【科普中国军事科技】人工智能会影响军事科技的发展方向吗
2023年春天，一场以CHAT-GPT为代表的人工智能技术浪潮席卷了全球，以“人在回路”概念为核心的人工智能技术引发了广泛的讨论与研究。在未来战场上，人工智能毫无疑问会影响军事科技的发展方向，大量的人工智能也正在逐步为军事科技领域所应用，也成为各国提早部署并加紧研发的重要方向。多个国家政府部门均发布了人工智能相关战略或规划，彰显国家层面对人工智能的高度重视。
单兵人工智能装备生成的地形分析概念图（图片来源：搜狐）
军事科技的发展可以分为四个大的阶段，冷兵器时代、热兵器时代、机械化时代和信息化时代，而人工智能则是信息化时代的代表性技术，人工智能的出现为军事科技的信息化时代注入了更多可能，不仅需求非常广阔，未来战争的胜利也越来越取决于军队的信息优势。
人工智能是军事科技发展线上的“催化剂”，应用得当会大幅度增加军事科技信息化时代的发展速度和质量，但也要警惕人工智能技术的负面作用。人工智能并不能取代人类智能，其在解决可编程范围外的战争问题时，需要人类的理性分析能力、灵活应变能力、道德分辨能力。电影《流浪地球》系列中的人工智能“MOSS”，引起了社会对于人工智能安全的广泛讨论，其具有的自主思维方式，也让包括军事科技发展在内的众多科技领域，需要把人工智能安全性研讨提上日程。
美国BAE系统公司研发的“黑骑士”无人战车**（图片来源：搜狐）
军事科技离不开实际的战场环境，“制智权”的争夺将是战场环境下的重要领域。在军事对抗环境下，人工智能系统或武器装备一旦被对手通过恶意代码、病毒植入、指令篡改等手段攻击，将会带来巨大的安全风险。所以，军事科技的发展一定是在发展过程中，将人工智能安全涵盖在内的，并为此提前部署多种安全防御的科学技术。
多个国家的军事科技研究者预见到人工智能技术在战场上的广阔应用前景，都把人工智能视为“改变战场游戏规则”的颠覆性技术，加紧构建战场全维智能感知体系，加快发展战场智能指挥控制系统、无人作战系统和智能化武器装备，抢占战场建设的主动权。
著名人工智能电影《I，Robot（我，机器人）》剧照
首先，各国主动为人工智能技术打造与其配套的技术平台，以将人工智能技术的“能量”做最大化发挥。如通过构建集中统一的战场传感网络，把指挥控制系统、战场预警系统、战地传感系统、战备执勤监控系统、武器装备管理等资源整合起来，构建集中统一的战场传感网络体系，以互联互融互通来让人工智能可以更便捷地调取各系统信息，提高执行效率。
其次，在具体装备层面实现物联网建设，以让人工智能可以将不同地装备都发展为自身“载体“，实现人工智能跨装备、跨平台，使各作战单元和各型装备网络化、一体化、自主化、智能化。如人工智能根据战场态势感知系统，实时调用无人机侦察，调用地面无人装备进行支援，这就要求军事科技在发展过程中，需要以物联网的模式，将全部的战场装备动态组网。
人工智能对于军事科技的发展分为多个层面，不仅会为军事科技的发展速度和科技层次带来直接改变，更会有”脑机结合“、”装备互联“等间接的推动价值。可以预见的是，未来的军事科技发展离不开人工智能，人工智能也会因其在军事科技领域的应用而发挥更大价值。
专家简介：王腾，军事装备科普专家，陆军装甲兵学院硕士研究生学历，先后在中央电视台、人民日报从事一线军事新闻工作，参加策划并制作多个军事科技专题。长期对国内外高科技装备、各兵种主战装备等方面进行科普研究，先后在《人民日报海外版》、《法制日报》、《科普中国》等平台发表文章，获“国家信息化领导小组”颁发的先进个人奖项。
出品：科普中国军事科技
作者：王腾（资深军事科普作者）
科学审核：王明志（军事专家）
策划：金赫
监制：光明网科普事业部
[责编：金赫]人工智能：对导弹武器装备发展及未来战争影响
【导言】
