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人工智能对未来战争的深刻影响 人工智能作战系统主要包括哪些

人工智能对未来战争的深刻影响

随着信息技术、网络技术等快速发展,人工智能在作战指挥决策和武器装备等方面再次掀起了应用热潮,将对战争属性、指挥方式、装备体系等产生重大影响。

人工智能将对战争的暴力属性产生冲击。基于人工智能所催生的战争,将更多地体现在认知领域中,是利用信息、网络和通信等科学技术,通过人类的参与,在无人平台之间进行的对抗。参战人员将坐在舒适的房间内,通过敲击键盘或触摸屏幕来完成全部作战过程。战争的“无人化”,使得战争“流血的”政治属性遭到冲击,战争所体现出来的残酷性、血腥场面将会减少,战争的暴力属性受到挑战。人工智能的广泛运用,战争所造成的心理创伤将远远大于生理创伤。同时,人类将被自己所创造的客体所捕杀。因此,战争伦理将会遭到前所未有的冲击。战争的发动时机更加难以捉摸,战争的发动门槛将不存在明显界线。战争将不再以消灭对方有生力量为主要目的之一,作战人员生命毁灭数量将会大大减少,人工智能战争显得较为“人道”。战争将更多通过对对方无人作战平台或体系的有效摧毁,遏制对方的作战能力,迫使对方在精神和意志两个方面上屈服,从而达到战争目的。因无人智能实体的参与,战争将成为虚拟战争。

人工智能将形成新的战争指挥方式。指挥是军队各级指挥员及其指挥机关对所属部队的作战和其他行动进行组织领导的活动,包括对行动的计划、组织、控制、协调等。传统指挥方式是依据战争目的,基于已有力量编成,依托指挥系统所进行的一种决策和实践活动。从指挥方式上讲,战争指挥与军事理论、力量编成、作战环境等息息相关,是对军事力量一种有目的、有针对性的运用。因此,对于传统战争指挥的理解,可更多地体现为克劳塞维茨所强调的“空间上的”和“时间上的”兵力集中和合理使用。对于传统的战争指挥方式,在强调“运用之妙,存乎一心”的同时,也注重强调应立足于现有的指挥理论。基于人工智能所组成的战争装备体系,往往是在极端环境中,从极大和快速变化的信息中获取有效信息,然后遂行各种作战任务。人工智能无人系统所形成的战争装备体系,其指挥方式将会发生重大变化。这种变化表现在战争指挥主体地位方面,人类自身将处于监督或协同状态的指挥位置上,无人作战平台或装备体系,将以自身所具有的智能化,直接参与决策指挥。因此,基于人工智能的战争指挥,是人与智能武器的双重指挥,而且在局部作战过程中,智能决策系统将代替人来进行指挥。这种变化与指挥系统获取信息的方式和速度等有关,人、智能实体(或群体)、行动实体之间,信息呈现出共享性,战场态势改变与作战行动之间融合为一体,使得战场感知与行动之间的环节大大减少,因而是一种和谐一体的指挥方式。在新型、安全的网络通信技术支持下,并行作战、协同生存、自适应区域侦察等将成为新的指挥作战方式。

人工智能将改变战争的装备体系构成。基于人工智能的无人作战平台和装备的使用,对支撑战争的重要物质基础、武器装备及其体系也产生了重大影响。无人作战装备的研制和使用,美军最为积极。目前,美军已经可以对由100多架组成的无人机群进行有效控制和使用。在未来几年内,美军力图突破对由1000架所组成的无人机群进行控制和使用。从中可以看出,无人智能作战平台和装备的使用,已经开始改变武器装备体系的构成,也对武器装备体系在战争中的作用产生了较大影响。人工智能应用于武器装备,使得武器装备及其体系可在全时域、全空域、全频谱内投入使用。无人智能作战武器系统,大大降低了对环境的依赖,也克服了因人自身的生理因素所带来的武器装备使用方面的限制。无人作战武器装备及其体系,几乎可在任何恶劣甚至不适合人类生存的环境中作战,基本不用考虑操控人员的生理状况。人工智能武器装备体系将随着信息技术的不断发展和完善,不断重塑装备体系的构成,变革武器装备体系的功能结构和力量编成。信息技术与人工智能等所形成的新的作战装备体系,其作战能力将由数量型向智能型+数量型转变。基于人工智能的装备体系,物理空间和信息空间将成为一体,并深入到人类的认知空间,使得物理空间、信息空间和认知空间等融为一体,人类战争将是基于网络和大数据的信息化战争。

