人工智能:如何颠覆未来战争
当前,世界正处于智能革命的前夜，人类社会正从“互联网+”时代迈入“智能+”时代。近年来，在大数据、新型算法和超级计算的推动下，人工智能正在改变乃至颠覆所触及的每一个行业，战争亦不例外。从水下潜航器到无人机集群，从预测性维修软件到智能决策助手，人工智能正以前所未有的广度与深度影响着战争的不同领域，推动着新一轮军事变革，战争形态和面貌正悄然被改变。
庙算为先，战争设计日趋精细
《孙子兵法》曰：“夫未战而庙算胜者，得算多也；未战而庙算不胜者，得算少也。”纵观人类战争史，“多算胜，少算不胜”是亘古不变的定理。
未来战争对“庙算”的依赖度有增无减,人工智能至少可以从两方面增强战争预判的有效性：
一是更加精确地计算并预测战争结果。在先进算法和超算能力的支撑下，人工智能系统的计算和预测结果比人脑更加准确。二是借助兵棋系统能更加有效地检验和优化作战方案。例如，融入人工智能的兵棋系统能够和人开展人机对抗，有助于人们发现问题、查找弱项。特别是将深度学习等算法引入兵棋系统后，智能系统的行为将变得深邃多变，有助于突破人类的既定思维，增强兵棋推演的对抗性和真实性，达到优化方案的目的。此外，还可利用智能兵棋系统开展机机对抗，提高推演的效率。
2015年2月，美国国防部出台了《兵棋推演与创新》备忘录，提出要将机器学习引入兵棋推演。目前，兰德公司、雷神公司已经开始这方面的尝试。一旦将研发成熟的智能软件应用于兵棋推演，不仅能提高优化方案和预测战局的水平，还能更精确地预测战争涉及的兵力规模、弹药消耗、持续时间和保障需求等，显著提升对战争设计的能力。
速度制胜，作战节奏空前加快
在信息时代,战争遵循“快吃慢”制胜法则，海湾战争以来的几场战争中，美军之所以能够屡战屡胜，其关键在于始终做到了“棋快一招”。
如今，人工智能的反应速度已经完全“碾压”人脑。2016年，在一次模拟空战中，美国辛辛那提大学研发的“阿尔法”智能软件操控F-15战机，击败了由人驾驶的F-22战机，其原因就在于该智能软件的反应速度是人类大脑反应速度的250倍！今年10月，美国密苏里大学地理空间情报中心公布了一份研究成果显示，该中心基于深度学习技术开发了一种算法模型，能够在42分钟内搜索并识别出某国东南沿海地区近9万平方千米内的导弹发射场，速度比人类分析师快85倍，准确率达到专家级影像分析师水平。
正因如此，近年来，美、俄等军队将目光投向了人工智能，意图利用人工智能的速度优势，缩短己方在战场上的决策周期，牢牢掌握行动优势。今年7月，俄罗斯武器制造商卡拉什尼科夫公司宣称，已研制出基于人工神经网络的全自动战斗模块，能做到发现即摧毁。另外，美军则在研发自动化数据分析工具、自动目标识别软件、机载智能决策助手、数字化空中作战规划员等智能工具，意图在决策周期各个环节上减轻情报和作战人员的负担，提高决策效率。而在今年11月，美国国防部算法战项目负责人呼吁：今后美军采购的任何武器系统都应融入人工智能。
可以预见，今后随着越来越多的智能化武器系统投入战场，战场上的作战反应时间将越来越短，交战行动将空前激烈，并最终超出人类的理解和应对能力。
自主对抗，作战模式引发变革
20世纪以来，侦测技术的发展和信息化浪潮下感知技术的进步，推动了“传感器-射手-武器平台”这一人机协作式作战链诞生。
随着人工智能技术的发展，能够自动识别、锁定和打击目标的智能化武器系统逐渐出现，并能代替人类执行简单的决策命令。如美军的舰载“宙斯盾”系统、以军的“铁穹”系统、俄军的“竞技场”主动防护系统、法军的“鲨鱼”系统，等等。不过，这些系统的智能化水平目前还不高，自主交战模式通常是最后选项。
未来，随着传感技术、新型算法、大数据技术等智能化技术群的进步，武器系统的自主行动能力将大幅提升，武器系统自主对抗的情况将越来越普遍。而在特定作战领域，如网络空间和电磁频谱领域，人类只能依托智能化武器系统进行自主对抗。与此同时，随着高超音速武器和集群作战的出现，战争将进入“秒杀”和“群架”时代，利用智能系统自主迎战几乎是唯一出路。
