美國、中國和俄羅斯都在競相發展高超音速武器。這場高超音速武器競賽能算作軍備競賽嗎?目前有關高超音速武器的文獻將其視為軍備競賽的表現,但并未對當前高超音速武器發展中的軍備競賽動態進行全面評估。本論文使用傳統的軍備競賽理論和當前的戰略穩定性文獻來分析高超音速武器競爭并強調競爭帶來的挑戰。本文提出了一個新的軍備競賽類別來對高超音速武器競賽進行分類:初期軍備競賽。它定義了一場初期的軍備競賽,檢驗了承認其初期的重要性,并提出了決策者需要考慮的潛在問題。
自21世紀初以來,美國一直積極尋求發展高超音速武器--以至少5馬赫的速度飛行的機動武器,作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國將這種努力集中在開發高超音速滑翔飛行器上,這種飛行器在滑翔到目標之前由火箭發射,以及高超音速巡航導彈,這種導彈在飛行過程中由高速噴氣發動機驅動。正如前參謀長聯席會議副主席和前美國戰略司令部司令約翰-海滕將軍所說,這些武器可以使 "在其他部隊無法使用、被拒絕進入或不愿意使用的情況下,對遙遠的、被防御的和/或時間緊迫的威脅[如公路移動導彈]進行響應性的、遠程的打擊選擇。" 另一方面,批評者認為,高超音速武器缺乏明確的任務要求,對美國的軍事能力貢獻不大,而且對威懾也沒有必要。
對高超音速武器的資助在過去相對受到限制;然而,五角大樓和國會都對追求高超音速系統的發展和近期部署表現出越來越大的興趣。這部分是由于俄羅斯和中國在這些技術上的進步,這兩個國家都有一些高超音速武器項目,并且很可能已經投入使用了高超音速滑翔飛行器--可能配備了核彈頭。與俄羅斯和中國的高超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器在設計上并不是為了使用核彈頭。因此,美國的高超音速武器可能需要更高的精度,并且在技術上比中國和俄羅斯的核武裝系統更具挑戰性。
五角大樓2023財年用于高超音速研究的預算申請為47億美元,比2022財年申請的38億美元有所增加。導彈防御局另外要求2.255億美元用于高超音速防御。目前,國防部(DOD)還沒有為高超音速武器建立任何記錄項目,這表明它可能還沒有批準該系統的任務要求或長期資金計劃。事實上,正如高超音速技術首席主任(國防部負責研究和工程的副部長辦公室)邁克-懷特所言,國防部還沒有做出購買高超音速武器的決定,而是在開發原型,以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
當國會審查五角大樓的美國高超音速武器計劃時,它可能會考慮有關高超音速武器的理由、其預期成本以及其對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在的問題包括以下幾個方面。
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是否是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段?它們將如何被納入聯合行動理論和概念?
鑒于高超音速武器缺乏明確的任務要求,國會應如何評估高超音速武器項目的資金申請或高超音速武器項目、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請的平衡?加快對高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是否有必要且在技術上是可行的?
如果有的話,高超音速武器的實用化將如何影響戰略穩定?
是否需要采取減輕風險的措施,如擴大新的削減戰略武器條約,談判新的多邊軍備控制協議,或開展透明度和建立信任活動?
(2021年11月10日,在荷蘭弗里皮爾舉行的北約反無人機系統技術互操作性演習中,無人機在無人機群演示前處于起飛位置。)
美國防部(DOD)和美國政府在敵方使用小型無人駕駛飛機系統(sUAS)方面面臨著重大國家安全挑戰。創建集群能力的現有技術導致了多層次和無法管理的威脅。本文討論了如何準備和應對這一迫在眉睫的挑戰,俗稱“無人機蜂群”。傳統思維和實踐的基本挑戰推動了對無人機蜂群的關注。一些未解決的問題包括無人機蜂群對美國的潛在利益與威脅。迄今為止,沒有任何方法能充分解決美國對無人機蜂群的戰略風險。盡管美國防部戰略包括一些應對敵方無人機威脅的方法,但它并沒有完全面對挑戰,而要解決未來武裝無人機蜂群帶來的戰略問題,就必須面對這些挑戰。為了減輕這種新出現的風險,美國需要一個協調的方法來解決技術、法律和條令問題。
美國目前的戰略文件為確保和推進國家利益提供了總體要求。然而,新出現的威脅和潛在的無人機蜂群技術威脅著美國的安全態勢。例如,2017年美國國家安全戰略指出,“我們將保持一個能夠威懾并在必要時擊敗任何對手的前沿軍事存在”。隨著美國軍隊在全球范圍內的廣泛投入,對手可以利用無人機蜂群來挑戰美國在許多領域的利益;如果是這樣,美國軍隊就不能可靠地投射力量來威懾和擊敗這些同樣的對手。
此外,《美國國防戰略》認為戰爭的特點在不斷變化,行為者可以更迅速、更容易地獲得技術,包括人工智能(AI)、自主性和機器人技術。時任美國防部長詹姆斯-馬蒂斯在2018年說明了這種擔憂,他承認國土不再是一個避難所,必須預測針對“關鍵的國防、政府和經濟基礎設施”的攻擊。無人機蜂群構成了重大的國家安全戰略風險,應對這一新興威脅給美國帶來了三個關鍵領域的挑戰和機遇:技術、法律和理論。
關于作戰無人機系統使用的研究文獻揭示了以創新方式改變戰爭特征的潛力。技術革命使行為者能夠利用無人機來實現國家目標。最近發生在南高加索地區的納戈爾諾-卡拉巴赫爭議地區的戰爭說明了這一現實。阿塞拜疆對無人機系統的使用極大地幫助了它的勝利,支持了它對亞美尼亞的空中和地面作戰,而亞美尼亞擁有更多的常規空中和地面部隊,包括戰斗機和坦克。此外,這場戰爭說明了使用無人機系統來摧毀防空系統、地面部隊和裝甲車輛的優勢,包括空中能力成本相對低廉。這些系統可以憑借其相對較小的尺寸和較慢的速度避開敵人的防空系統,而且它們在常規沖突中為不太富裕的國家提供了潛在的軍事優勢。這種力量的再平衡表明,國家可能會在未來的沖突中更多地使用無人機系統來脅迫他們的敵人,促成外交上的讓步,并實現國家安全目標。遙控飛機是改變戰爭性質的工具,而小型無人機的創新使用說明了下一步的改進,其成本低,回報潛力大。
