远望智库武器装备发展研究中心主任 张文昌
人工智能被视为第四次工业革命的关键性战略技术，为谋求在新一轮颠覆性技术争夺中独占鳌头，以美国为首的世界军事科技强国围绕军事智能化加紧战略布局。军事领域逐步迎来智能化时代，这将在战争形态、作战理念、武器装备等各个方面产生更为深刻的变化与影响。瞄准世界科技发展前沿，推进国防力量科技革命，促进国防军事力量战斗力转化，是各国军事力量一直持之以恒的使命与任务。2024年，作为世界头号军事强国，美军在智能化装备建设发展领域持续发力，取得了举世瞩目的成绩，已逐步形成贯穿“海、陆、空、天、电”五个作战域的智能化作战装备体系雏形。下一步，美军将在装备智能化方面持续发力，一旦美军形成完整的智能化装备体系，美军将大幅缩短杀伤链闭合时间，实现察打近实时，并形成智能决策优势，从而实现美军战斗力质的飞跃。
一、训演与实战运用方面，将智能装备用于中东和乌克兰实战，实施人机结合空战演练
将实战作为新装备的检验场，是世界主要国家发展新装备的常见做法。2024年，美军加强了智能化装备的训练演习，同时，将部分智能化装备投入实战进行了检验，并根据实战情况不断完善装备性能。无人智能化装备正在成为未来新型作战样式的主战装备，是大国新一轮军事竞争的重要着力点之一。美军已在“忠诚僚机”、无人机自主加油、弹群协同等新型作战样式方面完成了多次由无人智能装备主导的试验与训练，当前在该领域保持着快速领跑的优势。
（一）美将马文项目研发的人工智能技术用于中东实战
2024年2月，美军对伊拉克和叙利亚境内超过85个目标进行空袭，美国防部官员首次证实，他们在此次空袭中将计算机视觉等人工智能技术应用于实战。这些技术源自于美国防部2017年启动的马文（Maven）项目。
美军一直在使用计算机视觉技术来识别可能存在威胁，能够自主识别物体的机器学习算法能帮助美军从中东地区的敌对势力处寻找大量的火箭发射器及其他威胁，显著提高了美军的作战效率。过去一年中，美国驻中东部队已在演习中测试计算机视觉的识别能力，去年10月巴以冲突爆发后才开始将这些人工智能技术用于实战。
美军在2月对伊拉克和叙利亚多处设施的空袭中使用了超过125枚精确弹药，袭击目标包括指挥控制中心、情报中心、火箭和导弹发射基地、无人驾驶飞行器仓库，民兵组织的后勤和弹药供应链等。这是拜登政府对约旦东北部美军基地遭袭、造成三名美军死亡的报复行动。
（二）美陆军在“融合计划”演习中进行人机作战实验
2024年3月，美陆军举行的“融合计划”大型演习中，开展了多项人机作战实验，使陆军未来部队与机器人高度集成，以大幅降低作战人员面临的风险。“融合计划”演习使用了240多项技术，重点是将人和机器整合到军种编队中，完成的工作包括：投掷机器人向对手阵地开火，为机动进入村庄的部队提供掩护；四足狗机器人在危险环境中开展侦察，使远处监视的士兵获取现场场景；配备扫雷索装置的地面机器人沿着敌方战线部署等。陆军目前已做好推进人机一体化编队准备，并在2025财年预算请求中首次为这些编队申请资金，以资助通过样机设计推动概念发展，并使士兵能够在演习和实验中对其进行评估。除技术挑战外，陆军还须说服国会改变采办流程，以便陆军能够有更多资金获得或调整能力。
2024年3月，美国士兵在加利福尼亚州欧文堡进行人机集成演示
（三）美陆军测试新型技术方案大幅缩短杀伤链闭合时间
2024年8月，美陆军第101空降师第2旅在联合战备训练中心进行轮换时，展示了一款名为Shrike的新应用程序，该程序可在1分钟内基于少量信息识别目标，并发送开火命令，而这一流程在过去需要15分钟。该应用程序由美陆军未来司令部陆军软件工厂研发，可利用每架无人机预装的人工智能能力。士兵们使用装有连接设备和软件的无人机飞越对手车辆调度中心，以扫描对手的车辆，一旦数据处理完毕，随后无人机就可通过裸露的车轮、保险杠或挡风玻璃等部位，识别出伪装的车辆及类型，然后该程序会自动生成火力打击呼叫任务。一旦火力打击任务完成，无人机就可以立即扫描该区域，进行作战评估并生成另一个火力任务打击未摧毁的目标。
Shrike应用程序操作演示界面
二、装备建设方面，多个项目并举，多手段开发智能作战装备
