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人工智慧是引領新一輪科技革命和產業變革的戰略性技術,具有溢位帶動性很強的“頭雁”效應,加快發展新一代人工智慧是奪取全球科技競爭主動權的重要戰略抓手。人類歷次科技革命和產業變革,都對軍事領域產生了顛覆性影響,甚至改變戰爭形態。當前,世界軍事強國紛紛加大人工智慧軍事應用的投入力度,致力於打造具有常識、情景感知和效能更高的軍事系統,搶佔未來軍事競爭的制高點。

人工智慧軍事應用發展的趨勢

從軍事變革史看,科學技術在歷次變革中發揮著源頭促發性、基礎支撐性作用,誰具有技術變革的敏感性並首先實現技術上的突破,誰就能掌握新的戰爭規則、控制打贏未來戰爭的制高點。人工智慧技術在軍事領域的廣泛應用,正在成為繼機械化、資訊化之後推動新一輪軍事變革的強大動力,戰爭時空條件、戰爭主體、戰爭手段、戰爭方式方法發生深刻改變,催生新的作戰手段和作戰思想,決定戰爭勝敗的規律突出體現在“制智權”的爭奪上,戰爭形態組織逐步向感測器為中心、資料為中心、認知/行動為中心轉變。戰時,敵我雙方將首先圍繞“感知—理解—推理—判斷”等環節激烈對抗,爭奪支撐作戰體系高效運轉的人機混合智慧的“思考”速度和質量優勢。

智慧化戰爭的本質特徵在於戰場態勢感知智慧化、資料傳輸智慧化、指揮決策智慧化、作戰行動智慧化,整個作戰行動過程都由人工智慧技術進行主導,其作戰速度和質量與傳統戰爭形態相比,有了巨大的質變與飛躍。在奪取戰場控制權上,將由奪取制資訊權和資訊優勢為主,向奪取制認知權和智慧優勢為主轉變;在對抗重心上,將由注重物理域、資訊域對抗向更加註重認知域對抗轉變。以人的認知思維為作戰目標,運用心智導控手段,透過對敵認知體系施加影響,實時分析敵方行為特徵和作戰決心,或者直接將己方意識以腦電編碼形式“注入”敵方首腦,從而控制對方首腦的思維意識,最終奪取戰場上的“制智權”。喪失“制智權”,就會因為人機協同失調、自主決策失靈、作戰體系認知速度和效能落後,導致整體作戰效能大幅降低。

人工智慧將幫助指揮員快速決策

“制智權”將成為未來戰爭新的戰略制高點,同時又是改變未來戰爭規則的驅動力,可變“毀敵”“癱敵”為“控敵”,實現整體作戰效能的最大化。在爭奪“制智權”的過程中,關鍵是要推進“腦機融合”,把指揮決策、總體規劃等謀略性強的工作交由人腦來處理,而把大量的精確、高速的資料資訊記憶、計算和管理任務交給機器來處理,充分發揮腦機兩者優勢、彌補短板。智慧化的武器裝備和作戰體系不僅能夠被動、機械地執行人的指令,而且能夠自主、能動地執行特定的作戰任務,戰場行動的許多環節和諸多業務都可以透過機器運算代替人“決策”,智慧化、自主化成份越來越高,實質是拓展了作戰中人的“認知域”,而且與人相比,具有速度快、精度高、抗疲勞等顯著優勢。

智慧化條件下的戰爭對抗,作戰雙方將充分運用人工智慧強大的學習能力、超越人類體能的持久能力、超精確快速打擊能力、超長潛伏隱身能力等特點,創造出新的戰法訓法。智慧化作戰運用“資料+演算法”,實現作戰行動的高度自主化,同時加上機器的高速計算能力,可以在作戰對抗中透過更多環節的智慧自主處理,得出科學的作戰指揮決策方案,提升作戰體系的反應速度,進而高效調控相應的作戰行動,在戰場上獲取相對優勢。戰場各個空間和場域在人工智慧、泛在網路技術的支撐下,構成覆蓋戰場每個角落的智慧化作戰環境,將陸、海、空、天等戰場空間緊密耦合起來,形成多層聯動、整體呼應的“大空間”作戰體系,有力支撐各個“點戰場”作戰行動。人工智慧在戰場上的應用水平,將成為大國之間軍事實力比拼的重要標誌,圍繞戰場智慧話語權的爭奪將日益激烈。