除了目前無人機系統的應用,這些航空器的未來發展趨向于更加復雜,在人工智能、自主性和機器學習方面將取得更多進展。這些術語可能會使一些人想到虛構的作品,如《天使降臨》(2019),這部電影中,小型螺旋槳驅動的無人機從地面的管道發射,攻擊美國總統和他的特勤人員。然而,在現實中主要軍事大國目前都在追求這種能力。
中國電子信息技術研究院在2020年9月測試了從地面和空中發射器發射和使用多個sUAS的蜂群編隊。此外,美國海軍研究辦公室和國防高級研究計劃局近年來進行了廣泛的測試,使用大量的無人機相互協調進行偵察,編隊飛行,或可用于向目標投放彈藥。2020年9月的一次演習顯示,俄羅斯也在繼續追求用三種型號的無人機系統進行集成編隊,打擊地面目標。雖然這本身不是無人機蜂群,但一位俄羅斯專家指出:“在這一點上,俄羅斯有很多關于UAV蜂群使用的研究,并對這種概念進行了測試和評估。”
民用無人機蜂群的發展表明,這是一項雙重用途的技術。在過去的幾年里,對無人機能力的需求不斷增加,因為各公司為編排好的展示活動編排了數以百計,有時甚至數以千計的無人機系統。例如,英特爾在2018年創造了一次展示中無人機數量最多的世界紀錄,有2066架。英特爾特定型號的無人機在眾多活動中飛行,包括2018年冬季奧運會和2017年超級碗的半場表演。最近,無人機表演為當選總統喬-拜登的特拉華州勝利慶典展示了蜂群能力。可以想象,一個邪惡的行為者可能會控制大量無人機,對涉及國家元首或大量人群的活動進行破壞。伊朗在2019年9月對沙特阿拉伯最大的原油穩定廠之一進行了無人機攻擊,顯示出不同尋常的復雜性,并且還在試驗同時對50個目標使用大量無人機。無人機蜂群的軍事和民用趨勢預示著美國的力量可能會在未來受到挑戰。盡管各行為體尚未使用真正的小型無人機蜂群來對付對手,但該技術的攻擊應用并不遙遠。
各國應在仔細考慮其風險和影響后,規劃使用無人機群。一些文獻承認無人機蜂群在某些戰略軍事背景下的概念性應用。例如,一位戰略專家認為,完全自主武裝型無人機蜂群(AFADS)是蜂群應用的一個子集,可以被視為大規模殺傷性武器(WMD)。美國陸軍應用兵棋推演方法證明了無人機蜂群武器如何在平行攻擊中提供作戰優勢。美國防部關于使用自主系統的發起人之一指出:部署完全自主的武器將是一個巨大的風險,但這可能是一個軍隊值得承擔的風險。這樣做將會進入未知的領域。敵對行動者正積極試圖破壞戰時的安全行動。而且在行動時,沒有人可以干預或糾正問題。
大國可能愿意承擔這種風險;正在開發能夠獨立于人類操作者做出決策的自主武器。前美國防部長馬克-埃斯佩爾指出了美國和其他大國在自主武器發展方面的這種區別。一些評論家斷言,自動防御系統提供了軍事優勢,包括自由打擊覆蓋戰略資產的傳統防空系統或對核和支撐能力進行監視。
各國必須考慮自主武器計劃的戰略影響。一個行為者向對手使用無人機蜂群可能導致意外升級,而一個意外的人工智能決策可能無意中導致敵人反擊或外交危機。國際上的討論還沒有涉及到使用完全自主武器在“危機穩定、升級控制和戰爭終止”方面的戰略考慮。許多專家同意,自主武器系統可能在危機或武裝沖突期間提供作戰優勢,特別是在灰色地帶或混合戰爭中,但戰略風險要求決策者現在就考慮這些危險,以避免以后出現災難性的結果。完全自主的武器系統增加了誤判和/或誤解的風險,這可能導致國家和非國家競爭者之間不受控制的風險升級。這包括使用大規模毀滅性武器的威脅增加。盡管采用自主無人機蜂群存在固有的風險和后果,但這些能力為行為者提供了實現國家目標的軍事和戰略選擇。有人類參與的半自主無人機蜂群武器也會給對手帶來風險,盡管程度較低。
關鍵術語和分析的范圍將澄清誤解。歐文-拉肖在《原子科學家公報》中寫道,將蜂群無人機定義為“分布式協作系統......成群的小型無人駕駛飛行器,可以作為一個群體移動和行動,只需有限的人類干預”。蜂群的另一個定義規定了軍事應用,“大量分散的個體或小團體協調在一起,作為一個連貫的整體進行戰斗”。根據美國防部指令3000.09,自主武器系統,“一旦啟動,就可以選擇和攻擊目標,而無需人類操作員進一步干預”。美國國家科學、工程和醫學研究院規定,無人機蜂群是指40個或更多的無人機系統,該群體作為一個單位,有各自的行為,所有成員都不知道任務,成員之間相互通信,每個無人機系統“會相對于其他無人機系統進行定位”。這些創新包括人工智能、自主性和機器學習的應用,以及美國防部指定為1、2和3組的sUAS進步。sUAS作為一個整體執行任務,包括情報、監視和偵察以及進攻性攻擊。在本文的其余部分,這種威脅將被稱為無人機蜂群。
對抗(或稱反制)無人機蜂群提出了三個領域,這對五角大樓和負責保衛美國國土的國家機構來說既是挑戰也是機遇。第一個領域,即技術,美國防部的工作集中在硬件解決方案上。在2021財年,美國防部最初計劃“在反無人機系統(C-UAS)的研究和開發上至少花費4.04億美元,在C-UAS的采購上至少花費8300萬美元。”所有軍種都追求各種尖端技術解決方案來探測、跟蹤、識別和擊敗目標。用于探測的硬件解決方案包括雷達以及電子光學、紅外和聲學傳感器;所有這些都因小型無人機的表面特征和相對速度而限制了其有效性。另一種技術涉及操作員可能需要控制無人機無線電指令信號的探測。擊敗機制包括干擾、欺騙、槍支、網、定向能和標準防空系統等方法。然而,目前的能力給操作者帶來的結果是好壞參半的。目前的措施主要是針對數量較少的無人機,而這些無人機并沒有表現出蜂群行為能力。其他方法,包括美國空軍和國防部在作戰環境中測試的高功率微波(HPM),可能提供更有效的能力來對付無人機蜂群,但專利方面的挑戰可能會限制其有效性。誠然,美國防部可能正在追求更先進的HPM武器,其基礎設施足跡更小,如Leonidas系統,但目前的研究僅限于非保密來源。
美國防部的反無人機系統(C-sUAS)戰略承認了無人機蜂群帶來的戰爭特征變化,但并沒有提到具體的解決技術。考慮到對抗無人機蜂群的近期要求,當前技術的重大局限性給行業帶來了挑戰。此外,美國防部可能沒有關注無人機蜂群的新威脅。相反,開發和采購工作表明,重點是傳感器和武器,以擊敗目前的無人機系統。美國防部2021財年的C-UAS預算主要針對當前設備進行開發,沒有考慮滿足未來需求的技術創新。在COVID-19大流行期間和之后美國防部預算下降的環境下,這種方法可能被證明是低效的,并造成重大風險。各國開發無人機蜂群技術的速度表明,其成熟速度比應對此類威脅的設備成熟速度更快。
