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)。
當特斯拉和SpaceX創始人埃隆-馬斯克在一個滿是美國空軍人員的房間里斷言,自主無人機戰爭是未來,將取代戰斗機,這引發了一場有爭議但關鍵的辯論。9/11之后的十年里,無人機在軍事領域激增。在阿富汗、敘利亞、伊拉克、也門、利比亞和烏克蘭,無人機和無人駕駛飛行器(UAVs)已被廣泛用于禁用常規武器系統。因此,常規戰爭與無人機戰爭的可替代性和破壞性的難題就出現了。無人機是 "技術和信息系統深度融合的產物"。 此外,云計算、大數據、網絡和人工智能的快速發展推動了使用無人機的愿望,因為它們具有卓越的監視和打擊能力。
最近亞美尼亞和阿塞拜疆之間的沖突(2020年7月12日至16日)期間,無人機被用來摧毀坦克,這進一步點燃了關于無人機戰爭未來的長期辯論。無人機將只是軍事武器庫的一部分,還是將取代現有的軍事武器庫?納戈爾諾-卡拉巴赫沖突點燃了對無人駕駛獵殺系統的研究,如Harop和Orbiter 1K蜂群,可以破壞被攻擊國家的防空系統。中國和美國人尤其有多項計劃來開發無人機群技術。 雖然使用無人機的優勢是壓倒性的(減少士兵的風險,減少錯誤,減少平民傷亡),但依靠無人機的局限性也是不容反駁的。在未來的戰爭中,尤其是無人機戰爭中,"人的因素"應該被去除到什么程度,將取決于各國如何制定政策來適應這些新興技術,而不是由這些技術來塑造戰爭的方式。
第一架無人機是由英國在1916-17年開發的,并被命名為 "魯斯頓-普羅克特空中目標"。從那時起,無人機已成為偵察和監視的必要工具,并被美國、以色列和俄羅斯廣泛使用。在20世紀60年代的越南戰爭中,瑞安147型偵察無人機被用于密林中,而以色列在20世紀70年代和80年代的各種阿以沖突中擅長使用無人機作為游蕩彈藥作為反雷達解決方案。在20世紀90年代,海灣戰爭改變了戰爭的概念,特別是美國對信息和通信技術的使用,促進了無人機的使用。20世紀90年代,無人機在海灣戰爭、阿富汗戰爭、科索沃戰爭、阿拉伯-以色列戰爭和伊拉克戰爭中得到了使用。無人機最初被用作監視平臺,但其精確打擊的潛力很快就被意識到。例如,通用原子公司的MQ-1 "捕食者 "無人機被設計為偵察平臺,當從其上發射 "地獄火 "導彈時,它被改裝成了打擊型無人機。從那時起,美國軍方一直在使用MQ-1和MQ(其年輕版本)作為監視和攻擊平臺,其計時飛行時間超過了美國空軍所有戰斗機的總和。
在無人機戰爭方面,亞美尼亞-阿塞拜疆沖突迫使戰略界關注無人機蜂群技術的發展空間。美國海軍在2016年測試了130架微型無人機在加利福尼亞的中國湖周圍成群結隊的效果。這次測試展示了發展反無人機能力的迫切需求。美國有兩個研究無人機群技術的計劃--國防高級研究計劃局的Gremlins計劃,"從飛機上發射一些小型無人機,進行協調和分布式行動";以及海軍研究辦公室的Locust(低成本無人機群技術)計劃,"從船上發射小型無人機群"。俄羅斯和中國也進行了一些蜂群實驗,無人機在戰場上徘徊,自主或通過操作者進行獵殺、指定和瞄準。
非國家行為者對無人機戰爭的可承受性和效力并非一無所知。恐怖分子、武裝分子和叛亂分子等非國家行為者利用無人機制造混亂以實現其政治目的的例子有很多。從1994年到2018年,大約發生了14次非國家無人機襲擊。第一次無人機襲擊,雖然沒有成功,但在1994年,日本的末日邪教組織奧姆真理教使用遙控直升機噴灑化學劑沙林毒氣。2013年,"基地 "組織曾計劃對巴基斯坦進行無人機暖氣襲擊,但被情報機構制止。自2014年以來,ISIS一直在使用 "自制和現成的 "無人機來攻擊伊拉克和敘利亞軍隊。2018年,非國家行為者發生了兩起襲擊事件,一是通過GPS制導的無人機對委內瑞拉總統馬杜羅進行暗殺未果,二是13架無人機對俄羅斯在敘利亞的軍事基地進行了群攻。
在無人機戰爭領域涌現出的另一個討論領域是網絡力量在對抗無人機的擴散和使用方面的作用。除了防空火炮系統,網絡和電子攻擊也被用來阻止無人機攻擊。這方面的第一個例子可能是在2011年,美國RQ-170 "哨兵"無人機在伊朗丟失,可能是由于GPS欺騙。此外,愛德華-斯諾登泄露的數據顯示,英國信號收集裝置在塞浦路斯截獲了以色列無人機的錄像。反擊烏克蘭無人機的最活躍的網絡/電子攻擊是由俄羅斯人完成的。