未来战争在一定程度上将是基于信息控制下的无人智能体系之间的较量,也是主体参与其中的网络信息战争,这是智能时代的产物。面对这些影响,需要未雨绸缪,超前思考其对未来战争的影响。这就需要从战争的思维方式、存在方式、军事理论和信息技术保障等几个方面加以思考和应对。在人工智能技术推动下,战争力量将由数量型驱动转向智能科技型驱动,战争形态也就从自然中心战、机器中心战及网络中心战,逐步演进为智能化虚拟战争。人工智能将对战争思维方式和认知方式产生极大影响,思维和认知过程可用“0”“1”所形成的各种组合来描述,使得思维和认知从形式和内容上转化为计算。目前,人工智能仍然处于研究和发展过程之中,所取得的研究成果也仅仅局限于一个较狭小的范畴,人工智能理论也需要进一步形成一个统一的理论体系。人工智能的出现,不但考验人类自身的知识结构,更考验着人类自身的思维范式。不管怎样理解,人工智能应用于战争,已经成为一个不可阻挡的趋势。

人工智能在国防领域的七大应用

-1-人工智能在国防领域的应用

人工智能在国防领域的应用主要用于7个方面:情报、监视和侦察,后勤,网络空间行动,信息操纵和深度伪造,指挥和控制,半自动和自动驾驶车辆,致命自主武器系统。

(1)情报、监视和侦察。由于有大量可用数据集,因此人工智能在情报领域有很大的用处。情报界以及有大量相关的正在进行中的人工智能项目了。就CIA(中央情报局)就有140个使用AI来完成图像识别和预测分析任务的项目。

(2)后勤。人工智能在军事后勤领域也有很大的应用潜力。空军已经开始使用人工智能来进行飞机维护预测。

(3)网络空间行动。人工智能也有望成为促进军事网络空间行动的关键技术。参议院军事委员会、美国网络司令部司令上将MichaelRogers早在2016年就认为,在网络空间领域只以来人类情报是一个失败的战略。随后他澄清说,应当应用一定程度的人工智能或机器学习技术。DARPA2016网络挑战赛也证明了AI赋能的网络工具的潜在能力,比赛参与者开发了能够自动检测、评估和分发补丁的AI算法。这些能力都可以在未来的网络活动中提供不同的优势。

(4)信息操纵和深度伪造。人工智能技术可以用来制造逼真的伪造图片、音频和视频,这也就是今年大火的“deepfakes”(深度伪造)技术。恶意攻击者可以用深度伪造技术来发起信息操纵活动,攻击每个,如生成虚假新闻报道、影响公共信息、侵蚀公共信任、损害名人名声。为了应对深度伪造技术,DARPA发起了媒体取证项目,以寻求自动检测修改、提供关于视觉媒体真实性信息的理由。

(5)指挥和控制。美国军方正在利用AI在分析方面的能力应用于指挥和控制。空军就开发了一个用于多域指挥和控制的系统,未来人工智能还可能用于融合来自不同域的传感器的数据来创建一个信息的单独源。

(6)半自动和自动驾驶车辆。所有的美国军事服务都在努力将人工智能融入到半自动和自动驾驶车辆中,包括战斗机、无人机、地面车辆和海军舰艇等。人工智能在这些领域的应用与商业半自动驾驶车辆类似,即使用人工智能技术来感知环境、识别物体、融合传感器数据、规划路径、以及与其他车辆之间进行通信。

(7)致命自主武器系统(LAWS)。LAWS是一种特殊的武器系统,使用传感器和计算机算法来独立地识别目标和指挥武器系统在没有人为干预的情况下打击目标。虽然这样的系统目前还不存在,但军事专家相信在未来通信降级或拒绝的特殊环境下,传统武器系统无法工作的情况下LAWS会启到很重要的作用。

-2-军事AI融合的挑战

从冷战开始,主要的国防相关技术在商用之前都是由政府主导的项目首先开发的,包括原子核技术、GPS和互联网技术。DARPA的战略计算计划(StrategicComputingInitiative)从1983到1993年10年间共投入10亿美元来开发人工智能在军事应用领域的探索,但进展缓慢。目前,商业公司正在引领人工智能的发展,随后国防部才采纳这些工具并应用于军事领域。对如此具有战略重要性的技术来说,只有一小部分商业公司在开发是非常不同寻常的。除了投资领域的快速变化外,人工智能技术在军事领域的应用存在来自技术、过程、人员和文化方面的挑战。

2.1国际竞争

随着人工智能军事应用的规模和复杂程度不断变大,国会和国防部许多官员都非常关注该领域的国际竞争。参议员TedCruz在thedawnofAI听证会的评论中表示,对美国来说,放弃发展人工智能的领导地位(相当于中国、俄罗斯等国家)不仅会使美国处于技术劣势,还可能对国家安全产生严重影响。