2024年，从无人机到无人车、军用机器人，从初期实验到定型生产，从小规模零星使用到规模化常态化使用，从侦察为主到察打一体，美军智能化装备发展迅猛。随着无人机、无人车、军用机器人等智能化装备实战中运用越来越频繁，智能化装备已成为近期武装冲突中的首选装备。当前，美军将装备智能化作为武器装备的优先发展方向，加大对装备智能化的研发投入，智能化指控系统、机器人、无人自主系统、智能弹药、智能单兵配套系统均发展迅猛，美军当前智能化装备呈现出数量急剧增加、实战运用更加广泛、作战能力快速提升的趋势。
（一）顶层机构加强资金投入，探索新技术应用
1、DARPA研发可应对高对抗电子战环境的无人机自主能力
2024年3月，美国国防高级研究计划局（DARPA）启动任务化自主能力快速试验（REMA）项目，旨在研发即插即用的自主能力适配器，使商用现货的无人机能够应对高对抗电子战环境。
英国陆军总参谋长帕特里克·桑德斯将军近日在安全与国际研究中心组织召开的研讨会上表示，俄罗斯“在最近一段时间内”利用其电子战能力对抗乌克兰无人机的成功率约为80%，乌军无人机的损失主要是因为战场“竞争异常激烈的电磁频谱”及俄罗斯对其电子战能力的“有效利用”。
REMA项目的核心策略是，当使用电子战能力干扰操作员与无人机之间的通信链路时，配备自主能力适配器的无人机即断开与操作员的链接，无人机将自动执行任务。该项目为期18个月，目前已授予多家公司研制合同，其中由Anduril公司和雷神公司负责无人机自主能力适配器，由Leidos、诺斯洛普·格鲁曼、SoarTech负责特定任务自主软件。最终，DARPA将把各家公司的成果整合在一起，构建完整的系统能力。REMA项目负责人表示，无人机在自主功能下持续运行时间的唯一限制是无人机的电池电量。
2、DARPA“空战演进”项目取得新进展
2024年4月，DARPA宣布“空战演进”（Air Combat Evolution，ACE）项目首次实现AI智能体驾驶的X-62A与有人驾驶F-16战机进行“阿尔法狗斗”（视距内空中交战）。美军称这是人工智能技术在航空航天领域取得的“世界首创”。“空战演进”项目将自主空中格斗的战术应用到更复杂的、异构的、多飞机的战役级模拟场景，为未来实时、战役级的“马赛克战”试验奠定基础。
“空战演进”项目属于马赛克战最终愿景组成项目。马赛克战核心思想直指美军未来智能化作战，需要集群技术涌现，人智编队将是其中之一。“空战演进”项目完成人智“阿尔法狗斗”试验，可见人机编队和可信自主系统取得里程碑进展。该项目还可支持空军人机协同作战训练，为打造未来“马赛克战”有人-无人协同作战体系奠定基础。
美空军X-62可变飞行模拟试验机
3、DARPA推进“人工智能增强”项目
2024年7月，洛克希德·马丁公司在一份声明中宣布，美国国防高级研究计划局（DARPA）授予该公司价值460万美元的合同，开发用于动态机载任务的人工智能工具。该合同是DARPA人工智能增强（AIR）项目的一部分，AIR旨在增强建模和仿真方法，并为实时、多架飞机、超视距（BVR）任务创建人工智能代理。AIR项目旨在提高政府提供的基线模型的速度和预测性能，以更好地反映美国防部系统的真实情况。在18个月的时间里，洛克希德·马丁公司将应用人工智能和机器学习技术，在动态和具有代表性的作战环境中开发飞机、传感器、电子战和武器的替代模型。洛克希德·马丁公司表示，该公司将利用其数字孪生工具——先进快速集成仿真环境（ARISE）基础设施提供重要数据，使作战人员能够做出更快、更明智的决策。
洛·马公司将为人工智能增强（AIR）项目开发用于动态机载任务的人工智能工具
（二）美陆军重视生成式人工智能，加强自主侦察、自主识别、自主攻击技术开发
1、美陆军使用AI应用程序“超级陆军”（MEGA-Army）识别敌方装备
2024年7月,美陆军正在使用一款名为“超级陆军”（MEGA-Army）的人工智能手机应用，以即时获取敌方装备的详细信息，满足士兵在战场上的实时情报和快速决策需求。当士兵使用安装了“超级陆军”应用的手机拍摄战斗装备后，该应用能够在几秒钟内分析图像，并提供有关装备的4大类详细信息：①作战能力：包括武器类型、火力和射程；②装甲：包括装甲类型和厚度、优劣势；③武器与弹药：显示装备武器系统和兼容弹药的综合清单，包括口径、类型和数量；④机动性：包括速度、射程和机动能力。“超级陆军”的核心是复杂的人工智能算法，这些算法经过了大量军事装备图像和规格数据集的训练。人工智能算法处理装备图像并将图像与数据库进行比较，识别装备并检索所有相关细节。“超级陆军”由比利时IDDEA公司开发，采用开放式架构，能够轻松集成到各类系统中，包括无人机、战斗管理系统和武器站等。