談到安全問題,無人機可以有多種應用。就軍事用途而言,無人機可用于 "情報、監視、偵察(ISR)和目標獲取 "以及 "夜視行動、導航輔助和后勤運輸",也可用于 "邊境控制、監測、執法、搜索和救援、新聞和運輸 "等民用目的。在安全領域接受無人機的最相關的原因是,它們被認為是 "人道主義技術的一個進步",似乎很容易適應 "正義戰爭 "的原則,同時又是負擔得起的和安全的。
使用無人機的優勢可以根據它們的三種功能進行分析:監視、致命的武力使用和壓倒敵人的防空系統。說到ISR能力,無人機更容易在國際邊界上移動。它們的閑逛能力提供了持續的情報,而不會使人類面臨風險。此外,無人機可以在不同的氣候和地形下運行,因此是滿足ISR要求的理想選擇。無人機對于需要大量情報投入的反叛亂行動特別有用。
在打擊目標方面,無人機表現出深刻的準確性和空襲性,與其他武器系統相比,這大大減少了附帶和平民傷亡。在戰場上,指揮官獲得常規防空系統的反應時間相對高于他們獲得無人機的能力。這大大節省了戰爭期間采取行動的關鍵時間。
鞏固無人機案例的另一個領域是其壓倒和摧毀敵人防空系統的能力。神風特攻隊式的無人機群是壓倒高度復雜防空系統的關鍵。例如,高科技的俄羅斯防空系統的防御在反擊無人機攻擊方面是徒勞的。土耳其和以色列通過使用攜帶精確制導彈藥的無人機成功地摧毀/防御了 "俄羅斯Pantsir短程防空系統(SHORADS)、S300、S400高空防御系統(HIMADS)、Buk-M1中程地對空導彈(SAM)系統。因此,無人機的模塊化使其適用于各種軍事應用。
無人機可以根據其傳感器類型、速度、重量和成本分為三類--一類、二類或三類。但與戰斗機相比,它們的機動性較低,容易被擊落。無人機在有空軍和防空火炮系統的空域生存是很困難的。盡管正在采用無人機群技術來應對這一問題,但目前并非所有國家都具備群集能力。即使擁有空中優勢,無人機也無法到達遮蔽其視野的密集區(植被、基礎設施、人口)。雖然無人機有精確的打擊率,但總是打擊并消滅目標是不謹慎的,因為無人機剝奪了從目標處收集額外情報或從打擊地點收集其他實物證據的機會。
無人機在戰略界受到稱贊的另一個原因是其自主的 "開火和遺忘 "能力。但這些無人機的自主性的真正影響還有待商榷。例如,像RQ-4 "全球鷹 "這樣的自主無人機被美國空軍用于ISR行動,但這些無人機之所以能自主工作,是因為 "它們遵循程序化的任務軌跡,幾乎肯定地安全返回家園"。此外,無人機,無論是否自主,都有多層次的人類存在。例如,涉及MQ-1 "捕食者 "和MQ-9 "收割者 "的無人機行動,在以下方面有大量的人員存在。(1) 發射無人機的基地,(2) 控制它們的地區的遠程基地,(3) 提供戰區信息的線人,以及(4) 整理和確定目標清單的政府人員。因此,盡管飛行員的風險已經減少,但在該地點操作無人機的人員和線人仍有相當大的風險。在2009年美國在阿富汗的查普曼前進基地自殺式爆炸事件中,大約有7名中情局雇員在無人機項目中被殺。
近來,一個與依賴無人機的可持續性有關的新問題已經凸顯出來了。無人機的攻擊正通過使用網絡和電子攻擊而被積極阻止。事實證明,使用網絡技術來瓦解無人機的攻擊比傳統的防空火炮系統更有威力。非國家行為者使用網絡和電子戰入侵或控制平民用于娛樂活動的無人機,會對國家安全造成損害。雖然美國軍方的高保障網絡軍事系統(HACMS)等計劃旨在 "建立網絡彈性",以保護各種無人機系統,但這種計劃只涉及軍用無人機系統,民用無人機仍然可以被黑客攻擊(烏克蘭東部沖突中就有這種情況)。這種網絡攻擊的主要挑戰是無人機活動的歸屬問題。要確定無人機攻擊的地點是很困難的。
2020年納戈爾諾-卡拉巴赫沖突和阿塞拜疆使亞美尼亞裝甲部隊和步兵喪失能力的無人機戰略,重新引發了關于常規武器系統與自主武器系統的辯論。阿塞拜疆在土耳其和以色列的幫助下,用三架無人機不僅壓倒了亞美尼亞的防空系統,而且還摧毀了亞美尼亞的幾輛坦克。與MQ-9 "死神 "相同,土耳其的Bayraktar TB2(有趣的是,它采用了加拿大國防公司L3Harris提供的技術,盡管在這次沖突之后,加拿大禁止向土耳其交易這種技術)進行了紅外制導和激光制導反坦克彈藥。以色列的無人機Obiter 1K和Harop提供了神風特攻隊的攻擊和偵察支持。納入這三架無人機的出色戰略使亞美尼亞軍隊陷入癱瘓,并確保了阿塞拜疆的決定性勝利。
