近年來,大國越來越多地尋求利用先進技術--人工智能(AI)、自主性、網絡和高超音速技術等--來達到軍事目的,并可能產生深遠的危險后果。與化學和核技術首次應用于戰爭時的情況類似,許多分析家認為,人工智能和其他此類 "新興技術 "的軍事利用將徹底改變戰爭,使過去的武器和戰略變得過時。根據這一展望,美國國防部正在分配越來越多的資金用于研究這些技術及其在軍事上的應用,其他大國的軍隊也是如此。
但是,即使美國軍方和其他國家的軍方加速利用新技術進行軍事用途,許多分析家警告說,在對這樣做的意外和危險后果有更多了解之前,不要如此匆忙地進行。例如,分析家們擔心,人工智能系統可能以不可預測的方式失敗,造成意外的屠殺或失控的升級。
軍控分析家們特別關注的是新興技術對 "戰略穩定 "的潛在影響,或者說有核國家在危機中避免首先使用核武器的情況。采用人工智能和其他新興技術的武器可能會模糊常規攻擊和核攻擊之間的區別而危及戰略穩定,導致過早使用核武器。
在這種擔憂的激勵下,許多國家的軍備控制倡導者和公民活動家都試圖減緩人工智能和其他新興技術的武器化,或對其在戰場上的應用施加各種限制。例如,《特定常規武器公約》(CCW)的締約國已經考慮了禁止開發和部署致命的自主武器系統--或者被批評者稱為 "殺手機器人 "的建議。近年來,監管新興技術的其他方法,包括各種單邊和多邊措施,也在不斷推進。
新興技術在軍事上最突出的應用是廣泛引入自主武器系統--將人工智能軟件與各種戰斗平臺(艦船、坦克、飛機等)結合起來,自行識別、跟蹤和攻擊敵方目標的裝置。通常情況下,這些系統包含了決定其操作參數的軟件,例如,它們可以在哪些地理空間內運作,它們可以攻擊哪些類型的目標,以及在什么情況下。
目前,美國軍隊的每一個分支,以及其他主要大國的部隊,都在開發--在某些情況下,投入使用--幾個系列的自主作戰系統,包括無人駕駛航空器(UAVs)、無人駕駛地面車輛(UGVs)、無人駕駛水面艦艇(USVs)和無人駕駛海底船只(UUVs)。
例如,美國海軍打算使用一支由USVs和UUVs組成的艦隊,在有爭議的地區進行偵察行動,如果戰爭爆發,則對敵方目標發射反艦和陸地攻擊導彈。美國空軍已經接受了 "忠誠的僚機 "方法,即武裝無人機在有爭議的空域飛行時,將通過攻擊敵人的戰斗機來幫助保護有人駕駛的飛機。美國陸軍試圖通過開發一系列機器人作戰系統,包括最終的機器人坦克,來減少對其前線部隊的危險。俄羅斯和中國軍隊正在開發和部署具有類似特點的無人系統。
像這樣的致命的自主武器系統的開發和部署引起了重大的道德和法律挑戰。首先,這些設備被授權對包括人類在內的敵方目標使用致命武力,而不需要大量的人類監督--這種做法違背了廣泛認同的道德和宗教原則,即只有人類才能奪走另一個人的生命。批評者還認為,這些武器將永遠無法遵守戰爭法和國際人道主義法,正如1899年和1907年的海牙公約以及1949年的日內瓦公約所規定的那樣。這些法規要求交戰各方在進行軍事行動時區分戰斗人員和非戰斗人員,并只使用為實現特定軍事目標所需的武力。自主武器的支持者聲稱,隨著時間的推移,這些系統將被證明有能力在激烈的戰斗中做出這種區分,但反對者堅持認為,只有人類擁有這種能力,因此所有此類設備都應被禁止。
圖:中國 WZ-8 高超音速偵察無人機于 2021 年 9 月 28 日在中國廣東省珠海市舉行的第十三屆中國國際航空航天展覽會(Airshow China 2021)上展出。
由于認識到這些危險,在《特定常規武器公約》的主持下,已經開展了協調一致的努力,以通過一項禁止部署致命自主武器系統的附加議定書。由于《特定常規武器公約》是以協商一致的方式運作的,而且締約國反對這樣的措施,因此禁止的支持者正在探索其他禁止戰略,例如在聯合國大會的主持下制定一項國際條約。歐盟的一些成員國也提出了一個不具約束力的行為準則,涵蓋致命性自主武器系統的部署,要求對其在戰斗中的使用進行持續的人為監督。
高超音速武器通常被定義為能以超過五倍音速(5馬赫)飛行的導彈,其飛行高度低于洲際彈道導彈(ICBMs),后者也以高超音速飛行。目前,美國、中國、俄羅斯和其他一些國家正在開發和使用兩種類型的高超音速武器(這兩種武器都可能攜帶核彈頭或常規彈頭):高超音速滑翔飛行器(HGVs),在從助推火箭釋放后沿著地球外層大氣 "滑翔 "的無動力彈丸;以及高超音速巡航導彈(HCMs),其動力來自高速噴氣發動機,稱為 "噴氣式"。
