在過去的15年里,人工智能(AI)代表了一個快速擴張的領域,它將從本質上徹底改變分析過程。歷史上以人為中心的流程和能力正迅速被不斷擴大的數據收集所淹沒,從而創造了一個人工智能工具可以填補的空白。使商業行業受益的人工智能應用提供了類似的機會,在軍事領域內增加價值。海軍陸戰隊正在大力投資擴大其在整個海軍陸戰隊情報、監視和偵察體系(MCISRE)的收集能力。2015-2020年MCISRE計劃指導所有情報學科的情報、監視和偵查資產的現代化。隨著收集能力的擴大,處理和利用信息的分析工具必須以類似的方式發展。為了擴大其分析能力,海軍陸戰隊情報部門必須建立一個戰略,確定如何整合人工智能能力。本論文利用當前的人工智能技術能力,提出了一個在MCISRE中整合它們的戰略。該戰略將在理論、組織、訓練、物資、領導/教育、政策和設施(DOTMLPF)方面提供一個整體的前景,為高級領導層提供物質和非物質解決方案的建議,以支持人工智能在MCISRE內的整合。
人工智能(AI)是一個快速擴張的領域,它將從本質上徹底改變分析過程。歷史上以人為中心的流程和能力正迅速被數據收集的擴展所淹沒,這就產生了一個缺口,而人工智能工具提供了填補這一缺口的能力。到目前為止,人工智能的大部分應用都集中在商業行業。信息技術、營銷、會計和客戶服務行業都從人工智能的算法和系統開發擴展中受益(Ramaswamy,2017)。軍事領域,包括海軍陸戰隊情報、監視和偵察事業(MCISRE),同樣可以從人工智能的商業行業應用中受益。
海軍陸戰隊在擴大整個MCISRE的情報、監視和偵察(ISR)能力方面進行了大量投資。2015-2020年MCISRE計劃指導所有情報學科的收集能力的現代化(HQMC-I,2014)。隨著收集能力的擴大,分析能力必須以類似的方式共同發展,以防止收集和利用之間出現差距。為了擴大其分析能力,海軍陸戰隊情報部門必須建立一個戰略,確定如何對待人工智能能力的整合。
這篇論文將探討當前的人工智能技術能力,并提出一項戰略,以利用它們應用于MCISRE。該戰略將在理論、組織、訓練、物資、領導/教育、人員、設施和政策(DOTMLPF-P)方面提供一個整體展望,為高級領導層提供物質和非物質解決方案的建議,以支持人工智能在情報企業中的整合。
2012年9月14日,15名塔利班叛亂分子突破了堡壘營的東部邊界(加勒特,2013)。在威脅被消除時,兩名美國軍人死亡,八人受傷,十幾架飛機被摧毀或損壞(加勒特,2013)。隨后的調查提供了因果關系,其中包括不適當的安全人員配置、沒有觀察到的地形、缺乏深度防御、缺乏巡邏和缺乏當地機場的安全(加勒特,2013)。所有這些因素都與不適當的友好行動路線(COA)的制定有關。報告中列出的其他促成因素包括通過錯誤的威脅評估低估了敵人,以及沒有考慮到所有可能的敵人COA。現有的人工智能工具可以應用于軍事領域,以更好地促成友軍的COA決策,并對敵人的能力和意圖提供更好的預測分析。如果軍事領導層配備了人工智能能力,他們可能已經為攻擊做了更多準備,并防止了巨大的生命和飛機損失。
在過去的15年里,人工智能的能力已經迅速擴大。能力的增長與同期人工智能創業公司14倍的擴張相對應(Shoham等人,2017)。盡管有這樣的增長,海軍陸戰隊卻未能在整個MCISRE中利用和充分納入人工智能。由于沒有納入這樣一種關鍵能力,未能適應人工智能技術,通過降低分析能力對海軍陸戰隊的情報作戰功能產生了負面影響。數據收集正在以指數級的速度擴展,人類歷史上產生的當前全球數據的90%是在過去兩年中收集的(Savitz,2013)。隨著數據收集的不斷擴大,海軍陸戰隊的分析退化將變得巨大,在收集和分析人員處理和利用數據的能力之間產生了差距。缺乏正式的戰略來整合整個MCISRE的人工智能,導致了這個問題。一項定性研究,調查DOTMLPF-P對人工智能整合的考慮,可以幫助制定一個有凝聚力的戰略,這將有助于解決這個問題。
這項研究的目的是對商業和美國防部(DoD)的人工智能能力和軟件與海軍陸戰隊的分析工具集進行評估和并列,以確定潛在的能力和整合方法。這種識別和隨后的建議旨在擴大情報分析員的分析技術,以彌補海軍陸戰隊在收集和利用大數據之間不斷擴大的能力差距。DOTMLPF-P的建議被整合到MCISRE的AI戰略中,代表了最終的結果。該研究將確定和考慮。
海軍陸戰隊的分析工具和戰術、技術和程序(TTPs)
人工智能賦能能力
商業上可用的人工智能能力
人工智能的軍事應用的分析要求的差異
DOTMLPF-P分析,以確定整合人工智能的要求。
1.海軍陸戰隊情報監視和偵察事業(MCISRE)如何將已經開發的商業人工智能軟件和硬件能力納入其系統架構,以提高整個企業的分析能力?
2.鑒于商業人工智能的新興能力,需要對軟件和/或就業概念進行哪些調整以確保它們支持軍事分析要求?
3.將人工智能納入海軍陸戰隊情報工作的DOTMLPF-P考慮和影響是什么?
4.海軍陸戰隊應在此戰略的基礎上追求哪些技術選擇?
所進行的研究為海軍陸戰隊提供了一個機會,以確定將人工智能應用于其軍事情報工具集的優勢和風險。可交付的成果將是一項人工智能戰略,該戰略將為負責戰斗開發和整合的副司令部(DC CD&I)的未來記錄項目以及海軍陸戰隊總部情報部(HQMC-I)的政策提供信息。由于新興的商業人工智能能力目前不存在記錄項目,該研究將限于文獻和商業人工智能領域的研究,并利用演繹推理來達成戰略的建議。該戰略的一個假設是,MCISRE不會用額外的人力解決任何挑戰,所有提議的人工智能解決方案必須考慮到這一限制。這一假設是基于海軍陸戰隊部隊結構的最新趨勢。
第二章是文獻綜述,研究了人工智能領域的學術工作,并對整個MCISRE實施人工智能所需的關鍵知識概念進行了闡述。第二章將分為兩部分,前半部分側重于通過研究戰術、技術和程序(TTPs)來了解目前如何進行情報工作。后半部分將重點關注情報周期各階段的人工智能使能能力。第三章解釋了用于推斷已確定的人工智能使能能力的方法,結合實地研究,制定構成人工智能整合戰略基礎的建議。第四章是介紹DOTMLPF-P的關鍵考慮。第五章介紹了結論和對未來研究的建議。
CNO航行計劃(NAVPLAN)于2021年1月發布,將海軍的工作集中在四個基本優先事項上。準備、執行能力、資源能力和海員。本次更新建立在這一基礎上,利用我們的進展來進一步加強美國海軍的作戰優勢。
三個關鍵的發展導致了這次更新。
首先,2022年國防戰略(NDS)明確了美國的國家安全目標,強調需要解決與中國的長期競爭并保持對俄羅斯的軍事優勢。它還引入了綜合威懾作為國防部和支持美國政府機構的統一原則。
第二,聯合作戰概念的發展將美國所有軍種的互補能力和任務統一起來。
第三,通過嚴格的學習活動,認識到,海軍需要一個更加持續、反復的部隊設計過程,以集中現代化努力,并加快在這個關鍵的十年及以后保持優勢所需的能力。這次航行計劃的更新推動了整個艦隊的運動,以加強學習文化,并推進了一個框架,以加速作戰優勢。
美海軍是全球先進的。然而,美海軍已經發現其表現有不可接受的差異性--最好的和最差的表現之間的差距太大。歷史表明,適應、學習和改進最快的海軍會獲得持久的作戰優勢。重要的因素是培養一個健康的生態系統--一種文化--它的評估、糾正和創新能力比對手強。這是其 "真實,更好 "行動號召的精髓,旨在推進卓越的文化,并在這關鍵的十年中加速作戰優勢。
利用NAVPLAN 2021,海軍建立了一個框架,以產生和維持我們的準備、能力、能力和水兵。這就是航行計劃實施框架(NIF)及其協調的工作路線。
最終,必須向海軍編號艦隊提供盡可能有能力的部隊。這些艦隊與美國海軍陸戰隊和海岸警衛隊一起,在競爭、危機和沖突中為聯合部隊提供綜合的全領域海軍力量。其盟友和合作伙伴承認美國海軍部隊是他們建立聯合海上力量的現場伙伴。
《2022年航行計劃》為海軍規劃了一條可持續的路線,繼續執行海軍部長的戰略指導和三軍海上戰略,以加強美國的海上優勢。該指南取代了去年的《航行計劃》,并將為海軍的《計劃目標備忘錄》和其他年度預算文件的年度指南提供參考。
保持技術優勢是美軍作戰方式的一個關鍵組成部分。向大國競爭(GPC)的轉變重新強調了保持技術領先。然而,絕大多數所謂的幫助美國保持領先優勢的技術戰略都將這一概念作為一份文件,簡單地回答 "軍隊應該開發或采用什么技術 "的問題。這種狹隘的技術戰略觀幾乎沒有將手段(技術獲取決策)與戰略目的聯系起來,而且往往將技術的發展本身視為目的--這種錯誤的概念可能導致不適應或停滯的戰略和資源的浪費。本論文試圖通過定義一個技術戰略的概念和框架來幫助提高技術決策的效率和重點,將技術的強調和獲取作為手段,將戰略效果作為目的。
這種方法對技術戰略是描述性的,而不是規定性的。其產出可作為認識、分析和構建技術戰略的基礎。