觀察家們注意到需要快速創新以減輕不斷上升的威脅,但目前的國防工業基礎面臨著變革的障礙,包括軍事文化和新的商業技術測試。快速創新的一個更常見的問題源于對商業產品的收購,其中知識產權成為系統部署使用的很大障礙。當公司的設備或軟件不一定能互操作時,這個問題就會變得很嚴重,使C-sUAS操作者無法獲得擊敗目標所需的融合、及時和有用信息。軍事文化不一定會獎勵創新的思想家,并且很可能成為快速變革的障礙。雖然美國防部目前的C-sUAS戰略確定了無人機蜂群的威脅,但它沒有充分解決國防部必須如何克服高成本和創新遲緩的技術風險。
(2022年8月14日,在密歇根州格雷靈營地,分配給美陸軍第37步兵旅戰斗隊總部的上士Noah Straman 在北方打擊行動期間發射了DroneDefender)
C-sUAS戰略的第二個風險來源是在法律限制,特別是在國土上。現行法律為國土上的美國公民提供保護,同時也抑制了美國防部在軍事設施上保護無人機威脅的能力。鑒于無人機的威脅能力和檢測限制的多重影響,無人機蜂群加劇了這種限制所帶來的風險。C-sUAS戰略宣稱,美國防部的主要利益相關者必須與合作伙伴合作才能取得成功。這一當務之急應推動立法解決方案,以擴大這種反無人機設備運行的國內環境權限。
C-sUAS戰略強調了在國土上操作反無人機能力的重大法律挑戰,并斷言:“許多現有的法律和聯邦法規在設計時并沒有將無人機系統作為威脅來處理,而技術變化的持續速度使得法律當局很難跟上步伐。”目前的法律不允許及時發現潛在的無人機威脅,這些威脅可能來自軍事設施之外。《美國法典》(USC)第10條第130i款授權國防部長和武裝部隊指定人員采取所有動能或非動能行動,以“禁用、損壞或摧毀”對“所涉設施或資產”構成威脅的無人駕駛飛機系統。這一法律限制使操作者無法在潛在的無人機威脅到達目標之前將其擊敗。
盡管《美國法典》第10章第130i條授權國防部“在未經事先同意的情況下......通過攔截或以其他方式獲取電訊或電子通訊,探測、識別、監測和跟蹤無人駕駛飛機”,但它并沒有明確說明這一權力是否延伸到基地的邊界之外;如果可在邊界之外,就會給國防部提供戰術優勢。新的授權也不清楚美國防部是否可以在不違反情報監督指令的情況下,在其管轄范圍之外收集所需的無人機信息。此外,針對潛在的無人機蜂群威脅收集此類信息可能會擴大責任。探測目標還需要區分敵方和友方的無人機,鑒于目前的權限,處理與合法民用飛機有關的具體信息可能會有問題。
根據C-sUAS戰略,美國防部必須采取多邊行動,并與執法機構分享威脅信息,如10 USC 130i所允許的。這可能的一種方式是在國家安全特殊事件(NSSEs)期間,聯邦調查局(FBI)可以有臨時的權力來反擊無人機,而無需首先獲得授權。2018年《預防新威脅法》授權國土安全部(DHS)和司法部(DOJ)“通過基于風險的評估,減輕無人駕駛飛機......對設施或資產的安全或安保構成的威脅”。在最近的案例中,聯邦調查局與聯邦航空管理局(FAA)合作,在2020財政年度期間,包括2020年超級碗、2019年世界大賽、2020年玫瑰碗比賽、華盛頓特區的“A Capitol Fourth”和紐約市的新年慶祝活動中,成功對抗了超過200架無人機。聯邦調查局還與國土安全部以及佐治亞州的州和地方執法部門合作,在2019年超級碗比賽期間對抗54起無人機入侵事件;在體育場周圍的臨時飛行限制期間,至少有6架無人機被沒收了。
2018年《預防新威脅法》的描述內容與《美國法典》第10篇第130i條的授權非常相似,但仍不清楚國土安全部、司法部和國防部如何進行實際合作。首先,NSSEs是臨時性的,如果沒有永久性的授權,通過機構間的協調對威脅進行早期預警的優勢幾乎可以忽略不計。對手很可能不會在NSSE期間對國防部資產發動無人機蜂群攻擊。其次,如果國防部發現了其管轄范圍之外的威脅并警告國土安全部或司法部,聯邦、州或地方執法部門不太可能有時間和能力來攔截無人機蜂群威脅。
地方執法部門和私人實體有更少的權力來對抗無人機。根據國土安全部、司法部、交通部和聯邦通信委員會最近的咨詢,采用反無人機技術的非聯邦公共機構和私人可能違反聯邦法律。法律將無人機定義為飛機,任何破壞或摧毀無人機的工具都可能引發涉及《飛機破壞法》和《飛機海盜法》的責任。那些使用無線電頻率探測的人可能會涉及《竊聽/陷阱法》和《竊聽法》的訴訟負責,這取決于該能力是否記錄或攔截無人機和控制器之間的電子通訊。
最后,附帶影響可能導致當地執法部門或私人實體重新考慮采用這些能力。杰森-奈特對城市地區警察機構的考慮進行了分析,并提到了反無人機技術干擾合法地面和空中活動的例子。目前的授權并沒有為國防部對抗無人機群所需的預警能力提供全面的法律基礎。盡管在某些情況下,與東道國或在應急地點的多邊協調可能為防御者提供優勢,但鑒于美國防部的法律限制,在可能試圖使用無人機蜂群來對付關鍵基礎設施時,國土為對手提供了優勢。
(2022年3月30日,第3海軍陸戰隊第9工兵支援營沿海工兵偵察隊的戰斗工程師海軍陸戰隊下士Chance Bellas在菲律賓克拉韋里亞的Balikatan 22期間組裝了小型無人機系統VAPOR 55)
C-sUAS戰略的最后一個障礙是關于有效使用反無人機設備的一個重要但被忽視的方面。該戰略宣稱,隨著技術的成熟,需要制定條令,但僅僅承認企業的需求并沒有解決規劃誰可能操作這些設備的重大挑戰。現在確定條令上的需求將減輕未來的能力差距。美國陸軍必須在保衛空軍基地免受未來無人機蜂群威脅方面發揮更大作用。
采用反無人機能力的一個獨特方面是,它包括在所有領域的行動。具體來說,在空中瞄準和減輕對手的巨大挑戰,需要對三個主要任務領域的分工進行清晰的評估:防空、部隊保護和空域控制。從這些任務領域中提取部署原則對于規劃反無人機能力的戰略用途是有價值的。聯合條令是基于目前的部隊結構和幫助解決復雜問題的責任。規劃對抗無人機蜂群的方法需要對聯合條令中的角色和責任進行更深入的評估。