這些類型的武器擁有若干能力,使它們對軍事官員具有吸引力。由于其高速和優越的機動性,高超音速導彈可以在沖突早期用于攻擊高價值的敵方資產,如防空雷達、導彈電池和指揮和控制(C2)設施。由于高超音速導彈比洲際彈道導彈更接近地球,并擁有更大的機動性,它們可能有能力躲避旨在對付其他類型進攻性武器的反導彈系統。
所有三個大國都探索過類似類型的高超音速導彈,但它們這樣做的戰略考慮似乎有所不同。美國目前尋求在區域性非核沖突中使用這種武器,而中國和俄羅斯似乎強調將其用于核以及常規應用。
美國空軍已著手開發兩種用于區域性的此類導彈:空射快速反應武器(ARRW),它將成為美國第一種投入使用的高超音速武器,以及高超音速攻擊巡航導彈(HACM)。同時,美國陸軍和海軍一直在聯合研制一種供兩軍使用的通用高超音速助推滑翔飛行器,以及將高超音速飛行器送入大氣層的助推火箭。俄羅斯已經在其一些SS-19 Stiletto洲際彈道導彈上部署了核武的Avangard HGV,而中國已經測試了東風-17(DF-17),這是一種裝有雙能力(核或常規)HGV彈頭的中程彈道導彈。
雖然這些武器項目大多仍處于開發或早期部署階段,但它們的存在已經引發了政策制定者和軍控倡導者對其對戰略穩定的潛在影響的擔憂。例如,分析家們擔心,在常規交戰的早期使用高超音速武器來制服對手的關鍵資產,可能會被解釋為核第一打擊的前奏,從而促使目標國在不確定攻擊者的意圖時發射自己的核彈藥。
目前,中國、俄羅斯和美國的官員還沒有一個既定的場所可以開會討論對高超音速武器的正式限制。美俄戰略穩定對話可以作為政府官員之間就這些議題進行直接會談的可能論壇。雖然華盛頓在俄羅斯入侵烏克蘭后暫停了對話,但一旦情況允許,雙方應盡快回到對話桌上。美中戰略對話,如果建立,也可以解決類似的問題。
網絡空間領域--雖然對許多公共、私人和商業功能有巨大的價值--也被證明是一個有吸引力的大國競爭的舞臺,因為該領域容易受到各種惡意和侵略性活動的影響。這些活動包括網絡間諜,或盜竊軍事機密和技術數據,以及旨在破壞敵人的指揮、控制和通信(C3)系統的攻擊性行動,從而削弱其成功發動戰爭的能力。這種行動也可能針對對手的核C3(NC3)系統;在這種情況下,一方或另一方擔心核交換即將發生,可能會試圖通過使對手的NC3系統癱瘓來減少其遭受攻擊的可能性。
分析家們警告說,在重大危機或常規沖突中,對對手NC3系統的任何網絡攻擊都可能被證明是非常不穩定的。一旦發現其關鍵指揮系統受到干擾,目標國很可能會認為對手對其發動了先發制人的核打擊,因此可能會發射自己的核武器,而不是冒險讓對方損失。
常規武器與核C3的廣泛結合使這些危險更加復雜。出于經濟和便利的考慮,大國選擇依靠相同的預警和通信聯系來為其核力量和常規力量服務--卡內基國際和平基金會的詹姆斯-阿克頓將這種現象描述為 "糾纏"。在大國沖突中,一方或另一方可能會在非核攻擊的開始階段使用網絡武器使其對手的常規C3系統失效,但其對手--可能擔心其核系統是預定目標--可能會過早地發射其核武。
將網絡空間用于軍事目的對軍備控制構成了重大挑戰。現有的檢查和核查手段目前無法檢測到網絡武器,而網絡武器的存在往往難以證明。隨著網絡武器的擴散給戰略穩定帶來新的嚴重威脅,決策者有責任制定戰略,防止意外和非故意的升級。分析人士認為,一些最有效、最穩定的措施是美俄和美中達成雙邊協議,避免對對方的NC3系統進行網絡攻擊。
隨著新的高超音速武器和其他高能力常規武器的引入,戰爭的節奏可能會加快,并因此加劇了戰斗指揮官做出快速戰斗決定的壓力。作為回應,主要大國的軍隊計劃越來越多地依靠人工智能的戰場決策系統來幫助人類指揮官處理關于敵人動向的大量數據,并確定可能的戰斗反應。
在美國軍方,開發這類自動化系統的主要機制是全域聯合指揮與控制(JADC2)計劃。在空軍先進戰場管理系統的監督下,JADC2被設想為一個計算機群,共同收集來自無數平臺的傳感器數據,將數據組織成可消化的塊狀,并為指揮官提供可能的戰斗選項菜單。雖然JADC2最初打算用于常規作戰,但該計劃最終將連接到國家的NC3系統。