人工智能是改变世界的颠覆性技术之一，也是影响未来国家实力的重要因素，在军事领域有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。根据国内外目前在人工智能武器装备及智能化导弹技术的研究现状，结合人工智能技术在军事领域的应用，以3款智能化导弹为例，总结了现有导弹所具有的智能化技术，提出了将应用于未来智能化导弹中的8种关键技术及发展构想。最后剖析了人工智能技术的双面性，并构想出未来战争形态。0引言人工智能技术已经成为21世纪发展热点，人工智能武器的出现将改变战争形态。许多尖端科技的应用，最早是从军事领域开始的。当新兴科技大幅度提升军事作战能力时，便会促成新军事变革的发生。甚至有人预言，人工智能将引领继火药和核武器之后军事技术领域的第三次革命[1]。近年来，军事人工智能化也在航空、航天、兵器、船舶方向有了新的运用，国防科技领域迎来了前所未有的变革和巨大挑战。
人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。欧洲宇航防务集团曾提出，如果出现一种武器可以在前期侦察探测，中期跟踪寻的，最后拦截并成功摧毁目标，整个过程中的制导和作战完全实现自主化，那便可以在与指挥端失联的情况下继续自主完成攻击，大大提高作战能力。
首先结合国外现役人工智能武器，从多角度介绍了人工智能的概念，简单梳理了人工智能的发展历程。然后对人工智能技术在导弹上的应用进行了分析，提出智能化导弹构想。接着进一步分析了人工智能武器的双面性，智能化战争的形态。最后提出结论。
1人工智能技术概述1.1人工智能的概念人工智能是研究和开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。是计算机学科的一个分支，以多种学科为基础，其中包含了哲学、数学、经济学、神经科学、心理学、计算机工程、控制论、语言学等[2]。
人工智能分为3种形态，弱人工智能，强人工智能和超人工智能[3]。弱人工智能为了完成某项任务而存在，只能用于处理较为单一的问题，“AlphaGo”就是此类的典型代表。强人工智能属于人类级别的人工智能，能够独立推理和解决问题。超人工智能是超过人类的智能，其智力水平在包括科学创新、通识和社交几乎所有领域内均领先于最聪明的人类大脑。
目前世界范围内的人工智能水平都还处于弱人工智能阶段。美军计划在2025年前初步搭建起智能化军队框架，总体达到弱人工智能水平；2035年前基本建成智能化作战体系，总体实现强人工智能的目标；2050年前不断完善智能化作战体系，总体水平进入强人工智能阶段[4]。
从智能化水平看，人工智能大体可分为运算智能、感知智能和认知智能3个层次[5]。运算智能涉及快速计算和记忆存储能力；感知智能涉及机器的视觉、听觉、触觉等感知能力；而认知智能指的是机器应当具备独立思考和解决问题的能力。
美国的MQ-1“捕食者”侦察机的智能化水平就是处于运算智能层次，需要由人类远程操作和控制。而以色列的“哈比”自杀式无人机已经处于感知智能层次，可以实现自主搜寻目标并攻击，目标丢失后还能继续搜寻目标并重新设定攻击目标。致命性自主武器系统处于认知智能层次，该系统可以不需要人类干预，从侦察、制定方案、跟踪、拦截到打击目标实现全自主化[6]，但从战争伦理、国际人道法、全球安全等方面来看，国际上对于该系统是否能被研发并应用于战争领域仍具有巨大争议。
1.2人工智能的发展历程20世纪40年代初至50年代中期是人工智能的孕育期，WarrenMcCulloch和WalterPitts提出了人工神经元模型，DonaldHebb制定了用于修改神经元之间连接强度的更新规则。MarvinMinsky和DeanEdmonds建造了第一台神经网络计算机。AlanTuring提出了图灵测试、机器学习、遗传算法和强化学习[3]。
20世纪60年代，用于下棋、定理证明和简单的人工智能专家系统研究的人工智能技术快速发展。20世纪70年代，人工智能技术在人工智能专家系统方面的研究逐渐深入并进入了应用开发阶段。20世纪80年代，人工智能成为产业，化学、法律、军事等多个领域的专家系统被成功研发并且投入使用。20世纪90年代，国际象棋世界冠军GarryKasparov以1胜2负3平的战绩输给IBM公司开发的超级电脑“深蓝”，机器的胜利标志着人工智能的新时代[7]。
21世纪初，人工智能的发展正式迎来第三波浪潮，以神经网络和深度学习为中心的算法取得突破，大数据技术也飞速发展。2016年由谷歌公司研发的以“深度学习”为技术基础的围棋机器人“AlphaGo”战胜以柯洁为代表的多位世界顶级围棋高手，登顶世界围棋巅峰。面向新一代人工智能发展，我国也应做足充分准备，部署构筑人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。