未来，随着智能化武器系统的自主对抗成为新常态，作战模式将逐渐从“人在回路中”向“人在回路上”转变。新模式的主要特征可概括为“指挥之中、控制之外”，即在多数情况下，人类战士扮演监督员的角色，负责在开战前输入目标特征和设定交战规则，观察战场交战情况等。需要指出的是，在新模式下人依然是最终决策者，人类战士将根据需要自主进出作战链，采取必要的干预措施。新模式的最大优势是可以使人类战士从纷繁复杂的决策中解放出来，聚焦于主要决策和关键任务。如何确保人类能够随时接管控制权，将是今后一段时期内，人机协同技术发展面临的最大挑战。
集群作战，让消耗战重焕生机
在冷兵器和机械化战争时代，消耗战是基本作战方式，“多吃少”是战场制胜的基本法则。
上世纪70年代以来，随着隐形技术、卫星定位系统、精确制导武器的登场，“多吃少”的战争法则被彻底打破。近年来，随着传感技术、仿生技术、微型化技术和人工智能技术取得长足发展，集群式作战构想再次受到各国军队的重视。所谓集群作战，是指集中部署成百上千个智能化武器，从多个方向对目标实施攻击。与传统作战方式相比，集群作战具备四大优势：
一是单个平台小型化，战场生存能力大幅提升；二是去中心化，个体的损失不影响整体功能；三是成本低廉，数量庞大，作战效费比成倍提高；四是可实施饱和攻击，瘫痪敌防御体系。不难看出，集群作战能够达成“数量即质量”的效果，因此,被认为是智能时代的消耗战。
美军将集群作战视为战争游戏规则的改变者，认为集群作战尤其适合应对反介入/区域拒止威胁。当前，美国国防部同时瞄准水下、水面和空中，推进多个集群研发项目，力求具备多维空间集群作战能力。此外，美军各军种正竞相开发集群作战概念，如海军陆战队设想让无人作战集群充当登陆先锋，执行战场感知、排雷除障等任务，为陆战队员抢滩上陆创造条件。
从水下“狼群”到地面“蚁群”再到空中“蜂群”，集群作战将在未来智能化战场上大行其道。“人海战术”将改头换面重新登场，消耗战的天平将向具备集群作战能力的一方极度倾斜。未来可能出现这一场景：一边是遮天蔽日、蜂拥而至的智能机器，另一边是惊慌失措、形单影只的人类战士……（陈航辉）
美加紧备战人工智能战争
美加快人工智能在军事领域的应用
据外媒报道，美国试图以“防务伙伴关系计划”为依托，拉拢盟友备战人工智能战争。报道称，在加大与盟友军事合作的同时，美国还加快推进自身人工智能军事化建设，以确保在该领域的领先地位。美媒称，美国正试图开发一种能够与盟友实现联合操作的人工智能系统，以服务于联盟作战体系。
大力拉拢盟友
据美国“防务新闻”网站报道，美国国防部所属联合人工智能中心于2020年9月启动“防务伙伴关系计划”，目的是开发互相联通的人工智能系统，帮助美国及其盟友更好地团结起来，为未来人工智能联合作战奠定基础。
关于参与国家，该计划涵盖澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、以色列、日本、挪威、韩国、瑞典、英国等国，上述国家的防务代表已多次召开会议商讨应对共同挑战之策，未来每年将举行3次会议。据悉，上述防务合作将向更多感兴趣的美国盟友“敞开大门”。
据联合人工智能中心国际人工智能政策负责人斯蒂芬妮・卡伯森透露，该计划是联合人工智能中心与相关盟友小规模讨论摩擦出的“火花”。“经过几次互动后，各国发现它们正面临同样的挑战，包括如何扩大人工智能应用范围，如何对相关人员进行教育和培训，以及如何改变抵制技术变革的内部文化等。”
关于预期目标，卡伯森指出，美国与盟友上述合作不是仅停留在人工智能联合研发层面，而是致力于让盟国军队做好人工智能战争准备。未来两年，美国及其盟友将着力提升人工智能作战能力，并采用具体方式对成员国相关能力进行评估。数年后，各国可能考虑合作开发数据汇总能力。
美国智库“新美国安全中心”副研究员梅甘・兰伯思指出，美国希望通过上述防务合作，进一步加强伙伴国军队间的互通性，使各国能够获得更广泛的共享数据。“这一伙伴关系将催生各国间的人才共享计划，缓解各国在人工智能领域人才短缺现状。”