條令必須考慮到培訓未來在所有領域發揮作用的設備操作人員。在空中領域的操作需要對防空、部隊保護和空域控制有充分了解和精通的人員。設計一個與技術和設備同步發展的部隊結構并為其提供資源,將更有效地阻止和對付先進的威脅。這一發展推動了反無人機蜂群條令開發的權威指導,其也是C-sUAS聯合辦公室(JCO)作為國防部執行機構責任的一部分。此外,聯合辦公室將“協調C-UAS的聯合作戰概念和聯合條令的發展”。然而,這種責任描述沒有考慮到目前國防部各部門在空域控制、部隊保護和針對無人機蜂群威脅的防空方面的角色挑戰。專注于對抗地面威脅的部隊保護軍事人員并不具備對抗空中威脅同時避開友軍飛機的必要知識。對這些人員進行空域環境、電磁波譜、空間作業和天氣等相關培訓,將使他們更有效地運用能力來對付無人機蜂群。在防空方面重疊的責任,特別是美國陸軍和美國空軍之間的責任,可以解決此條令上的挑戰。然而,各軍種都依賴部隊保護專家,這給業務帶來了風險。
條令還包括對角色和任務的劃分,特別是在空軍基地的防空方面。越南戰爭和伊拉克戰爭迫使高級軍事指揮官和各軍種將能力分配給傳統任務,而犧牲了支持戰略和作戰目標的空軍基地防御。特別是陸軍和空軍,自二戰結束以來,一直在為地區和點狀防空任務的具體作用而爭斗。2020年蘭德公司的一項研究強調了目前的辯論:今天,美國陸軍負責為空軍基地和其他固定設施提供點式AMD(防空和導彈防御),但兩軍多年的忽視導致了能力上的不足......陸軍領導層將其機動部隊的移動式短程防空置于固定設施防御之上。
在美國陸軍對海外和國內主要作戰基地的防空資源進行優先排序之前,戰略和戰役目標很容易被無人機蜂群影響。此外,空軍可能會繼續倡導和獲得C-sUAS的能力,而沒有條令上的決議。空軍可能會實現其長期以來的愿望,即在戰術防空方面發揮更大的領導作用——這將與聯合司令部的任務相矛盾,即避免重復工作并獲得效率。同樣,其他軍種可能會繼續購買設備進行試驗,如果沒有跨領域和職能協調,這可能不是最佳或有效的。
蘭德公司的報告還詳細說明了陸軍和空軍在防空方面的角色錯位。2020年的一份國會研究報告提出了一個重要問題:“計劃中的SHORAD(短程防空)部隊結構和能力是否足以應對預測的未來挑戰?”該報告表明,陸軍計劃在現役和后備部隊之間增加18個營的防空能力,這可能不足以滿足支持歐洲威懾倡議和太平洋威懾倡議的陸軍部隊需要。這些能力包括應對無人機系統的威脅,但不包括保衛空軍關鍵資產和主要作戰基地的假定任務。盡管聯合出版物3-0《作戰》要求整合進攻和防御能力,以實現對敵方無人機的空中優勢和部隊保護,但它并沒有明確規定各軍種的角色和任務。這種理論上的模糊性增加了SHORAD資源不足的危險,以應對未來無人機蜂群的倍增效應。
新興技術的發展和使用無人機蜂群可能性的增加使得有必要對條令和軍種的作用進行重新評估。事實上,空軍參謀長已經敦促國防部長辦公室對各軍種的角色和任務進行審查,以確定聯合作戰概念的領導組織,如遠程精確射擊和攻擊下的后勤。這兩個概念都與保護戰略資產免受潛在的無人機蜂群攻擊有關。此外,美國防部缺乏條令指導可能也表明需要評估機構間的概念和方法,以便在民事管轄范圍內采用類似的能力。JCO及其國防部戰略將為持續的條令開發提供基本要素,但更多的工作必須集中在調整各部門的角色和資源上。
美國防部對抗無人機蜂群的新方法必須解決技術快速發展的風險,對手可能利用民用和國防部保護關鍵基礎設施之間的法律縫隙,以及防空、空域控制和部隊保護方面固有的條令挑戰。正如2018年美國國防戰略所指出的,國土不再是一個避難所,而是敵人無人機蜂群的目標,這些蜂群可能具有洲際范圍的能力。
(2021年10月14日,夏威夷波哈庫洛亞訓練區,海軍陸戰隊準下士德米特里-謝潑德在布干維爾II期間進行步兵排戰斗課程時發射無人機)
敵對趨勢必須推動國防工業基地采用相對低成本、快速和人工智能的技術解決方案。最初尋求納入未來技術的“第三次抵消戰略”,為減輕這種風險提供了一個特別有用的方法。該戰略探討了蜂群式無人機、高超音速武器、人工智能和人機協作的最佳組合方式,以在戰斗中提供獨特的優勢,但它并不只關注材料和設備。相反,它考慮了如何最好地將人類的創造力與技術的精確性相結合。當應用于對抗無人機蜂群時,人機協作的概念可以為防空事業提供優勢。解決方案應該包括一系列與人工智能軟件完全整合的傳感器,以便更迅速地識別潛在目標,并提高信心水平。美國陸軍的TRADOC小冊子525-3-1《2028年多域作戰中的美國陸軍》指出,這些特征是人工智能和高速數據處理所希望的,以提高“人類決策的速度和準確性”。
值得投資的人機技術項目包括由人工智能驅動的自主蜂群無人機,以通過斗狗來減輕或摧毀敵人的蜂群。喬治亞理工大學在2017年與海軍研究生院合作進行了這種實驗。此外,美國防部的低成本開發能力包括非動能直接能量武器,如戰術高功率微波作戰響應器(THOR)和混合防御限制空域(HyDRA)計劃。THOR為對抗無人機蜂群提供了一種特別有效的能力,因為與HyDRA激光器相比,其影響范圍更大。然而,如果與綜合指揮和控制(C2)界面連接部署并協調,將人工智能與人類結合起來,該系統可比標準防空能力更有效,成本更低。
C2能力必須能夠更快地確定目標,將傳感器與擊敗機制連接起來,并允許人類操作員迅速選擇更有效的武器。最近的報告表明,聯合司令部正在追求這些能力,并可能要求各軍種開發自己的C2系統,以便最終整合到美國陸軍的前線防空指揮和控制系統。其他C2系統包括美國海軍的CORIAN(反遙控模型飛機綜合防空網絡)能力和美國空軍的多域無人系統應用指揮和控制。然而,這些具體的系統目前似乎并沒有與先進作戰管理系統(ABMS)或擬議的聯合全域指揮與控制(JADC2)架構聯系在一起。最近和剛開始的工作表明,在北大西洋公約組織中將使用JADC2概念將傳感器與射手聯系起來以對抗無人機群的倡議。未來的JADC2架構在概念上可以使人類操作員為自己的目的控制敵方的無人機蜂群網絡。無論哪種創新,“第三次抵消戰略”都為應對未來致命的自主無人機蜂群問題提供了一個潛在的寶貴方法。
