作者
北京海鹰科技情报研究所 庞娟 王立盟
2025年5月8日，美智库新美国安全中心发布报告《教训：确保国防部自主系统的互操作性》。该报告继其3月13日发布的报告《安全有效：推进美国防部对人工智能和自主系统的试验鉴定》（重点研究如何改进美国防部的人工智能系统试验鉴定流程），进一步探讨了在美军联合部队中建立以技术为基础的动态框架，以解决美军跨部门间自主系统互操作的问题。
假设作战场景，反映现实问题。
报告首先虚构了一个2035年作战场景。其中，面对同一目标，不同制造商的无人机做出了截然相反的判断，导致无法形成正确的行动方案。这个虚拟场景反映了美军自主系统发展中的现实问题：在复杂且高度动态的拒止作战环境中，当没有人类操作员监督或实时控制时，自主系统和人工智能系统组成的异构系统中自主系统的感知和决策可靠性不足。同时在决策方面，自主系统与其他人工智能系统（例如战斗管理软件）之间缺乏足够的互操作性，将会带来新的风险。即使系统之间保持主动通信（共享目标分类），也可能无法就行动方案达成一致。报告认为，随着美军“复制器计划”等项目加速自主系统的采购和部署，自主系统互操作性故障的可能性和成本也在增加。在大规模冲突爆发之前，现在就思考如何应对这些危险至关重要。
报告阐述了自主系统之间互操作性的两类冲突：不同自主平台间物理冲突风险、逻辑冲突风险。其中，物理冲突风险，如大规模无人系统编队作战中，这些无人系统依靠预设航路点和防撞措施来避免冲突，而非通过无人系统间的紧密协调来进行决策。而当前，管理物理冲突风险的尝试仅限于隔离（将平台部署在有限的范围内，限制其交互能力）和远程监控（通过人工监督保持平台间足够距离）等方式。
研究典型案例，提出新的框架。
报告的核心在于解决自主系统无法协同工作的问题。通过考察美军提高互操作性（或缺乏互操作性）的案例，报告定义了一个新的框架，即“系统互操作性连续体”框架，用于捕捉系统互操作性需求。该框架将现有的互操作性概念分为技术互操作性、兼容性、协同三类，可应用于传统的有人系统和新兴的自主系统。
案例一。技术互操作性：隐身战机通信问题与“全球信息优势”实验
即使实现最基本的技术互操作性（即不同系统互通），对于联合部队来说依然困难，尤其是新旧系统之间。以F-22和F-35隐身战斗机为例，由于F-22战机配备的机间数据链（IFDL）与F-35战机配备的多功能高级数据链（MADL），在工作频率、波形等方面存在差异，无法进行数据互通及协同作战，仅实现两者的安全通信就耗费了美空军大量时间和成本。最终依靠RQ-4“全球鹰”无人机等平台充当中继站，利用软件定义无线电技术，突破了“专用通信网络”限制。随着软件定义、计算机技术快速发展，技术互操作性的实现将更为容易，美国防部首席数字与人工智能办公室在“全球信息优势实验”中已完成“联盟联合全域指挥控制”（CJADC2）最低可行能力的测试和评估，促进了跨平台的数据传输。但对于人工智能驱动的自主系统，仅实现系统间“对话”还远远不够，还需解决复杂决策与冲突规则设定等问题。
案例二。兼容性：机载防撞系统（ACAS X）
为缓解空域冲突，美国联邦航空局强制要求民航客机安装机载防撞系统，并制定了相关标准，各飞机厂商可依据标准自行开发防撞系统，以确保不同系统可兼容，且能在同样场景中给出一致的应对策略，避免因指令冲突造成空中相撞事故。类似情况显然也适用军用飞机。据报告统计，F-16战机在近几十年内因碰撞事故造成的损失占所有非发动机失效相关事故的74%。为降低战斗机空空以及空地碰撞事件概率，美军相继开发自动地面防撞系统（Auto-GCAS）、自动空中防撞系统（Auto-ACAS）等，并在战斗机上成功应用（如F-16、F-35），大幅提升其安全性。但要应对不同平台之间的兼容和供应链风险，应制定统一标准，而不是为每种机型单独开发。通过遵循相同标准，可避免对单一供应商的依赖，实现所有平台互通、安全运行，尤其是对于实现未来多种智能装备协作至关重要。
案例三。协同：美海军“协同作战能力”（CEC）系统
“协同作战能力”系统是美海军在原“指挥、控制、通信和情报”（C3I）系统基础上，为加强海上防空作战能力而研制的作战指挥控制通信系统。通过加装数据处理和传输设备，使得航母战斗群中的每艘舰艇都可及时掌握战场态势和目标动向，对来袭的空中目标，可以由处于最佳位置的军舰发射武器进行拦截，实现作战信息共享，统一协调战斗行动。该系统易操作，可与现有防空系统集成，极大提升美军防空协同作战效率。但由于其算力需求高、不支持异构平台整合等局限，并不适用“低成本、可消耗、大规模”的新型作战平台。
报告认为，美军对于现有系统，可根据实际需求采用适配的互操作性水平，如F-35和F-22战机，实现技术互操作性已足以支持飞行员执行作战任务。但对于新系统，要将互操作性问题前置到系统开发早期，并优先考虑实现兼容性和协同能力。
最后，报告基于这些案例研究以及对美国防部内部和外部自主系统相关工作的回顾，从系统开发、行为标准、试验鉴定政策、建模仿真工具等方面，为美国防部解决这些互操作问题提出了建议，如下：
1.美各军种应设立或授权专责领导层，确保人工智能和自主系统的开发具备互操作性。鉴于作战概念要求系统能够在共享环境中运行，领导层应努力避免开发工作各自为政，并强调加强项目间协作。
2.美国防部应探索制定系统互操作性标准，使其与操作员培训、“战术、技术和规程”（TTP）的标准化程度相匹配。现有技术标准主要考虑接口（机器如何通信）等要素，而自主系统则需建立行为标准，以便相互协调。这些标准超越了基础通信协议，应考虑系统在共享环境中如何交互，例如自动消除机动和火力冲突。
3.试验部门统筹制定和实施试验鉴定政策，从而确保自主系统之间的兼容性。各军种应在系统开发早期阶段考虑互操作性问题，推动作战概念到相关程序的有效衔接，而对于系统整个过程中的互操作性验证，则应由试验鉴定部门全面负责。
4.试验鉴定领域应采用通用建模与仿真工具来增强互操作性，并进行现场测试和实验。虽然标准的制定可为互操作性提供明确路径，但在缺乏统一组织的情况下，共享建模与仿真资源，将有效促进兼容系统的构建。
此次发布的报告，其研究涵盖人工智能和自主系统的整个寿命周期，包括研究和系统开发（涉及设计和构建这些系统的技术要素）以及试验鉴定（涉及虚拟和实时测试的实践和政策要素）等。报告作者曾担任美国防部联合参谋部的技术和国家安全研究员，任职期间评估了新兴技术对未来联合部队的影响。
美军大力推进人工智能与自主系统发展，试验鉴定是其中重要环节。美军近年来积极探讨建立人工智能与自主系统试验鉴定框架、发布作战试验鉴定指南和研制试验鉴定指南等，逐步建立人工智能与自主系统等新兴系统试验鉴定的管理规范，循序推进相关试验鉴定工作，促进新兴装备快速部署和适应作战需求。其中，美国防部国防科学委员会、首席数字与人工智能办公室，以及新美国安全中心、兰德公司等智库机构在推进人工智能与自主系统等新兴系统试验鉴定方面发挥了积极作用。
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