今日荐文的作者为中国电子科学研究院专家郝英好。本篇节选自论文《人工智能对战斗力生成机制的影响及其启示》,发表于《中国电子科学研究院学报》第13卷第6期。

摘 要随着人工智能技术的发展,人工智能装备越来越普遍,并从力量编成、装备体系、指挥决策、后勤保障、军事训练等方面深刻影响战斗力的生成机制。这种影响体现在未来战争中,表现为战争模式的改变。为此,我们应该顺应发展趋势,加强理论创新、人才培养,探讨新的军队战斗力转化机制、发展路径。

关键词: 人工智能,战斗力,机制,武器装备

引 言

当前和未来的作战任务中,战争机理正在随着技术突破发生深刻变化。首先,信息大爆炸,侦察视频、作战数据等以指数级增长,单靠人员分析处理数据已经变得极为困难。其次,战争环境更加复杂化,网络空间和电磁频谱成为新的战场空间,网络炸弹、电磁武器、激光武器等的攻击蔓延速度和复杂性都远超人脑的承载能力。而人工智能技术在军事上的应用将是最可能解决未来战争中人类所面临困境的方案,它将改变战斗力生成机制,颠覆现有战争模式。

1 人工智能技术对战斗力生成机制的影响

军事与科技的关系向来紧密,人工智能技术也不例外。随着人工智能技术的发展,人工智能在军事领域的应用将不可避免。目前,无人机、无人潜航器、无人舰船、战场机器人等装备已经投入使用。在武器投放、目标指示、目标服务/检验、心理战/信息战、压制敌方防空力量、情报监视与侦察、攻击/时敏目标打击、部队防护、反潜战、水面战、扫雷、空战、电子战、海洋数字地图绘制、通信导航网络节点、SAR对抗、大规模杀伤/化学/生物武器、海上基地、海上封锁行动、爆炸武器处理/简易爆炸装置摧毁等方面发挥重要的作用。

目前的人工智能主要基于神经网络的机器深度学习、高性能计算和大数据技术等领域,尚属弱人工智能,但已经在军事领域产生了重要的影响。未来,如果强人工智能技术成熟,并运用到军事领域,将对战争产生颠覆性的影响,改变战争运行机理,催生新的战争样式,促使战斗力的形成机制产生重大变革,在力量编成、装备体系、指挥决策、后勤保障、军事训练等方面产生重大变化,并形成新的战争理论。

1.1 力量编成

1.1.1 军队数量不再是主要决定因素

历史和现实都告诉我们,一支军队,如果在规模结构和力量编成上落后于时代,落后于战争形态和作战方式发展,就可能丧失战略和战争主动权。随着高技术的不断应用,军队的规模结构和力量编成将发生重大变化。未来战场,智能化装备将成为重要的赋能手段,使得单兵作战能力成百上千倍的提升。体系支撑下的“质量优势”使得衡量军队战斗力的标准不再是规模和数量,推动军队的规模结构和力量编成发生新的变化,科技分量越来越大,网络化、智能化、专业化、体系化特征越来越突出。并能够根据高科技战争的特点,随时调整作战力量编成。

1.1.2 军队的人才结构发生变化

低技术的军官和士兵将大幅度减少,具备信息、网络、人工智能、系统工程等专业技术的技术兵将面临巨大缺口。这要求我们从现在开始,改变军队的招募和培养计划,为未来的人工智能战争储备人才。减少普通士兵的招募,加强技术人才的招募和培养。高技术人才可以终身为军第服务。大胆起用一批具有前瞻眼光、改革精神,洞悉军事技术发展和战争形态演进规律的治军“帅才”。

1.1.3 机器人等智能装备可能按照军队模式列入编队

可以预见,随着人工智能技术的成熟,机器人可以在体系网络控制下进行自主思考,机器人可能像士兵一样列入军队编队中,成为机器人战斗小组,人类士兵将被改造强化为“赛博格”。这种趋势使得传统意义上的“人”与“装备”的界限日益模糊,装备研发保障和武装力量编程的关联也日益紧密。

