对军事智能化的小结

不羁岁月 提交于 2019-11-29 07:48:33

引言

    近年来,随着人工智能技术的快速发展,不断加速其在军事领域的应用。由于人工智能AI具有巨大的战略价值,因此世界各国都把发展人工智能列为国家战略,同时加大这方面投入,从而有力地促进了人工智能技术的发展。随着深度学习强化学习等新一代人工智能技术的发展,其在计算机视觉语音识别自然语言处理生物医疗领域及游戏博弈等方面取得很大的突破,人工智能在军事领域应用也愈加广泛,催生了智能军事化的概念智能在军事领域不仅催生了高度智能化武器及各种无人作战平台,而且加速推进战争形态向智能化战争演变和转化,从而使军事智能化战争成为继冷兵器战争、热兵器战争、机械化战争、信息化战争之后的第五代战争。

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三次抵消战略

    自二战结束以来,美国共提出过3次带有抵消性质的战略。第一次是面对1953年朝鲜战争后的财政危机和苏联威胁,美国提出以核技术优势抵消苏军压倒性常规军力优势的新面貌战略。但随着苏联核能力的提升和苏美核均势的形成,第一次抵消战略失去了作用,实际上以失败告终。

    第二次是20世纪70年代中后期,针对越南战争后的困境,特别是苏联的常规军力优势,美国提出以精确打击技术为龙头、以信息技术为核心的抵消战略。美国依靠在技术和工业领域内的优势地位,大力投资研发新信息技术以实现技术赋能价值,通过运用卫星侦察、全球定位、计算机网络、精确制导等技术,大大提升已有武器平台的作战效能,开启了第二次抵消战略,同时也促进了科技创新。第二次抵消战略被认为成功加速了苏联的战略衰退,并导致苏联解体和冷战结束。

    第一次抵消,是核武器时代,还有洲际弹道导弹、卫星间谍;第二次是隐形技术和精确制导技术;第三次,就是现在。包括自主学习系统在内的技术应用,军事对抗能力早已升级到与合成生物学、量子信息科学、认知神经科学、人类行为建模以及新式工程材料相关的基础学科研究上。谁拥有了这些尖端技术,谁就有可能处在领先位置。

    这三次抵消战略的思想一脉相承——都是在战争结束初期,国力相对下降、大国挑战加剧的背景下,谋求以技术创新来支撑并拉大军事优势的长期竞争战略。

    第三次抵消战略的目的是利用人工智能和自主能力等先进技术,以实现作战效能的阶梯式飞跃,从而增强美国的常规威慑。沃克认为,该战略包括技术进步,但实际上是基于条令、训练和演习等的作战与组织构想,使美军可利用这些技术进行作战并获得优势。该战略也与机构战略相关,即组织国防部在新的动态环境中作战。

    美国国防部强调,需重视人工智能和自主能力,需要将人工智能和自主能力纳入作战网络,并重点关注五个方面:用于处理大数据并判断范式的自主学习系统;实现更及时相关决策的人机合作;通过技术辅助(如外骨骼或可穿戴电子设备)实现辅助人员作战;先进的人机作战编队,如有人驾驶和无人驾驶系统联合作战;网络使能的武器和高速武器,如定向能力、电磁导轨炮和高超声速武器等。

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美战争形式的发展演变

(一)机械战与信息战

    战争形式的发展阶段依次经历了机械化、信息化、智能化,它们是在不同的时代背景条件下分别产生的,各自依托的是工业时代、信息时代和智能时代的不同物质基础。机械化依托的物质基础主要是动力设备、石化能源等物理实体及相关技术,信息化依托的物质基础主要是计算机和网络硬件设备及其运行软件。智能化的重要前提是信息化,依托的物质基础主要是高度信息化以后提供的海量数据资源、并行计算能力和人工智能算法。

    机械化主要通过增强武器的机动力、火力和防护力提升单件武器的战斗力,以武器代际更新和扩大数量规模的方式提升整体战斗力。信息化主要是通过构建信息化作战体系,以信息流驱动物质流和能量流,实现信息赋能、网络聚能、体系增能,以软件版本升级和系统涌现的方式提升整体战斗力。智能化则是在高度信息化基础上,通过人工智能赋予作战体系“学习”和“思考”能力,以快速迭代进化的方式提升整体战斗力。