2.2人工智能的机遇和挑战

(1)自治。许多自主系统都多少使用了人工智能技术。相关专家认为军事系统在一些特殊任务中替换人类会获有很大的优势,如:长时间的情报收集和分析,清除化学武器对环境污染带来的破坏等。在这些任务中,自主系统可以减少相关风险,降低成本,为国防部使命提供一系列的价值,如下图所示。

(2)速度和耐力。人工智能引入了在极限时间范围内作战的方法,提供给系统在GHZ速度反应的能力,具有动态加速对抗速度的潜力。现在一般公认的是,时间在战争中具有非常重要的优势,并且反过来会促进军事人工智能应用的广泛应用。

(3)规模化。人工智能可以通过增强人类能力和使用更加廉价但性能更佳的军事系统来形成群聚效应。并且,人工智能系统可以增加单个服务单元的效率。有分析师称,人工智能系统的使用可能使得军事力量与人力规模和经济实力无关。

(4)信息优势。人工智能为数据量指数级增长提供了一种有效的分析方法。据国防部数据,军队共拥有11000架无人机,每个无人机每天都记录了相当于三个NFL赛季的高清录像。但国防部没有足够的人员或系统来处理这些数据以提取出有价值的情报。未来人工智能算法会生成自己的数据来进一步分析,以完成类似提取非结构化数据、金融数据、选举结果到报告中的任务。

(5)预测性。人工智能算法可以产生一些出乎意外的结果。并确实有很多失败的案例,前DARPA主任AratiPrabhakar表示,我们发现人工智能是一项非常有能力的技术,但同时也是非常有限的,而且出错的一些方式可能人类从来不会发生。如果人工智能系统发规模部署,那么系统失败可能会引发明显的风险。分析师称人工智能系统识别的方式可能是相同的,可能会引发大规模的破坏效应。

(6)可解释性。目前,性能最好的人工智能算法都无法解释其工作过程。DARPA和其他组织都在努力来对人工智能算法有更好的理解。可解释性对军事应用来说具有特殊的意义,因为人工智能系统推理的透明度会影响操作人员对系统和系统结果的信任度。可解释性还会对军事AI系统可验证和确认的性能带来影响。由于缺乏可解释的输出,AI系统在军事测试时无法通过审计来确认系统满足了性能的标准。

(7)漏洞利用。人工智能系统可能会增加系统被利用的可能性。首先,AI系统的普及增加了可被黑的系统的数量。其次,AI系统存在被窃取的漏洞,而且几乎都是基于软件的方式。最后,对手还可以精心引入图像分类器和其他类型的错误引发的漏洞。这些漏洞引发了我们对鲁棒性数据安全、网络安全、测试和评估过程的需求。

-3-人工智能对战场的影响

尽管人工智能还没有以一种正式的形式进入战场,但专家们预测了人工智能会对未来战争带来潜在影响。这种影响将是多方面的,包括商业投资率、国际竞争力、促进人工智能的能力、对AI应用的军事态度、AI特定战争概念的开发。

许多专家断言人工智能军事应用是一种“必然”,认为它必然会带来重大影响。然而,2016年1月,时任联席会议副主席保罗·塞尔瓦将军指出国防部仍在评估人工智能的潜力。企业开发的人工智能技术提供了军事作战的乘数效应吗?如果是,那么可能需要改变我们的战斗方式。如果不是,那么军队需要提高现有的能力以在对手面前取得一定的优势。目前国会也在考虑影响军事AI应用的一些场景并对其进行分析和监管。返回搜狐,查看更多

智能无人作战系统的发展

在军事领域,智能无人系统的部署运用,使得作战环路“O-O-D-A”(观察-判断-决策-行动)流程及关于感知、判断、决策、执行环节中的智能要素,由传统上“以人为主”向“人工智能、机器学习、人机协同”发展,更加突出科技是现代战争核心战斗力的军事价值导向。美军认为,此次人工智能军事变革,是第2次“寒武纪爆炸”,战争机理发生拐点突变。仅机器识别1项,其认知速率超出人类视觉感知极限(100Hz)万倍;2016年6月,美国辛辛那提大学AlphaAI,在模拟空战中,采用了“遗传模糊逻辑”智能技术,实现了“动作及简单战术行为”,凭借200余倍决策操控计算优势,完胜人类操作。美国国防部实施的“第三次抵消战略”,重点发展5个技术领域:自主学习、人机协同决策、机器辅助、有人-无人混合编组与网络赋能武器,构成了以智能无人作战技术与系统为核心的颠覆性技术群。传统火力、机动、规模、经验、意志为要素的战斗力生成模式正在发生规律性转移,不断向以人工智能为代表的科技力价值聚拢。“战场机器视觉项目”(基于深度学习方法)、“深绿指挥辅助系统”(基于先进智能推演架构)、“忠诚僚机”(基于人机协同技术)、“蜂群作战概念”(基于战场群体行为计算)等智能军事系统与无人作战概念广泛涌现,不断发挥“科技兴奋剂”作用,改变战争认知、作战思维和军事价值,整体带动现代军事理论、组织形态、军事人员、装备发展、训练管理全系统、全要素的链式革新与作战体系立体升级。