在不考慮未來無人機蜂群威脅或人工智能發展活動的情況下,追求不同的和針對具體軍種的C2能力將浪費時間和納稅人的資金。相反,美國防部應更快地將2021財年開發的反無人機蜂群C2能力納入JADC2架構。國會責成國防部長評估綜合防空和導彈防御C2系統,其中包括C-UAS能力,并確定它們是否與新興的JADC2架構兼容。這個框架符合國會對自主或半自主能力的偏好,而且操作和維持成本低。盡管互操作性、知識產權、數據管理和信息保障仍然是挑戰,但將C-sUAS C2系統整合到JADC2架構中,將產生更快的殺傷鏈和潛在更低成本的項目。JCO主任肖恩-蓋尼少將最近承認,這種開放的架構方法可能會在日后帶來巨大的安全紅利。 第二,在國土的現有法律框架內運作,美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持,以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。
(2021年4月18日,太平洋,分配到第21直升機海戰中隊的海軍二級空勤人員(直升機)丹尼爾-艾爾斯在與兩棲攻擊艦埃塞克斯號的實彈演習中用MH-60S海鷹GAU-21.50口徑機槍向目標無人機開火)
第二,在國土的現有法律框架內運作,美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持,以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。
幸運的是,聯邦航空局正在推行幾項舉措來對抗敵方無人機。這些計劃包括將無人機納入國家空域系統,以區分友軍和敵軍的無人機。國防部應積極鼓勵聯邦航空局和美國國家航空航天局繼續各自的無人機行業倡議,包括無人機系統交通管理研究,以“確定服務、角色和責任、信息架構、數據交換協議、軟件功能、基礎設施和性能要求,以實現對低空無控制無人機操作的管理”。這些增加的權力,再加上增強的能力,可以縮小民事和軍事管轄權之間的法律差距,以保護國家基礎設施和國防部的關鍵資產。
最后,美國防部必須通過兵棋推演和演習積極磨練理論,以確定空軍基地防空中最合適的角色和職能。隨著無人機技術的成熟和向友軍提出更復雜的問題,盡早建立正確的部隊結構將更有效地應對挑戰。這將需要進行必要的培訓和適當的資源配置,以滿足國會對有效和低成本設備的需求。正如蘭德公司的研究報告所指出的那樣,沒有單一的行動方案,而是通過組合來提供解決方案。然而,角色和職能的重新調整對于成功至關重要。追求適當的聯合討論將為未來對抗無人機蜂群的強大和基于風險的模式提供基礎,并避免過去的戰略錯誤。
美國軍隊分析中心(CAA)開發了戰略競爭與危機兵棋推演,以捕捉現代軍事競爭在當今世界的運作方式。CAA責成我們的跨學科團隊開發一個更強大、更全面的聲譽模型,利用在系統工程、國防和戰略研究以及運籌學中各自的專業,從另一個國家的角度來量化一個國家的聲譽。該團隊利用系統決策過程中的工具來量化理論上的、無形的聲譽概念。研究從基于專家利益相關者分析和文獻審查的定性價值模型開始。然后,研究小組確定了價值衡量標準,以建立一個搖擺權重矩陣,從另一個國家的角度為每個國家產生一個聲譽分數。這個分數,以及一個增強的游戲用戶界面,現在可以被整合到現有的SC2兵棋推演中,以提供一個更完整的、敘述性的體驗,在整個游戲中記錄玩家的決定。
關鍵詞:兵棋推演,競爭,聲譽,跨學科
這個頂點項目旨在開發一個聲譽模型,加強戰略競爭與危機(SC2)兵棋推演的現有架構,通過利用價值建模的系統方法,說明軍事、經濟或政治決策對感知國際力量的影響。我們的客戶,軍隊分析中心(CAA),已經開發了他們的SC2兵棋推演,"以捕捉與'競爭'相關的討論,以及它如何支持軍隊的全球戰略框架"(Engelmann & Kearney, 2021)。該游戲的目的是采取行動,提高自己的全球聲譽水平,"基于對其實力、可靠性和決心的普遍看法"(陸軍部總部,2021)。目前,CAA有一個考慮到外交、軍事和經濟實力的聲譽模型。我們的畢業設計小組進行了研究,以開發一個新的模型,包括更多影響國家聲譽的因素,然后能夠成功地將該模型應用到SC2兵棋推演中,特別是四個大國:美國、英國、中國和俄羅斯。
美國人工智能國家安全委員會在2021年1月提交給國會的最終報告中建議國防部在2025年前做好人工智能準備。這一建議源于美國同行之間的人工智能軍備競賽,以及近年來在開發用于持續監視、指揮和控制以及武器化代碼的算法方面所取得的進展。雖然美國防部內有旨在利用各部門人工智能的戰略舉措,但戰術能力的發展和部署之間存在嚴重的脫節。作為美國防部的領導機構,聯合人工智能中心負責為美國防部的所有部門創造可行的解決方案,因此,如果所有單位都試圖在2025年之前做好人工智能準備,將不堪重負。本文強調了人工智能發展過程中的一個主要缺陷,并認為應將能力發展授權給空軍機群,并提供必要的資金和資源以真正將人工智能作為一種武器。此外,本文確定了通過基因操縱、智能灰塵納米技術和COVID-19機器學習過程發現成功的人工智能概念,以幫助戰術領導人了解人工智能革命如何幫助他們的特定任務領域,并激勵他們進行自我教育。
當涉及到利用人工智能(AI)時,美國空軍還沒有準備好與同行對手作戰,而且美國處于一場未宣布的軍備競賽中,可能會看到對手在未來十年內占據領先地位,因此需要迅速采取行動以扭轉局勢。更令人不安的是,這一威脅并沒有被該領域的戰術專家完全理解,或者即使他們理解,他們也可能沒有意識到(或在官僚上沒有能力)提供競爭所需的能力。對手在人工智能的研究和開發工作中正在取得進展。情報界的專業人士可以做些什么來解決這個問題。本文將嘗試定義中隊可以解決的戰術相關問題,并確定高層行動的不足之處。
人工智能國家安全委員會在其最終報告中建議美國防部采取行動,以便各部門為十年后的競爭做好準備。委員會的核心建議是美國防部遵循兩條努力路線:在2025年前為廣泛的人工智能整合奠定基礎,在2025年前實現軍事人工智能的準備狀態。這些項目在委員會報告發表前幾年就已經在進行了,這表明了對我們為有效競爭而需要的未來現實的戰略理解和承諾。然而,如前所述,開發人工智能支持的能力需要多年時間。為了有廣泛的人工智能整合,各級領導人需要了解人工智能的基本復雜性,以及如何在他們的任務空間內納入人工智能能力,以便他們能夠在2025年之前迎來人工智能革命。所提到的三大舉措從戰略角度縮短了傳感器和射手之間的差距,但處于邊緣的元素如何為這些努力作出貢獻?此外,如何授權給前線,讓他們根據任務的具體需要進行必要的組織、訓練和裝備?本文的目的是介紹人工智能的基本概念,并闡明應采取的行動,以推動空軍進入由人工智能驅動的持久性監視狀態。以下段落將討論智能能力、經過驗證的分析概念,以及展示未來的需求。