机械化的对象主要是陆军,其目标主要是提升陆军的机动力、火力和防护力,使陆军跑起来飞起来。机械化的最终目标,是使各军兵种武器装备的火力更猛、速度更快、射程更远、防护更强,各项机械性能指标达到最优。信息化的最终标,则是使人或武器装备在恰当的时间、恰当的地点以恰当的方式获得和运用恰当的信息,信息获取、传输、处理、共享、安全等各项性能指标达到最优,实现战场透明化、指挥高效化、打击精确化、保障集约化。智能化的追求目标,是不断提升从单件武器装备、指挥信息系统,直至整个作战体系的“智商”,并同步提升其可靠性、鲁棒性、可控性、可解释性等相关性能指标。

(二)电子认知战

    网电空间的快速成长,正在塑造一个“一切皆由网络控制”的未来世界,催生“谁控制网电空间谁就能控制一切”的国家安全法则。当前,世界主要军事强国都在加紧筹划网电空间国家安全战略,以便抢得先机。少数国家极力谋求网电空间军事霸权,组建网电作战部队、研发网络攻击武器,出台网电作战条例,不断强化网电攻击与威慑能力。

    美国国防部高级研究计划局(DARPA)的“自适应雷达对抗”(ARC)、“行为学习自适应电子战”(BLADE)以及美国空军研究实验室的“认知电子战精确参考感知”(PRESENCE)等项目都是这种新型认知电子战技术研发的典型。这些认知电子战技术有望使电子战系统领先于频带更宽、射频捷变性更强的新型威胁系统。

    认知电子战技术应用前景广阔,不仅有助于提升电磁对抗技术实力,还将对信息战和网络空间战产生重要影响。认知电子战技术可实现自主电磁环境扫描定位,自主确定电子攻击的方式,并通过严格频谱管控提高电磁防护能力,代表了未来智能作战的发展方向。

    认知电子战技术可有效解决传统电子战态势感知精度不足问题,避免因大功率压制手段而暴露干扰信号并招致反辐射打击问题,有效提高电子战系统的隐蔽性和抗摧毁性。美国陆军开发的城市军刀项目,旨在依托认知技术对高优先级电子战目标实现自主探测、识别、分类、定位和快速攻击,提升战场频谱管控能力。

    认知电子战技术将有效适应未来战场复杂电磁态势,解决复杂电磁环境下精确态势感知问题,其具备的实时动态学习能力,可在应对新型复杂环境时快速作出响应。未来,集众多高新技术于一身的认知电子战,将向着具备学习、思考、推理和记忆等认知能力方向发展。

(三)网络中心战

    网络中心战 (Network-centric warfareNCW),现多称网络中心行动(network-centric operationsNCO)是一种美国国防部所创的新军事指导原则,以求化资讯优势为战争优势。

    其做法是用极可靠的网络联络在地面上分隔开但资讯充足的部队,这样就可以发展新的组织及战斗方法。这种网络容许人们分享更多资讯、合作及情境意识,以致理论上可以令各部一致,指挥更快,行动更有效。这套理论假设用极可靠的网络联系的部队更能分享资讯;资讯分享会提升资讯质素及情境意识;分享情境意识容许合作和自发配合,这些假设大大增加行动的效率。

    通过战场各个作战单元的网络化,把信息优势变为作战优势,使各分散配置的部队共同感知战场态势,协调行动,从而发挥最大作战效能的作战样式。网络中心战是美军推进新军事革命的重要研究成果,其目的在于改进信息和指挥控制能力,以增强联合火力和对付目标所需要的能力。网络中心战是一种基于全新概念的战争,它与过去的消耗型战争有着本质上的不同,指挥行动的快速性和部队间的自同步使之成为快速有效的战争。

    网络中心战的实质是利用计算机信息网络对处于各地的部队或士兵实施一体化指挥和控制,其核心是利用网络让所有作战力量实现信息共享,实时掌握战场态势,缩短决策时间,提高打击速度与精度。在网络中心战中,各级指挥官甚至普通士兵都可利用网络交换大量图文信息,并及时、迅速地交换意见,制定作战计划,解决各种问题,从而对敌人实施快速、精确及连续的打击。

