国防科大专家带你解码无人作战“蜂群战术”
海湾战争以来，战争形态向信息化发展已历三十余年，正向智能化战争演变。无人作战“蜂群战术”集中体现了智能技术的作战运用，既是战争形态向智能化演变的产物，也是其向高层次演进的重要推力，有其自身的特点，也是大国角力的要点所在。今天，我们邀请了国防科大的专家吴敏文带您解码无人作战“蜂群战术”。
吴敏文
国防科技大学信息通信学院教授。从事信息战、信息化战争、军队信息化建设教研工作二十余年，长期关注前沿发展并进行跟踪研究。常年被军事学核心期刊评为优秀作者，国家级大报、名刊军事评论员，文史期刊专栏作者，获教学、科研奖数十项。
“蜂群战术”的发展进阶一只马蜂或蜜蜂的杀伤力非常有限，但一个庞大的蜂群，却有杀伤甚至杀死一头牛或一匹马的能力。
现代军事意义上的“蜂群战术”，是以人工智能、大数据和网络技术为基础，以较大型陆上、海上和空中作战平台为搭载和发射平台，以智能无人机、无人车辆、无人舰船、无人潜艇等无人作战系统为武器，具有自主态势感知、情报融合、目标分配、指挥控制、自适应协同和智能决策等能力，依据作战任务和战场态势的变化，对战场无人作战系统进行自主动态编成，以整体作战能力应对复杂、强对抗、高不确定性战场环境的一种作战方式。
“蜂群战术”由美军在20世纪90年代末提出。2000年，美国国防部发布第一版《无人机发展路线图》，至2003年伊拉克战争及之后，为了应对高度复杂和对抗性社会环境，美军投入战场的无人作战平台或系统达近万个。随着人工智能及相关技术的实质性进步，为满足战场对无人作战系统不断增长的需求，美军智能化无人系统的发展和应用都驶入了“快车道”。
一名美国士兵放飞一架无人机模型
美国海军历来以美各军种中的技术领先者著称。2012年，美国海军研究局率先发布《无人机蜂群攻击》报告。2015年3月，美国海军研究局完成了长0.91米、翼展1.47米、重5.9公斤的“郊狼”无人机的单机测试。2016年5月，完成了30秒内发射30架“郊狼”无人机的试验，验证了由“郊狼”组成的“蜂群”的编队飞行、队形变换和协同机动能力。
由于担心无人飞行器会削弱本军种地位，美国空军一开始对发展无人作战持抵触态度。但在形势比人强的局面下，美国空军启动了“编群战术空间”计划，研究无人机在侦察、搜索、跟踪、电子战、心理战、对地打击、战术牵制等方面的作用。为在有人机与无人机之间寻求平衡，美国空军提出了无人机接受有人机指挥控制，有人机与无人机协同作战的“忠诚僚机”概念。2019年，由美国空军和克瑞托斯防务公司联合研发的XQ-58A“女武神”战斗无人机试飞成功，标志着“忠诚僚机”开始从概念走向实战。
2017年9月18日，美韩军机在联合军演中飞过朝鲜半岛上空
“蜂群战术”的基本特点以小巧的、功能专业的“蜂”，通过大幅增加功能种类和数量规模，形成复杂的、强大的“群”的作战效能。这一设计思路决定了“蜂群战术”的基本特点。
//一是数量规模化。
单个无人平台载荷小、功能简单、破坏力有限，但一旦形成规模，即可大幅提升其功能的复杂度和破坏力强度。如“蝉翼”无人机小如蝉，可携带天气、温度、湿度、气压传感器或声学探测、生化探测等微型电子设备，由空中平台“撒放”，降落地面后通过数据链互联成网，在指定区域形成稳定的“无人探测蜂群”。
无人机“蜂群”所产生的积累性作战效果，使得扩大“蜂群”规模成为基本的作战需求。今年8月27日，美国海军宣布：正在开发可遂行攻防任务的高达100万架规模的“超级蜂群”。
无人机“蜂群”的数量规模，可有效增强整体抗毁能力。无论因为什么原因损失10架或20架无人机，对一个千架无人机的“蜂群”而言影响不大；对于上万架无人机构成的“蜂群”，损失数百架也微不足道，不会显著影响作战效果。
//二是构成多元化。