有幾個定義需要提到,以便在本文的其余部分提供背景,并幫助教育下級領導了解基礎概念。首先,人工智能需要三樣東西:數據集、算法和函數。數據集是一個數值表,算法是計算機用來解析數據的過程,而函數是 "從一組輸入值到一個或多個輸出值的確定性映射 "這些構成人工智能的基礎。總的來說,我們可以把人工智能看作是一類努力,它試圖采用計算機算法,并允許人類以合乎邏輯的方式解釋其結果。作為人工智能類別的一個子集,"機器學習(ML)涉及開發和評估使計算機能夠從數據集中提取(或學習)的算法。DL "專注于創建能夠做出準確的數據驅動決策的大型神經網絡模型",而DL的重點舉措是圍繞著從神經網絡的特定神經元中貢獻特定功能的想法。對DL的理解對指揮官使用人工智能的能力至關重要,因為科幻小說中的想象力會認為這是可能的。
從情報、監視和偵察(ISR)的角度來看,DL可以推動多種數據來源的綜合(例如,多情報融合和分析)。通俗地說,ML可以幫助將幾種情報功能以一種共同的形式結合起來。然而,鑒于適當的數據集、算法和功能(或指揮官的意圖),理論上DL有可能允許對收集的信息進行分析、理解、反駁為錯誤信息、接受為事實、重新分配任務進行額外的收集,或推動新的收集任務,就像人可以做的那樣,但在機器處理信息和得出關于可用數據的結論所需的幾秒鐘內,是自主的。雖然戰略和作戰指揮官正在努力實現一種反映類似于上述DL潛力的能力的最終狀態,但他們仍然必須考慮法律、道德和倫理困境,以及開發完整的人工智能基礎設施的安全性和可靠性。如果戰術領導人不與高級領導人同步利用這些機會,我們注定無法與當前的任務集進行任何形式的整合,并注定無法實現國家安全委員會對人工智能規定的 "到2025年人工智能就緒的軍隊 "的姿態。那么,我們的部隊如何才能變得更有人工智能效率?幸運的是,人工智能驅動的能力、分析技術以及政府和商業案例研究可供探索。
人類基因編輯曾經似乎是難以想象的事情,但通過使用機器學習,它正逐漸成為現實。有關規則間隔短回文重復群(CRISPR)的研究已經進行了多年。作為一種生物技術,人們可以推斷出CRISPR技術的意圖是讓科學家有能力 "改變基因或創造DNA以改變植物、動物或人類。"此外,很難像前國家情報局局長詹姆斯-克拉珀在2016年所做的那樣,將基因編輯作為一種強大的大規模殺傷性武器來爭論。由于基因編輯為裝備精良的對手提供了機會,情報專業人員應該了解有關基因操縱的指標如何通過機器學習表現出來,以達到與美國戰略利益相悖的目的,并幫助指揮官了解他們如何能夠迅速打擊這些威脅。這一現實離所需的科學并不遙遠,如果分析人員知道如何識別必要的因素,他們可以將其納入計算。
如果分析員不能通過DL技術獲得分析所需的數據,也有一些創造性的解決方案來獲得信息。一個提供巨大潛力的創新是被稱為微電子機械系統的微小無線網絡的出現,被親切地稱為智能灰塵。"智能灰塵的大小為立方毫米,包含電源、通信和計算。"這是整個傳感器網絡的一個單一節點。研究還表明,智能灰塵粒子將能夠達到微觀水平,能夠作為傳統醫療護理方法的替代品進行注射。比隱身的尺寸更令人敬畏的是這個設備子集預計能提供的能力。它們可以容納攝像頭、環境傳感器和通信機制,以傳輸數據,并進一步處理。與ML工作、與存儲設備甚至互聯網的連接相結合,人們可以設想出一種檢測概率很低的收集資產,一種維護需求很低的系統,如果計劃得當,這種系統能夠降低前沿部署資產的風險,并限制其進入目標收集區域。
到此為止,本文已經討論了分析師如何將人工智能視為一種威脅,如何將其視為一種收集資產,但分析的過程呢?不妨看看COVID-19大流行病。雖然2020年的大流行病充滿了不確定性,但在大約一年的時間里,病毒被相對快速地分析、追蹤和抗擊。醫學界與DL專家合作,開發了COVID篩查和診斷方法、藥物發現以及最終的疫苗創新。這需要大量的數據輸入,這些數據來自社交媒體、基于文本的數據、病人數據、被稱為omics的科學數據的集合,以及圖像和視頻數據。這個分析系統是一個里程碑,表明人類可以與機器合作,在一個非常有效的時間窗口內從獨特的數據集中創建一個解決方案。應用于多源數據融合和分析的標準情報實踐中,如果有資源,沒有理由相信分析師不能利用DL的能力來制定準確的評估。
正如人們所看到的,人工智能在多個國家安全問題上具有巨大的潛力,如果戰術分析員有能力的話,他們可以將其應用于自己的任務領域。美國防部在人工智能方面最重要的代理人是聯合人工智能中心(JAIC),該中心于2019年2月12日根據行政命令13859的要求啟動,作為國防部人工智能戰略的執行者。有一個組織負責確保人工智能的需求得到滿足是一個有價值的目標,但如果各部門要在2025年之前做好人工智能準備,他們就不可能處理整個國防部的能力發展需求量。各級指揮部需要有一個共同的承諾,以避免因優先事項不一致而錯過機會。就目前的人工智能能力發展進程而言,戰術解決方案是不可用的。
自身的官僚主義阻礙了快速、分散的能力發展。為了確保人工智能驅動的能力,人們必須證明有足夠大的需求需要使用人工智能(如僅用五名分析師對數百萬個數據點進行排序),并通過多層官僚機構提交所謂的 "緊急行動需求",以達到主要司令部的要求。一旦獲得批準,該請求將被轉發到JAIC進行裁決。一旦被裁定并在國防部的其他要求中被優先考慮,可能需要幾個月的時間才能找到一個開發者,并開始解決這個問題。在最好的情況下,這個過程可能會看到從需求提交到開發的6個月周轉期,這是不令人滿意的,如果服務要在2025年之前做好人工智能準備。這不是JAIC的錯,因為他們應該向國防部領導人和國會倡導人工智能,所以各部門有資金從外部尋求人工智能,同時學習如何在人工智能、ML和DL能力發展方面變得靈巧。筆者建議領導們認真考慮賦予機翼必要的預算、培訓要求,并與經批準的開發者名單(由全軍委員會批準)協調,以追求人工智能的努力。這項建議并沒有將JAIC完全從流程和能力發展中移除,因為該組織將繼續承擔正式的領導地位,制定政策并獲取最佳實踐,以便在整個國防部共享。
人工智能革命就在這里。本文確定了人工智能為部隊的每項任務提供的機會的縮影。人工智能、ML和DL為可能的事情打開了大門,并且應該讓ISR分析員以不同的方式思考問題及其解決方案。從基因突變到自動分析再到自主武器,可能性只限于可用的數據--或如何解釋可用數據。美國的對手已經具有威脅性,并且很可能在未來十年內增加。國家安全不僅需要提高對人工智能的認識,還需要開發和整合基于人工智能的武器系統。依靠簽約組織來開發機器算法,在未來是不可持續的。必須根據任務的需要調整任務算法,否則就會在一系列的能力中遭受失敗。