人工智慧軍事應用發展的前景

隨著人工智慧向軍事領域的全要素滲透、與作戰行動的全過程融合,必將引發武器裝備、指揮系統、作戰力量等方面的顛覆性變革,軍事領域的智慧化競爭已悄悄拉開了帷幕。目前人工智慧的軍事應用,主要是情報監視和偵察、後勤保障、網路空間行動、資訊操縱和深度偽造、作戰指揮控制、自動駕駛車輛以及致命自主武器系統等方面。

武器裝備加速向智慧化、自主化方向發展。智慧武器裝備具有一定的思維、感知以及分析和判斷能力,能模仿人並代替人到戰場上去衝鋒陷陣,能自動尋找、自動規避、自主鎖定攻擊目標,大幅增強武器裝備的生存力、突防力和毀傷力。智慧化的軟硬體讓傳統武器裝備“長眼睛”“有耳朵”“會判斷”“能自主”,在廣域戰場感知網路支撐下具備“有限主觀能動性”,表現出一定的“會思考、能辨析、自適應”能力,能夠自動尋找、自動規避、自主鎖定攻擊目標,大幅增強武器裝備的戰時生存力、突防力和毀傷力。具備指揮高效化、打擊精確化、操作自動化和行為智慧化的武器裝備,將在未來戰場上貢獻獨特的“機器智慧與力量”以組成武器系統的各功能單元,圍繞“偵、控、打、評、保”各個環節,隨遇接入雲端,隨需發揮效能,按照統一的目標、標準、規則和介面,連結為一個統一的有機整體。每件智慧武器裝備都是一個作戰單元,以單一個體或者作戰叢集形式廣泛存在和非線性部署,實現聯合作戰指揮中心的作戰意圖。

無人作戰系統將成為未來戰場的主要作戰力量。空中的“蜂群”、水中的“魚群”、陸上的“狼群”等無人作戰叢集將大量湧現,新質無人作戰力量將成為軍隊戰鬥力新的增長點。太空、網路、電磁和智慧彈藥等新質無人作戰力量將直接參與戰爭,無人機編組、戰場機器人士兵編組以及無人與有人作戰單元的協同編組走向戰場應用,各類“混搭式”新型作戰力量不斷出現。無人機、無人戰車、無人艦艇、無人潛航器、戰鬥機器人和智慧化士兵裝備等,將成為未來智慧化戰爭的主角,無人化叢集力量將成為戰場力量編成發展的新方向,無人與有人、無人與無人間的協同作戰將成為重要形式,人與機器的“共生混合”和機器之間“自主適應”將成為未來戰場力量編組的新形態,自主實施“分散式”“蜂群式”協同作戰。用於資訊支援、指揮控制、效果評估、後勤保障的“雲端大腦”“數字參謀”“虛擬倉儲”等新型作戰力量,將在未來戰爭中發揮越來越重要的作用。

人工智慧具有強大的資料處理能力,可以縮短OODA環時間

人機協同作戰將成為未來戰爭新的作戰形式。伴隨智慧化、無人化裝備的大量應用,將給攻防作戰樣式以及作戰力量運用方式、運用流程、方法、規則、策略等帶來革命性變化,未來將可能出現侵入式獨狼作戰、有人-無人協同體系破擊戰、無人系統編隊獨立作戰、母艦蜂群叢集作戰等全新的作戰方式。人工智慧使武器裝備在戰場上的地位從從屬關係上升為“人類夥伴”,人機高度融合,人的優勢與智慧機器的深度融合優勢互補,虛擬空間與現實空間平行一體、有人系統與無人系統協同作戰。在未來戰場上,人與機器優勢互補、雙向互動、協同作戰、共同生存,作戰雙方將充分運用人工智慧強大的學習能力、超越人類體能的持久能力、超精確快速打擊能力、超長潛伏隱身能力等特點,創造出人機協同的戰法訓法。

智慧化指揮控制將成為打贏未來戰爭的關鍵。在未來戰場中,指揮員面對的將是海量的、瞬息萬變的戰場資料和資訊,人腦已經無法快速容納和高效處理。只有充分發揮人腦創造性、靈活性、主動性的優勢,以及機器速度快、精度高、不會疲勞的特長,實施人機協同、人機互動,才能確保作戰指揮決策的優勢。利用人工智慧技術快速生成輔助決策資訊,構建資料自主分析能力,最佳化指揮資訊系統,有效提升資料處理挖掘效率,以“人在迴路”或“人機協同”等形式有效縮短觀察-判斷-決策-行動(OODA)環的時間,極大提升情況研判、趨勢預測、任務規劃、方案評估、計劃生成、行動管控等能力。智慧指揮決策系統利用所獲取的戰場態勢資料,對各種情報資訊進行自主分析,實時自主決策,自主生成或調整作戰方案,並透過資訊傳輸網路指揮控制相應的作戰單元完成作戰任務,確保作戰單元、武器裝備形成高效統一的整體,協同有序行動。