首先，预警探测、广域监视、前沿侦察、网络战等作战功能需求，决定了需要以承载不同的任务系统的无人作战平台构成“蜂群”；不同的设备载荷，决定无人作战平台具有不同的重量和尺寸，小如昆虫，大如巨鸟。其次，多军兵种一体化联合作战的形式要求，决定了在同一个“蜂群”中，不仅有陆上的机器人和无人战车，有海上的水面无人舰船和水下无人潜艇，还有空中的无人机。在实战中，必须根据作战任务的不同性质和规模，决定组成“蜂群”的无人机种类和数量，以构建适应任务需求的体系化“蜂群”。
//三是控制算法化。
无人作战平台虽然自身并不载人，但它离不开操作员的控制。一个操作员控制一个或者数个无人平台是可能的，一个人控制数十个无人平台就已经不太可能。由上千上万个无人平台组成的“蜂群”，已经完全不可能由人来控制。
9月27日阿塞拜疆国防部对外展示的己方毁伤亚美尼亚防空系统的画面
实现对成千上万无人作战平台的实时控制，开发和运用算法把大量信息的处理交给算法和无人平台内置的微型处理器去完成，是唯一出路。例如，美国海军研究实验室的“自主上升暖气流定位”研究项目开发的无人机“自动翱翔算法”，能够帮助长航时无人机自主利用上升暖空气柱从而在空中无动力翱翔。该算法具备发现和评估暖气流的能力，能够帮助小型蝉翼滑翔机等无人机盘旋飞行，也可帮助配备光伏或燃料电池的长航时无人机延长飞行时间；即在不增加燃料电池、不对飞机硬件做出改变的条件下，增加无人机的航程和续航能力。
//四是防护强度化。
由于指挥所与无人机、有人机与无人机、无人机与无人机之间的通信只能通过无线手段，无线通信具有天然的开放性，这就给对手的入侵与控制以可乘之机。与此同时，己方对“蜂群”实施控制的算法，也有被对手破译的危险。
为此，必须加强对己方无人作战系统“蜂群”的防护，加强通信保密和算法加密，具体方法包括：对大规模“蜂群”的不同“子群”采用多样化的通信和控制加密算法，以免一处被破译而危及整个“蜂群”，也有利于及时发现某个部分的异常情况；将控制软件和加密算法程序进行定制和固化，堵塞对手的“李代桃僵”之路；以多重加密、高新加密和不断更换加密技术实现技高一筹，加密技术永远走在破译手段前面，使对手的破译成为不可能。
无人与反无人追赶并进对抗性是战场乃至军事领域的基本特点。无人作战系统“蜂群战术”所展示的现实能力和巨大潜力，决定了在这一领域的争夺势必激烈展开。“以子之矛攻子之盾，何如？”有无人作战系统“蜂群战术”，就会有反无人作战系统“蜂群战术”。
反无人作战系统“蜂群战术”的主要途径包括发现、控制、摧毁等。由于无人作战系统大多小巧，所以主要是使用雷达、光电、红外或声学传感器来探测和发现目标。控制即利用无人作战系统采用无线通信和控制的特点，通过分析判别和技术破译等手段，干扰或接管对方对无人作战系统“蜂群”的控制，使其不能达到预定目标，甚至为我所用。对无人作战系统“蜂群”的摧毁，既包括摧毁无人机、无人战车、机器人、无人舰艇等本身，也包括摧毁其发射平台，即所谓“蜂窝”。
2019年3月，美海军部宣布将快速开发新的反无人机电子战手段，以应对不断增加的无人机威胁。同年10月，美空军测试了高功率微波和激光两种反无人机定向能武器。12月，美国防部指定美陆军作为执行代理对国防部所有反无人机项目进行审查，并对已部署的战场反无人机系统进行测试评估。美海军计划于2021年内在DDG-88“普雷贝尔”号导弹驱逐舰上部署“光学致眩**海军系统”和“高能激光与综合光学致眩与监视”两种反无人作战“蜂群战术”系统。
美海军声称在波斯湾的舰队经常受到伊朗无人机的侦察、监视和无人作战系统“蜂群战术”的干扰和威胁，因此部署了由美海军陆战队研发的“海军陆战队防空综合系统”。2019年7月，美海军陆战队LHD-4“拳击手”号两栖攻击舰使用这一系统成功压制了来袭的伊朗无人机“蜂群”。
在纳卡冲突中，无人作战系统“蜂群战术”对抗尤为激烈。据来自各方面互为佐证的消息，开战首日即9月27日，阿塞拜疆运用无人机“蜂群”携带毁伤载荷攻击对手地面部队，24小时内摧毁亚美尼亚方面坦克130辆、火箭发射系统50个、武装车辆64部、防空导弹系统25个，还有S-300导弹和大批火箭炮、榴弹炮和装甲车等。亚美尼亚则运用反无人作战系统手段展开强力反击，击毁阿塞拜疆方面72架无人机。