加快自身建设
在大力拉拢盟友的同时，美国也加速推进自身人工智能军事化建设。
一是强化组织领导。据美国媒体报道，美国白宫近日宣布成立国家人工智能计划办公室，这是美国政府确保其在人工智能领域领先地位、统筹政府与私营部门协作的重要举措。该办公室由白宫首席技术官迈克尔・克拉齐奥斯领导，他在一份声明中表示，人工智能计划办公室是美国国家人工智能研究和政策的重要枢纽，也是联邦政府未来人工智能工作的组成部分。
二是厘清职责权限。在《2021财年国防授权法案》中，美国政府对人工智能技术发展的相关职责权限进行了明确，具体包括：提升联合人工智能中心汇报层级，该中心领导未来可直接向美国防部常务副部长汇报工作；赋予联合人工智能中心主任采办权限，主任办公室人员包括1名采办执行官，美国防部长应为联合人工智能中心选派10名全职采办人员；建立联合人工智能中心顾问委员会，就开发和使用相关技术向美国防部长及联合人工智能中心主任提供战略建议和专业知识。
三是明确发展方向。《2020年国家人工智能计划法案》明确了美国在人工智能领域的5个努力方向，具体包括：增加人工智能研究领域投资，利用联邦人工智能计算和数据方面的资源，确定人工智能技术标准，培养人工智能领域专门人才，加强人工智能领域的国际合作。另有美国专家呼吁，美国政府需重新审视整体战略，加大对人工智能研究的投入，以保持主动性。
加剧军备竞赛
通过美国近期相关动向不难看出，拜登政府延续了特朗普政府时期美国在人工智能领域的快步伐、高投入、盯前沿、抓备战的激进做法，对人工智能的重视程度有增无减。美国加速推进人工智能军事化步伐，并对未来人工智能战争预做准备，相关动向值得关注。
展望未来，美国将持续推进人工智能军事化建设。美国布鲁金斯学会近日发布报告称，2021年有望成为美国人工智能技术的重要转折点。美国兰德公司在《美国防部人工智能态势：评估和改进建议》报告中称，为深化人工智能军事应用，美国防部应调整人工智能管理架构，使权力和资源与其扩展人工智能的任务保持一致；与工业界和学术界密切合作，推进人工智能军事化应用；采用多种方式促进国防部吸纳高技术人才。
值得注意的是，在美国“自主建”和“合力推”双线推进人工智能军事化应用的背景下，其他国家或将为维护自身安全利益，针锋相对推进相关军力建设。根据俄罗斯新近颁布的《2021年至2025年俄联邦国防计划》，俄军未来将大力发展“具有人工智能元素的武器和装备”。可以预见，在美国助推下，全球主要军事大国间的人工智能军备竞赛将愈演愈烈，相关负面影响不容低估。（胡小刀）
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兰德：美俄人工智能军事应用
10年后，新的解决军队部署规划和物流问题的系统出现了。空军研究实验室（AFRL）和DARPA支持的项目联合辅助部署和执行（JointAssistantforDeploymentandExecution(JADE)）项目实现了初步的军力部署方案，其中包括分时段部队部署数据。1999年，JADE项目在美军南方司令部进行了验证。
DARPA还在生存自适应规划实验（SurvivableAdaptivePlanningExperiment(SAPE)）项目中探索使用AI技术来进行更加重要和关键的规划，该项目在1991年进行了部分测试。JADE项目应对的是常规战争的军力部署，而SAPE项目的目的是生成核战争方案。SAPE项目可以在3天完成正常需要18个月才能完成的作战方案，将重新定位战略武器的时间从8小时缩短到3分钟。
（2）当前能力和未来趋势
军备采购领域的长官和领导一直在犹豫是否要部署自动武器系统。但研究机构已经在AI和自动化领域取得了巨大的进展。种种迹象表明，美国对该领域的关注度也在不断攀升。其中一个最明显的标志就是在硅谷成立了国防创新小组（DefenseInnovationUnit），主要目的是与在自动化、AI、人机系统、IT等领域提供解决方案的企业进行合作。国防部的其他组成单位也在加大对人工智能和自主化领域的开发。依托人工智能技术，未来美国军方可能会具备以下能力：