1.2 武器装备体系发生重大变化

未来战争,决定战场优势的也不再仅仅是具体兵器在传统意义上的先进性,而是海陆空天一体化的系统完备性。这是当代战争一个质的飞跃。

1.2.1 装备研发成体系、更敏捷

智能战争时代,由于网络空间和电磁频谱空间作战的出现,装备类型发生巨大变化,智能武器装备的更新换代加快。传统的装备研制方法周期过长,成本过高,无法满足国防建设的需要。“体系集成技术与实验”方法将成为必然趋势,采用开放体系架构,易于集成多种平台和信息反馈,实现作战最优化。能够快速、低成本的验证新系统并集成到开放架构中。在开发新的技术的同时实现快速集成,不需要对现有的功能、系统或系统进行重新设计。加快武器装备的开发速度。

1.2.2 装备采购从武器向系统转变

目前的装备采购多是战斗机、军舰、导弹等武器的采购,未来将以功能性为目标,进行系统和平台的一揽子采购。例如,无人机群作战将使用系统控制无人机群,这些装备的系统功能更受关注。

1.2.3 装备成本摊薄,价格成为制胜因素

降低军事行动成本,智能化装备具有巨大成本优势,例如美国正在测试的第一艘智能化无人反潜舰艇,造价仅为2000万美元,每天维护费仅1.5到2万美元,而最新的“朱姆沃尔特”级驱逐舰造价达25亿美元,每天开销数十万美元。未来战争中,如果一方发射100元的无人机,对手需要用100万元的导弹打击,那么对方的战争进程将是很难维系的,胜利的天平终将青睐战争成本更加低廉的一方。

1.2.4 软件与算法地位凸显

软件与算法将比以往更受重视。美国国防部提出“战争算法”,希望通过编写算法,利用人工智能技术对海量数据进行分析,帮助它的设计人员具备比对手更快的反应能力,改变作战样式,赢得战争,甚至于阻止敌人发动任何攻击。未来的作战力量已经不能单纯的看机群、舰队数量,而更要看装备的智能化水平。这关系到作战时能否充分利用作战体系的信息资源,更快、更准确的作出响应。

软打击武器将列入采购项。随着赛博作战等的发展,赛博攻击武器也将成为武器采购项。未来,随着意识战、思想控制战争的发展,以读取和控制人的思想意识的武器装备,或者用于改变人的脑部活动的电磁武器等都将出现。

1.3 指挥决策智能化

当前,各种信息化武器在实际应用中产生海量数据,为指挥决策提供依据,但同时信息量的增加使数据分析变得耗时耗力;随着多维战场空间融为一体,时间敏感目标不断增多,战争进入发现即摧毁的“秒杀”时代,而人工智能武器的出现使得交战各方的博弈更加复杂,单靠指挥人员根据各种数据作出决策,发布指令已经无法跟上战争的变化速度,指挥决策的时间成为了作战效率中关键点。这需要对指挥系统进行变革,改变指挥决策工作模式,建立联合作战的智能指挥决策体系。

1.3.1 决策过程更加科学

战争决策既是一种艺术、也是一门科学。它是作战体系的中枢神经,是战争制胜规则的核心部分,智能决策可以通过数据挖掘、智能识别、辅助决策等手段,对海量信息进行去粗取精、去伪存真,减少主观误判干扰,确保指挥员客观判断形势,下定正确决心,通过提升指挥决策的正确性,大大提升作战效率和胜出几率。

1.3.2 目标管理主导战争

由于人工智能武器在处理信息和快速反应方面的优势,未来作战中,指挥官更多的是制定方案,确定目标,而具体实现路径、甚至具体过程都可以由人工智能武器自己选择。由智能武器自主判断,不但有利于缩短决策耗时,也有利于根据战场态势迅速变化策略。这显然已不再是简单的决策权下放,而是信息化、智能化的作战环境,在推动未来战争的决策模式持续优化。例如,美国国防部高级研究计划局(DARPA)设计的自导子弹已经成功试用完毕,这是一种能够跟踪和击杀一个移动目标,并使用传感器和摄像机引导自己向目标前进的智能弹。