第一個關鍵發現是,當軍事技術決策導致從戰爭方式范式到作戰概念,然后到所需能力組合,最后到技術獲取(技術戰略)、組織結構和理論創新("DOT三要素")的選擇時,它們就是戰略性的。至少,技術戰略的內容通過確定作戰概念中所需要的技術能力、獲取方法和主要的技術重點來指導關于獲取、開發和/或改進武器、運載和信息技術的決策。
第二個關鍵發現是形成兵力開發戰略的分類法。了解每個層次是技術戰略制定和分析的關鍵。該分類法在圖1中顯示,并在后面進一步解釋。
圖1. 擬議的技術戰略分類法
實現層對技術和DOT三要素的追求按其設計的時間范圍進行分類,以滿足其戰略最終狀態。將技術戰略(和其他DOT組件)的實現時間與作戰概念的預期實現時間同步是這一層次的主要目的。
交戰概念層顯示了范式和概念之間的聯系,并按照大戰略中的戰略目的來組織技術追求(即技術如何在戰略環境中創造效果)。作戰概念是軍方對在特定情況下如何進行戰爭的設想,以及軍方將如何進行戰爭(例如,馬賽克戰爭或空地戰)。
能力組合是所有DOT三要素及其DOTMLPF-P對應物的組合,以實現作戰概念中的能力(例如,自主飛機或蜂群無人機以支持馬賽克戰爭概念中的JADC2能力)。以這種方式看待技術及其伴隨的DOT戰略的主要好處是,它使DOT決策與特定的概念相聯系,從而與它的預期戰略效果相聯系。
戰略形式層面(圖2)描述了戰略家滿足能力的技術要求方式。技術戰略形式作為一種模式或模板,描述了戰略家用來實現所需能力的方法。這些是技術戰略的模板,與人們可能認為的戰略類型(如費邊延遲戰略)的方式有相似之處。下面顯示的三種原型,對技術戰略的形式進行了分類。風險與效率,平價驅動,以及基于進攻和防守的形式。
圖2. 觀察到的和推導出的技術戰略形式
購置方式層面確定了該戰略將指導用于滿足能力組合要求的技術購置方式。這些選擇對戰略形式有很大影響。有四種類型的方法被確認。模仿性獲取方式側重于復制其他國家已經在使用的技術。發展性獲取方法側重于新技術的發明,對新興技術的利用,和/或對已有的(但不強調的)技術進行重新構想。創新性方法涉及到購買技術,并將其與軍隊自己的或其他購買的技術相結合,以創造新的東西。監測方式假定軍隊至少有一些手段和理由來追求技術變革,但選擇繼續沿著目前的路線進行典型升級。戰略形式和方法層面是技術戰略家的主要關注領域。
最后的關鍵發現是,對技術戰略的明確描述和結構化突出了一系列的陷阱:比較陷阱(鏡像);冰山(暗示高度的隱蔽能力);交叉點(挪用技術發展);機會成本(每一個是也是對其他東西的否定);戰爭和技術關系(技術發展可以改變戰爭和沖突的特征);重點發展(試圖為所有任務建立一種技術),以及果斷的投資者行為(戰略上錯位的技術追求)。這一小部分的經驗教訓可能只是從不斷研究和完善技術戰略概念中獲得的豐富知識的開始。在一個競爭激烈的時代,我們必須在技術追求上集中精力,深思熟慮,并具有戰略性。本研究提供的意見和建議可能有助于這種努力。
澳大利亞海軍能力主管奎因少將強調了快速交付能力的必要性,以應對澳大利亞海軍在一個動態和不確定的戰略環境中所面臨的挑戰。他還明確指出,海軍需要通過 "常青"過程不斷地尋求優勢。該計劃提出了一個可執行的過程來實現這一目標。
圖1. 工作路線
RAS-AI 2040戰略提出了四個LOE(人、發掘、開發和交付),作為海軍實現RAS-AI愿景的手段。海軍的RAS-AI戰略計劃確定了一個將發掘活動與交付聯系起來的過程。該計劃中涉及的這些LOE的關鍵方面是:
人(people):未來的澳大利亞海軍勞動力正在進行大量的工作,以預測對RAS-AI系統的需求,然后由合格和有經驗的人員來操作和維護。此外,澳大利亞海軍將繼續通過第二條工作路線,即 "發掘",增加我們對人機協作的理解。
發掘(discover):發掘活動是工業界和學術界與海軍在RAS-AI領域進行合作的絕佳方式。發掘活動與海軍正在尋求解決的差距和機會直接相關。參與這些活動是工業界了解海軍RAS-AI優先事項的一種方式。“自主戰士” 將繼續作為海軍發掘的旗艦項目,并將持續開發。
開發(develop):隨著海軍繼續開發和使用RAS-AI,它將促進知識體系(BOK)不斷增長,這些知識將被收集起來,形成RAS-AI協作環境(RACE)。RACE由 "發掘"提供信息并支持交付。RACE已經包括了諸如RAS-AI架構的元素,它為海上力量提供了一個客觀的設計,不受具體任務場景的影響。這些架構指導能力開發,同時提供對海軍RAS-AI優先事項的理解。它還包括提供共同控制環境(CCE)的路線圖和海軍開發成熟度模型的概要,以及許多其他仍在開發的資源。盡管RACE包含不同級別的人工制品,但其目的是為交付海軍RAS-AI提供資源。
交付(deliver):海軍的能力項目發起人將繼續與交付機構一起,通過海事項目和計劃來支持RAS-AI的交付。除了支持現有的IIP項目和計劃外,鑒于技術發展的快速步伐,海軍還可能在IIP下實施專門的RAS-AI計劃。
海軍是一個負責解決海洋領域中復雜、動態問題的組織。海軍面臨著許多復雜的挑戰,這些挑戰造成了差距和機遇,需要創新。盡管本計劃規定了對差距、風險、問題和機會(GRIO)清單的補充,但 "有目的的創新 "是本計劃的核心所在。因此,它規定了一個過程,以確定RAS-AI可以解決的現有的GRIO;實施發掘活動來解決這些問題;并支持能力開發者和用戶來實施這些活動。
“SEA 1905海上防雷措施和軍事調查”,代表了海軍對RAS-AI能力的重大投資。作為海軍最大和最復雜的RAS-AI項目之一,SEA 1905項目將被用作實施這一活動計劃的典范。支持SEA 1905的GRIO將在創新浪潮的第一次執行中被優先考慮。
當海軍總司令發布RAS-AI戰略2040時,他明確表示,這個活動計劃將是非保密的,并可向工業界發布。發掘、開發和交付過程比海軍要大,需要國防、聯盟、工業和學術界的合作。有一些內容,由于它們的分類,將是內部的人工制品。然而,本計劃旨在創造機會,使聯合部隊、聯盟、工業和學術界能夠在一個促進創新的環境中進行合作,同時適當地管理安全和知識產權。重要的是,本計劃還描述了海軍將使用的各種活動,以使合作伙伴更好地了解海軍的優先事項,從而使他們反過來支持海軍實現這些優先事項。
這個戰略計劃構成了海軍準備海軍力量的任務的一個重要組成部分,以使聯合部隊成為可能。例如,戰爭創新性海軍處(WIN)與整個聯合部隊密切協作,并主持澳國防部的RAS-AI圓桌會議,這是一個分享前沿思想和確定聯合活動機會的論壇。海軍創新處還贊助了一個專門的聯盟聯絡功能,以了解伙伴國的計劃,并向盟友通報進展。該計劃的關鍵支柱,特別是CCE、成熟度模型和架構,代表了海軍的思想領導力。它們將成為互操作性的基礎,并將為聯合能力的發展提供信息,同時也為其提供信息。
最后一章 "執行"是一個行動計劃,列出了海軍將用來收集和定義差距和機會的行動節奏,對發掘活動進行優先排序和安排,并將其與海上能力的交付聯系起來。在這一過程中,為不斷增長的RAS-AI知識體系提供信息,并從中獲得信息。這種行動節奏是以 "行動研究"模式為基礎的,并被表述為 "創新浪潮",它捕捉到了發掘、開發和交付的間斷性但持續重復的性質。
創新浪潮將提供一個有資源的前瞻性工作計劃;整合整個國防、工業、學術界和聯合聯盟伙伴;與海軍的優先事項保持一致;最重要的是,直接告知并加速RAS-AI能力。
海軍將繼續發展這一行動計劃,這包括開發支持性的程序和產品,其中一些將是保密的,包括:
1.RAS-AI路線圖,確定具體的聯系和依賴性(由CASG提供)。
2.RAS-AI的聯合工作
3.有資源的前瞻性工作計劃
4.分類級的RAS-AI架構
5.海軍RAS-AI成熟度評估
6.以SEA1905-1為例,實施戰略計劃。
美國海軍在實現海上作戰空間自動化的過程中面臨著挑戰,并有可能落后于其崛起的大國競爭者--中國人民解放軍海軍(PLAN)。美國海軍和中國人民解放軍海軍是如何采用自動化來改善海軍情報、監視和偵察(ISR)的?這項研究的結果表明,美國海軍是一個創新者和早期采用者,而解放軍海軍作為一個后期現代化者接受了自動化系統和人工智能(AI),受益于已經存在的相關技術知識。美國海軍的宙斯盾和艦艇自衛系統以及人工智能技術能夠實現海上優勢;然而,中國海軍在人工智能技術方面的進展比美國海軍快。這篇論文比較了兩支海軍在ISR方面采用自動化和人工智能技術的情況。在本研究中,自動化被定義為一個過程或特定的、以任務為導向的系統,它的運行不需要人類的直接控制。人工智能更深入,包括旨在創造能夠分析、評估和優化備選方案以追求更廣泛目標的機器技術。采用了埃弗雷特-羅杰斯的擴散過程S曲線模型,作為分析海軍規劃者和決策者提高效率的框架,因為他們正在考慮采用哪些自動化和人工智能技術以及如何最好地利用它們。