1.3人工智能技术的分支人工智能技术有4大分支:模式识别、机器学习、数据挖掘和智能算法[8]。模式识别是指对表征事物或者现象的各种形式信息进行处理分析，以及对事物或现象进行描述分析分类解释的过程。机器学习是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为来获取新的知识或技能，同时重新组织已有的知识结构，不断完善自身的性能，或者达到操作者的特定要求。数据挖掘是对于在知识库中的知识进行发现，通过算法搜索挖掘出有用的信息。智能算法是用来解决某类问题的一些特定模式算法。
2人工智能技术与导弹人工智能武器装备是指运用了人工智能技术后，具有更高自主性和目标识别能力，具有更加智能化形态的武器装备[9]。能够自主地完成从目标搜索到杀伤全过程，是人工智能武器的理想状态。
导弹是一种具有巨大威胁力的武器，具有速度快、作用距离远、杀伤力大等特点，无论用于攻击或防御都十分具有威慑力[10]。导弹的问世改变了现代战争的作战形式。在中东战争、马岛战争、两伊战争、印巴战争、海湾战争等局部战争中[11]，反舰导弹和巡航导弹都取得了令人瞩目的成绩。人工智能导弹是人工智能武器装备中的一种，智能化导弹技术能够充分体现出人工智能技术深度地应用于武器装备上。
2.1智能导弹发展现状到目前为止，国内外均未出现过真正意义上完全智能化的导弹，所使用的大多数导弹不具有完全自主攻击的能力，只是在某一方面体现出简单的智能化特点。
目前国外新服役的两款可被称为智能导弹的是NSM反舰导弹和LRASM远程反舰导弹。上一款被认为是最具智能化导弹，是美国的BGM-109巡航导弹。
BGM-109巡航导弹配备了智能化巡航导弹实时再瞄准系统，搭载了装备数据链系统和先进任务分发系统。在飞行过程中，能实现重新选择目标并且再瞄准，还能再编程进行攻击。具有自动目标识别和自主规划飞行路线的能力[12]。
由挪威康夫斯堡公司研发，具有“全球唯一第五代反舰导弹”之称的NSM导弹，可以使用自动任务规划来进行路线选择，搭载了能够在飞行中由地面操控人员强制控制的双通道数据链。2018年6月，美军宣布NSM隐身反舰导弹将列装FFGX新型护卫舰和LCS濒海战斗舰。
洛克希德·马丁公司研发的LRASM导弹，被美国海军称为“人工智能”导弹。其在自主感知威胁、自主在线航迹规划、多弹协同、目标价值等级划分、目标识别等方面的智能化水平极高[13]，2018年已经装备到美国空军第28轰炸机联队。
对比以上3种导弹典型技术能力，得到表1。
表13种智能导弹典型技术能力对比[13]
注：“√”表示具备；“×”表示不具备；“-”表示不明。
如表1所示，以上3种导弹均能进行主动目标识别和运动状态调整，但在自主威胁规避和目标价值判断方面仍有发展空间。
2.2智能导弹关键技术智能导弹应具有一定程度的人类智能，当今学界普遍认同人类智能主要包括对事物及环境进行有效感知，对逻辑进行分析判断，对环境进行能动反应及对自我进行完善学习4种能力[14]。人工智能技术在导弹上的应用更多的集中于弹体和制导系统上，具体有8种关键技术。
1)智能弹体结构技术：在不同环境条件下，或者进攻不同目标时，需要控制导弹的外形变化来改变其动态气动特性，如自动控制弹翼伸缩、弹体变形。
2)智能杀伤系统技术：对于不同类型的目标，能根据环境条件和与目标的遭遇条件，自动调整导弹引信的启动点位置、工作方式和起爆方式，改变导弹战斗部的杀伤方式，对目标形成最大的攻击效果。
3)智能动力系统技术：在目标进行机动、突防和规避时，导弹的动力系统具有对应的适应能力，根据导弹爬升、巡航、突防、大机动等不同的作战任务，能够凭借瞬时推力矢量大幅度变化来及时应变，提高导弹综合控制能力[15]。
4)智能制导控制系统技术：不仅要保证飞行稳定性，还要具有对多种战场飞行环境的适应性和鲁棒性，并能在恶劣环境下实现智能再规划、智能规避、跟踪目标等。