1.3.3 关键节点人工干预

未来战争,人类的主要价值将主要体现在关键节点的决策上,人不但不会退出“观察-判断-决策-行动”循环,反而是在“人在回路”的战争巨系统中居于核心地位。人类拥有对人工智能技术的否决权,并拥有最终的军事决策权。因此,如何利用人工智能的高效率,又提高人在决策环中的价值是要深入研究的重大课题。

1.4 后勤保障

1.4.1 后勤保障的智能化、精准化

随着人工智能技术的应用,可以对作战任务所需的装备和物资进行优化配置,以最佳的组合方式满足作战需求,实现战胜对手的目标。而在实际的战场对抗中,可能同时存在多项任务,智能技术可以在目标、攻击平台、任务项之间进行合理配置,完成作战任务。而智能装备可以根据任务需求改变自己的角色。在日常维护中,智能装备可以对自身的健康状况进行监测并上报给用户。以便在最佳的时间对装备进行保养和维修。

1.4.2 作战体系和平台的保障

体系是由多个系统组成的,这些系统内部和系统之间均存在联系。体系作战时代,战斗力不是单个装备决定的,而是整体的作战能力。这不仅体现在装备自身的协同能力,作战网络的联通性,还体现在指挥体系的效率和有效性。

为了实现体系的高效运转,未来采用人工智能技术不可避免。但这也给后勤保障带来新的难题。因为,自主系统能以不可思议的飞快速度做出决定,这个速度比人类在没有机器的帮助下监视、制止自主系统时的速度要快得多。由于自主系统的速度很快,因此意外的交互和误差会很快失去控制,造成体系崩溃。

而新时代的后勤保障就要保障作战体系的正常运行,防止系统崩溃,或者被敌方控制,造成重大损失。例如,美军第三次抵消战略中采用的分布式打击,就是防止体系受到攻击而崩溃的一项选择。

1.4.3 数据保障

后勤保障的另一个重点是数据的采集、利用。数据被称为信息时代的战略资源,人工智能的出现,为人类深度挖掘数据信息的智慧资源提供了方法手段,但前提是要有数据。在未来战争中,数据就像是油,它是财富,同时也是燃料。部队要像储备石油一样储备数据,建设云平台,它可以用于培训和训练自主系统。在战争之前,使用数据收集软件和设定各方面警报的传感器收集数据;在战争初期,派出无人装备进行侦察,进一步收集敌方的装备信息,然后让人工智能装备的学习系统进行自我学习和训练,直到比敌方的系统更为强大。至此,战争的胜负在开火之前已经确定。

1.4.4 资源环境愈发重要

战争或应急情况下,资源需求的突发性峰值成为保障的最大挑战。智能化的资源调度和保障体系,应当能够最大限度的挖掘资源潜力,实现最短时间和最优路径的保障策略,以“百川汇流”的智能化运筹调度,发挥资源的最大效率。

另一方面,人工智能装备要想发挥战斗力,需要基于真实的侦察、作战数据,需要对各军种作战能力、各装备功能、物资资源了如指掌。这就对军队的信息化、网络化环境建设提出了很高要求。在“信息—网络”的流动关联下,火力、机动力和信息力必须融合,作战人员、武器装备和后勤保障必须汇聚。而智能化的更好应用会增强信息化、网络化的发展预期。从这个意义上说,信息化和网络化的环境建设与对于智能化战争具有重要的基础保障作用。

1.5 军事训练发生改变

1.5.1 装备具备终身学习能力,战斗力的形成永不停歇

以往装备的战斗力在武器完成交付时就已经形成。而人工智能武器的战斗力形成却是永不止步的。作战训练将贯穿装备的整个研制与使用周期。在实验室阶段,人工智能装备就需要结合使用者的技术层级、身体素质、使用习惯等不断磨合。在投入作战使用后,根据战争实际情况,根据作战数据的积累和在执行任务、实际作战中不断调整,装备战斗力在全寿命周期中不断提升。