戰爭力量編成將向聯合叢集化發展。未來的智慧化軍隊將擁有無數個作戰單元,並把這些智慧作戰單元進行差異化“機機編組”“人機編組”,能夠根據不同作戰需要,執行陸、海、空、天、電、網等多維空間的作戰任務,真正實現作戰單元自主適應、彈性編組,各個作戰平臺、作戰要素能夠自適應協同,可一致進行機動突擊與防禦作戰。在進攻作戰中,能夠高度自主協調地從多個方向連續或同時對預定目標實施攻擊,在誘騙、干擾、電子攻擊等軟殺傷行動中自動協調最佳攻擊時機;在防禦作戰中,運用自主互動叢集技術建立多層次防禦網,動態實施外圍警戒,對威脅目標進行靈活打擊,保護重要目標安全。利用叢集戰法,精確選擇打擊目標,實施快速機動、多維攻擊,融合相關作戰要素,打通“偵察-控制-打擊-評估”的鏈條,形成敏捷、高效、精確的新型作戰力量體系,透過資訊實時互動、動態自主組合、叢集協同突防等方式,完成高效、精確和飽和攻擊。

機械外骨骼可提高士兵的體力,配合生物晶片可提升士兵綜合作戰能力

奪取戰場控制權的關鍵是在演算法對抗上取得優勢。不論是在戰爭準備還是戰爭實施階段,不論是在戰略還是在戰役、戰術層次,高度智慧自主、擁有演算法優勢的一方能夠先敵發現、先敵決策、先敵打擊、先敵摧毀,從而牢牢控制戰場的主動權。演算法優勢主導認知優勢、速度優勢、決策優勢。在戰場上運用超強演算法,能夠針對敵情和戰爭形勢變化,快速提出靈活多樣的作戰方案與應對策略,打亂敵方的既定企圖和兵力部署;能夠全時、全域、全維對戰場上各種力量的作戰行動進行動態感知、資料探勘、模擬計算、推理決策、評估預測,使作戰人員能夠突破思維的邏輯極限、感官的生理極限和存在的物理極限,實時、精準地掌控戰場上各種資源和各種力量的所有行動,在多維空間、多維領域實現戰場資源的快速跳轉和聚集。

軍人的體能、技能和智慧將得到全面擴充套件。例如,透過研發機械外骨骼打造體力倍增的“機甲戰士”,透過生物資訊晶片的植入提高士兵的記憶力與反應能力。美國國防部高階研究計劃局啟動了ElectRx專案,開發能注入到士兵體內幫助士兵自愈的微型機器人。預計到2050年,戰場上計程車兵將“穿戴外骨骼,擁有多種植入物,並無縫接入感知和認知增強”。美國國防部“演算法戰跨職能小組”專案還提出“超級使能型作戰人員”概念,旨在為作戰人員提供包括通訊、計算、資料/感測器以及人/機介面等增強的能力。

人工智慧軍事應用的目標,並不是要完全替代人類智慧,而是使人工智慧與人類智慧有機融合,實現功能互補、相得益彰,以進一步增強人類智慧,使指揮員和一線作戰人員專注於戰爭謀劃、行動協同、指揮決策、戰場防護等工作上,根據作戰任務屬性和作戰人員背景進行自適應調整,確保人機間的高效協同互補,更好地發揮人作為戰爭制勝的決定性因素的主動性。

人工智慧軍事應用發展的瓶頸

人工智慧軍事應用面臨技術和組織的雙重挑戰,主要是關於安全性和可靠性的擔憂。人工智慧由機器決定最佳方案並執行的特性,可能會增加預測人工智慧系統行為的難度。弱人工智慧系統的特定性格特徵,意味著它們經過訓練可以執行特殊任務,例如下棋、解釋影象,然而在現代戰爭中,由於“戰爭的迷霧和摩擦”,戰場環境瞬息萬變,人工智慧系統必須在高度非結構化和不可預測的環境中工作。如果給定的應用設定或條件發生改變,那麼人工智慧系統可能無法適應,這種脆弱性成為了系統可靠性的威脅。在戰場上對抗雙方部署的人工智慧系統,會使戰場環境日益複雜化,超出一個或多個系統的解析力,進一步加劇了系統的脆弱性,增加了發生事故或出現失誤的可能性。