自動化和人工智能(AI)的發展將影響未來的海權。2017年7月8日,中國表示,目標是建立一個國內的人工智能產業,并在2030年之前使國家成為"人工智能的創新中心"。2019年2月11日,唐納德-特朗普總統簽署了13859號行政命令,以保持人工智能的領導地位,并體現美國的價值觀。雖然這些戰略已經公布,但在海軍事務中采用自動化的速度仍然緩慢。在美國海軍作戰部長2018年的文章《海上優勢的設計》中,海軍作戰部長的首要任務是設計未來的綜合海軍力量結構,并 "全員上陣,使杰拉爾德-R-福特號(CVN 78)盡快準備好作為戰艦。"而中國人民解放軍旨在向未來的 "智能化戰爭 "發展。人工智能超級大國的海軍競相采用自動化和人工智能技術進行持久的情報、監視和偵察。這篇論文比較了兩個關鍵的自動化傳感器--美國宙斯盾和中國348型 "龍眼"的技術采用情況,以及它們如何改進海軍的情報、監視和偵察(ISR)。
自冷戰以來,海上優勢已經開始依賴來自相互連接的ISR平臺的自動化預警系統。在美國和當時的蘇維埃社會主義共和國聯盟(USSR)之間,海上指示和警告(I&W)的自動化被大量嵌入常規海軍能力。蘇聯解體后,中國穩步崛起,并一直在尋求使用人工智能(AI)來增強其軍隊的認知能力,速度越來越快,特別是在未來的海權方面。航空母艦、海軍飛機和潛艇之間的自動化通信鏈路,稱為Link-11或Link-16,允許人類操作員通過互聯網計算機系統即時發送信息。
這項研究的重點是美國海軍和中國人民解放軍海軍(PLAN)采用基于自動化的平臺。海軍ISR平臺的例子包括:船舶自動化、有人和無人系統、空中偵察衛星、可視化識別和定位海上平臺的計算機系統。這個話題很重要,因為有三個關鍵因素:快速人工智能技術研發的政策;大國競爭(GPC)的回歸;以及減輕不確定性和增強判斷力的需要。然而,先前的地緣政治事件表明,由于設備的錯誤配置和人為錯誤,自動化系統可能容易出現錯誤的、非結構化的或無監督的數據。在正確的時間、正確的地點接收正確的數據,對于了解未來海權自動化的采用至關重要。
本研究關于關鍵領域的范圍包括:自動化戰略;輔助決策(速度);以及使自動化工具發揮作用的空間關鍵情報系統。對采用自動化的影響的概述是以美國和中國的國防和政策戰略文件為界。將討論采用關鍵情報系統的戰略意義。
采用和駕馭當今的自動化技術是至關重要的。對新興技術的技術采用有賴于頻繁的軟件更新和兼容的硬件來成功運作;否則,系統將不能按預期或最初的設計運作。另一種方式來概念化這個采用和整合2020年的技術的過程,就是思考將現代藍牙揚聲器或收音機整合到20世紀80年代的車輛中;可能的,但試圖整合不兼容的軟件或硬件將是有代價的,很可能會出現故障并導致不兼容,這就是在海軍ISR平臺上部署或采用自動化系統或AI工具之前缺乏冗余的測試。
美國海軍和中國海軍(PLAN)是如何采用自動化技術來改善海軍ISR與 "宙斯盾 "和348型雷達傳感器對未來海權的影響?
半個世紀前,美國陸軍參謀長威廉-C-威斯特摩蘭將軍對未來戰爭的看法在今天看來是正確的。1969年10月14日,他在美國陸軍協會的演講中指出
威斯特摩蘭將軍概括了采用持續監視、跟蹤和瞄準的設想,用計算機即時跟蹤敵人。
著名的斯坦福大學計算機科學教授、人工智能開發者和企業高管安德魯-吳(Andrew Ng)認為,就像一個多世紀前電力幾乎改變了一切一樣,今天很難想象在未來幾年內有哪個行業不會被人工智能所觸及。他的愿景似乎正在實現,今天提供海上態勢感知的軟件程序被稱為共同作業圖像(COP)。美國國防公司雷神公司開發的COP是為了以近乎實時的方式直觀地顯示海軍的空中、陸地和海上平臺。屏幕上的圖片點根據其獨特的標識符或指紋來識別和定位海上的海軍平臺,這也是GPS在地圖上的顯示方式。這是一種人工智能的應用形式,其中自動化催化了這個過程,并簡化了飛機、水面艦艇、潛艇、地面站和衛星之間的數據流。
自20世紀50年代以來,杰出的領導人已經研究并在海軍事務中采用了海上平臺的模式識別及其相關的雷達信號或信號。對于海軍ISR來說,一種被稱為基于活動的情報(ABI)的軟件程序是 "一種分析方法,它圍繞人、事件和活動的相互作用,迅速整合來自多個情報源和來源的數據,以發現相關模式,確定和識別變化,并對這些模式進行定性,以推動收集和創造決策優勢"。
根據海軍研究生院(NPS)計算機科學家Joshua Kroll教授的說法,自動化是根據一套既定的規則對一個過程進行操作,這些規則被稱為一套顯性和隱性的規范。這些規則可以非常簡單,也可以非常復雜,由人類和機器以各種方式實施。這些規則在軟件程序中以 "如果,那么"的邏輯實現和編碼,然后可以與機械功能相配合,通常與人配合。自動化是有益的,因為它在機械或視覺上使一項任務自動化,同時避免了人類的弱點,如疲勞和不專心。
自動化和人工智能是不完美的,有時會有特定的錯誤。系統規則或規則的輸出可能不正確或不完整,它可能導致災難性的事件,導致自動化的研究停止或暫停。人的錯誤在系統錯誤中也會有很大一部分。
使海上數據流自動化的海軍傳感器已經推動了海軍運營商和戰略家為未來的海上戰斗空間重塑人工智能的采用。美國防部(DOD)的人工智能戰略已經加快了 "采用人工智能和創建一支適合我們時代的部隊。"簡單地說,使用有效的傳統技術是有價值的,但了解人工智能超級大國如何采用改變游戲規則的技術,對于改善海軍ISR至關重要。采用自動化的合適方式圍繞著知識、訪問和時間來進行相關和準確的預警。
第二種方法是定義和理解自動化和人工智能的文獻,包括其在社會各部門的看法。對自動化沒有一個公認的具體定義。我的方法將是概述來自政府、軍事、公共和私人的標準定義,并將他們的定義與計算機科學家等技術專家進行比較。當人們說或聽到人工智能這個短語時,各種想法和圖像就會出現在腦海中--從摧毀對手的致命自主武器或殺手機器人到不那么嚇人的圖像。對人工智能的看法可以從想象水手們坐在船上的電腦屏幕前到蘋果的Siri或亞馬遜的Alexa技術。對自動化的看法可以是簡單的流水線,到自動精簡信號以控制信息流,并納入數字地圖以顯示船只、飛機和潛艇的位置。定義取決于你問誰。
第三種方法是分析今天有關人工智能超級大國之間海軍ISR的自動化和人工智能能力。
第四種方法是構思和描述采用自動化加上人工智能新興技術的設計方法,這些技術可以在不到六個月的時間內被回收、重復使用和轉身,從而擁有為海軍ISR采用自動化的長期戰略的優勢。這種不規則的方法將納入有效性和性能的措施,并有一個苛刻的時間表,其中包括積極的、及時的和道德的標準。
本論文方法將是開發一個適應性模型,用于比較分析今天美國海軍和中國海軍之間的自動化和人工智能能力,包括其海軍的空軍部分。我們的目標是產生一種研究方法,為參謀長聯席會議主席提供精確和簡明的指標和衡量標準,以便其啟發式地觀察和吸收,在今天采取行動,并在人工智能軟件開始超越現有技術時重新調整方向。在第二章中,對自動化和人工智能的文獻回顧進行了定義,海軍ISR的技術方面對于討論、概念化和在本論文中使用一個簡單的工作定義是必要的。
除了定性分析,定量分析將通過對有貢獻的行業公司(私營和公共)的網絡分析來進行,以追求為高層決策和反饋系統開發一個采用框架。混合方法的目的是為了確定情報、監視和偵察的自動化做法。對ISR自動化的徹底分析將使我們更好地了解海上戰場ISR的當前趨勢和限制。值得注意的是,采用的理論通常是基于組織或用戶;因此,將討論兩者。將使用埃弗雷特-羅杰斯(Everett Rogers)的擴散過程的S型曲線模型,研究在過去50年里ISR采用自動化的水平。
這篇論文將包括三個具體的自動化系統,它們可以連接到兩個重點自動化傳感器和兩個海軍采用的云服務來存儲ISR數據。這些系統包括無人潛航器(UUVs)、無人駕駛飛行器(UAVs)。除了美國防部企業范圍內的云解決方案,美國還整合了聯合企業防御基礎設施(JEDI)云計劃,這可以提高海軍ISR支持,并與中國保持同步。關于解放軍的云服務發展計劃,已知的公開信息很少。然而,在2017年,與解放軍合作的中國科技部招募了互聯網巨頭百度、阿里巴巴集團控股公司和騰訊控股--也被稱為BAT--用于云計算。
埃弗雷特-羅杰斯1962年的擴散過程S曲線模型將有助于更好地理解當前的采用方法。例如,美國國防采購系統(DAS)和聯合能力整合與發展系統(JCIDS),以及根據DODI 5000.2的2020年中層采購(MTA)途徑是美國技術采用的采購模式。還將使用定量措施來聯系相關公司的空間和時間網絡分析,私營和非營利公司,可以積極和消極地促進自動化的采用。其目的是可能揭示公司的專有權利和它們之間的距離或分離度,這可能顯示出未來海軍ISR的方法和整體采用過程中的弱點。
作為第三章的案例研究,將提供埃弗雷特技術采用的S型曲線的概述和一個逐步的過程,以幫助海軍ISR采用自動化和AI的過程。其他可提及的擁有采用自動化系統或AI工具的AI戰略的國家將在本論文中簡要討論,它們是英國、俄羅斯、法國、伊朗和韓國。
幾十年來,技術背景下的采用理論一直是研究人員、商業和工業界的焦點。現代術語 "采用 "源自羅馬的一種采用形式,即adoptio。這個15世紀末的法語和拉丁語短語adoptare來自ad,意思是 "到",optare意思是 "選擇"。簡單地說,人們可以選擇一個無生命的物體、人、地方或事物,或者選擇改變,或者不改變。