美军智能无人作战系统的发展

典型设想

美国作为智能无人作战系统建设领先国家,陆、海、空三军基本构建成型较为系统的“需求集-能力域-路线图-项目群”建设路径。其中,陆军着眼于3类无人作战需求(扩展陆军攻防纵深、开展无人系统对等对抗、应对通信环境崩溃)、构建五大作战能力(态势感知、战场认知、后勤投送、敏捷机动和兵力防护能力)、实施三大阶段建设(2020年前开展战场感知与后勤清障等保障能力建设;2030年前完善战场网络设施,实现蜂群监视能力;2040年实现抵近式侦察与人机作战协同)。空军按“蜂群”“编组”“忠诚僚机”“诱饵”4种作战概念,大力发展压制、反无人、超视距、传感器空投等10项能力,拟为战场布势最优手段;2035年计划实现无人机蜂群进攻作战等能力(4架运输机/轰炸机投送200架小型无人机群;低对抗环境由C-130运输机投送、高对抗环境由B-2隐身轰炸机投送)。海军于2017年发布《重夺海上控制权》战略,筹划构建面向2030年“分布式舰队”,将无人机/舰编队与有人部队混编,实现分布杀伤、电磁机动、精准后勤等任务;“反潜战持续跟踪无人水面艇”“山鹑无人机作战”“超/大排水量无人潜航器”“海神无人机”已分别完成技术验证、概念演示、部队列装等环节。在项目安排上,美国国防部先期研究计划局、战略能力办公室,兼顾远近,分别从中长期颠覆性发展和短近期技术快速改造两个渠道,安排大量创新技术项目予以重点支持(表1)。

表1美国国防部10个典型项目

主要特点

1)军事需求牵引建设。美国作为无人作战系统建设领先国家,自20世纪初,即着手开展无人作战装备研究与装备体制的智能化转型。目前陆、海、空各军种以作战需求为谋划原点,梯次接续能力要求、路径安排、项目布局,使军事需求的主导作用,连续传递、衔接细化,确保精准发展。美国国防部联合需求审查委员会,负责对各军种无人作战系统发展建设执行最高层次需求审核和监管。

2)智能标准引领发展。智能自主性是新一代无人技术领域关键的科学问题,也是无人作战系统先进性的核心技术标志,目前,已部署使用的各类智能装备和原理性的AlphaAI,尚处于“弱人工智能”状态。美军无人作战系统的发展,依据“无人系统自主性标准”,大体设计了10级区间:1-姿态控制、2-任务执行、3-任务调整、4-故障反应、5-临机决策、6-感知融合、7-系统协作、8-作战预测、9-任务协同、10-蜂群认知。这种布局形成了“人操作-人委派-人监督-人交互”的发展提升格局。经初步研判,预期2020年前,世界智能无人作战装备技术先进水平,将达到单作战系统强临机决策水平;2020年后,可重点突破“6-感知融合”层级以上能力水平,具备信息整合、环境理解、自主协作能力,无人作战系统“单机智能”将升至“网络智能”,并向“群体智能”“交互智能”水平提高跃升。

3)核心技术自顶驱动。美国防部已发布系列化无人系统综合路线图,为引领美军无人系统发展的纲领性文件,至今已持续更新至第7版,重在明确2040年前美军无人系统的发展构想和有关政策。该路线图虽对作战环境、预算政策、能力需求、国际合作等战略事项均有涉及,但观其内容,重点是核心技术的发展构想和战略布局,目的是引导各军种、产业界、科研体集力破解无人作战系统持续性、经济性、快速化、集成式、应用型发展中的核心、高端、共性、基础的技术瓶颈,并实施超前技术远景谋划;主要提出互操作模块化、通信复原、军用高性能计算设施、安全保护、耐久性、空投传感器、认知行为、数据利用、武器化等9类技术领域。