大国角逐抢占军队智能化战略制高点在“蜂群战术”推动战争形态演变的当下，美国、俄罗斯、日本、韩国和北约等技术和军事强国或军事集团，相继出台了各自以人工智能为核心技术的新的军队建设战略规划，抢占军队智能化的战略制高点。
美军陆上无人作战系统和空中无人机已经取得数量上的优势和丰富的实战经验。美国海军面临将现有不到300艘舰艇猛增至480艘到534艘的艰巨任务，以弥补需求与资源之间的巨大鸿沟，也是为了适应未来智能化战争的需要；美国海军还提出了建造65艘到87艘大型无人水面舰艇，和总数为40艘至60艘的无人潜艇，以打造大规模无人舰队的计划。虽然实现这一计划尚有诸多不确定之处，但其推进的愿望之强烈可见一斑。
俄罗斯总统普京非常重视无人作战系统和智能化技术的军事应用。俄《国家武器库》主编维克托·穆拉霍夫斯基认为：“对于‘蜂群战术’而言，蜂群内部的协同具有非常重要的意义。来自飞机、防空系统、卫星和地面技术设备等所有传感器的信息都应汇入一个系统，借助人工智能系统统一分配作战任务。”
2015年年底，俄军出动无人机集群进入叙利亚参加地面反恐作战；2017年，俄军采用1架和2架有人机与20至30架蜂群无人机，进行了协同作战实验，执行空空作战、对地打击、空中侦察等任务；2020年9月，俄国防部长绍伊古亲自指挥空天军完成战法演练，在真实作战背景下，多架苏-35战斗机和数十架无人机组成编队，由一架苏-57战斗机统一指挥，执行协同攻击任务，这是一次典型的有人机与无人机组成的“蜂群”进行的战术演练。
另外，土耳其军方宣布将进行使用500架自杀式无人机实施大规模“蜂群战术”攻击的实验，并将无人机“蜂群”视作改变战场规则的决定性力量。韩国军队也在大力发展用于侦察和打击的无人机“蜂群战术”。
可以预见，技术和装备的发展不断提供日益强大的物质基础，作战需求的牵引和局部战争实践的强力推动，将使无人作战系统“蜂群战术”推动的智能化战争形态加速形成。
国防科技大学
计算机学院起步于1958年，1966年成立计算机系（是新中国第一个计算机系），1971年成立计算机系兼研究所，1999年成立计算机学院。
学院一直得到党和国家领导人的亲切关怀，1978年邓小平主席亲自批准学院研制我国第一台亿次巨型计算机（后命名为“银河”）。1992年11月江泽民主席为学院题词“攻克巨型机技术，为中华民族争光”，并为银河计算机题名“银河超级并行计算机”。2009年11月25日，胡锦涛主席为超级计算机题名“天河”。2013年6月13日，习近平主席为“天河二号”超级计算机研制成功作出重要批示：“天河二号超级计算机系统研制成功，标志着我国在超级计算机领域已走在世界前列。我对这一成绩的取得表示热烈的祝贺！向参加系统研制任务的全体同志致以诚挚的问候！希望你们总结经验，再接再厉，坚持以我为主，勇于自主创新，不断强化前沿技术研究，为推动我国科技进步、建设创新型国家作出更大贡献。”学院1984年荣立集体一等功，1993年被授予“科技攻关先锋”荣誉称号，2001年获全军通令嘉奖，2007年被评为“全军人才培养先进单位”，2015年所属计算机研究所荣立集体一等功。
学院是国内计算机领域最有影响力的机构，在2017年全国高校学科评估中，“计算机科学与技术”、“软件工程”学科均被评为A+。同时，学院是2016年刚设立的“网络空间安全”一级学科的核心发起单位和首批博士学位授权点。
学院是我国著名的计算机人才培养基地，承担我军通用专业人才和联合作战保障人才培养的重要使命。设有计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全、物联网工程、网络空间安全、微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统8个本科教育专业。承担计算机科学与技术、软件工程、网络空间安全3个一级学科，微电子学与固体电子学二级学科学术型研究生，计算机技术、软件工程、集成电路工程3个专业工程硕士培养任务。建院60多年来，培养了万余名本科生、硕士生、博士生，其中成长为军职（技术三级）或省部级以上领导干部30余人。学院独立获得国家级教学成果特等奖1项、一等奖2项、二等奖3项。7门课程入选国家精品课程，6门课程入选国家精品资源共享课，1门课程入选国家精品在线开放课程。6套教材入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