“超级陆军”应用能够在几秒钟内分析图像
2、美陆军为“精确打击导弹”增量3寻求智能子弹药
2024年8月报道， “精确打击导弹”增量3是一种传感器引爆武器，利用空军空射集束炸弹技术，在子弹药发射前锁定目标。制导子弹药经“精确打击导弹”投放后，探测坦克、软篷车、防空系统等目标，瞄准后实施摧毁。陆军计划在2029年列装“精确打击导弹”增量3。在此之前，陆军将优先发展“精确打击导弹”增量4，增量4配装固体火箭发动机与液体燃料冲压发动机，射程1000千米，计划2027年列装。
3、美陆军推出生成式人工智能试点项目
2024年10月，美陆军宣布启动一项人工智能（AI）试点项目，探索生成式AI在采购活动中的创新应用。该项目将使用名为“狮虎兽”（LIGER）的先进生成式AI工具，该工具结合了数据分析、机器学习和自然语言处理等技术，旨在提供高度相关的定制化服务，提升信息检索和分析的效率和准确性。陆军数据、工程与软件副助理部长珍妮弗斯旺森表示，“狮虎兽”能够查询策划的文档集，生成新内容并提供引用，确保输出内容不仅准确，而且易于核实。该试点项目与陆军首席信息官的生成式AI倡议相一致，允许参与者通过简化起草合同和政策等重复性任务来测试AI并提供反馈。“狮虎兽”项目部署在信息安全级别5的安全云环境中，能够处理受控非密信息数据，确保敏感信息得到最高级别的安全管理。此外，项目还包括可定制的用户访问控制，确保数据安全和保密性。同时，能够识别和指出潜在错误输出，从而提高AI生成内容的可靠性。
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4、洛•马公司助力美陆军在空地无人组队领域取得新进展
2024年10月，洛克希德•马丁公司在2024年美陆军“融合计划”和陆军未来司令部“实验演示网关演习”（EDGE）中验证了有人-无人组队、无人-无人组队、人工智能（AI）/机器学习（ML）等各项前沿技术。在EDGE演习中，洛马公司成功使用无人机，为在布满障碍的城市中行走的四足机器人提供了自主监视与引导。该技术聚焦空地无人协同能力，目前已验证了在洛马的Stalker无人机和波士顿动力的四足机器人Spot之间进行协同的能力。洛马公司表示，新的技术使指挥官能够更好地整合无人平台，在通信质量下降或通信间歇的环境中为无人系统提供自主监视与引导，减少士兵的工作负载。
四足机器人Spot
（三）美海军重视分布式自主能力开发，提升远程智能自主控制水平
1、美海军研发基于人工智能的电子战能力
2024年2月，美海军授予美国太平洋防务公司一份价值1740万美元合同，用于“战略和分布式自主网络-电子战通用传感器平台”项目。该项目将开发基于人工智能和机器学习的开放式系统电磁战赋能技术，交付智能化通用电子战传感器-执行器，提供分布式人工智能能力，如自主网络-电子战效果、分布式协同电子战、基于网页的任务规划智能用户界面、指挥控制及态势感知等，以满足未来网络战和战术边缘电子战的要求。此外，还将为小型无人机开发基于指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视和侦察（C5ISR）/电子战模块化开放套件标准（CMOSS）的海上电磁战系统传感器。根据合同，太平洋防务公司将在2026年3月前，在加州埃尔塞贡多完成相关工作。
太平洋防务公司研制兼容CMOSS标准的作战车辆
该公司将演示可以支持传感器到边缘用户能力的算法和软件，这些先进算法和软件可重新配置分布式战场传感器，使部署在战术边缘的设备能够提供多功能效果。边缘设备将由传感器开放系统架构（SOSA）硬件和软件构建而成，以提供真正的开放架构优势，包括快速且经济高效地集成新硬件和软件的能力。这项工作还将证明美国海军研究办公室在多功能边缘节点的泛在边缘分布式软件架构。这种模块化设计能够创建安全的电子战软件无线电多功能操作环境，这将加快未来能力部署。
2、美海军将在无人靶机上集成AI飞行员功能
2024年8月，美国海军宣布授予Shield AI公司一份为期5年的合同，将该公司Hivemind人工智能（AI）飞行员功能集成到海军BQM-177A亚音速空中无人靶机上。根据合同，Shield AI公司将在2025年底交付原型测试台并进行技术演示。这项工作由海军打击计划和执行（PMA-281）和空中目标（PMA-208）项目管理办公室牵头。