    以往作战行动主要是围绕武器平台(如坦克、军舰、飞机等)进行的,在行动过程中,各平台自行获取战场信息,然后指挥火力系统进行作战任务,平台自身的机动性有助于实施灵活的独立作战,但同时也限制了平台间信息的交流与共享能力,从而影响整体作战效能。正是由于计算机网络的出现,使平台与平台之间的信息交流与共享成为可能,从而使战场传感器、指挥中心与火力打击单元构成一个有机整体,实现真正意义上的联合作战,所以这种以网络为核心和纽带的网络中心战又可称为基于网络的战争。所以说,网络中心战的基本思想就是充分利用网络平台的网络优势,获取和巩固己方的信息优势,并且将这种信息优势转化为决策优势。与传统相比,网络中心战具有三个非常重要的优势:一是通过集结火力对共同目标同时交战;二是通过资源提高兵力保护;三是可形成更有效的、更迅速的“发现—控制”交战顺序。

    “网络中心战”强调地理上分散配置部队。以往由于能力受限,军队作战力量调整必须要以重新确定位置来完成,部队或者最大可能地靠近敌人,或者最大可能地靠近作战目标。结果,一支分散配置部队的战斗力形不成拳头,不可能迅速对情况作出反应或集中兵力发起突击。因为需要位置调整和后勤保障。与此相反,信息技术则使部队从战场有形的地理位置中解脱出来,使部队能够更有效地机动。由于清楚地掌握和了解战场态势,作战单元更能随时集中火力而不再是集中兵力来打击敌人。在“网络中心战”中,火力机动将完全替代传统的兵力机动,从而使作战不再有清晰的战线,前后方之分也不甚明显,战争的战略、战役和战术层次也日趋淡化。

(四)算法战

    在战争智能化的基础上,美国防部2017426日正式提出“算法战”概念,并将从更多信息源中获取大量信息的软件或可以代替人工数据处理、为人提供数据响应建议的算法称为“战争算法”,同时美国防部决定组建算法战跨功能小组,以推动人工智能、大数据及机器学习等“战争算法”关键技术的研究。美军这一看似突然的举措实际上由来已久,适应了现代战争的迫切需求。

    “战争算法”源自信息化作战过程中出现的复杂难题。随着现代战场在空间上的拓展,复杂多样的战场信息传感器遍布陆、海、空、外层空间和电磁网络空间,各类情报侦察与监视预警信息呈爆炸式增长,由此产生的海量信息数据超出了情报分析员们的能力范围,令人难以招架,导致战场信息收集不及时、有效信息产出时效性低、反馈失误等严重问题。与此同时,无人机蜂群、群化武器等新式智能化武器装备与新型作战样式的提出,对指挥员决策的时效性、准性、灵敏性提出了更高要求。运用不同数据类型和数据运用要求所需的标准化分析算法从而建立起数据自主分析系统,能够缩短观察、判断、决策、行动环(OODA)的反应时间,节省数据带宽,有效提升数据处理和挖掘效率,从而减少战场态势感知的不确定性,在智能决策、指挥协同、情报分析、战法验证以及电磁网络攻防等关键作战领域发挥作用。随着战争从体能较量、技能较量发展为智能较量,战争算法人工智能和指挥控制系统相关联并在其中占据关键地位,是实现智能化作战和建设智能军队的技术基础。

(五)马赛克战

    现代战争的组织和规划一定会跨域、跨军兵种。美军已意识到分布式、联合、多域作战能力的重要性,不过,研发和部署相关高度网络化架构需要数年甚至数十年的时间。为了让指挥官能利用现时可用系统,以战斗速度构建赢得战争所需要的作战能力,美国防高级研究计划局(DARPA)战略技术办公室(STO2017年提出“马赛克战”概念,寻求开发可靠连接不同系统的工具和程序,灵活组合大量低成本传感器、指挥控制节点、武器平台,利用网络化作战,实现高效费比的复杂性,对敌形成新的不对称优势。

    美军当前正不断开发更先进的战斗机、潜艇和无人系统,然而随着军事技术和高科技系统在全球范围的扩散,美国先进卫星、隐形飞机或精确弹药等传统技术平台的战略价值正在下降,而商业市场上电子元件技术的快速更新换代,令成本高昂、研制周期长达数十年的新军事系统在交付之前就已经过时了。“马赛克战”的概念是将更简单的系统联网,使其共享信息、协同作战,这其中,可消耗性和信息共享能力是关键。

    “马赛克战”需要将系统以不同的方式进行组合,实现不同的效果。然而美军现有的武器系统不是为了“马赛克战”方式发挥作用而设计的,它们更像拼图,都是仅能作为某一特定图形特定组成部分发挥作用的精心设计系统。战略技术办公室的目标在于,创建接口、通信链路、精确导航和授时软件等技术构架,使已有系统可以协同工作。