技術采用的S型曲線代表了一個理論框架,幫助概念化一個人或一個組織如何成功或不成功地采用一項技術。根據美國傳播理論家和社會學家埃弗雷特-羅杰斯(Everett Rogers)的觀點,創新技術的成功采用發生在一個分布式的鐘形曲線上,呈S型,它是由擴散曲線在時間和常態方面得出的(圖1)。采用系統的五個類別是。(1) 創新者;(2) 早期采用者;(3) 早期多數;(4) 晚期多數;(5) 落后者。了解S型鐘形曲線的各個階段對成功采用新興技術非常重要。
圖1以水平和拉伸的 "S "形式描述了技術采用率,采用率在Y軸上,時間在X軸上。這意味著,當一項技術最初被采用時,無論是技術還是市場條件,都需要幾年的時間來調整或發展到達到一個拐點,以實現快速采用。
圖1. 擴散過程的S型曲線模型
當市場開始飽和時,曲線就會變平,技術的后期采用者在飽和點上采用新興技術并融入競爭環境已經太晚了,這就是落后者的位置。海軍領導層會發現這一點很有用,因為這意味著最好是在S型曲線的拐點上,而不是在它的起點或終點。
隨著人口的增長,自動化和人工智能新興技術也將增長。S型曲線思想的歷史始于19世紀,其動機是為了了解更多關于人類的成長。羅杰斯的S型曲線采用理論是基于Logistic函數作為人口增長的模型,該模型由比利時數學家Pierre-Francois Verhulst在1839年首次提出。Verhulst將這一理論與人口增長聯系起來,最初他的想法來自英國人和政治經濟學家托馬斯-馬爾薩斯在1789年的《人口原理論》。在這一時期,人們擔心人口增長超過食物供應,以及未來養活人口的問題。從1950年到今天,美國的人口增長從3.3億美國公民增長到14億中國公民;促成了目前77.6億的人口,而且還在不斷增加。人類人口越是增長,對知識的渴求就越有可能,不僅是人類,還有自動化和AI。人們希望有更多的自動化系統,并采用人工智能技術,因為它們通常比人類更快,可以消耗更多的數據,同時提供智能和監控,有時某些技術只是使用起來很有趣。
S型曲線采用理論的一個重要推論是,海軍應該在已經成長并經歷過失敗的技術上建立公司,以實現成功采用。一些技術包括AlphaGo深度學習系統和IBM的DeepMind子公司谷歌,用于下圍棋的戰略游戲,或稱圍棋。2016年,計算機系統AlphaGo擊敗了韓國特級大師李世石。對于這兩個人工智能超級大國的海軍來說,這種模擬游戲直接關系到美國海軍和解放軍海軍之間的傳感器和計算機系統如何在海上戰場上相互學習。技術的采用和增長可以很好地轉化為生命周期模式,并以長期的累積增長來衡量。
自20世紀50年代以來,自動化技術的增長并不令人驚訝,而且是不完善的。根據Modus的說法,S型曲線 "來自于一個定律,即增長速度與已經完成的增長量和有待完成的增長量成正比"。就像生命周期--出生、成長、青春期或成熟和死亡的時期一樣,S型曲線階段作為減速、加速、換檔或完全停止并重新開始的關鍵機制。不是每一個為ISR設計的特定海軍傳感器或計算機系統都能實現對海上戰場的完美了解。
這種觀察在商業領域得到了認可和利用。谷歌前首席執行官和國防部顧問委員會的董事會成員埃里克-施密特認為問題是直接的。他認為,如果我們建立可靠的系統,在其中了解故障模式和錯誤率,計算機視覺是很容易理解的。通過宙斯盾接收、分析和傳播信息和情報,計算機系統與傳感器的連接有時間差,這在年輕的操作人員中產生了公認的挫折感,他們設想計算機系統和人工智能應用,就像高分辨率的視頻游戲,是采用自動化的一個弱點。
人類使用自動化軟件應用來解決問題。重要的是要明白,自動化目前沒有能力進行智力評估。人工智能模擬了人腦的認知功能和計算機視覺顯示數據。在美國海軍中,機器背后的人類操作員使用基于規則的自動化系統,該系統顯示雷達信號。靜止的數據--計算機中沒有被使用或操作的數據--被限制在輸入的數據量中。
采用理論的變化是不可避免的。與美國歷史學家Elting Morison的研究和反思過程相似,自動化的采用主要圍繞著四個不同的部分:"任何機械變化的起源點的初始條件;變化的主要代理人的特點;那些抵制變化的人的性質;以及促進適應所引入的變化的手段。"不理解和忍受這些部分,就不能超越現有知識體系的門檻。
在2020年,我們處于另一個巨大的技術發展和GPC回歸的時代,通過這個時代維持未來的海權取決于在網絡空間的第四維度的優勢。俄羅斯總統弗拉基米爾-普京曾經說過:"人工智能是未來,不僅是俄羅斯的,而且是全人類的。它帶來了巨大的機會,但也有難以預測的威脅。誰成為這個領域的領導者,誰就會成為世界的統治者。"自動化簡單的任務和采用人工智能工具,即使是傳統的系統,也需要改變今天的GPC和國家安全。
這篇論文試圖比較美國和中國海軍采用自動化和人工智能進行海軍ISR的不同方式。將具體的自動化工具--宙斯盾、SSDS和346型--如何改善現代海上戰斗空間的問題進行了概念化。第二章概念化了自動化一詞--一種技術、過程或系統,機器通過它來實現一個特定的目標--和人工智能,一個更雄心勃勃的概念,提出了分析和評估能力。第三章描述了羅杰斯的技術采用的S型曲線,并建議總共有五類采用者來規范采用者類別的使用。這種方法很重要,因為如果沒有這種方法,在采用過程中,將想法討論和將適當的技術歸類到其適當的時間表是至關重要的。第四章展示并分析了兩國海軍采用自動化和人工智能海軍ISR平臺和軟件的方式。盡管美國海軍在海上優勢和空中優勢方面一直保持著主導地位,但中國海軍在主導人工智能以獲得未來的海權方面正在快速接近。
這篇論文包含一個七步戰略和設計過程,適用于簡單、復雜和特別復雜的自動化或人工智能應用的技術采用。這個理論過程可以幫助確定海上戰斗空間中成功的海軍ISR實踐所需的主要需求和材料。人、材料和物理空間代表了關鍵要素。本研究的理論框架確定了五個關鍵的技術采用能力:早期和季度的 "篝火談話";有遠見的思想領袖;宏偉的戰略敘事;設計一個人工智能發展計劃;在計算機技術材料資源方面的領先;以及,為人工智能工程專家和海軍知識專家建立一個即時的和用戶友好的平臺。
本章涵蓋了調查結果的總結、人工智能的差距、倫理和人工智能、對美國海軍的建議,以及涉及海軍ISR的人機合作的自動化和人工智能工具的未來工作。
弗蘭克-巴納比提醒我們,"軍事技術正在使戰爭自動化。"目前的趨勢顯示,無疑是自動化處理、融合和產品交付,用于指揮和控制海上戰斗空間。我開始對自動化和人工智能應用于海軍ISR的調查,以更好地了解兩國海軍采用的機制和類別,不僅使每個海軍成為偉大的競爭對手,而且使其部隊成功的海軍人工智能力量有哪些特點和技術。
如果指揮官被信息或情報淹沒,海軍ISR技術采用的S型曲線的結論可能很重要,相反,可以刺激一種新的文化,采用自動化和人工智能的混合方式,將早期采用者與后期采用者折疊在一起。根據谷歌前首席執行官埃里克-施密特的說法,"美國防部有一個創新采用的問題",應該對軟件系統采用DevOps,或開發運營的文化,并專注于 "客戶采用 ",文化發展的中心是用戶或戰術操作員和在兩國海軍中服務的AI工程師。例如,中國人民解放軍有一種采用技術較晚的發展文化。后期采用者或落后者可以從早期創新者的成功和失敗中獲益,因為這類采用者專注于采用和 "復制 "成功的技術,并觀察到哪些技術的失敗不被采用。
圖20表明,這兩支海軍作為近似的競爭者,在采用自動化方面是成功的;然而,它們處于曲線的兩端。這意味著美國海軍代表著創新和早期采用,而解放軍海軍代表著海軍ISR任務中采用技術的后來者。
圖20. 美國海軍創新者和采用者與中國人民解放軍后期采用者在S型曲線上的對比
這兩個大國競爭者似乎都在采用技術的前向或后向思維方式中共存并完成波長,但政治制度會影響采用技術的速度,無論是創新者還是后來者。
自動化和人工智能技術的采用速度往往有利于專制社會。根據中國的人工智能戰略,中國的計劃是通過快速發展人工智能成為全球創新中心,加強中國在采用自動化進行海軍ISR方面的領先地位。"中國的人口超過14億公民,大約有29萬解放軍人員,這大約相當于解放軍230萬人員的12.6%。自2018年以來,中國發表了約42.64%的頂級人工智能論文,約52%的人工智能全球專利,在人工智能公司中排名第二,有超過1011家公司,而美國的人工智能公司有2028家。"在私營部門,中國利用百度、阿里巴巴和騰訊(統稱為BAT)來推動人工智能的發展。中國擁有開放社會中較多人口的優勢,可以協助清理數據,開發或復制算法,并利用開源數據和社交媒體收集和監視海上的海軍平臺。也許,開發人工智能的公司和中國之間的強大反饋回路對軍隊來說是天作之合。