戰場決策自動化的提高,特別是考慮到核和常規C3系統的可能整合,引起了許多關注。這些技術中的許多仍處于起步階段,容易出現經常是意料之外的故障。熟練的專業人員也可以愚弄,或 "欺騙 "人工智能系統,造成意想不到的,可能是危險的結果。此外,無論在網絡安全方面花了多少錢,計算機系統將始終容易受到復雜對手的黑客攻擊。
鑒于這些風險,中國、俄羅斯和美國的政策制定者應該對加速其C3系統的自動化有所顧忌。理想情況下,這三個國家的政府官員和技術專家應該會面--估計是以類似于美俄戰略穩定對話的形式,考慮對任何與核指揮系統有關的自動化決策設備的使用加以限制。在這種會議變得可行之前,這些國家的專家應該在中立的場所舉行會議,以確定依賴這種系統所固有的危險,并探討控制這種系統的各種措施。
圖:2021 年 6 月 4 日,在伊利諾伊州馬斯庫塔的中美洲機場附近,一架無人駕駛的波音 MQ-25 T1 黃貂魚測試飛機(左)為有人駕駛的 F/A-18 超級大黃蜂加油。 (美國海軍照片由波音公司提供)
大國的軍事領導人旨在盡可能快地利用新興技術帶來的好處,因為他們相信這樣做將使他們在未來的大國沖突中獲得戰斗優勢。然而,這種利用新興技術進行軍事用途的驅動力,其速度遠遠超過了評估這些技術所帶來的危險并對其使用進行限制的努力。因此,必須減緩這些技術武器化的步伐,仔細權衡這樣做的風險,并對其軍事用途采取有意義的限制。
鑒于這一努力所涉及的技術的多樣性和復雜性,沒有任何一個總體性的條約或協議可能能夠對所有相關技術進行限制。因此,相關國家的領導人應集中精力采取一個框架戰略,旨在推進一系列措施,無論其預期結果如何,都有助于實現防止意外升級和加強戰略穩定的更大目標。
在制定和實施這些措施時,決策者可以以循序漸進的方式進行,從更多的非正式、無約束力的措施到越來越具體、有約束力的協議。以下建議的行動步驟來自于軍控倡導者在多年的實踐和實驗中開發的工具箱。
意識建設。努力教育政策制定者和公眾,使其了解新興技術不受管制的軍事用途所帶來的風險。
第2軌和第1.5軌外交。來自大國的科學家、工程師和軍備控制專家之間的討論,以確定新興技術帶來的風險和可能的控制戰略。這類 "第2軌外交"可以在某個時候擴大到包括政府專家("第1.5軌外交")。
單邊和聯合倡議。大國在沒有正式軍控協議的情況下,自行或在志同道合的國家集團之間采取的步驟,以減少與新興技術相關的風險。
戰略穩定會談。中國、俄羅斯和美國的高級官員就某些新興技術的武器化對戰略穩定造成的風險以及減少這些風險的聯合措施進行討論。這些討論可以伴隨著建立信任措施(CBMs),目的是在執行和核查該領域的正式協議時建立信任。
雙邊和多邊安排。一旦大國領導人認識到新興技術的武器化所帶來的升級風險,他們就有可能就雙邊和多邊安排達成協議,以盡量減少這些風險。
如果不采取這些措施,就會使尖端技術以越來越快的速度應用于軍事系統,從而大大放大了世界安全面臨的風險。更透徹地了解某些破壞穩定的技術對戰略穩定構成的獨特威脅,并對其軍事用途施加限制,將大大有助于減少世界末日的風險。
俄羅斯的核力量包括遠程戰略系統--包括洲際彈道導彈(ICBMs)、潛射彈道導彈(SLBMs)和重型轟炸機--以及中短程運載系統。俄羅斯正在對其核力量進行現代化改造,用新的導彈、潛艇和飛機取代蘇聯時期的系統,同時開發新類型的運載系統。盡管自冷戰結束以來,俄羅斯的核武器數量急劇下降,但它保留了數千枚彈頭的庫存,其中1500多枚彈頭部署在能夠抵達美國領土的導彈和轟炸機上。
在冷戰時期,蘇聯重視核武器的政治和軍事屬性。雖然莫斯科承諾它不會在沖突中首先使用核武器,但許多分析家和學者認為,蘇聯將核武器納入其作戰計劃。冷戰結束后,俄羅斯沒有保留蘇聯的 "不首先使用 "政策,它已經多次修改其核條令,以應對對其安全環境和常規部隊能力的擔憂。結合軍事演習和俄羅斯官員的公開聲明,這種不斷變化的條令似乎表明,俄羅斯有可能更加依賴核武器,并可能在地區沖突中威脅使用核武器。這種條令使一些美國分析家得出結論,俄羅斯已經采取了 "升級以降級 "的戰略,即如果它在與北約成員的沖突中失敗,它可能威脅使用核武器,以說服美國及其北約盟國退出沖突。俄羅斯官員以及美國和歐洲的一些學者和觀察家對這一解釋提出異議;然而,對這一條令的擔憂為改變美國的核態勢提供了建議。