5)智能指挥控制、通信情报和侦察系统技术：包括智能化信息获取技术的描述，可以实现导弹编队作战、协调作战、目标智能分配等。
6)智能突防和抗干扰技术：对环境有智能感知的能力，可以在受到干扰和威胁时进行快速的分析、评估和决策，对敌方识别系统进行欺骗，使其无法获得己方真实信息，并且识别敌方干扰，实施精确打击。
7)导弹智能化基础技术：包括模糊逻辑理论和应用技术、仿生技术、智能信息处理技术等。
8)自维护系统技术：导弹在飞行阶段或者作战过程中发生故障或出现损伤时，具备对自身进行诊断、检测、分析、定位的能力，制定维护方案，实现自修复，并且仍能继续完成作战任务。
2.3智能化导弹发展构想在未来战场中所使用的导弹将会实现完全的智能化。从探测、跟踪、寻的、拦截到成功摧毁目标，整个过程中的制导和作战都将完全自主实现。
实时获取战场信息，并将有用信息从海量信息数据中分析提取出来，同时对当前态势进行提前化的准确预测，在缜密分析和判断后做出决策并且执行。
不再依赖卫星导航，在无卫星定位导航服务条件下，仍能通过其他信息辅助导航技术进行导航，完成作战任务。量子导航技术若在近年内可以得到迅速发展，由于其依靠光波进行传输，同时具有保密性强、抗干扰能力强、隐秘性好的特点，将其运用于智能化导弹的导航系统中将是很好的选择。
具有超强模式识别能力，可以实现高精度的威胁识别、障碍物识别、目标识别、敌我识别。
有一定的联合作战能力，从单体作战转向群体作战，从协调作战转向协同作战，从小规模战术层面转向大规模战略层面。多弹与无人平台之间协同作战[16]，最终实现群体协同作战完全具有自主能力。群体中的每一个组成部分既能单独执行任务，又能组成编队集体执行任务。类似于“蜂群”、“鸟群”、“鱼群”的集群导弹将会是未来战场的中坚力量。
3人工智能武器与智能化战争3.1人工智能武器的双面性人工智能武器的诞生可能改变当今战场的形态，从“有人化”渐渐趋近于“无人化”，这既带来收益，同时也带来了风险。
人工智能武器优点众多。具有人的智能却不会疲惫，是人工智能武器的一大优点，只要为其提供充足的动力，就能一直工作下去。还能在人类无法正常工作的环境中工作，不受人生理极限范围的影响。例如高原、高温、高寒、高辐射、高压、深海等极端环境。人工智能武器也不会出现由于人为因素所导致的差错，可以不受感情因素的影响准确完成任务。同时其效率较高，美军在使用人工智能武器之后，原来需要12h处理的作战任务，现在只需要1h就能完成[17]。最不可忽略的一点是，可以最大限度的保护我方作战人员的生命安全，减少人员牺牲。
人工智能武器带来的风险也不容忽视。由于人工智能武器易被入侵和干扰，因此会存在如错误打击目标等误行动的不确定性。同时，环境具有多样性等特点，程序相应所做出的反应也具有随机性且无法准确预判。人工智能武器会给操作者带来一定的游戏感，操作时像在进行网络游戏一般，在这种情况下会增加许多不必要的伤亡。而且由于技术的可复制性，一旦被恐怖集团掌握，会使国际反恐局势更加严峻。
3.2智能化战争形态未来战争是一种高级形态的战争，其作战概念和武器装备技术都将向智能化迈进。“制智权”是未来战争的核心要素，掌握了智能化优势的一方，就把战争的主动权握在了自己手中。
未来智能化战争具有4个特点[18]：
1)机器成为主要作战武器，无人作战装备将成为战场中坚力量。机器逐渐走向前端战场，人在后方进行全局布控和指挥决策。
2)算法成为致胜优势，更高自主性的无人系统通过算法进行实现。能够提高对信息进行处理、感知和决策的可靠度及运算速度，从而获得战争主动权。
3)互联互通成为关键，在复杂环境下也能实现高速、高容量、可靠、低延时的信息传递。
4)信息系统、指挥控制、作战平台的全面智能化，完全形成智能化作战体系。
未来战争必定是智能化战争，人工智能武器终将成为未来战场的杀手锏。
4结论科技进步使战争形态发生变革。在智能化战争中胜出的一方，将掌握未来战场的节奏，取得话语权[19]。我军应该重点关注人工智能领域前沿技术，大力发展人工智能武器核心关键技术，提升智能作战水平，在指挥控制及作战武器中提前布局好人工智能技术。智能导弹是军事大国争先发展的武器装备，不仅能应用于战时作战，在和平年代也起到一定威慑作用。只有未雨绸缪才能在未来战场中取得主动权，取得智能化战争的胜利。发展人工智能武器是必然趋势，也是未来研究及应用领域的巨大挑战。