自21世紀初以來,美國一直積極追求超音速武器-飛行速度至少5馬赫的機動武器的發展,作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國把這方面的努力集中在研發高超聲速滑翔飛行器和高超聲速巡航導彈上。高超聲速滑翔飛行器是從火箭發射出來的,然后滑翔到目標,高超聲速巡航導彈在飛行過程中由高速的吸氣式發動機提供動力。正如前參謀長聯席會議副主席和前美國戰略司令部司令John Hyten將軍所說,當其他部隊無法進入、被拒絕進入或不受歡迎時,這些武器可以“對遙遠的、防御的和/或時間關鍵的威脅(如公路機動導彈)進行響應性的、遠程的打擊選擇。”另一方面,批評人士認為,高超聲速武器缺乏明確的任務要求,對美國軍事能力貢獻不大,在威懾方面沒有必要。
在過去,高超音速武器的資金一直相對有限;然而,五角大樓和國會都對發展和近期部署高超聲速系統表現出越來越大的興趣。這在一定程度上是由于俄羅斯和中國在這些技術上的進步,這兩個國家都有許多高超聲速武器項目,并可能部署了可操作的高超聲速滑翔飛行器——可能裝備有核彈頭。與俄羅斯和中國的超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器在設計上都不是為了與核彈頭一起使用。因此,與擁有核武器的中國和俄羅斯系統相比,美國高超音速武器可能需要更高的精度,在技術上也更具挑戰性。五角大樓2023財年的高超聲速研究預算申請為47億美元,高于2022財年的38億美元。導彈防御局還申請了2.255億美元用于高超聲速防御。目前,美國國防部(DOD)還沒有建立任何高超聲速武器的項目記錄,這表明它可能沒有批準系統的任務要求或長期資金計劃。事實上,正如高超聲速(國防部研究與工程副部長辦公室)首席主任Mike White所說,國防部尚未做出購買高超聲速武器的決定,而是正在開發原型,以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審議五角大樓的美國高超聲速武器計劃時,它可能會考慮有關高超聲速武器的基本原理、預期成本以及對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在的問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?如何將它們納入聯合作戰原則和概念?
鑒于對高超聲速武器缺乏明確的任務要求,國會應該如何評估高超聲速武器計劃的資金申請,或者評估高超聲速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請的平衡?加速高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是必要的,也是技術上可行的嗎?
高超聲速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要采取緩解風險的措施,例如擴大新的《削減戰略武器條約》,談判新的多邊軍控協定,或開展透明度和建立信任活動?
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
自 2000 年以來,美國一直積極尋求發展高超音速武器——飛行速度至少為 5 馬赫的機動武器——作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國將重點放在開發高超音速滑翔飛行器上,這種飛行器在滑翔到目標之前由火箭發射,以及在飛行過程中由高速吸氣發動機提供動力的高超音速巡航導彈。正如前參謀長聯席會議副主席和美國戰略司令部前司令約翰·海頓將軍所說,這些武器可以“針對遠程、防御和時間緊迫的威脅提供響應性、遠程、打擊選擇。”另一方面,批評者認為,高超音速武器缺乏明確的任務要求,對美國的軍事能力貢獻不大,而且對威懾沒有必要。
過去,高超音速武器的預算相對有限;然而,五角大樓和國會都對追求高超音速系統的開發和近期部署表現出越來越大的興趣。這部分歸功于俄羅斯和中國在這些技術方面的進步,這兩個國家都有許多高超音速武器計劃,并且可能已經部署了可操作的高超音速滑翔飛行器——可能配備核彈頭。與俄羅斯和中國的高超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器并非設計用于核彈頭。因此,與中國和俄羅斯的核武器系統相比,美國的高超音速武器可能需要更高的精度,并且在技術上更具挑戰性。
五角大樓 2023 財年對高超音速研究的預算要求為 47 億美元,高于 2022 財年要求的 38 億美元。導彈防御局還要求提供 2.255 億美元用于高超音速防御。目前,國防部 (DOD) 尚未建立任何高超音速武器的計劃申明,這表明它可能尚未批準該系統的任務要求或長期資助計劃。事實上,正如高超音速首席主任(負責研究和工程的國防部副部長辦公室)邁克·懷特所說,國防部尚未決定采購高超音速武器,而是正在開發原型以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審查五角大樓對美國高超音速武器項目的規劃時,它可能會考慮有關高超音速武器的基本原理、預期成本以及它們對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?它們將如何被納入聯合作戰條令和概念?
鑒于高超音速武器缺乏明確的任務要求,國會應如何評估高超音速武器計劃的資金申請或高超音速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請之間的平衡?加速對高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上是否可行?
如果有的話,高超音速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要降低風險的措施,例如擴大New START、談判新的多邊軍備控制協議或開展透明度和建立信任活動?