俄羅斯目前的核力量現代化周期始于21世紀初,可能在2020年代結束。此外,在2018年3月,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京宣布,俄羅斯正在開發新型核系統。雖然有些人認為這些武器是俄羅斯試圖實現對美國的某種程度的優勢,但其他人指出,它們可能代表了俄羅斯對美國新興導彈防御能力的擔憂的回應。俄羅斯的這些新系統包括,除其他外,一種有能力攜帶多彈頭的重型洲際彈道導彈,一種高超音速滑翔飛行器,一種自主水下飛行器,以及一種核動力巡航導彈。高超音速滑翔飛行器由現有的遠程彈道導彈攜帶,于2019年底開始服役。
多年來,美國先后與蘇聯和俄羅斯簽署了雙邊軍備控制協議,限制和減少了其核運載系統攜帶的彈頭數量。早期的協議對減少蘇聯部隊的規模沒有什么作用,因為蘇聯開發并部署了多彈頭的導彈。然而,1991年的《削減戰略武器條約》,加上減緩俄羅斯核現代化計劃的財政困難,使俄羅斯部隊部署的彈頭數量急劇減少。2010年的《新削減戰略武器條約》在這一記錄上增加了適度的削減,但仍有助于限制俄羅斯部隊的規模,并保持條約中監測和核查條款所提供的透明度。
一些國會議員對俄羅斯給美國及其盟國帶來的挑戰表示了越來越多的關注。在這種情況下,國會議員在辯論美國核力量結構和美國核現代化計劃時,可能會討論有關俄羅斯核力量的一些問題。國會可能會審查關于美國的現代化計劃是否需要維持美國的核威懾力,或者這些計劃是否可能助長與俄羅斯的軍備競賽的辯論。國會還可以評估,如果美國和俄羅斯不繼續根據《新削減戰略武器條約》限制其部隊,俄羅斯是否能夠以威脅美國安全的方式擴大其部隊。最后,國會在決定美國是否需要發展新的能力以阻止俄羅斯使用核武器時,可以審查專家界關于俄羅斯核條令的辯論。
基本挑戰涉及管理高超音速導彈在大氣層中以超過五倍音速(5馬赫)的速度飛行所暴露的極端熱量。(對于在大氣層中以較低速度飛行的巡航導彈和主要在大氣層上方飛行的彈道導彈來說,高熱是一個較小的問題)。廣泛的飛行測試是必要的,以保護高超音速導彈的敏感電子器件,了解各種材料的性能,并預測持續溫度高達3000華氏度時的空氣動力學。測試正在進行中,但近年來的失敗已經推遲了進展。
美國防部已經制定了一項戰略,在沖突早期使用精確的高速導彈,以化解潛在對手,如俄羅斯正在開發的反介入和區域拒止(A2/AD)能力。高超音速導彈和配備機動彈頭的彈道導彈都可以提供速度、精度、射程和生存能力(到達目標而不被攔截的能力),這在CBO考慮的軍事場景中是有用的。然而,許多任務并不要求快速打擊。對于這些任務,存在成本較低的高超音速導彈和彈道導彈的替代選項,包括亞音速巡航導彈。高超音速武器主要用于應對防御力強且時間極其敏感的威脅。
高超音速導彈可以抵消遠程(中程)防御系統,因為它們在大氣層內飛行,低于中程彈道導彈防御系統通常運行的高度。高超音速武器還能以不可預測的高速機動來對付目標附近的短程防御系統,使其更難追蹤和攔截。彈道導彈也很難防御,特別是如果它們配備了混淆中程導彈防御系統的反措施和擊敗短程導彈防御系統的可操縱彈頭。只有非常有效的遠程防御系統才有可能威脅到中途的彈道導彈。迄今為止,沒有任何潛在的美國對手部署過這種防御系統。
CBO估計,購買300枚帶有機動彈頭的地面或海上發射的中程彈道導彈,并將導彈系統維持20年,將總共花費134億美元(按2023年美元計算)。CBO估計,同樣數量的可比高超音速導彈的成本將增加約三分之一,即179億美元。(這兩項估計都不包括通常與技術上具有挑戰性的項目有關的成本超支。) 高超音速導彈的較高成本部分反映了建立能夠承受高超音速飛行熱量的系統的復雜性。CBO的估計不包括導彈的研究和開發費用。
至少從第二次世界大戰開始,機器人就被用于戰斗,它們在上個世紀的局部沖突中也有使用。然而,這些機器人設備在形式上比今天的設備更簡單。它們與其他設備的整合是根本不可能的。現在范式已經改變。目前戰斗行動的機器人化涉及到由數字和人工智能(AI)指揮和控制裝置驅動的設備。隨著這些技術的加入,出現了使用機器人技術的新方法,例如將機器人技術與非致命武器綜合使用,以及自主執行(和潛在控制)任務的新方法。最初,使用機器人的特殊和基本屬性是它們能夠幫助最大限度地減少戰斗中終端人員的損失,這繼續激勵著發展。然而,今天的機器人設備正在配備動能部件,可以從空中、陸地和海上摧毀對手的力量。而且,正如對其能力的仔細檢查所揭示的那樣,機器人可能正變得如此先進和自主,以至于人類正在失去對它們的指揮和控制。