    “马赛克战”可使杀伤链更有弹性,感知-决策-行动的决策环自古有之,美军将其优化为观察-判断-决策-行动(OODA)环。如果指挥官可以将OODA环的功能拆分开,那么各种传感器平台都可以以各种决策方相连,继而与各种行动平台相连,从而带来了各种排列组合的可能性,迫使敌人与各种攻击组合相对抗。这就使杀伤链更有弹性,无论敌人采取何种行动,美军总有可能完成自己的杀伤力链。

(六)多域战

    “多域战”概念是美国陆军集近10年来的陆军和其他军种作战理论探索研究的成果,着眼20252040年与势均力敌的大国对手武装冲突的作战需求,在“第三次抵消战略”的推动下,形成的全新作战概念这一概念201610月一经发布,就得到了美国国防部高层各军种作战司令部及研究机构的追捧,成为美国军界军事研究界2017年研究的热点2017年至2018年初,即使是美国国家和国防部领导人更迭,“第三次抵消战略”几近销声匿迹,美国陆军“多域战”概念研发和探索的热度依旧不减,诸多工作仍在稳定推进中

    随着太空网络空间电磁频谱和信息环境等新型作战域对陆上海上空中等传统作战域的不断渗透融合,未来联合作战将具有全球性的作战空间为统筹安排可能从全球任何角落发起的作战行动,“多域战”将原先的三区(后方近战纵深)地区性框架拓展为七区(战略支援区战役支援区战术支援区近战区纵深机动区战役纵深火力区战略纵深火力区)全球性框架

    “多域战”设想的基本作战力量是多域融合的弹性编队。多域融合要求在基本作战分队建制内编配陆网络等域的作战力量,使分队具备在多个作战域行动并释放能量的能力。弹性就是要求作战分队能够根据任务对相关力量进行灵活编组,以应对瞬息万变的作战需求。这样的作战分队还必须反应迅速,能够在数日内抵达冲突地区,并立即展开行动。具备较强的生存能力,通过实行任务式指挥,在通信导航受阻,与上级联通不畅的情况下,根据任务目标主动并谨慎地展开行动。具备较强的自我保障能力,在没有持续补给和安全侧翼的环境下实施半独立作战

    “多域战”的制胜机理可以表述为,通过跨域聚能形成优势窗口,利用优势窗口促成各个域力量的机动,推动作战进程朝有利方向发展。这进而联动或并发地创造出更多优势窗口,使作战进程在一个个优势窗口的创建与利用中逐步推进,保证联合部队始终掌控主动,而对手则陷于重重困境。跨域聚能是聚合己方多个域的作战效能,在特定的时间地域,作用于对手特定作战域,以实现对敌一个或几个作战域能力的压制。跨域聚能是联合作战力量融合的新形式,其联合层级更低领域更广融合更深精度更细。

    优势窗口既是在某个域对敌形成的暂时优势,也是对手存在的弱点失误甚至体系缺口。它可能表现为对手在特定时空火力机动力防护力的丧失,网络电磁空间的失控,人心民意的背离,也可能是各域效应并发所形成的综合性缺口。临时优势窗口的创建和利用体现了对作战时间空间和目的之间的动态关系的深刻理解,以及对多种力量与复杂作战行动的精确指挥控制,是一种超越制权的崭新理念。

    “多域战”理论将与强手的对抗划分为竞争冲突重回竞争三个阶段。强调竞争阶段就不断根据事态发展调整前沿兵力部署。利用各种时机将部队部署至关键位置,突破对手的“反介入或区域拒止”战略,变对手“拒止”区域为对抗区域。一旦对抗升级为武装冲突,网络域空间域作战力量能够即时展开行动,多域远征作战力量能够在数日内被投送至战区,与前沿部署力量协同行动。一旦行动胜利,目标达成,即重回竞争,在最大限度保证自身利益的基础上,避免过度刺激对手,导致冲突失控。

    实际上,从莱布尼茨的“普遍文字”与“理性演算”到图灵的“指令化语言”与“自动机”,从归纳逻辑到常识推理、多值逻辑、模糊逻辑等。现代人工智能可以说就是“普遍文字”与“理性演算”的延续与发展。

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    而战争形态发展的逻辑线索机械化、信息化、电子认知战网络中心战、算法战马赛克战、多域战、智能战是否也遵从表征开始的这个轨迹呢?

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