此后,解放軍海軍能夠利用并聲稱擁有一種新的海事治理模式,并迅速接近其在人工智能方面的主導地位。中國已經開始在采用自動化方面超越美國海軍。在中國清華大學最近關于人工智能發展的工作中,中國國家人工智能政策演變的第五階段(2017年至今)顯示了下一代人工智能在軍事、工業和民用部門中的特點。自2013年以來,解放軍和中國建設和軍事化了其自造島(即,在第一個島鏈內,解放軍擁有 "主場 "優勢,可以監視和維護其在SCS有爭議島嶼周圍12海里的區域。解放軍繼續使用東雕級AGI船來了解美國的海軍事務。作為后來者,解放軍海軍將有可能 "復制 "美國海軍所展示的成功海軍ISR戰術和行動。
中國正在通過收集大量的數據,在人工智能方面領先于美國海軍的間諜船、偵察衛星和OTH雷達。摩爾定律,即每塊硅芯片的晶體管數量--計算處理能力每兩年翻一番,導致快速增長和生產力。中國正在利用收集從海上到太空資產的大量數據的優勢,生產高質量的數據。如果計算機處理能力每兩年翻一番,那么用長期收集的高質量數據進行過濾的難度就會降低,并且更容易在中央數據存儲(即云)中找到。
隨著中國繼續在當地和全球建立更多的網絡基礎設施,它顯示了它愿意為長期優勢承擔短期風險。另一個長期接受的因素,梅特卡夫定律,斷言完全連接的網絡的價值增長與兼容通信設備數量的平方成正比。例如,如果一個網絡有五個節點完全相互連接,每個節點的固有價值是x,它的力量是100倍(由于它有十個不同的鏈接),而單一鏈接的網絡的力量是5倍。雖然網絡的價值增加了兼容通信,但如果競爭對手破壞或黑掉其中一個節點,它也會增加網絡安全問題。解放軍的愿意承擔計算機網絡攻擊的風險,在人工智能方面占據主導地位,以實現長期戰略。
然而,美國在人工智能方面的領導地位已經超越了美國沿海地區,擁有比中國更多的海軍人員,并領導著建立網絡基礎設施所需的物質資源。雖然美國人口為3.294億,低于中國的總人口,但美國海軍有339,448人,比中國海軍人數多。美國海軍在采用人工智能技術方面具有先發優勢,不僅僅是因為它的人數比中國海軍多,而是因為美國在頂級人工智能公司方面處于領先地位。具體來說,美國的人工智能公司集中在企業軟件、半導體和量子計算方面。
然而,美國海軍與工業界或私營公司的聯姻可能會帶來重大問題,并與那些不或不堅持用人工智能支持軍隊的人工智能工程師產生摩擦。美國人才來自于硅谷、聯合人工智能中心、國防部的項目,如DARPA、DIU和NavalX。然而,谷歌、臉書和亞馬遜等頂級人工智能公司因隱私權問題受到批評,公眾對人工智能武器化的看法造成了無縫合作的問題。即使美國海軍和國防部在與硅谷合作,在60至90天內完成商業人工智能工具的原型制作并投入使用時,似乎在人工智能的某些方面處于領先地位,但這并不適用于所有海軍ISR平臺。美國海軍司令部可能能夠利用硅谷的人工智能工程師的商業人工智能工具,但傳統的美國海軍可能需要數年或數十年才能完全自動化并采用傳統的常規平臺的人工智能工具。
ISR技術使海軍平臺幾乎無法隱藏,大量的數據可以欺騙競爭對手。勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室高級研究員、海軍研究生院教授扎卡里-戴維斯博士在他的文章《戰場上的人工智能》中認為,"人工智能可以通過增加突襲的感知風險來侵蝕穩定性",一方的人工智能支持的ISR平臺可以迷惑其他精致的ISR。 由于許多海軍ISR操作人員工作時間長,無法完全審核定位移動目標的相關性和準確性,也無法以速度和精度進行打擊,戴維斯稱今天的ISR操作人員很容易被大量的數據和過度收集的數據所害,而競爭者都很想操縱或欺騙其他競爭者。
這項研究顯示,沒有明顯的中央自動化或人工智能工具,具有連接人工智能工程師和知識專家或海軍用戶的即時通知技術,以更快地解決問題。自動彌合這一差距可以大大有助于獲得客戶和競爭對手的洞察力。根據蘭德公司關于評估數據分析的研究,一個特殊的挑戰與非結構化數據的收集和使用有關,而且不在固定的位置,如關系型數據庫.直接在一個中央數據庫內為人工智能工程師和海軍用戶自動化一個人工智能平臺,對于美國海軍解決和掌握至關重要。采用一個新的平臺來連接人工智能建設者和海軍用戶將有助于超越技術應用的拐點。
盡管收集的信息越來越多,這項研究顯示,描述性和診斷性的風格,特別是視覺分析和趨勢分析,被利用。人工智能提供了關于海軍ISR(即平臺和傳感器)所發生的信息,而診斷性人工智能則迅速指出了確切的問題或議題。正如第四章中提到的,美國海軍采用了一種OTH視覺分析工具,用于對來襲的海軍平臺進行預警。描述性和診斷性的人工智能都是在采用更復雜的預測性和規定性人工智能之前需要掌握的基本程序,其典型代表是神經網絡、模式識別、機器學習和深度學習。
預測性人工智能在美國海軍的數據分析武庫中是缺乏的。預測性人工智能為可能發生的事情提供數據--一個海軍平臺下一步可能去哪里,或者可能是為什么它下一步要去特定的地點。預測性人工智能技術的例子是機器學習、模式識別和統計建模;這種人工智能編程的方法使用歷史和統計數據來進行海軍活動的趨勢分析。預測性和規定性人工智能是對中國保持競爭態勢所必需的先進技術。
規定性人工智能也是缺乏的。規定性人工智能根據歷史數據提供數據,說明如果海軍ISR平臺在海上進行x、y或z的演習,會發生什么以及什么可以更好地發生,并提供建議。規定性人工智能的例子包括監督學習算法,如 "隨機森林",它根據以前收集的數據或模型創建并將決策樹合并成一個 "森林"。這可以幫助支持未來的熱圖和生成對抗網絡(GANs)技術,用于兵棋推演或與競爭對手進行 "紅隊"。簡而言之,無論海軍是早期采用還是在所有其他海軍采用特定的自動化或人工智能技術之后,完善基礎知識并在每一級指揮部發展創新和人工智能操作的文化仍然是成功領導人工智能的關鍵。
美國海軍缺乏的另一個人工智能平臺是能夠從海上生活的 "正常 "模式中區分出可能的異常或反常現象。為了開發和采用區分海上異常或反常現象的技術,目前可用的材料,如來自硅谷的半導體和軟件人才,應該持續和頻繁地訪問和測試。軟件或硬件不足的問題會導致更新的延遲,這最終可能會對識別和定位在海上行動的解放軍部隊構成問題。
人工智能和軍事技術的商業化可能是下一個改變游戲規則的威脅。商業行業出售和使用的無人機可能導致競爭對手使用蜂群戰術來對付關鍵的傳感器,如宙斯盾、SSDS或龍眼雷達。每一級的自動化和人工智能都會增加一層復雜性,以診斷、預測和規定解放軍的下一步行動。此外,如果解放軍與商業部門一起開發人工智能,就會減少美國海軍對具體軟件或硬件更新的控制。對特定的自動化或人工智能工具的控制減少,可能導致其他競爭者或對手購買、銷售和采用這些工具,并利用它們直接對付美國海軍。
這項研究提供了四個主要建議。另一個已經在快速采用新興技術的模范社區是特種作戰部隊(SOF),特別是特種作戰司令部另一個已經在快速采用新興技術的模范社區是特種作戰部隊(SOF),特別是特種作戰司令部(USSOCOM)。根據NPS教授Leo Blanken的說法,DIU、NavalX和USSOCOM等美國防部組織可以提供 "一種簡單且具有成本效益的方式來改善該領域的現有創新工作:將軍事研究生研究人員與已部署的特種作戰部隊結盟,以快速建立原型:概念和技術。"SOF社區為快速原型設計提供了一個有吸引力的測試平臺,并將戰術用戶與人工智能工程師即時聯系起來。
其次,美國海軍應該投資并采用 "DevOps "文化,以保持對解放軍的競爭優勢。在一個等級森嚴的組織中,培養和實踐DevOps將內在地從人工智能學校或部署前和部署后周期的教育時間開始。這只能由負責的高級官員進行灌輸和啟發。可以說,美國在創新和軟件技術及人才方面繼續領先,但可以通過將美國海軍司令部或總部設在商業和私營人工智能公司附近來進一步提高,以培養和采用下一個人工智能的突破。
第三,在為航母植入更多自動化和人工智能的同時,相應的理論應該考慮蜂群戰術和網絡空間。就像一窩蜜蜂可以蜂擁而上超越一頭熊一樣,自主的無人機可以輕易地蜂擁一個航母打擊群,特別是宙斯盾或SSDS及其相關的天線。如果不將蜂群技術與作戰和戰術ISR任務結合起來,其后果可能導致競爭對手以極小的代價摧毀宙斯盾或346型,并對海軍ISR造成巨大的損害。
第四,兩國海軍共享網絡空間。JP 3-12將信息主導權定義為 "一支部隊在網絡空間的主導程度,允許該部隊及其相關的陸地、空中、海上和太空部隊在特定的時間和地點安全、可靠地開展行動而不受對手的干擾。"網絡空間是自動化海軍平臺的致命弱點,因為海軍ISR平臺之間的自動化和通信依賴于共享信息空間和解讀頻率進行通信。
這篇論文發現了在海軍ISR采用自動化和人工智能時應該考慮的五點:
1.從第一天起就制定一個戰略敘事,并在每個指揮層討論人工智能戰略。戰略敘事是一種特殊的故事,一個組織可以清楚地理解和參與這個故事。這很重要,因為它能告訴其他海上競爭者你是誰,你曾經去過哪里,你要去哪里,以及你在哪里。每個指揮部都應該希望激勵其軍隊成員,讓盟友和合作伙伴興奮,并吸引用戶,如人工智能工程師和人類操作員。
2.控制了建立自動化和人工智能所需的技術材料的國家和海軍,如半導體、硅和鍺,將在未來海權的人工智能方面占據主導地位。市場是否準備好支持軍方在海軍ISR方面的解決方案?