俄羅斯軍方已經開發了許多機器人能力,包括以下內容:戰車射擊系統;多管火箭系統;放射性偵察;后勤運輸;太空使用;無船員船舶和潛艇;以及機器人群和群體互動,等等。軍事領導人已經確定,有機制確保對這些資產的控制,這些資產只能在有限的情況下使用。然而,俄羅斯在眾多行動中使用機器人的計劃可能表明,它們的使用可能并不像預測的那樣有限。在軍事領域,快速尋求優勢是超越對手的中心環節。
下面的摘要首先提供了俄羅斯理論家從1991年開始定義機器人的幾種方式。第二,分析比較了俄羅斯和美國運用機器人的方法(從俄羅斯的角度),以及使用機器人的任務和原則。第三,詳細介紹了機器人在俄羅斯的一些使用情況,重點是軍事期刊上的描述--在城市環境中,與工程師支持相結合,在無人駕駛飛行器(UAV)的使用中,與火炮相結合,以及它們在敘利亞的使用。第四,研究了影響世界各地和俄羅斯的機器人使用的法律和組織問題的爭議。第五,涵蓋了俄羅斯在發展機器人能力中遇到的眾多問題領域,隨后是一些結論。有兩個附錄。附錄一列出了一些機器人的使用原則,附錄二提供了一些俄羅斯正在開發的機器人的照片以及它們的操作參數(還有一些照片中沒有顯示的)。
如今,部署在戰場上的部隊不僅由人組成,還由人工智能(AI)系統組成,將沖突提升到了新的技術水平。機器人,尤其是無人機,在烏克蘭抵御俄羅斯的持續進攻中發揮了核心作用。
烏克蘭正在使用土耳其的Bayraktar TB2無人機,配備有火箭或導彈,可以在沒有人類干預的情況下起飛、降落和導航(Walker-Munro, 2022)。然而,在這種情況下,武器系統并不是完全自主的:人類操作員必須跟蹤操作,并決定何時釋放無人機攜帶的激光制導火箭彈。
盡管土耳其也是STM Kargu-2的生產國,這是2020年在利比亞殺死士兵的第一架無人機,但烏克蘭部隊仍然沒有。俄羅斯總統弗拉基米爾-普京在2017年說,誰成為人工智能發展的領導者,誰就會成為世界的統治者"(Fierro, 2022)。事實上,在這場沖突之前,關于俄羅斯發展無人駕駛航空、地面和海上系統,有很多有用的分析和評論可供查閱。就在它入侵烏克蘭之后,俄羅斯的軍事自主和無人駕駛性能很弱或完全沒有。
今天,俄羅斯士兵使用Orlan-10飛機直接打擊或識別烏克蘭軍隊,或者只是使用商業的DJI模型。這表明這種技術的持續存在,在這場戰爭中已經成為任何軍事編隊的普通技術(Bendett, 2022)。這些無人駕駛儀器應該是可消耗的和可負擔的,因為它們對識別目標和充當炮兵偵察員等重要任務至關重要。雖然,我們從戰場上的灰燼中得知,俄羅斯已經實施了Lantset無人機,旨在自主地攻擊軍車或部隊集結地。這種武器可以識別地理區域(geofence)內預選的目標類型,產生導彈爆炸(Fierro, 2022)。另一種無人機類型是卡拉什尼科夫公司的子公司ZALA Aero開發的KUB-BLA,在撞擊目標時引爆。KUB-BLA上有一個人工智能系統,用于識別物體,不需要在基地發送和處理圖像,能夠識別1000種物體。
這些系統之所以在機上實施,是因為它們可以更直接地識別某些東西,以利于當場作出決定(估計是由人工智能作出的),而不必依賴可能隨時被敵人打斷的不穩定的無線電信號。然而,現在沒有任何跡象表明KUB-BLA有一個決策系統,可以獨立選擇俯沖目標并爆炸的選項。不過,在未來,這種可能性還是可以輕易實現的(Sambucci,2022)。
俄羅斯軍方可能低估了烏克蘭的防空力量,并訓練其空中無人機部隊來對付他們認為像在敘利亞面臨的部隊。早期俄羅斯在烏克蘭上空的多次損失可能造成了這樣的印象:俄羅斯軍方高估了其無人機部隊和技術的成功。
無疑可以說,無人機在這場沖突中一直存在,而遙控操作的機器人(無人駕駛地面車輛-UGVs)卻沒有出現。