智能无人作战系统发展的思考

作战概念设计

作战概念设计集中体现了军事理论不断向前发展的时代活力,主要解决智能无人作战系统“未来打什么仗”的作战需求问题。“数据、算法、算力”是人工智能发展“三驾马车”,随其应用横向拓广、垂直加深,“应用场景”和“人机回环”牵引作用更加突出。“应用场景”就是“概念设计”,是问题导向的创新源头。智能无人作战系统,因其颠覆性强,难有比照,作战理念上存在三大转变端倪,即由统向分、由外向内、由大向小(由集中兵力向广域分布作战转变、由防区外打击向防区内渗透转变、由大平台决胜向小快灵蜂群攻击转变),更需统筹结合功能要求与技术水平,超前设计、系统描述智能无人作战系统“目的-任务-方法-样式-指挥-规则-编成”矩阵结构,并牵引装备研制、条令修订、部队训练、人才培养等关联问题研究。

能力/效能评估

能力/效能评估主要解决智能无人作战系统“体系贡献率”的度量问题。整体性是现代作战体系建设和运用的基本原则之一。从体系角度看,这个“整体”就是作战能力与作战效能的最终形式。对智能无人作战系统的能力/效能评估,要牢固树立战斗力标准,从作战体系整体出发,将新型智能无人要素置于当前作战体系基本构成与未来体系对抗运用之中,通过“腾笼换鸟”式“加、减、改”实验手段方法,采用“概念演示-模拟仿真-试验鉴定”等虚实结合的路子,对其向作战体系贡献率大小进行综合排序、评估作用,并不断发展完善智能无人化作战体系的“战斗力谱系-贡献率指标-优先级标准”。通过能力/效能评估分析,深化体系贡献率导向,促进引导智能无人系统由要素向体系融合,支撑发展论证、规划选型、战法设计、试验鉴定等一系列建设论证和运用研究工作。

规模结构预测

规模结构预测主要解决智能无人化作战系统的建设体量问题。规模结构,历来是军事实力强弱的决定性因素之一。苏德战争期间,斯大林就当时两军兵力对比,提出“数量也是一种质量”的观点;2017年1月,美军针对“海洋控制”战略,亦提出此观点。从未来作战形态发展看,作战对象高端化、高新装备普遍化的发展趋势将不断增强,能力代差特征趋于减弱,依赖少量“一招鲜”“高精尖”作战力量很难再由“高代差优势”形成“以点带面”的战场决胜现象,当前新质战斗力规模结构问题较信息化战争成型初期更加突出。智能无人作战系统的发展,需结合使命任务、按照作战概念设计,通过加减式置换模拟、多想定评估、大样本试验、联动式分析、综合性评估,对智能无人作战系统总体规模进行测算,统筹有人、无人系统比例,协调与主体、骨干的力量结构,把握与机械化、信息化的力量衔接。

智能标准体系编制与技术体系战略布局

智能标准体系编制与技术体系战略布局主要解决智能无人作战系统“技术标准驱动”的产业发展问题。“一流军队设计战争”,重在设计战争标准、引领战争形态发展。当前,世界人工智能领域标准体系正在酝酿,新一代智能无人作战系统建设正在起步,中国人工智能标准化等民用标准体系已陆续发布,急需瞄准体系架构、智能水平等前沿领域,系统设计军事智能标准规范,引领发展、引领未来。同时,依据智能等级标准,以军事理论研究、概念设计为重要指向,以军民融合大局为战略依托,开展跨学科、跨领域的产业级协同创新整体布局,尽快形成智能无人作战装备技术体系发展总体战略,尽早明确攻关方向与路径步骤,为广泛有序吸纳优势研发力量、加紧形成产业规模和领先突破成果创造有利局面。

结论

未来的人工智能发展极可能成为与核武器、飞机、计算机和生物技术等同的变革性国家安全技术,将使国家战略、组织机构、资源配置发生巨变。智能无人作战系统,是军事智能化的重要领域之一。分析军事强国无人作战系统发展的总体脉络表明,其在军事需求、智能标准、关键技术等方面的引领推动作用极为突出。面向以军事智能化为代表的未来战争制高点的争夺,尤其需要紧密结合中国国情军情特色、科技实力水平特点和产业环境实际,加强顶层设计、做细规划计划、做实发展效益,以概念引领、能力主导、规模发展、标准与技术支撑为重点,加紧探索完善中国智能无人作战系统创新发展的科学之路。

基金项目:国家自然科学基金项目(61203140)

参考文献(略)

作者简介:张斌,军事科学院评估论证研究中心,副研究员,研究方向为军事评估与科技评价;付东(通信作者),军事科学院评估论证研究中心,副研究员,研究方向为军事运筹与作战实验。

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