3.采用自動化的成敗在很大程度上取決于對電磁頻譜的控制和頻率的解調能力,如果不是全部的話。
4.應該有一個自動化的人工智能反饋平臺,以便軍事用戶和人工智能工程師可以直接發短信和說話。一個獲勝的、更好的端到端產品需要很好的用戶體驗,以實現高效的工作流程和即時的報告。
5.早期采用者和后來者之間的重大洞察力表明,美國海軍和解放軍海軍在技術采用和競爭的波長上處于兩端。在羅杰斯在第三章關于技術采用的S型曲線的工作中,美國和中國海軍領導人都落在S型曲線的兩端,適合他們各自的組織和理論結構。
人類和機器聯手是在海軍ISR事務中采用自動化和AI的關鍵。本節涵蓋了未來的工作和采用自動化和人工智能過程中的長期考慮。這些因素是:為操作者提供自動化的健康指標;利用量子計算的研究;以及各種現實技術(虛擬、增強和混合)的增加。
海軍ISR和采用自動化或新興技術的重心取決于海軍平臺上健康的人類操作員來操作這些系統。如果一種流行病在一艘航空母艦上蔓延,如USS Theodore Roosevelt (CVN 71),那么所有支持航母行動的ISR都會停止,美國海軍未能采用AI進行監視--其后果可能會導致生死攸關的情況。AI可以提供重要的人類輔助工具,可以將明確的指標自動化。
指揮官會發現,為海軍操作人員的各種設計制定策略,并設計一個整合健康實踐和人工智能的戰略是非常有用的。一個自動化的紅綠燈圖表和每日追蹤器,帶有閃爍的通知符號,將有助于為指揮官和決策者指示診斷出的問題或觸發因素。與生物事件相關的社會破壞的自動化指標的一個簡單模型是威爾遜-科爾曼量表,即生物事件可能性增加的四個階段:有利條件、單焦點或多焦點生物事件、嚴重的基礎設施限制和當地反應能力的耗盡,然后是社會崩潰。第二個復雜的模型是約翰霍普金斯大學冠狀病毒互動地圖。另一個可以提取或利用模型的數據庫是康奈爾大學的arXiv數據庫,供世界頂級人工智能研究人員提交給斯坦福大學的知名資料庫(見附錄)。以互動的方式自動列出SWOT,可以使海軍ISR受益。這很重要,因為有一個明確定義的任務和問題清單有助于盡早診斷出問題,并迅速找到合適的人工智能研究人員。
對量子計算的進一步研究將有助于美國海軍對人工智能的成功采用。量子計算超越了二進制數字(比特值為0或1),這是計算機中最小的數據單位,并使用研究人員托馬斯-坎貝爾所說的 "量子比特,其中單個比特可以處于三種狀態之一:開、關,以及唯一的,同時開和關。"在2018年的美國國家量子倡議中,國會確定國家標準與技術研究所(NIST)和能源部的量子信息科學研究中心為量子計算的頂級領導部門。因此,美國海軍應不斷與NIST和能源部密切合作。在這種情況下,國會是資助和提出法案以啟動海軍內部采用新興技術的最高關鍵之一。雖然處于初級階段,但量子計算可以提高人工智能的速度,特別是在機器學習方面,以便迅速發現模式并過濾大量數據集;它將為未來的海權投下長長的陰影。
美國和中國都發布了 "原則",而不是專注于自動化和人工智能是否符合道德、道德上允許或不允許的爭議性問題。2019年6月,中國科技部發布了《新一代人工智能治理原則:發展負責任的人工智能》,其中列出了人工智能治理的八項原則:(1)和諧友好;(2)公平公正;(3)包容共享;(4)尊重隱私;(5)安全可控;(6)責任共擔;(7)開放合作;(8)敏捷治理。2020年2月,美國防部的國防創新部門花了15個月時間才宣布采用人工智能道德的五項原則。它們應該是負責任的、可靠的、公平的、可治理的、可追蹤的。發布像人工智能倫理指南這樣的原則表明,兩個國家都希望在人工智能的發展中具有靈活性,但也有責任。不管有沒有原則,關于使用人工智能的主要爭議很快就與人工智能的錯誤識別以及自動化和人工智能工具武器化的可能性有關。
首先,存在與人工智能和軍事有關的倫理問題,這些問題在電影中都有描寫,如《終結者》或《我,機器人》,這些電影最初是艾薩克-阿西莫夫的深思熟慮的短篇小說,并在現實生活中得到了證明。一些人認為,軍事技術或人工智能在軍隊中的使用不應繼續下去,因為計算機系統可能會自行行動,或根據流行的電影和社交媒體做出自己的致命決定。如果人工智能告訴人類操作員一架飛機有敵意,那么指揮官只有幾秒鐘的時間來決定是否根據現有信息作出反應。然而,自1988年以來,在ISR平臺上采用自動化和人工智能工程,增加了透明度,避免了像美國海軍文森號這樣的事件,這是人的錯誤而不是機器的錯誤。可以說,自動化有助于防御友軍或敵軍的火力,有助于國家安全。
第二,在人機合作中,人是道德主體,而機器不是,但可以被打造為提供道德的選擇。在亞里士多德的《尼各馬可倫理學》中,一個有德行的人并不持有公開的德行態度,而是在特定情況下以某種方式行事,并有一系列的理由。人類可以有意識地做出單獨的選擇;而今天的機器只是協助人類做決定。在美國海軍中,道德問題很可能取決于傳統主義或法律主義的觀點,也可能是以更多的探究性或可能是功利性的心態來修正一種觀點。
在中國人民解放軍中,未來關于道德和采用自動化的工作可以通過中國的道德決策來研究。在中國,倫理學與美德倫理學密切相關,涉及一個人應該如何生活,以及后果主義,涉及所有涉及物質產品的利益。
雖然今天的人工智能機器在一定程度上是自主的,但人工智能機器最終可能會根據特定的道德倫理規范,比人類更快地提出后果。兩個嚴重的倫理問題是:自主系統在未來能否或將被歸類為道德代理人?如果在生死攸關的情況下,對違反人類戰爭法的無道德的代理人--自主系統--缺乏問責,會發生什么?NPS教授Bradley Strawser提出的這些倫理問題值得考慮,但超出了本論文的范圍。
雖然Ishare對自動化和人工智能大大改善人類福祉的潛力抱有極大的熱情,但智力優于人類的機器的發展可能會導致人類操作者頭腦中的認知失調,并可能被用作一種威懾機制。愛因斯坦警告說,原子的力量會改變我們的思維模式。原子彈導致了廣島和長崎的核災難。然后,核電變成了 "核大決戰 "的想法,這是一個涉及使用核武器造成廣泛破壞并最終導致文明崩潰的理論情景。今天,前國務卿亨利-基辛格等人認為,人工智能威脅著我們的意識以及我們理解真理和現實的方式。"人工智能可以作為威懾工具的概念是一個重要問題,可以在未來的研究中進一步研究。
根據這項研究,海軍ISR平臺的自動化程度越高,人工智能工具的增加,海軍事務和海權將變得更加虛擬。最近的報告,如美國 "2020年美國國防訓練中的擴展現實應用",闡明了數字轉型對人類的日常影響,并已延伸到虛擬現實(VR)、增強現實(AR)和混合現實(MR)技術,這可能是下一個顛覆性技術。各種形式的VR的商業化可能會成為對海軍部隊的威脅。本研究沒有涉及現實技術,VR、AR或MR對于保持人類安全不受傷害或作為一種威懾工具是非常有用的。
由于愛因斯坦和基辛格分別就核戰爭的災難和人工智能對人類意識的威脅提出了警告,人工智能可能會走向一場 "認知戰爭"。認知戰爭將是在海上戰場上使用自動化和人工智能,幾乎由不在海上的人類控制。作為一種威懾工具,人工智能可以被用來用 "假的注入數據 "來威脅競爭對手在海上可能存在的海軍威脅,而實際上,沒有機器存在或曾經存在過。
在一場由自動化和人工智能驅動的革命中,人類正處于信息主導的邊緣。自古以來,海上的艦隊一直在尋求了解地平線外的情況,即敵人可能潛伏的地方。一個世紀前,安裝在駕駛飛機上的無線電和雷達的興起使海軍有能力將監視范圍擴大到地平線以外。具有諷刺意味的是,人工智能解決問題和管理信息的最終效果可能是人類推理、智能和決策的轉變。今天,自動化既在全球范圍內擴展其影響力,又在解釋大量的信息以解決問題,并比以往任何時候都更能創造出充分的透明度。真正的,自動化ISR正在改變人類的知識、認知、現實,并最終改變21世紀海權的面貌。
1.《兵棋推演手冊》的目的是為兵棋推演提供背景和指導。它的設計主要是為了介紹這個主題;它不是一本詳細的手冊或從業人員的技術指南。
2.最近的作戰挑戰促使人們重新關注兵棋推演在國防決策和創新中可以發揮的作用。世界各國都在進行兵棋推演,并對自己的兵棋推演能力進行投資。《兵棋推演手冊》旨在解釋兵棋推演對各級國防部門的重要性。
3.《兵棋推演手冊》描述了如何利用兵棋推演來探討國家戰略、戰略、作戰和戰術層面以及所有領域和環境中的問題。它討論了如何將兵棋推演應用于教育和培訓、規劃和行政決策。
4.《兵棋推演手冊》面向所有國防人員,特別是將兵棋推演作為其職責一部分的人員、兵棋推演發起人以及負責設計和執行兵棋推演的人員。次要受眾是其他政府部門、相關非政府組織和私營部門的成員,國防人員可能會與他們合作。
5.《兵棋推演手冊》由四章和兩個附件組成。
第1章--介紹兵棋推演,簡要介紹了兵棋推演的歷史,并解釋了其效用和關鍵術語及定義。
第2章--兵棋推演的基本原理,介紹了有效兵棋推演的準則以及關鍵人員的作用和責任。
第3章--兵棋推演的類型、變體和背景討論了兵棋推演的不同變體以及如何分類。
第4章--兵棋推演過程描述了提供兵棋推演所需的步驟,從設計到執行再到總結經驗。
附件A包含了最近的案例研究,說明兵棋推演是如何被應用于國防問題的。
附件B提供了建議的進一步閱讀和與兵棋推演有關的機構的鏈接。
小型無人駕駛飛機系統(sUAS)的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用,同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制,小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空,此外美國對手可能在美國防部設施上空運行,在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。