俄羅斯也有軍用機器人,但到目前為止,在烏克蘭看到的唯一單位是Uran-6排雷機器人,而Uran-9機器人坦克似乎沒有在這場戰爭中使用。烏克蘭部隊現在有一個新的幫手。GNOM("Gnome"),一種機器人戰場偵察兵。它是由位于扎波羅熱的 "Temerland "公司制造的,這種小型機器將識別俄羅斯的陣地,并用機槍提供火力支援。GNOM有四個大輪子,采用4x4驅動和一個安靜的5馬力電動馬達,重量為50公斤,配備7.62毫米機槍,具有很強的機動性。雖然大多數UGV是由無線電控制的,但GNOM在它身后卷出一卷光纖電纜。"特梅爾蘭公司負責人特羅岑科說:"在敵人的電子戰設備運行期間,在最惡劣的環境下也能控制GNOM。另外,由于操作者沒有使用無線電,他們不能被大炮探測和瞄準,而且電纜不會產生熱成像儀可以看到的熱輻射。
GNOM的電纜使其射程達到2000米(1.25英里),如果斷裂,車輛會自動返回到預定的位置(Hambling,2022)。這種機器人可以在伸縮桿上配備一個360度的攝像頭,以便詳細了解周圍的情況,而且它幾乎是無聲的,外形很低。由于機槍的存在,GNOM可以在對士兵來說可能太危險的情況下進行自衛并提供火力支援。同時,GNOM已被用于偵察任務。
另一個自動機將在首都投入行動:機器狗Spot。它是由美國波士頓動力公司創造的最先進的模型之一。它有四條腿可以移動,還有一個機械臂,通過利用人工智能,教它獨立行動而不需要人類的命令,它可以舉起和清除地雷和未爆裝置。它能看到地雷,在不觸動扳機的情況下抓住它,并把它帶到將被解除的地方。戰術機器人長期以來一直被推廣,以減少傷亡,并使士兵在與敵人保持接觸的同時遠離火線。
所有現代軍事力量都涉及到對下屬服從命令的信任和對指揮官發出合法命令的信任。當代替人操作一臺機器時,上級應該像信任人一樣信任這臺機器。
這就產生了重大問題。研究人員總是談論 "機器偏見",因為我們相信機器會做出決定,僅僅是因為它們是機器(Walker-Munro,2022)。然而,對機器決策的錯誤信任可能會產生災難性的結果,尤其是當它們做出生死攸關的決定時。新的現代軍隊系統 "無人機神風 "就是這種情況,它結合了無人機的機動性和毀滅性的導彈能力。能夠自動駕駛飛行到交戰區,如果有必要,在沒有人類操作員輸入的情況下識別并擊中目標(Valesini, 2022)。限制軍用無人機的一種方法是讓它們做一些簡單的角色,比如充當空中攝像機。而無人機掃描視頻錄像來識別目標,則更有可能犯致命的錯誤。2007年,海軍水面作戰中心的研究員約翰-坎寧建議,未來的自主武器可能會攻擊步槍或彈藥,而不是攻擊持有它們的人類(Walker-Munro, 2022)。
另一個問題是,沒有關于這些武器的立法,所以當一輛汽車決定殺人時,誰的責任呢?這似乎是一個非常理論性的問題,但事實并非如此:正如人權專家詹姆斯-道斯在《對話》雜志上發表的一篇文章中回顧的那樣,自《日內瓦公約》以來,戰爭法的基礎是,即使在戰爭中也要為自己的行為負責。犯有戰爭罪的士兵可以被國際法庭審判和判刑(Dawes, 2021)。
2016年,生命的未來研究所--一個為防止新技術的生存風險而奮斗的組織--推動了一封公開信,呼吁暫停進攻性自主武器。在超過31000名簽名者中,還有霍金、伊隆-馬斯克和杰克-多爾西,以及許多最重要的人工智能研究人員(Sambucci,2022)。最后,去年12月在《聯合國特定常規武器公約》期間討論了這個問題,遺憾的是沒有達成最終決定。
聯合國秘書長安東尼奧-古特雷斯曾呼吁各國為新規則制定一個 "雄心勃勃的計劃"。
美國、俄羅斯、以色列、印度和其他許多國家都反對禁止自主武器,將談判推遲到以后。美國提議用一個約束力較小的自愿行為準則來規范這一事項。這種解決方案很難對這些技術的發展形成具體的威懾,而且不可能確定無人機和智能導彈何時以自主方式使用。
因此,烏克蘭的沖突有可能成為新一代武器的正式洗禮,這將使對此類問題的回答越來越緊迫,并對其使用采取國際立場。
這篇短文分析了英國在最近兩份政策文件中提出的將人工智能(AI)用于軍事目的的方法。第一部分回顧并批評了英國防部于2022年6月發布的《國防人工智能戰略》,而第二部分則考慮了英國對 "負責任的"軍事人工智能能力的承諾,該承諾在與戰略文件同時發布的《雄心勃勃、安全、負責任》文件中提出。