圖 1. 彈道導彈與高超音速滑翔飛行器的地面探測
俄羅斯總統弗拉基米爾·普京宣布 2021 年為俄羅斯科技年,11 月被命名為人工智能 (AI) 月,這表明俄羅斯領導層對這一總括性術語的濃厚興趣。俄羅斯國防部門尤其被這些人工智能技術相關機遇所吸引。近年來,人工智能、機器人技術以及將自動化和自主性進一步整合到武器系統和軍事決策中,都被強調為俄羅斯武裝部隊現代化的優先事項。
2017 年,普京有句名言:“人工智能是未來,不僅是俄羅斯,也是全人類……誰成為這一領域的領導者,誰就成為世界的統治者”。引用這句話,分析人士經常將俄羅斯的發展歸因于、測試和使用武器化的 AI 來與當前領先的 AI 開發商:美國和中國在所謂的全球 AI 競賽或全球技術競賽中競爭的必要性。雖然認為競爭和追趕的需求是俄羅斯動機的一部分,但它對軍事人工智能的興趣不應僅僅歸因于對相對實力的追求。要了解俄羅斯圍繞人工智能、自治和自動化的辯論的深度和復雜性,需要審查有關其對俄羅斯軍隊的戰略影響、自治的好處和風險,以及更廣泛地說技術現代化和技術現代化的重要性的討論。俄羅斯在世界上的地位的創新。
本報告旨在概述面向國際受眾的不同概念和動機,這些概念和動機一直并正在指導俄羅斯政治和軍事領導人實現其追求武器化人工智能的雄心。首先,它概述了俄羅斯軍隊追求人工智能、自主和自動化背后的各種外部和內部因素。其次,它介紹了俄羅斯在這一領域的一些計劃、對其能力的了解以及加強這些計劃所面臨的挑戰。第三,它深入探討了俄羅斯關于自主,特別是自主武器系統的辯論,以及關于開發所謂的“殺手機器人”或自主戰斗機器人的倫理討論,這是一個經常使用的術語在俄語文學中。
該分析基于對開源材料的調查,包括媒體報道、新聞稿、官方聲明和演講、同行評議的文章和智囊團報告,以及俄羅斯軍事期刊上的出版物。作者希望將其作為正在進行的博士研究項目的第一步,以及對新興的關于俄羅斯如何看待武器化 AI 的英語文獻做出貢獻。
本報告分析了自主、自動化和人工智能的概念——這三個術語在俄羅斯和國外經常相互混淆。值得從探索這些概念開始。自動化是一種基于特定動作或規則序列將任務委派給機器的方式,從而使流程更具可預測性。自動化系統是“根據預編程腳本執行具有定義的進入/退出條件的任務”。自主性是一個更復雜的過程,廣義上的意思是“對機器進行編程以執行通常由人員執行的某些任務或功能人類”,但沒有詳細的規則,因此更難以預測。人工智能可以定義為“數字計算機或計算機控制的機器人執行通常與智能相關的任務的能力。” 人工智能及其子集,例如機器學習,以及其在計算機視覺、面部和聲音識別等方面的應用,可用于實現武器系統更高水平的自動化和自主性。自主武器系統通常被定義為“一旦啟動,無需人工操作員進一步干預即可選擇和攻擊目標的機器人武器系統。” 聯合國安理會 2021 年 3 月發布的一份報告表明,土耳其制造的 Kargu-2在利比亞內戰期間,游蕩彈藥系統被編程為以自主模式選擇和攻擊目標。這被世界各地的媒體描述為首次使用致命的“殺手機器人”。但是,尚不清楚該系統在攻擊時是否真正自主運行。
【在人工智能進步的幫助下,武器系統可以在自主范圍內進一步發展,承擔更多任務,并最終在戰場上取代人類】
圖1. 武器系統的自主性
同時,這些領域之間的能力并不總是相同的。在俄羅斯的案例中,自動化和無人機器人系統的開發比集成更現代的基于機器學習的系統更先進。俄羅斯軍事文獻中經常提到的“自動化”(автоматизация)過程——其他術語包括“機器人化”(роботизация)、“智能化”(интеллектуализация)或“數字化”(дигитализация)并不是一個新現象。 俄羅斯在自動化和遠程控制武器系統方面的能力相對優于其在人工智能總稱下整合機器學習和廣泛技術的其他子元素的能力。許多軍事決策者和分析人士的立場是,借助人工智能的進步,武器系統可以在自主范圍內進一步發展,承擔更多任務,并最終在戰場上取代人類。
有效的項目管理有賴于對風險的細致和精確的量化。根據Kaplan和Garrick(1981)的說法,風險是概率和影響。然而,影響往往是多維的,包括進度維度、安全維度、財務維度或技術維度等。本文打算介紹利用統計科學將多個風險維度合并為一個數值。在美國國家航空航天局(NASA)的許多項目中都使用了一種叫做MRISK的多維風險工具來評估和確定風險和緩解措施的優先次序。此外,本文將總結北約盟軍司令部轉型(ACT)目前的風險管理準則,并將告知北約ACT在風險評估和管理方面可以從統計科學中獲益的潛在方式。
MRISK工具是由博思艾倫咨詢公司在NASA蘭利研究中心開發的。我曾作為MRISK的開發者,通過這篇論文,我旨在提高對定量風險評估的認識,并介紹其在北約ACT的潛在應用。博思艾倫咨詢公司撰寫的MRISK原始論文是美國國家航空航天局的專利,并存放在美國國家航空航天局科學和技術信息(STI)庫中。本文所表達的觀點僅代表我個人,不代表我以前或現在的雇主的觀點或意見。
所有的項目,無論其組織、復雜性、時間框架或目標如何,都會有風險。項目管理協會將風險定義為 "一個不確定的事件或條件,如果它發生,會對一個或多個目標產生積極或消極影響"。一個積極的風險被認為是一個機會,而一個消極的風險被認為是一個威脅。大多數情況下,風險管理意味著威脅管理。鑒于,不可能避免項目威脅,有效的項目管理必須包括成功管理它的方法。特別是考慮到減輕風險的缺陷最終會給聯盟帶來大量的資金,以及戰爭能力發展和進展的潛在滯后,它被證明是項目管理的一個重要組成部分。
風險管理包括風險識別、風險評估和風險應對。風險評估階段的目標是定性和/或定量地評估風險的概率和影響。傳統上,風險評估是定性進行的,這意味著它依賴于對單個風險的概率和影響的判斷。判斷可以基于過去的經驗、可比較的項目、或項目主題領域的專業知識。以這種方式進行的風險評估可以由一個人完成,也可以在一個有不同利益相關者和專家的團隊環境中完成。然而,僅僅是定性的風險評估并不總是充分的。
如果風險評估的主要目的是對風險進行優先排序,以確定哪些風險需要進一步研究和應對,那么定性評估就可能是足夠的。相反,如果風險評估需要高度的精確性和更多的結論性評價,那么定量評估與定性評估一起進行將對項目有益。