1.5.2 装备之间互相学习

人工智能时代的军事训练由于有了自主学习系统而变得不一样。学习系统可以使装备能够互相学习,能力呈指数形式增长。例如,美军将训练具备高度网络化能力的无人机和导弹进行战争,这些无人机和导弹将彼此联系,相互学习,进而实现目标并形成新的防御策略。战场上的每台机器与人类以及深入学习程序之间相互沟通,彼此促进,使作战能力快速提高。

1.5.3 平战一体人机“共生”

未来战争,是平战一体、常态备战的战争,智能技术的强大预见能力,一方面依赖于装备在平时不断学习和数据积累,依赖于在战时迅速升级、及时应对各种变化。另一方面也来源于人类指挥员和战斗员,在平时的不间断备战,将战时遂行任务变成了平时备战的“复盘”。人机共融的智能武装力量,将使平时的“料敌未动”与战时的“运筹帷幄”成为一体之两翼、驱动之双轮,而居于期间推动战争不断演进的,正是智能技术及其应用。

2 人工智能改变作战模式

随着人工智能技术的应用,不但使现有的作战模式发生改变,还使战争空间得到拓展,产生新的作战域,例如赛博域、基因域、脑域。战争意图也从以“生理消灭”为主转变为“控制意识”。

2.1 机器人编队作战

人与装备的相互作用正在发生变化。冷兵器与机械化战争时期,人操作和使用武器装备进行作战。信息化时代,人与武器实现物理空间上的脱离,人可以遥控无人机、导弹、机器人进行作战,而不必亲临战争。未来的智能化时代,武器装备具备一定的自主能力,人越来越像指挥官,装备变成了听命于人的士兵。人与装备的关系从使用、到控制再到指挥,不断演进。随着未来机器人编队的投入,未来指挥官可以指挥机器人军团进行集团作战。机器人根据战场形势,变换阵型,更换作战路径,实现指挥官的作战意图。

2.2 智能情报战

人工智能技术可以帮助人类进行海量数据的快速处理和分析,用于情报搜集和分析处理。利用机器学习,计算机辅助情报分析将很快能够提供非凡的能力,例如每天拍照及分析整个地球表面。在2015年的“ImageNet”挑战赛中,由微软和谷歌开发的图像识别系统打败了人类竞争对手。

但同时,人工智能技术还能生成数据,包括自动生成照片、视频和文本。将来,甚至业余爱好者都有可能生成大规模的逼真高清晰度视频、音频和文件类伪造品。信息生态系统可能被这些伪造品占领。这便带来情报与伪情报并存的混乱局面,情报战将更加复杂化。伪情报生成与鉴别成为未来情报战的关键。

2.3 智能赛博战

赛博攻击的威力巨大,但赛博防御却异常困难。信息化和联网程度高的国家反而更易受到攻击。谁能解决赛博系统防御问题,谁将在赛博战中立于不败之地。用于赛博防御的人工智能技术通过智能自动操作可增强弱点探测能力和系统监测能力,量子通信也可能与人工智能技术结合,建成具有弹性的赛博系统,这些都有可能成为赛博防御的解决方案。

而另一方面,数字系统和实体系统相结合,将增加用赛博武器杀人的可能性。自主驾驶汽车可能被黑客攻击而在公路上撞毁。人工智能让攻击者有可能甚至很容易实施大规模袭击。将机器学习引入军事系统中会形成新型漏洞和以及以机器学习系统的训练数据为目标的新型赛博攻击。例如,由于机器学习系统依靠高质量数据集来训练其算法,因此将所谓的“中毒”数据注入那些训练集中可能会导致人工智能系统的运行脱离我们的预期目标。

2.4 意念战

人工智能技术有助于脑控与控脑武器的研制,颠覆作战模式。脑控武器能让士兵远程意念控制机器人等先进武器系统,实现人与武器装备的高度融合。DARPA已实现意念控制F-35飞行模拟器。