长距离反舰导弹（LongRangeAnti-ShipMissiles）美军之前就开发了类似的系统，比如LRASM。目前，LRASM系统的升级版甚至可以在GPS和通信受限的情况下自动选择目标。未来，LRASM系统将可以在人类操作者无法提供指导或干预的情况下实现作战能力的半自主或完全自主化。
自动驾驶飞行器（AutonomousFlyingVehicles）美军在无人航空器开发领域已经有了一定的进展，比如X47-B和MQ-25。美国空军研究实验室（AFRL）已经开始通过LoyalWingmanprogram项目开发自动驾驶飞行器了。早在2017年，就对自动驾驶F-16进行了验证，自动驾驶的F-16可以动态地对不断变化的威胁环境做出反应，并完成空对地的打击任务。这被视为向无需飞行员的自主系统的方向迈出了一大步。这一概念也得到了高层的支持，比如海军司令2015年就说，F-35将会是海军购买的最后一批有人攻击战斗机。可以看出，空军关注的不仅仅是使系统自动化，还在考虑自动驾驶和自主技术的应用。而且陆军已经证明了自动驾驶的直升机的原型。虽然海军最终取消了X47-BUCAS项目，但仍然在持续开发不同种类的自动化和自主化能力。
人工智能在物流和规划中的应用算法战（algorithmwarfare）算法战是近年来智能化作战研究中出现的作战概念。2017年4月26日，美国防部正式提出“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，同时也可以适应现代战争的迫切需求。国防部对人工智能和算法战的态度从成立联合人工智能中心（JAIC）就可以看出来。2018年6月，美国国防部成立了JAIC，旨在大规模地加快美国国防部采用、整合人工智能技术的进程。2019财年，JAIC的开支预算为9300万。
算法战其实是一个广泛的概念，超越了情报、数据分析应用的范围。这可以从AFRL的一些项目中看出来，例如，在模拟格斗中击败人类飞行员的人工智能系统。其中一个还在早期阶段的概念就是网络战（Cyberwarfare）。未来算法将可以发现和利用敌方网络中的漏洞，同时可以检测和驱逐本方网络中的攻击者。为了进一步发展相关的能力，DARPA在2016年发起了自动网络攻防竞赛——CGC(CyberGrandChallenge)。CGC旨在建立实时自动化的网络防御系统，并且能够快速且大量的应对新的攻击手法，来应对频发的网络攻击，并降低攻击出现到防御生效之间的时间差。
小结当前美国在研发领域的投资趋势主要是在自动化（自主化）领域，这些应用包括图像和文本分析、情报、物流支持等，其中一些功能没有明确的攻击或防御的区分。从投资趋势来看，美军未来将投入更多资源来研发人工智能技术和人工智能在军事领域的应用。
2、俄罗斯人工智能军事应用情况
（1）应用概述
俄罗斯正在投入相当大的资源来保持与美国在人工智能军事领域应用竞争中的平衡。俄总统普京曾说，人工智能不仅是俄罗斯的未来，也是全人类的未来。为了缩小差距并保持竞争力，俄罗斯国防部为提高其军事人工智能开展了一系列的活动。尤其是在普京发表声明称“谁能成为人工智能领域的领导者，谁就可能主宰世界”之后，俄罗斯不断加大将人工智能系统与无人机、导弹等相结合的步伐，俄军迎来“智能化战争”时代。
（2）当前能力和未来趋势
与美国不同，俄罗斯在积极探索人工智能如何提高作战以及军事应用的效率。
无人驾驶车辆此外，俄罗斯还在考虑使用无人机进行监听和侦察、巡逻和火力支援、哨兵和现场安保、弹药运送、伤员疏散、布雷和排雷、掩护和隐蔽等。但到目前为止，大多数的作战机器人还没有完全融入到作战部队中，但是俄罗斯正在采取相关措施加速这一进程。与美国相比，俄罗斯的防御预算要少一些，但是在机器人系统相关的预算比例要更高。
