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)
智能化无人装备改变了什么
引言
随着人工智能技术的快速发展,“无人车”“无人船”“无人机”等大量智能化无人装备应运而生并运用于实战。智能化无人装备具有“空间多维、全天候、非对称、非接触、非线性、人员零伤亡”等作战运用特点,将改变战争构成要素、作战观念、组织形态和保障模式,从而推动战争形态的演变。
改变战争构成要素
战争构成要素包括作战人员、武器装备、作战空间等。智能化无人装备广泛运用于军事领域,必将对作战人员素质、武器装备效能、作战空间等战争构成要素产生根本性影响。
一是作战人员更需具备科技素养。现代战争中,军事科技已成为影响战争胜负的关键因素。武器装备的科技含量越高,对作战人员科技素养的要求也越高,这也促使战争由“力”的角逐、“能”的碰撞,向“智”的对抗转变。智能化无人装备正是人类智能的一种体现。未来战争中,作战人员将不仅是智能化武器装备的操控者,更是战场控制、思维较量、谋略博弈等智能对抗的主导者。因此,未来战争的作战人员只有具备很高的科技素养,才能更好地指挥控制智能化无人装备投入战斗。
二是武器装备运用重视集成高效。智能化无人作战,更注重武器装备的系统集成、效能聚合、功能互补,其效能的发挥往往通过体系对抗的方式来实现。作战人员利用战场网络链接所有智能化无人装备,形成力量整合、功能融合、行动组合的作战集群。作战集群以高度智能化的形式,精确打击敌战略决策和作战指挥系统,必将显著提升作战效能。由于智能化无人装备体系集成的优势,未来战争运用“侦察感知、干扰摧毁、链路阻塞、接管控制以及瘫痪敌作战系统”等多种作战手段,采取“点对点”“端对端”的打击方法,将使“多轴攻击”“精确点杀”“控域夺心”等作战样式更加高效。
三是作战空间呈现全域多维一体。强大的战场网络,使未来作战空间的“界面”变得模糊。宏观来看,新型技术空间和传统物理空间紧密融合,战争对抗由传统空间向“陆、海、空、天、电、网、心”多维一体拓展;作战域由单一物理域向“物理域、信息域、认知域、社会域”深度融合;制权争夺的重心由“信息、海洋、天空”向“智能、太空、网络”转移,形成“耦合紧密、互联互动”的一体化全域多维战场。微观来看,智能化无人装备能使人类突破脑力极限、生理极限和物理极限,可适应高温、极寒、高压、缺氧、有毒、辐射等恶劣环境,能完成极高、极远、极微、极深、极难等作战任务。而且,智能化无人装备还可自由地渗透到敌方作战空间,对敌实施监视和破坏。因此,任何时间、空间都有可能成为智能化无人装备进行作战的时空。
改变传统作战观念
以多维空间非线式智能化无人作战为主要特征的未来战争,将使传统的作战思想和观念受到冲击和挑战。
一是作战目标由歼灭敌有生力量向瘫痪敌作战体系转变。暴力是战争的根本属性,其本质目的是摧毁敌方的抵抗能力,然后使对方屈服。传统战争通过物质和精神暴力摧毁敌方的抵抗意志而使其屈服,即运用武器进行杀伤或威慑,同时运用舆论战和心理战瓦解敌信念、摧毁敌士气,最终目标是歼灭敌有生力量。而未来智能化无人作战,则以敌作战体系为直接打击对象。破击了敌武器装备体系,即意味着在相当程度上摧毁了敌作战能力和抵抗意志。未来智能化无人作战,将大量运用远程打击、精确点杀、体系截击、系统瘫痪、点穴攻击等先进打击手段,而直接摧毁敌作战体系,将是未来作战的主要目标。
二是力量运用由寻求兵力集中向效能集中转变。一方面,智能化无人作战以无处不在的探测监视、侦察设备为“感知点”,以纵横交错的情报信息传输网络为“神经系统”,以“人脑+人工智能”辅助决策为“指挥大脑”,将情报捕捉、信息传达、侦察检测、临机决断等环节有机衔接,可使战场信息精确传达,战场态势实时感知,战场迷雾变得稀薄,使传统作战因兵力集中而增大伤亡概率的弊端显露无遗。另一方面,随着武器装备体系综合效能的空前提高,兵力分散而效能集中的作战布局,将是未来作战力量运用的必然选择。