為了應對這一挑戰,美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資,以解決無人機系統帶來的直接風險;然而,這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求,但它也帶來了挑戰,使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰,美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。
2019年11月,美國防部長指定陸軍部長(SECARMY)為國防部反小型無人機系統(C-sUAS,無人機1、2、3組)的執行機構(EA)。作為執行機構,SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室(JCO),該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動,以促進整個部門的統一努力。
美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架,以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標:(1)通過創新和合作加強聯合部隊,以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施;(2)開發物資和非物資解決方案,以促進國防部任務的安全和可靠執行,并剝奪對手阻礙實現目標的能力;以及(3)建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系,保護其在國內外的利益。
美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標:準備好部隊;保衛部隊;和建立團隊。為了準備好部隊,國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力,并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案,以滿足新的需求。為了保衛部隊,國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付,并同步發展作戰概念和理論。最后,作為全球首選的軍事伙伴,國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊,建立新的伙伴關系,并擴大信息共享,以應對新的挑戰。
通過實施這一戰略,美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案,以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。
在我們(美國)的歷史上,海軍陸戰隊經常處于我們國家前沿部署部隊的最前沿,感知環境并讓我們的盟友和伙伴放心。海軍陸戰隊員也接受過真正困難的作戰問題,并提出了沒有人認為可能的解決方案。海軍陸戰隊已經進入了其他人害怕進入的有爭議的地區,并取得了勝利。待命部隊的概念是在這條歷史道路上邁出的另一步。
安全環境是不斷變化的。今天,它的特點是復雜的傳感器和精確的武器的擴散,以及日益增長的戰略競爭。敵人采用系統和戰術將艦隊和更大的聯合部隊控制在一定范圍內。這使得這些對手能夠采用一種以有爭議的地區為盾牌的戰略,在這種盾牌下,他們可以對我們的盟友和伙伴采取一系列非戰爭的脅迫性措施。
進入海軍陸戰隊。作為2030年部隊設計的一部分,并有意與聯合作戰概念保持一致,待命部隊的概念旨在提供支持綜合威懾的選擇。作為待命部隊的海軍陸戰隊員將被派往前方,與我們的盟友和伙伴并肩作戰,利用全域工具作為艦隊和聯合部隊的眼睛和耳朵。
這一概念將在最終滿足聯合部隊指揮官要求的海軍戰役背景下進行。執行這些行動的海軍陸戰隊員的持久任務是在競爭連續體的每一個點上為這個海軍戰役進行偵察和反偵察。如果有必要,這些部隊將在指定區域進行海上拒止,以支持海軍作戰。我們必須準備好用我們現有的有機手段做到這一點,但同樣重要的是,我們需要完成海軍和聯合殺傷網,在需要時幫助發揮全域效應。在這樣做的時候,海軍陸戰隊將從有爭議的地區內擴大艦隊和聯合部隊的范圍。
為了重振我們作為美國前沿哨兵的作用,我們需要重新設想我們的方法,并將其結果作為發展我們的人員及其支持過程和系統的指南。待命部隊的概念》通過解釋海軍陸戰隊如何在有爭議的地區與盟友和伙伴有效地運作,使這一指南變得生動。
待命部隊在競爭的每一個環節上都會打亂對手的計劃。這是一個重要的聲明,因為它描述了我們在暴力門檻以下的戰略競爭中可以為國家提供什么。它是大膽的,這使它成為海軍陸戰隊的理想。
它也將是困難的。知道將 "待命部隊的概念"從想法變成現實是有難度的,這應該激勵我們用它來進行戰爭游戲、實驗和演習,以便我們能把它做好。這就是我們如何釋放海軍陸戰隊員的聰明才智并超越我們的對手,同時保持我們作為國家戰備力量的角色。
待命部隊(SIF)使國家和美國盟友及伙伴感到放心。SIF通過建立旨在與盟友和伙伴一起在有爭議的地區持續前進的部隊來阻止對手運用軍事力量,為艦隊、聯合部隊、機構間、盟友和伙伴提供更多的選擇來對抗對手的戰略。SIF贏得全域偵察戰,以識別和對抗對手針對美國盟友、伙伴和其他利益的惡意行為,并發展對環境和對手能力的理解。SIF贏得全域反偵察戰,以保護合作伙伴和聯合部隊的機動自由,同時破壞對手獲得主動權的企圖。在發生武裝沖突的情況下,SIF在有爭議的地區與盟友和伙伴一起保持前進,支持海軍和聯合行動。在競爭的連續過程中,SIF有意擾亂對手的計劃。
待命部隊的概念是指產生新的能力和以新的方式運作。在這個意義上,它為部隊設計和部隊發展提供了一個目標點。為了使其方法和裝備完全成熟,需要進行反復的實驗和演習。
《待命部隊概念》用于處理那些對聯合部隊使用(或威脅使用)反干預方法的對手。這些反干預方法依賴于成熟的精確打擊體系(MPSR)的進步,以破壞聯合部隊投射力量的能力,并在一段時間內保持這種能力。SIF提供了一種作戰級別的反應,使海軍部隊能夠在對手使用反干預努力的情況下保持主動。
這個概念是在海軍陸戰隊理論出版物(MCDP)"作戰"中海軍陸戰隊機動作戰理念的基礎上形成的,該理念將機動描述為采取行動以產生和利用對敵人的某種優勢,而不論其領域如何。這種優勢不僅是空間上的,也可能是心理上、技術上或時間上的。 作為 "全域 "組織,SIF必須理解并實施這種強有力的機動性定義,以完成其任務。
SIF的概念直接與聯合作戰概念中的作戰方式相一致。指揮官的規劃指南(CPG)指示公布SIF概念,以支持海軍的分布式海上作戰(DMO)概念。CPG解釋說,SIF與遠征先進基地作戰(EABO)概念相結合,描述了SIF將如何得到這些先進基地的支持。
最近,《海軍運動:海軍陸戰隊在戰略競爭中的作用》為不斷擴大的海軍概念系列提供了廣泛的框架,包括待命部隊。
這一概念主要用于全球作戰模式中的接觸層和鈍化層的活動,并使聯合部隊過渡到增援行動。這加強了這一概念背后的威懾意圖,也說明了它是如何在整個競爭過程中應用的。雖然海軍陸戰隊確實需要準備好在增援層開展SIF行動,但目標是以盡量減少對手決策者升級對抗的動機的方式來運用這一概念。
全域作戰 (ADO) 是美國軍事聯合概念的演變,旨在應對戰略對手,他們希望利用戰爭的新興特征來破壞和克服美國在日益復雜和全球戰場上的優勢。ADO作為一個概念很重要,因為它同時認識到作戰環境的復雜性以及對手打算如何在其中實現戰略優勢。這個概念描述了美國陸軍如何在鞏固成果的同時,使聯合部隊能夠防止、拒絕和利用對手。隨著多域作戰環境的出現和美國陸軍尋求在未來獲得并保持持久的優勢,繼續發展ADO概念將至關重要。
兵棋推演繼續作為軍事組織的一項關鍵職能和工具。兵棋推演工具根據玩家的決定,以不同程度的現實和抽象來模擬過程和后果。兵棋推演理論對美國陸軍領導力的開發至關重要,因為它提供了一個過程,通過抽象的機制將關鍵的決策還原成一個反復的過程,使人們能夠探索失敗并獎勵學習,以做出更合適的決策。兵棋推演是測試ADO概念的關鍵因素,也是培訓和教育未來領導力的關鍵方法。
ADO的關鍵是發展理解概念和作戰環境的能力。ADO推演允許領導者和軍事理論家學習和探索作戰環境,包括對手與美國和盟軍在作戰環境中的能力。設計一個關于ADO作戰概念的兵棋推演工具,可以創造一個框架,在這個框架內,領導者可以練習規劃、執行和反思關鍵因素。這篇論文提出了一個概念證明,即通過教育和培訓,重點關注陸軍的ADO規劃和執行的作戰方法,以促進未來的領導力開發。
戰爭是永遠存在的。在某種不同程度上,行為者總是為沖突做準備或參與沖突。戰爭的特征和現代戰爭的概念在時間上無情地向前推進。美國的戰爭專家和政策制定者主要認為,全域作戰(ADO)是未來的戰爭概念。全域作戰代表了美國軍隊在2020年和不久將來的現代聯合作戰概念和方法。這一概念將空中、陸地、海洋、網絡空間、電磁和太空領域整合在一起,進行跨時空的規劃和同步執行。ADO固有的復雜性要求領導者對跨領域的能力、規劃和執行有一定的了解。