俄罗斯的领导人也对军事机器人化创建了具体的目标。国防部长SergeiShoigu希望作战机器人能够从2018年开始批量生产。俄罗斯军工委员会设定了到2025年制造30%俄罗斯军事装备机器人的目标。但是俄罗斯目前仍未成功研制出首款中高度长航时无人战斗机（UCAV）。而美国的MQ-1早在2001年就开始军用了，从这点看，俄罗斯要落后美国17年。
在蜂群技术方面，俄罗斯与美国也存在差距。虽然，俄罗斯军方对通过网络协调机器人的表现非常感兴趣，但这在实践上仍然处于概念阶段。前俄罗斯航空兵部队司令ViktorBondarev称，飞行机器人未来将要能以编队形式作战，而非单兵作战。操作者可以在地面通过计算机来监控整个编队。对自动水下车辆（AUV）来说，有人说要研制小型鱼雷，可以成群地在水中缓慢移动。相关的概念仍然处于初期，至少需要10年才能具体实现，但俄罗斯军方对此是非常乐观的。
防御系统从1978年，前苏联为装甲车辆构建主动防御系统（APS）开始，俄罗斯就将不同程度的自动化技术应用到了军事领域。Drozd就是这样一款主动防御系统，虽然该系统可能会造成附带的损害，但仍然被安装在超过250辆T-55A型坦克上。1993年，俄罗斯开发了一种新型的主动防御系统——Arena。与其他主动防御系统类似，Drozd和Arena是以全自动模式运行，可以快速对威胁做出响应。俄罗斯最新的APS系统Afghanit已经添加到T-14Armata坦克上了。俄罗斯的TriumfSAM（地空导弹）系统的运营方式与APS类似，可以实现空中威胁的目标自动检测和定位。
此外，俄罗斯还将防空系统与人工智能技术融合来减少士兵的认知负担。目前，俄罗斯的SAM和雷达是独立工作的，使得指挥所的士兵在评估目标时必须处理多个信息流。2018年开始，俄罗斯开始测试一种新的自动控制系统（ACS），可以将S-300、S-400的电池、雷达系统、防空武器系统的数据统一化。
规划和决策工具除了机器人平台，俄罗斯的指控基础设施中也出现了人工智能的元素，尤其是规划和决策支持平台。俄罗斯早在前苏联时期就使用数学模型和其他量化工具来辅助军事决策。
新建立的国防管理中心（NationalDefenseManagementCenter，NTsUO）的当前或未来的定位就是研发此类系统。NTsUO是在2014年成立的，目标是为俄罗斯国家安全机构创建统一的信息空间。虽然该中心的任务细节目前还没有透露，但俄罗斯国防部称该中心负责收集、分析全球军事、政治相关的信息，以及和平/战时的战略方向和社会政治形势。虽然目前人工智能和NTsUO的活动还没有直接关联，但是俄罗斯在人工智能领域投资的33%是和数据分析项目相关的，有16.5%是与决策支持系统相关的。
灰色地带活动人工智能在出现全面冲突之前，主要被用于不明确的情况，这些情况可能不会直接引发战争或和平。人工智能技术开始在数字领域起着越来越重要的作用。网络战、电子战（EW）、影响活动、宣传活动、造谣等都出现了人工智能技术的影子。许多专家都已经明确俄罗斯开始利用人工智能技术来增加相关活动的质量和规模。2017年1月，美国情报机构发布的《俄罗斯干涉美国选举评估报告》中认定俄罗斯“互联网研究所”（InternetResearchAgencyIRA）是由普京盟友资助的“网络喷子工厂”（TrollFactory），并在2016年干预了美国大选。在随后美国媒体的报道中，IRA的作用和危险性不断被放大，一些媒体甚至断言IRA是特朗普能否胜选的关键因素。此外，随着人工智能技术的发展，deepfake可以用来生成虚假的音视频文件。
3、结论
21世纪中期以来，美国军方开始探索人工智能如何改变战争，俄罗斯也开展了一系列的对老旧设备进行现代化改造的军事改革。随着人工智能技术的发展，美国、俄罗斯都开始将人工智能列入优先发展领域，并利用人工智能技术来促进军事现代化和智能化。人工智能的军事应用不仅包括防御系统和攻击系统，还包括在物流、后勤、决策等领域的应用。
本文来源：全球技术地图
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