学院是我国计算机领域最重要的科研基地，形成了高性能计算与自主可控信息系统两大优势科研群。取得了以银河、天河系列高性能计算机、飞腾系列自主微处理器、麒麟操作系统、玉衡系列网络设备为代表的一大批科研成果，为我国国家战略计算能力提供重要支撑，也是目前我国自主可控信息系统建设的基石，为国家和军队的信息化建设继续做出了重要贡献。牵头或独立完成的科研成果先后获国防科技特等奖1项，国家科技进步特等奖1项、一等奖6项、二等奖12项，国家技术发明二等奖2项，国家科技进步奖创新团队奖1项，军队和省部级科技进步奖110余项。
学院拥有“高性能计算”国家重点实验室、“并行与分布处理”国防科技重点实验室、计算机国家级实验教学示范中心等近20个国家、省部级教学科研实验环境。拥有“计算机科学与技术”、“网络工程”两个国家级教学团队，“高性能计算机”、“军用微处理器”、“国产基础软件”、“军用网络技术”四个国家级科技创新团队。“高性能计算创新团队”于2012年获首届国家科技进步奖创新团队奖。学院先后产生两院院士8人，现有两院院士6人，是军内唯一获教育部批准开办“国家示范性微电子学院”和“国家示范性软件学院”的单位，拥有军内唯一入选国家“2011计划”的高性能计算协同创新中心。
▲习主席视察学院科研成果
▲ 计算机学院天河楼
▲ 计算机学院银河楼
▲ 天河2号超级计算机系统
▲ 六次入围ACM国际大学生程序设计竞赛世界总决赛
▲ 学员在国际超算竞赛中获奖
年仅38岁，国防科技大学副教授冯旸赫因公牺牲
沉痛悼念
2023年7月1日我国著名指挥控制和人工智能领域专家、国防科技大学系统工程学院副教授博士生导师冯旸赫先生在北京因车祸不幸逝世，英年38岁。
个人简介
冯旸赫，1985年3月3日出生于甘肃省平凉市，2003年9月考入国防科学技术大学指挥自动化工程专业本科，2011年至2013年赴美国哈佛大学统计系、爱荷华大学高性能计算实验室联合培养，兼任助理研究，2014年6月从国防科技大学博士毕业后留校任教，先后任讲师、教研室副主任、副教授、某省部级实验室副主任、博士生导师。
研究方向
·主要从事强化学习、智能博弈、智能规划、兵棋推演技术、贝叶斯理论的研究，在指挥控制、智能辅助决策方面取得重要创新突破。
·瞄准复杂对抗环境下多智能体智能决策问题，提出构建兵棋推演环境中辅助决策的“最强大脑”——“战颅”。“战颅”的研发基于智能系统工程思想，融合知识推理、监督学习、半监督学习、集成学习和强化学习等一系列方法构建智能决策模型，充分利用人人对抗产生的优质数据和机机自打产生的大数据对智能体进行训练，实现了各要素协同密切、信息处理高效、决策精准快速，解决了兵棋推演中的传统任务规划专家经验依赖性强、应对不完整信息的能力弱、动态临机调整困难等难题。
·率队凭借“战颅”智能体以全胜战绩赢得2019年第三届、2020年第四届全国兵棋推演大赛“人机对抗赛”冠军，凭借战法更灵活、决策更智能的“战颅二号”2020年第四届全国兵棋推演大赛首次设立的“机—机”智能博弈专项赛中勇夺冠军。
·紧贴技术发展前沿，精益求精砥砺创新，带领团队完成了“战颅”系统从智能博弈平台到任务规划智能辅助决策平台的成功迭代，研究成果在工业界、学术界产生热烈反响，得到一致好评。
学术成果及荣誉
·我国人工智能和指挥控制领域著名的青年科学家、入选国家级人才计划（国防科技卓越青年科学基金项目获得者）、智能辅助决策平台“战颅”首席设计师、军队青年科技英才培养对象、中国指控学会青年科学家奖获得者、湖南省杰出青年基金获得者。