建立自主武器系統所需的技術曾經是科幻小說的范疇,目前包括英國在內的許多國家都在開發。由于無人駕駛飛機技術的最新進展,第一批自主武器很可能是基于無人機的系統。
英國無人機戰爭組織認為,開發和部署具有人工智能功能的自主武器將產生一些嚴重的風險,主要是在戰場上喪失人的價值。賦予機器奪取生命的能力跨越了一個關鍵的道德和法律障礙。致命的自主無人機根本缺乏人類的判斷力和其他素質,而這些素質是在動態戰場上做出復雜的道德選擇、充分區分士兵和平民以及評估攻擊的相稱性所必需的。
在短期內,自主技術的軍事應用可能是在低風險領域,如物流和供應鏈,支持者認為這些領域有成本優勢,對戰斗情況的影響最小。這些系統可能會受到人類操作員的密切監督。從長遠來看,隨著技術的進步和人工智能變得更加復雜,自主技術越來越有可能成為武器,人類監督的程度可望下降。
真正的問題也許不是自主權的發展本身,而是人類控制和使用這一技術發展的里程碑的方式。自主性提出了與人類判斷、意圖和責任有關的廣泛的倫理、法律、道德和政治問題。這些問題在很大程度上仍未得到解決,因此,對于快速推進發展自主武器系統,人們應該深感不安。
盡管自主武器系統似乎不可避免,但有一系列的措施可以用來防止其發展,如建立國際條約和規范,制定建立信任措施,引入國際法律文書,以及采取單邊控制措施。英國無人機戰爭組織認為,英國應充分參與在國際舞臺上制定這些措施。
然而,在這個時候,政府似乎希望保持其選擇的開放性,經常爭辯說,它不希望創造可能阻礙人工智能和機器人技術的基本研究的障礙。盡管如此,大量受控技術,如加密,或在核、生物和化學科學領域,可用于民事或軍事目的,而且受控時不會扼殺基礎研究。
(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。
防御高超音速導彈在戰略上是必要的,在技術上是可行的,在財政上也是負擔得起的,但這并不容易。它的實現將需要不同于傳統彈道和巡航導彈防御任務所采用的方法和新的思維方式。高超聲速武器將彈道導彈的速度和射程與巡航導彈的低空和機動飛行輪廓相結合。雖然傳統防御可以單獨應對這些挑戰,但它們的組合將需要新的能力、作戰概念和防御設計。高超聲速導彈具有吸引力的相同特征也可能是擊敗它們的關鍵。與其將高超聲速防御視為傳統彈道導彈防御問題的附屬品,不如將其理解為一種復雜的防空形式。
幾十年前,美國向世界表明了其部署彈道導彈防御系統的意圖,特別注重攔截大氣層外可預測的目標。從那時起,導彈的威脅范圍已經擴大,變得更加大氣內和更靈活。在21世紀初,俄羅斯和中國開發了各種無人機系統、先進的巡航導彈、高超音速滑翔武器和日益復雜的彈道導彈。這些武器的特點減少了防御系統的覆蓋范圍,迫使防御者一次看多個方向,并需要更靈活的攔截器。
自2018年以來,俄羅斯已經測試了至少四種新的高超音速或高速武器,將其遠程Avangard高超音速滑翔飛行器和Kinzhal空射彈道導彈投入使用。與此同時,中國已經測試或部署了幾種類型的高超音速武器,并在培養高超聲速專業工程師、發表公開科學論文和建造高超聲速風洞方面超過了美國。俄羅斯等大國對先進導彈能力的投資是2021年3月發布的《臨時國家安全戰略指南》所稱的“旨在遏制美國實力并阻止我們捍衛我們在世界各地的利益和盟友的努力”的一部分。
高超聲速防御對于破壞這些努力、保衛美國領土、保護前方部署的部隊及其支持的防御態勢是必要的。有效的威懾既要利用懲罰的威脅,又要利用阻止攻擊的可靠能力。主動和被動防御措施的混合將提高攻擊的門檻,增加對手決策計算的不確定性,并增加對手的發展成本。有效的防御能力為采取其他軍事、外交和經濟應對措施贏得時間,以承受和減輕與危機中攻擊導彈發射裝置有關的政策和行動挑戰。高超音速防御系統的發展不需要也不應該在真空中進行,也不應該作為一個新的獨立的煙囪。高超聲速防御可以利用正在進行的彈道和巡航導彈防御和高超聲速打擊投資,所有這些都利用了類似的工業基礎,并利用了類似的傳感器和網絡。
拜登政府高級官員肯定了高超音速防御的重要性。在他成為國防部長的確認過程中,勞埃德·奧斯汀表示,他將“鼓勵努力解決各種導彈威脅,包括……高超音速導彈防御攔截能力的加速發展。”副國務卿凱瑟琳·希克斯同樣承諾將重點關注必要的傳感器能力:“如果得到證實,我將評估正在進行的改善國家導彈防御的努力,特別關注提高識別能力和探測彈道導彈和高超音速導彈的傳感器。”