可解釋性是人工智慧軍事應用面臨的又一挑戰。對於一個系統而言,重要的不僅僅是可靠性,同時也必須具有能使他人信任的可解釋性。由於機器不能向用戶解釋其想法和行動,研究人員也無法完全理解人工智慧系統的決策過程,難以分辨人工智慧系統某個具體行動背後的邏輯。可解釋性是人類與人工智慧關係發展的核心,人工智慧系統推理的透明度會影響操作人員對系統和系統結果的信任度。例如,一個人工智慧系統以特定的方式將影象分類或躲避敵方雷達,但不能說明為什麼會做出這樣特別的選擇,那麼人類不太可能相信它。目前效能最好的人工智慧演算法都無法解釋其工作過程。由於缺乏可解釋的輸出,人工智慧系統在軍事測試時無法透過審計來確認系統滿足效能的標準。因此,需要在深度學習技術的基礎上,著力提升可解釋性,進一步發展深度解釋、複雜模型靈活解析、人機互信表達與信賴進化等模型。美軍的“可解釋的人工智慧”專案正在開發新一代機器學習技術,改進可解釋的機器學習方法,完善人工智慧解釋理論的計算模型,最佳化可解釋的機器學習使用者介面並將其整合到原型系統。

人工智慧軍事應用過程中,還可能會增加系統被利用的可能性。例如,人工智慧系統的普及,增加了可被駭客攻擊的系統的數量;人工智慧系統存在被竊取的漏洞,而且幾乎都是基於軟體的方式;對手還可以精心引入影象分類器和其他型別的錯誤引發的漏洞,這些漏洞引發了對魯棒性資料安全、網路安全、測試和評估過程的需求。影象識別演算法在導致分類問題的畫素級中毒資料面前很脆弱,以開源資料為基礎的演算法可能不堪一擊。擁有高度智慧的作戰指揮系統和武器平臺一旦被對手透過惡意程式碼、病毒植入、指令篡改等手段攻擊,將帶來“倒戈反擊”、戰術失利;識別錯誤、機器故障、通訊降級、環境擾動等因素,也可能使智慧化指揮控制系統因干擾而失控。

人工智慧演算法可以產生一些出乎意外的結果,並確實有很多失敗的案例。美軍F-35戰機擁有幾千萬條程式碼,嚴重依賴控制系統的軟體,戰機在試驗過程中曾暴露出的兩百餘項問題幾乎都與演算法高度關聯。一旦演算法由於過於陳舊無法適應裝備發展,或是遇到髒資料的影響出現差錯,或是演算法本身存在漏洞,都極有可能導致智慧化武器裝備無法正常運轉。從本質上講,軍方將在人工智慧領域可靠性和能力之間進行權衡。軍方一般不會願意使用以人工智慧為基礎的系統,除非它們在完成某一特定任務方面明顯優於現有的系統,無論是解釋影象、轟炸目標還是策劃一場戰役。儘管軍方不太可能僅僅因為這些安全因素就停止對人工智慧軍事應用的研究,但這些安全性和可靠性問題會影響人工智慧軍事應用的型別和領域,也會影響人工智慧系統融入“常規”軍事行動計劃。

F-35在試驗過程中暴露出許多與控制系統演算法相關的問題

當前人工智慧軍事應用還存在諸多的技術瓶頸,包括髮展多情報感測器和武器的交叉提示以及動態任務重新分配能力,還需要精確導航與受時,交叉提示感測器,將資訊傳送到其他系統、將資料分發到地面控制站,多輸入、多輸出通訊以獲取準確資訊,並將資料轉化為資訊、將資訊轉化為知識。當前的機器學習系統無法不斷學習或適應新的情況,系統程式在經過學習訓練後可能會出現固化,在系統部署後無法對不可預見的情況做出響應。此外,無法感知、理解和判斷事物,缺乏機器常識,會阻礙人工智慧系統與外界的自然交流以及在不可預見的情況下合理行事,並從新的體驗中進行深度學習,這將是人工智慧應用程式與未來建立的更通用的人工智慧應用程式之間的最大障礙。所有這些都將是推進人工智慧軍事應用需要解決的重大課題。

安全性和可靠性問題不會也不應該導致軍事技術發展的停滯,推進人工智慧軍事應用將是世界各國軍隊的必然選擇。法國總統聲稱“堅決反對”將人工智慧投放戰場用以殺敵,然而法國情報部門已經在運用人工智慧來提高資料處理速度、提升資料可靠性,他們認為這有助於提升法國軍隊在戰場上的自身能力。從資料處理到蜂群概念、再到戰場管理,人工智慧能夠幫助軍隊快速、準確行動,同時也使更少數人置身於危險之中。可以預見的是,人工智慧時代的出現,將在某種程度上重塑未來全球軍事格局。

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