·参与国家新一代人工智能战略国防应用部分的论证与规划工作，主持和参与国家及省部级科研项目30余项。
·担任某工程专家组组长、某重点项目首席科学家、多个军内重大工程分系统主任设计师。
·先后获军队科技进步二等奖、三等奖、中国指挥与控制学会青年科学家奖、吴文俊人工智能科技进步一等奖、中国指挥与控制学会科技进步一等奖、国防科技大学青年创新奖一等奖等奖项。
·发表论文60余篇，出版著作4部，累计引用1000余次。
社会兼职及贡献
·中国人工智能学会机器学习专委会第七届、第八届通讯委员。
·中国指挥与控制学会智能博弈与兵棋推演专委会总干事。
·中国运筹学会智能计算分会副理事长。
·担任多个国际期刊编委。
·组织承办2019第三届全国兵棋推演大赛人机对抗赛，并以“战颅”首席设计师身份为众多智能博弈与兵棋领域的专家学者讲解比赛。
·组织承办2022年国防科技大学“智能系统工程”全国研究生暑期学校。
·组织筹办2020年CCFAI智能体与多智能体系统研讨会、2021年第八届中国多智能体系统研讨会。
·组织承办2021年第十八届中国机器学习会议（CCML2021），并作题为《强对抗环境下任务规划智能体思考的快与慢》的大会特邀报告，对智能体博弈等机器学习领域热点、前沿、难点问题分享了系统深入观点，有效促进了国内同行的学术交流和领域发展。
·在2021中国计算机大会（CNCC21）游戏AI算法与平台技术论坛作论坛报告，2021年中国指挥与控制学会举办的“基于强化学习的联合作战模拟推演高级研修活动”中为军工集团院所、军地高等院校、国防高技术企业的近60名专家学者以《强对抗环境下强化学习智能体的应用与发展》为主题作精彩报告，第37届中国自动化学会青年学术年会（YAC2022）“多智能体系统协同控制与安全性分析”专题上作特邀报告。
·在第十一届吴文俊人工智能科学技术奖颁奖盛典暨2021中国人工智能产业年会的决策智能技术论坛上作为论坛召集人组织论坛活动。
·在2023多智能体系统前沿论坛上作为“ChatGPT带给MAS的机遇与挑战”主题圆桌论坛的嘉宾参与讨论，向广大专业同行分享决策智能的关键技术、创新难点及发展趋势。
社会评价
南京大学高阳、李文斌、李宇峰、霍静等老师评价指出，“冯旸赫同志勤奋耕耘、努力钻研，是我国人工智能领域的青年才俊，特别是在多智能体强化学习以及博弈智能方面的研究，他的研究成果有目共睹，是年轻学者中的佼佼者。作为核心骨干参与了多项重大国防科研工程和计划，是国防智能领域主要的规划者和实践者之一。他积极联系地方知名专家和科研队伍，积聚多方力量服务于国防事业，在国防智能博弈等领域做出了卓越成绩，为人工智能技术在国防领域的应用发挥了重要作用。同时，冯旸赫为人谦和，待人友善真诚，组织能力卓越，各项工作认真负责，是CCML2021等会议的主要组织者之一。闻此噩耗，不胜悲切。”
上海交通大学吴帆、张伟楠、温颖、郑臻哲等老师表示，“冯旸赫同志为人谦和友善，处事细致，学术水平高，经常无私地帮助国内相关领域研究者更好地参与到国家重大需求的研究中。他是国防人工智能领域的布道者，对国防科大学子的培养十分上心，积极邀请领域专家作学术报告。冯旸赫同志一生为祖国培养栋梁之才，学高为师，身正为范。天妒英才，愿逝者安息。”
东南大学的张敏灵老师指出，“冯旸赫同志长期从事强化学习、智能辅助决策领域研究，是机器学习领域的优秀青年人才，积极参与并推动中国机器学习领域研究”。中山大学余超老师指出，“冯旸赫同志治学严谨、亲力亲为、从不计较个人得失，他作为首席设计师，牵头研制的博弈对抗智能决策平台“战颅”填补了国内智能指控系统的空白。对于学术界而言，损失了一位杰出的新生代科技工作者和优秀的青年教师，更为重要的是，在我国方兴未艾的国防智能博弈领域，我们失去了一位勇毅的开拓者和杰出人才。死去何所道，托体同山阿”。中国科学院数学与系统研究院的高小山老师指出，“冯旸赫是国防领域人工智能方向杰出的青年专家，他的牺牲是我们科研事业的巨大损失。”