從戰術層面開始的領導力開發路徑限制了聯合和作戰經驗。對ADO的理解和更好的執行需要領導者在經驗發展的早期學習規劃和實施新生的概念。到目前為止,真實世界的親身體驗是最好的,但很難復制,在聯合作戰中更是如此。兵棋推演提供了一個補充教育和培訓的工具,利用機械原理來幫助對問題和決策過程的理解框架。一個全面的兵棋推演工具對于ADO中未來作戰領導力的開發是至關重要的。
本報告的目的是展示兵棋推演如何為美國陸軍在ADO中的角色開發和領導力培養提供方法。該研究旨在為對ADO感興趣的領導人提供一個基礎,并通過兵棋推演進行開發和教育。本報告展示了兵棋推演如何模擬ADO的概念,以指導和促進教育。兵棋推演的目的包括跨越時間和空間,通過所有領域來規劃和管理軍事行動,同時在與ADO相關的各個階段納入作戰藝術和科學元素。兵棋推演模型應能適應任何場景,并采用模塊化設計,允許根據需要強調背景。設計者根據現有的作戰框架,通過在至少兩個主要對手之間的偶發階段來開發兵棋推演工具,從而實現反思和討論。本報告提供了一個概念證明,即作為進一步開發的基線Theatrum Belli,并解決了陸軍理論中關于兵棋推演的一個重要空白。
在陸軍兵棋推演中,ADO的概念和理論存在一個重大的空白。很少有現有的模型能以現代的方式將所有的五個戰爭領域都納入其中,以適當地呈現ADO的要素。此外,美國陸軍缺乏一個模擬的、標準化的模型來最好地描述從師到戰區陸軍在作戰層面執行 ADO。美國空軍和美國海軍目前正在開發一個以ADO為導向的兵棋推演,但仍然沒有納入大量的地面部隊。本報告提出了一種兵棋推演的設計,能夠在作戰層面上對ADO的規劃和執行的領導力進行教育和開發。鑒于該兵棋推演的主要目標,設計者必須承認該模型和研究的局限性。
第一手和真實世界的經驗是最好的學習環境。然而,在作戰層面為ADO創造一個真實世界的訓練環境,在時間、物質和人員上的成本可能是令人望而卻步的。兵棋推演是一個有明確目標的模型,它準確地描述了至少兩個對立面之間的一些戰爭要素。為了實現這個明確的目標,必須對設計的因素進行優先排序。該模型只模擬了現實和戰爭的某些部分,優先用于實現兵棋推演的目標。設計的細節越精確、越全面,它就越復雜。兵棋推演通常會犧牲不同程度的精確性來實現簡單性,以減輕參與者所需的時間和精力成本。設計的目的是在ADO上進行指導,這也帶來了其他的限制。兵棋推演可以通過多次迭代來教授類似的學習目標,但對現實的每一次抽象都意味著模型的應用在任何時候都只能解決這么多問題。
兵棋推演的獲取和可用性是對擬議的兵棋推演的關鍵限制。兵棋推演中的任何機密材料都會大大降低大多數專業軍事教育(PME)項目的準入門檻。由于缺乏機密材料,該設計不可避免地掩蓋了ADO固有的某些方面。這使得一個用于訓練和教育目的的模型能夠得到更廣泛的傳播,甚至可能包括盟軍部隊。此外,該模型的擴大傳播鼓勵了PME之外更廣泛的參與,這可以進一步創新和調整未來的迭代。除了所討論的本報告的局限性外,設計過程的范圍更好地定義了設計方法。
本報告的兵棋推演設計范圍提出了一個課堂環境的概念說明,以補充ADO的學習。因此,重點支持實現具體的學習目標,只需要教師和學生的必要時間和努力。一個兵棋推演如果吸收了太多的時間,無論是學習操作還是執行本身,對任何有時間安排的人來說都會成為一種負擔。為了解決參與者的注意力問題,兵棋推演的模式必須是高效和簡短的,但仍然包括促進學習目標的機制。教員通過兵棋推演來管理學生的注意力,并需要利用剩余的時間來發揮綜合作用,而不是讓學生筋疲力盡。為了補充高級軍事研究項目(AMSP)的課程,設計應該以研討會的環境為基線。這種形式可以擴展到旅以上梯隊的工作人員,在幾個小時內執行迭代,而不是全天的事務。設計的迭代性質適合于情節性的場景,參與者可以用默認的標準跳入和跳出場景,或者在不同的情節之間進行進展,以實現持續的連續性。這是對兵棋推演范圍的一般性介紹,本報告將在后面對其設計背后的理論作進一步的詳細說明。
本報告的引言闡述了論文和主要目的,確定了重大差距,以及兵棋推演設計的局限性和范圍。下一節涵蓋了所研究的文獻、理論、概念和以前的兵棋推演,以及它們對擬議設計方法的應用。
圖4. 在MDO框架中強調的軍事問題。
2022年6月15日,英國國防部在倫敦科技周人工智能峰會上發布了《國防人工智能戰略》,旨在“雄心勃勃、安全和負責任地”使用人工智能的戰略和相關政策。本戰略支持創建新的國防人工智能中心(DAIC),以提供前沿技術樞紐,支撐英軍使用和創新相關技術。本戰略概述了以下內容:一是在國防中使用人工智能的新倫理原則;二是人工智能在國防部加強安全和現代化的地位和應用;三是考慮通過人工智能研究、開發和實驗,通過新概念和尖端技術徹底改變武裝技術能力,并有效、高效、可信地向戰場交付最新裝備。該戰略將將成為英國人工智能戰略的關鍵要素,并加強國防在政府層面通過科學和技術獲取戰略優勢的核心地位。
圖 英國國防部發布《國防人工智能戰略》
(本文根據原文編譯整理,僅供交流參考,觀點不代表本機構立場。)
英國國防部人工智能戰略的愿景是:以英國規模為標準,成為世界上最有效、最高效、最可信和最具影響的國防組織:
有效——提供戰場制勝能力和支持,以及英國與盟友關于人工智能生態系統合作的能力;
高效——通過創新使用技術交付能力,進行作戰并實現生產力效應;
可信——基于人工智能系統的安全性和可靠性受到公眾、盟友和人民的信任,根據英國核心價值觀合法合規地使用人工智能;
影響——積極參與合作和引領人工智能技術的全球發展和管理趨勢;
二**、背景和必要性******
英國國防部《綜合評估(2021)》強調指出,國家在人工智能領域的卓越表現是確保英國在2030年前成為“科技超級大國”的核心。英國國防部《國家人工智能戰略(2021年)》指出,人工智能在改寫整個行業的規則、推動經濟大幅增長和改變生活的所有領域方面具有巨大潛力。英國國防部《綜合作戰概念 (2020年) 》描述了無處不在的信息和快速的技術變革如何改變了戰爭的性質。在軍事作戰的各個領域,沖突正變得愈發復雜。新技術產生大量數據,解鎖新的威脅和漏洞,并通過如蜂群無人機、高速武器和先進網絡攻擊等下一代先進能力擴大潛在攻擊的規模。
人工智能技術以及其影響可能會極大地縮短決策時間,使人類理解負擔加重,而且這些在現代戰場中需要快速做出反應。正如《國防司令部文件(2021)》所指出的,“未來沖突的勝負可能取決于所采用人工智能解決方案的速度和效率”。因此信息作戰變得越來越重要。簡而言之,當代國防正在發生一場根本性的劇變,與人工智能相關的戰略競爭正在加劇,因此必須迅速、主動和全面應對。
本戰略闡述了英國將如何應對這一重大戰略挑戰,其應該引起英國國防部的重視,并參與部隊發展和國防轉型,英國國防部需要明確其機構與人工智能相關的要素并采取相應行動,以在后續執行和交付方面發揮關鍵作用。
三、發展途徑
**一是英國國防部需要轉變為“人工智能就緒”的組織。**具體措施是:1)推動文化、技能和政策變革,培訓領導人,提高人員技能,并加強國防人工智能和自主部門的組織能力;2)創建國防人工智能技能框架和新的人工智能職業發展和晉升路徑;3)將數據視為關鍵戰略資產進行管理和應用,建設新的數字主干網絡和國防人工智能中心。
**二是在速度和規模上采用和利用人工智能,以獲得防御優勢。**具體措施是:1)將人工智能視為能力戰略和部隊發展過程中戰略優勢的關鍵來源;2)短期路線采用成熟的數據科學、機器學習和先進的計算統計技術提升效果和生產力,長期路線進行尖端人工智能技術研發;3)采用多學科多技術將人類認知、創造力和責任與機器速度分析能力相結合以評估人工智能系統的脆弱性和威脅;4)與盟友和伙伴密切合作開發創新能力解決方案以應對共同的挑戰。
**三是推動和支持英國國防和安全人工智能生態系統。**具體措施是:1)通過英國工業和學術人工智能的雄厚基礎以及政府的支持建立信心并明確要求;2)視人工智能生態系統為戰略資產,消除行業壁壘,建立更具活力和一體化的伙伴關系;3)促進行業聯系建立新的國防和國家安全人工智能網絡,促進人才交流和共創,鼓勵業界投資國防相關的人工智能研發,并簡化國防數據和資產的獲取。4)促進中小企業,使監管方法現代化,支持業務增長并最大限度地利用國防人工智能相關知識產權促進相關技術商業化。
**四是塑造全球人工智能發展,以促進安全、穩定和民主價值觀。**具體措施是:1)按照英國的目標和價值觀塑造人工智能的發展,促進倫理方法,并影響符合民主價值觀的全球規范和標準;2)促進安全與穩定,確保英國的技術進步得到適當保護,同時探索建立信心和將軍事人工智能使用風險降至最低的機制;3)考慮可能出現的極端甚至事關生存的風險,并積極與盟友和合作伙伴接觸,制定未來的安全政策,尋求建立對話,以降低戰略錯誤、誤解和誤判的風險。
四、優先效果
通過采用人工智能技術實現本戰略目標,使英國武裝部隊實現現代化,并迅速從工業時代的聯合部隊過渡到敏捷信息時代的綜合部隊,國防部將受益于效率和生產率的提高,其期望的優先效果如下:
決策優勢:通過更充足、更分散的決策制定和基于威脅的機器快速響應,提高作戰節奏和靈活性。
效能:通過智能自主提高靈活性、效能和可用性。
解鎖新能力:通過開發新的作戰方式確保作戰優勢,增強軍事效果,保護人民免受傷害。
武裝部隊:減輕部隊負擔,并將人類決策集中在基于獨創性、背景思維和判斷力的高價值職能上。
五、戰略綜述總結****
**六、**結束語
人工智能必須成為未來必不可少的技術,其也促使著英國國防部改變對現代技術的看法,調整其技術方向和戰略需求,全面擁抱世界領先的人工智能解決方案和能力,推進其國防業務中觀念、文化、規劃和交付方面的持久變化,并將其作為國防戰略融入國防領域,以確保英國軍隊成為敏捷信息時代的綜合部隊。
編譯:船の心
END
世界軍事電子領域2021年度十大進展