高超聲速導彈的特性可能看起來很新穎,但它們實際上是導彈戰新時代的先兆。新型彈道導彈的飛行軌跡更低、形狀更重。新型巡航導彈保持更高的速度,而且越來越難以被發現。未來的威脅將包括導彈-無人機組合、航天飛機、飛行導彈和其他難以簡單分類的混合導彈。因此,高超音速導彈并不代表一個精品問題。它們是導彈威脅的更廣泛演變的例證——這需要對更廣泛的導彈防御模式進行變革。
2019年《導彈防御評估報告》指出,“不應低估恢復常規和導彈防御優勢所需變化的規模和緊迫性。”這里所要求的規模和緊迫性幾乎涉及導彈防御的每一個方面:傳感器、攔截器、防御設計、理論和政策。復雜的空中和導彈防御系統的問題與某些仍在出現的未來威脅無關。目前,與已經部署并準備使用的高超音速武器以及其他即將問世的武器進行競爭是當務之急。美國國防官員長期以來一直表示,有必要將名為彈道導彈防御系統(Ballistic Missile defense System)的主要國防采建項目轉變為導彈防御系統(Missile defense System),以應對不再由彈道導彈定義的威脅范圍。現在是這樣做的時候了。
部署高超聲速防御將需要綜合的、分層的、系統的方法、新的傳感和攔截能力、不同的作戰概念、教義和組織變化,以及修改的政策預期。
高超音速飛行的定義是大氣飛行。因此,高超聲速防御可能被更好地理解為一種復雜的防空形式,而不是彈道導彈防御的附屬品。
高超音速導彈威脅應該是重新考慮導彈防御和擊敗的方法,以及從彈道導彈防御系統中出現導彈防御系統的關鍵驅動因素。這樣做將有利于防御其他非彈道威脅的發展,包括亞音速和超音速巡航導彈、游蕩彈藥和其他新型投送系統。
高超聲速防御最重要的項目元素是彈性和持久的空間傳感器層,能夠觀察、分類和跟蹤所有類型、方位角和彈道的導彈威脅。
第二重要的項目元素是滑翔相位攔截器。到目前為止,高超聲速國防投資一直不多,只有一小部分用于高超聲速打擊。按照目前的速度,滑翔相攔截彈可能要到21世紀30年代才能部署,但這一時間表可能會加快。
即使沒有空間傳感器層和滑翔相位攔截器,防御設計也可以使用現有的傳感器和替代效應器,以限制高超聲速導彈的機動預算,引導威脅,并以有利于防御方的方式施加其他成本。
高超聲速武器具有吸引力的相同特征為防御者提供了新的失敗模式。一種綜合的方法可能受益于用區域范圍效應器補充命中殺傷攔截,包括高功率微波系統、21世紀版本的高射炮和其他針對高超聲速飛行體制漏洞的手段。
美國不會與無限的資源競爭。積極防御高超聲速導彈可能瞄準的每一個關鍵資產甚至廣闊區域是不可能的。這一簡單的現實要求政策和戰略預期與優先防御和更有限的防御資產清單相一致。應優先考慮區域和部隊保護任務,以及在本土的少量關鍵資產。
目前的教義和組織結構妨礙信息共享、交流和決策。這些需要適應,以支持跨多個領域、命令和責任領域的反高超聲速行動。
高超聲速防御工作要求美國通過維持可預測的預算、深化與盟友的合作、投資消除工業瓶頸領域、改進測試和建模基礎設施以及持續持續的努力,重新獲得相關的科學和工業領先地位。
防御高超聲速導彈全方位威脅的挑戰不可能由單一的銀彈解決方案解決。針對高超聲速飛行關鍵弱點的大量努力可以使高超聲速防御成為一個更容易處理的問題。
無人機行業現在正處于黃金時期,它的增長有望呈指數級增長,盡管人道主義救援人員已經使用這種技術10年了,但市場的擴大和技術的發展正在推動越來越多的組織裝備這種設備。
無人駕駛飛行器 (UAV),也稱為遙控飛機或“無人機”,是通過遙控或自主飛行的小型飛機。本報告重點關注非武裝民用無人機和無人機的使用。未來的報告可以探討無人水下航行器和地面無人機的影響和發展。
瑞士地雷行動基金會在其報告《人道主義行動中的無人機》(2016 年)4 中確定了六類無人機在人道主義行動中的用途:測繪;將基本產品運送到偏遠或難以到達的地點;搜救(SAR);支持損害評估;提高態勢感知能力;監測變化(例如城市和營地的增長、農業使用或道路或基礎設施的建設)。這份報告將闡明人工智能驅動的無人機如何改進和修改這些用途。