯罪分子利用AI技術(shù)模仿高級管理者的聲音,騙取英國一家能源公司首席執(zhí)行官轉(zhuǎn)賬22萬歐元。
由于深度偽造音頻技術(shù)兼具真實性、便捷性和快速演化性等特點,其在認知作戰(zhàn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在戰(zhàn)時或應(yīng)急情況條件下,通過合成虛假的音頻來插播假新聞、傳達假指示、下達假命令,以引導(dǎo)輿情、混淆視聽、干擾決策,極易造成輿情轉(zhuǎn)向、心理失控和指揮失當?shù)挠绊憽?br />
降噪隱聲:開啟軍事行動“靜默”模式
所謂降噪隱聲,就是通過各種手段降低武器裝備、軍事設(shè)施或部隊行動所產(chǎn)生聲響的強度,以減少暴露的風險。
中國古代,行軍打仗有“卷甲銜枚”之說,意思是行軍時隊伍要輕裝疾進,士兵們口含銅錢,保持肅靜,以利奇襲。陸戰(zhàn)行動中,為了秘密開進與占領(lǐng)進攻出發(fā)陣地,部隊往往采取捆綁、纏裹等措施,對相互撞擊、發(fā)光的武器、裝具進行針對性處理,以保證在接敵中既不發(fā)出聲響,又便于快速行動。另外,軍隊也會利用自然條件減弱聲響傳播,如將發(fā)電機等發(fā)聲目標配置在山坡后、密林中等。
作為大洋深處“隱形殺手”的潛艇,在海水掩護下,常常難以發(fā)現(xiàn)其蹤跡。但潛艇在航渡、機動、攻擊過程中,不可避免地會產(chǎn)生噪聲。這些噪聲及其對聲波的反射,使之極易成為聲吶的捕捉目標。據(jù)測算,潛艇的噪聲每降低20分貝,可使敵方被動聲吶探測距離減半,從而有效縮小敵水中兵器的作戰(zhàn)半徑,降低其命中精度。因此,潛艇通常采用電力推進、噴水推進、磁流體推進、多葉大側(cè)斜槳、低噪聲設(shè)備等,以降低噪聲源的強度,同時采用雙層隔振、浮筏隔振、減振器減振、阻尼減振、懸浮艙室等隔振和吸阻振技術(shù)來控制噪聲。
如今,消音減聲材料不斷推陳出新,為武器裝備實現(xiàn)“銷聲匿跡”提供了技術(shù)支撐。消音減聲材料的作用原理是使入射聲波沿目標表面無反射地繞行,從而對在該材料保護下的武器裝備和軍事設(shè)施產(chǎn)生“隱聲”效果。目前,世界上很多輕武器都裝有消音減聲設(shè)備,一些先進的飛機、坦克、潛艇上,也都配備了新型消音減聲器材。世界海軍強國廣泛采用的消聲瓦,就是由這樣一種具有黏性機能的水聲橡膠材料制成的。其內(nèi)部還做成上千個微小空腔,當水中入射聲波到達這些空腔時,空腔中的氣泡會發(fā)生剪切變形而吸收掉聲能。在潛艇外表面加裝消聲瓦,不但可以降低潛艇自噪聲,還可吸收敵艦和魚雷發(fā)出的主動聲吶脈沖信號,使得潛艇的行動更加隱蔽自如。