  • 2014年,浙江大学的科学家们宣布,他们在动物研究成果基础上,首次在我国实现了用人脑意念控制机械手完成较为复杂的肢体运动。而意念战则可能通过控脑武器影响敌方的意识,控制其行为,让对方听命于我。例如,俄罗斯研发的脑控武器运用低频电磁波影响人脑细胞,传输心理暗示、控制目标行为,甚至驱使其自杀。

  • 2014年9月,西班牙、法国、美国科学家联合开展实验,利用脑电波和仪器设备实现“人际交流”,成功将两个单词从一位印度志愿者脑中传送到8000千米外的法国实验人员脑中,这是人类首次“几乎直接”地通过大脑收发信息。未来,如果这项技术成熟,很可能通过控制关键指挥官的意识实现作战意图。

2.5 智能速度战

未来,智能化武器只能被智能化武器或者更智能化武器打败。例如,网络空间的大多数行动者都将别无选择,唯有实现相当高的自主水平,否则会面临被具备“机器速度”的对手打败的危险,这就好比长矛对机枪,智能化的军队将碾压非智能化的军队,这将迫使各国走向智能化军队竞赛。而智能化武器的应对速度使战争博弈激烈化,智能闪电战模式将出现。

2.6 集群作战

人工智能技术将使无人机、机器人等智能装备建立组织模式,相互配合,进行集群作战。人工智能集群作战以作战任务为中心,通过信息网络进行交互,以最优化路径执行任务,在作战过程中,自主进行任务分解和调配,可以快速实现力量组建,完成任务后返回待命执行下一次任务。

3 启示与建议

3.1 加强原始创新与应用转化

目前的人工智能尚处于以应用促发展的阶段,还未能在科学原理上实现突破。但是,谁先突破,实现强人工智能,谁将占领先机,影响深远。为此,应该加强科学理论研究的投入,把人工智能、生物科学、量子技术等结合起来,加强原始科学创新。加强原始创新的应用转化,引导科技向军事应用发展。加强军民融合机制,降低前期科学研究阶段的参与门槛。要强化开放共享观念,坚决打破封闭垄断。

3.2 创建与人工智能相符的战争理论

战争理论,是关于战争问题的系统化的理性认识和知识体系。科学的战争理论,是战争规律和战争指导规律的正确反映,是战争准备与实施的指南。战争规律不是一成不变的,是随着生产力的发展而改变的。而人工智能技术将促进生产力的发展,从而促进新的战争理论形成。例如,在消灭敌人有生力量方面,西方战争理论家克劳塞维茨认为“消灭敌人军队是一切军事行动的基础,是一切行动最基本的支柱”。美国空军上校约翰•沃登针在其提出的“五环目标理论”中则将“打击敌人的领导层”,瘫痪敌人的系统作为“永远的战略目标”。未来战争,机器人走向战场,又如何歼灭有生力量、打击敌方领导中枢,瘫痪敌方作战体系,这些都需要加强理论创新,创建与人工智能相符的战争理论。

3.3 大力培养技术型军事人才

随着智能武器等高科技装备的大量使用,作战样式的智能化演变,对参与军事行动的人员知识水平要求将会不断提高。知识水平较低的人员将无法适应未来战争环境,有勇无谋的“力量”型人员需求将越来越少,具备信息、网络、人工智能、系统工程等专业技术的“技能型”战斗员和指挥员将成为骨干力量。

3.4 加强信息化、网络化与智能化协同发展

人工智能装备要想发挥战斗力,需要基于真实的侦察、作战数据,需要对各军种作战能力、各装备功能、物资资源了如指掌。而这要求军队的信息化、网络化达到一定的水平。这样,平台与平台之间的信息交互才能成为可能,战场传感器、指挥中心与火力打击单元构成一个有机整体。在“信息—网络”的流动关联下,火力、机动力和信息力融了起来,作战人员、武器装备和后勤保障聚了起来,人工智能才能发挥其自主分析功能,更准确的作出判断,为指挥官提供更好的决策辅助。而智能化的更好应用会增强信息化、网络化的发展预期。从这个意义上说,信息化、网络化与智能化相互促进发展才能更好的提高军队的战斗力水平。

(参考文献略)

 

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