俄媒：俄人工智能武器的发展前景日渐清晰
除了重型机器人系统，正在研制中型机器人“战友”。坦克部队在叙利亚的实战经验表明，需要拥有不同类型的机器人系统：轻型、中型和重型。而且机器人坦克应相互密切协同，交换信息，即在统一的网络中稳定工作，相互提供火力掩护。俄陆军总司令萨留科夫大将指出，2025年俄罗斯将成立首支多用途机器人分队，能够遂行各类战斗任务。而且一名操作员能够同时控制5辆战车。
也正在研制多用途机器人系统“木船”，包括仅重12千克的便携机器人，轻型（200千克）、可运输（达2吨）战斗机器人系统“涅列赫塔河”和BTR-MDM“贝壳”装甲车的机器人版本。可以从移动式指挥所在统一的网络上对上述机器人进行控制。
俄罗斯企业“技术机械”成功研制了机器人火箭炮系统。根据研制者的设想，机器人火箭炮排能够借助人工智能计算机遂行部分战斗任务，而另一部分任务在指挥车中的操作员控制下完成。
152毫米2S35“联盟-SV”跨军种火炮也是新一代的武器。自行火炮结构中首次在炮塔上运用了无人机器人战斗模块。三人组成的车组位于底盘前部的隔离舱内。由于火炮制导、目标选择、引导采取了高精度的指挥自动化系统，可以从自动化工作站开火，遥控射击。自行火炮的射速达到每分钟12发以上，这一指标世界上最快。射击使用投射弹微波点燃系统。“联盟-SV”能以“单炮火力急袭”体制（猛烈射击）歼灭目标，几发炮弹沿修正后的弹道进行射击，结果可以同时命中目标，起到一个炮兵连射击的效果。为“联盟-SV”自行火炮研制了射程达80千米的制导炮弹，可以歼灭敌人浅近后方的身管火炮、迫击炮连、装甲装备、防空系统、指挥所、工事，以及战术导弹系统。
三、S-500目标远大
俄军还有一个成功运用人工智能的发展方向—防空与反导，其中机器人系统处于重要地位。例如，S-400“凯旋”、S-300V4、S-350“勇士”、“山毛榉”-M3防空系统和“铠甲”弹炮合一防空系统都离不开非常接近人工智能系统的高速计算机。俄罗斯防空系统的人工智能设备能够独立发现、跟踪目标，进行敌我识别，选择其中最危险的目标，提供开火方案，经操作员确认后，发射导弹，射向目标。在第五代防空反导系统S-500“普罗米修斯”中，人工智能技术实现了巨大突破。其具体性能目前高度保密，但据俄罗斯和国外媒体报道，S-500在机器人和人工智能领域取得了巨大成功。首先，S-500能够毁伤高超音速目标、近太空的航天器和洲际弹道导弹弹头。系统使用了类似于S-300V的布局。S-500系统包括统一指挥所控制下的反导与反飞机单元。其次，拥有可以歼灭各种目标的不同类型导弹。据公开来源报道，对弹道导弹的探测距离可达1300至2000千米（取决于目标的性质），气动、高超音速目标—900千米。消灭弹道目标的距离—600千米，气动目标—500千米。杀伤目标的高度超过200千米。S-500能够拦截并歼灭速度超过5马赫的高超音速目标，以及毁伤速度达21马赫的弹道目标。强劲的雷达能够发现美国最新的F-22、F-35隐身战斗机。
四、机器人与人珠联璧合
新的歼击机同样离不开人工智能计算机。俄罗斯第五代歼击机苏-57最接近于科幻片中的战机。人工智能计算机履行第二飞行员的职能。离开国产的先进计算机，机载武器控制系统根本无法运转。今天苏-57是人与人工智能计算机完美结合的典范。一架苏-57能够控制4架苏-35、S-70“猎人”无人机，不久的将来第六代战机能够在没有人参与的情况下遂行战斗任务—操作员只需监控。
“佩列斯韦特”激光系统属于“星球大战”武器。不久前据保加利亚杂志《保加利亚军事》报道，俄罗斯的军用激光器在叙利亚实战条件下经受了考验，表现优异。保加利亚杂志认为，其中一部“佩列斯韦特”正在保卫赫梅米姆空军基地免遭恐怖分子无人机的攻击，在防空远界就可以将其消灭。
研究战斗机器人不仅限于进攻装备，也有防御装备。其中之一——“后送”履带式车辆，帮助军医从战场上迅速后送伤员。
可以说，人工智能技术在俄军中已经得到广泛运用，在研的战斗机器人将取代坦克兵、步兵。成绩斐然，不久的将来国防工业部门也将在民用领域实现跃进，不仅显著提升国家的国防实力，而且造福于人民。返回搜狐，查看更多