BQM-177A由Kratos公司制造，通过复制现代亚音速反舰巡航导弹威胁来支持海军的训练。该平台可携带各种内部和外部有效载荷，以模拟不同的任务要求。与美军其他军种一样，海军也希望将自主飞行能力整合到其系统中，以便在未来与高科技对手的战斗中提供更多平台。一项关键工作是海军的协同作战飞机（CCA）计划，该计划旨在开发一种可以与有人驾驶飞机一起飞行的忠诚僚机无人机。空军和海军陆战队也在进行自己的CCA工作。这三个军种正在合作，以确保未来的CCA无人机具有互操作性，并已同意对平台组件进行标准化。尽管在BQM-177A上开展的工作无法直接与CCA计划联系起来，但Shield AI公司发言人表示，“将在测试期间首先展示针对多个先进对手的多智能体进攻性空对空战术和行为”。
BQM-177A将是Shield AI公司使用Hivemind集成的第7架飞机。与自动驾驶汽车中使用的技术类似，该软件能够在没有远程操作员或GPS坐标的情况下，实现与载人或其他无人平台协同自主飞行。
BQM-177A亚音速空中无人靶机
（三）美空军强调空中平台自主协同，加强认知电子战技术研发
1、美空军首次部署机器狗以加强其战备态势
2024年3月，美空军在佛罗里达州麦克迪尔空军基地举行的首次同步核战备训练（SNORT）中部署了机器狗。该机器狗由波士顿动力公司开发，安装了Asylon公司的部分硬件和软件，配备一套传感器，以半自主模式运行，能够判别周围环境和避开障碍物，独立进行巡逻。经实际演示，机器狗能够有效巡逻和监控指定区域，可在核战备行动中提供重要的实时监视和侦察能力。机器狗参与防御行动，标志着美空军在利用技术提高安全水平、降低风险方面迈出了重要一步。
2、美空军推进认知电子战技术研发
2024年4月，该研究所正在为美空军开发可实时准确探测和应对未知敌方雷达威胁的认知电子战（EW）算法，以提高美空军认知电子战能力并保护机组人员。此份合同价值640万美元。
传统的电子战流程包括在飞入某个区域之前收集情报。飞机操作员预先知道他们可能会遇到哪些对手，这些信息已经预先加载到飞机的电子战系统中。该系统在检测到威胁时会向飞行员发出警报，并自动保护飞机。虽然这种方法在跟踪已知威胁信号方面很有效，但该系统无法识别从未见过的威胁。认知电子战在此方面已被证明是一种更强大、更快速和更准确的工具，可保护作战人员并增强与盟友的能力。
为了开发这种自主电子战系统，SwRI工程师采用了一种两阶段方法。第一阶段是特征提取，使用人工智能和机器学习来提取威胁雷达信号的具体特征。这些数据在第二阶段用于对数百万个脉冲进行分组，重点是信号的致命性和脆弱性。SwRI的工程师们正在先进的平台上实现特征提取算法，包括神经形态处理硬件。神经形态计算系统使用脉冲神经网络来模拟人脑保留“记忆”的方式，从而使处理更快、更准确和更高效。
SwRI和美空军之间的合同于2023年10月1日开始，将持续到2025年3月。
3、美空军利用人工智能实施“集体敏捷”作战概念
2024年8月，美国空军参谋长大卫·阿尔文将军在英国伦敦皇家航空学会的讲话中指出，美空军需要利用“集体人工智能”技术发展能够快速适应新威胁环境的“集体敏捷”作战编队。“集体敏捷”这一作战概念需要通过编队协同、数据共享、人工智能和计算机自动化进行前线数据收集、分析和跨军种数据传输，最终实现有人无人平台在分布式作战环境下的协同作战。
“集体人工智能”概念指在各个系统内进行分析的同时，整合来自不同数据收集点的信息。通过网络化的多域AI基础设施，单一平台能够在毫秒内处理来自多个传感器的数据，从而迅速识别相关战斗目标。这种高效的数据处理和目标识别能力，将使得大规模编队能够实现阿尔文所设想的“集体敏捷”作战概念。“集体敏捷”作战概念不仅适用于作战计划，还涉及武器开发。要求从武器开发阶段就建立通用的数据标准，新平台在设计时就必须考虑快速、持续优化和升级能力，以适应快速变化的技术环境。
“集体敏捷”作战概念与美国防部JADC2多军种网络化计划和美海军的“幽灵舰队”计划相辅相成，这些计划的共同目标是在联合多域的战场中实现更快、更有效的数据处理和响应。
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