三是作战方式由注重按部就班向灵活多变转变。智能化无人作战战场空间极大拓展,作战时间大幅压缩,作战节奏明显加快,对抗方式错综复杂,战场态势瞬息万变,战争充斥着多变性、复杂性、突然性,速度成为制胜的关键因素。传统战争中方案既定、模式固定、步骤拟定的“流程式”作战方式已被打破。在强大战场网络支撑下,智能化无人装备能够根据作战实境随机改变战术战法,依据战场态势变化,依靠智能化网络平台,采取灵活、机动、多变的作战方法,实施精确打击、电磁摧毁、网络攻击等多种作战手段,从而实现全时空、全频域、多维度、多方式的作战。
改变军队组织形态
智能化无人装备在战争中的运用,将在改变传统军事战略、作战理论、武器装备等方面的同时,也改变着未来军队的组织形态。
一是强调跨域协同,军种融合趋势明显。智能化无人装备的运用,在创造“全领域、全方位、全天候”一体化战场的同时,也使得战略、战役、战术行动高度融合,作战单元之间信息交互频繁,作战力量趋于多元融合,“跨域对抗”的作战样式凸显。这就要求作战主体由传统“陆、海、空”军种结构向“有人、无人”力量结构发展,军种相互融合渗透的趋势愈加明显,“一体化融合作战”的特征更为突出。
二是注重高效决策,指挥结构更为简约。智能化无人装备的运用,使作战节奏加快、突发状况增多,迫切需要指挥决策快速高效。而信息感知、数据融合等智能化指挥控制技术的快速发展,又为构建智能化、简约化指挥结构提供了有利条件。同时,数据资源共享、指令同步传输、武器平台互联互通互操作的成功实现,也使作战指挥能够实现“多域优势聚合、综合集成释能”的目标,构建出全域分布式作战指挥体系,从而形成“指挥员-作战集群”的简易指挥链,以及网络矩阵式组织指挥架构,确保了指挥层次简约高效,指挥流程迅捷优化,指挥效能精确释放。
三是突出灵活机动,作战编成更具弹性。智能化无人装备的广泛应用将出现“人机编组”“机机编组”等新的战斗编成,这就促使部队的编成模式向“自主适应、弹性编组”转变,以充分发挥作战单元功能多元的优势;科学优化人与武器的结合方式,深度融合有人与无人作战力量,注重人机协同,提升多样化作战能力;突出便于模块化灵活编组和具有独立战斗能力的优势,加强“云端大脑”“数字参谋”“网络神经”等高新技术的探索应用,实现无人化作战单元定制;重视作战单元的简单集合向深度模块化效能聚合发展,使作战单元与作战需求深度融合、无缝衔接,大幅提升作战效能。
改变后装保障模式
智能无人化技术运用于后装保障,对传统的保障范围、保障方式以及保障防卫产生深刻影响,后装保障面临新的发展机遇。
一是保障范围大幅拓展。随着云计算、物联网、大数据技术不断应用于军事领域,智能无人化保障将能够满足“适时、适地、适量”的保障要求。特别是集人工智能感知、决策和反馈于一体的运动控制技术不断运用于机器人和无人系统,后装保障的运输能力将大幅提高。智能无人化运输装备不仅可以实施全天候保障,而且具有“类人脑”功能,可以不断记忆储存保障数据和信息,通过深度学习,能持续不断地积累保障经验,实现临机判断、自主抉择、灵活避障等功能,从而能够在特殊区域、极端环境、极难条件下执行保障任务。
二是保障方式精确可控。传统的保障模式存在保障对象固定、随机调整难度大、保障层级多、保障灵活性差等缺点,已经难以适应快节奏、多变化的未来战场。智能无人化保障以信息网络为基础,依托感知与反应技术,能够实时获得保障需求,适时调整保障计划,科学灵活地按需调控行动方案;利用强大的战场网络,促使保障组织从“链式”向“网状”转变,从“保障力量集中”向“保障效能集中”过渡;保障力量的使用从“计划性”向“灵活性、适应性”转变,以实现高效、精确、灵活保障。
三是保障防卫灵活自主。智能无人化保障具有高度信息化、临阵判断准确等优势,可以运用战场态势感知技术,对战场环境和敌方态势实时监测侦察;遇有危险情况,能够利用智能决策技术立即作出反应、快速做出应对,利用自动控制系统,迅速采取自我防卫措施;在大数据、云计算等技术支持下,能择优高效地选择安全保障路线,摆脱敌方打击,降低人员伤亡,可给予后装保障指挥员更大的决策和选择空间。
智能化无人装备的广泛应用,对未来战争的影响和改变必将是整体性和革命性的,须统筹规划智能化无人装备的发展策略,深入研究其战法和运用方式,为打赢未来战争争取主动权。
(延伸阅读:本版7月16日《“蜂群”作战到底改变了什么》)