這場沖突不僅鞏固了無人機的案例和它們在未來戰爭中的關鍵作用,而且還展示了空軍為陸軍和海軍提供空中掩護的重要性。只關注無人機而忽視戰斗機將是災難性的。無人機應該被看作是軍事武庫的一部分,而不是軍事武庫的替代品。就印度而言,前陸軍參謀長Manoj Mukund Naravane將軍曾表示。首先在伊德利卜,然后在亞美尼亞-阿塞拜疆,對無人機的想象力和進攻性的使用,算法使用,挑戰了傳統的戰爭軍事硬件:坦克、大炮和挖好的步兵。
2021年6月27日恐怖分子對印度空軍查謨基地進行的簡易爆炸裝置(IED)無人機襲擊,以及在印度西部邊境看到的100-150架監視無人機,是印度加快無人機集結和反無人機能力的一個明顯信號。印度已經有了 "蒼鷺"(以色列航空工業公司)、"蒼鷺II"(IAI)、"搜索者"(IAI)、"海洋衛士"(美國通用原子航空系統公司)、Switch無人機(印度IdeaForged技術公司)、四旋翼飛機(DRDO)、"哈比 "和 "哈普"(IAI)等無人機。與其他無人機項目一起,印度目前有 "獵豹項目",該項目分為兩個獨立的項目--一個是為印度空軍升級 "蒼鷺 "無人機,另一個是為所有三個部門采購30架MQ-9 "死神 "B無人機。
無人機對印度的威脅是一個嚴重的問題。過去幾年中,越來越多的人使用無人機投放毒品、武器和彈藥。在多個場合,邊境安全部隊擊落了這些無人機。國防研究與發展組織(DRDO)正在積極研究無人機溫控和反無人機技術。他們已經開發了無人機的 "探測-摧毀技術",在共和國日、獨立日和美國總統唐納德-特朗普訪問艾哈邁達巴德的莫特拉體育場期間,總理的講話中都采用了這種技術。這種反無人機系統應得到進一步發展,并迅速納入所有關鍵基礎設施的保護中。盡管印度國防部正在與美國積極合作,在國防技術與貿易倡議(DTTI)下研究空射無人機(ALUAV),并與以色列(獵豹項目)合作,但謹慎的做法是也要積極合作開發反無人機技術,在矩陣中采用反雷達、網絡和炮兵防御系統。
無人機必將成為未來戰爭的一個重要組成部分,但它們有戰術上的限制,因此不能完全取代傳統的武器系統。它們只是整個軍事拼圖的一個部分。基于上述分析,可以得出以下結論。
1.即使有了自主性,也很難從無人機系統中去除人的因素。
2.無人機的使用保障了飛行員的安全,但卻使在戰區操作無人機的人員面臨風險。
3.無人機有能力解散最先進的防空系統。
4.網絡和電子攻擊,如數據鏈攔截和導航欺騙是無人機戰爭的最大威脅。對這些無人機活動的歸屬是一個挑戰。
5.無人機戰爭是一個現實,因此,為了獲得戰略優勢,各國應積極關注反無人機能力。
因此,根據現有的對手參數(武器庫、地形、氣候、戰略等),以組合方式使用無人機的戰術策略應該是掌握無人機戰爭的關鍵。
俄羅斯認為電子戰(EW)是其與西方持續對抗中的關鍵軍事能力之一。電子戰提供了一種非核威懾能力,幫助俄羅斯保持其大國地位和戰略自主權,同時也考慮到其長期的經濟和人口弱點。2010年后的10年,俄羅斯在EW方面取得了重大進展。然而,在2020年初,俄羅斯仍然面臨著技術、工藝、工業、組織和政治方面的挑戰,這些挑戰使莫斯科無法獲得它想要的EW能力。
技術挑戰與開發空基和天基EW能力的延遲有關,也與統一EW系統的需要有關。技術挑戰來自于必須維護的不同類型的EW系統的數量,各種EW系統相對較短的壽命,以及將它們與其他作戰系統和單位整合的問題。最后一點也說明了為什么俄羅斯一直在努力將其EW系統的數量轉化為更高質量的作戰能力。工業方面的挑戰是由俄羅斯的武器采購和研發項目的不穩定動態以及國防公司以可接受的成本開發和生產先進的EW系統的能力造成的。主要的組織挑戰是,已經達到目標極限的EW部隊的數量。現在,EW部隊需要從戰斗支持轉變為一個戰斗部門。最后,一個政治挑戰出現在俄羅斯和西方的對抗中,這也是與EW相關的努力的主要驅動力。俄羅斯無法以對稱的方式與美國和歐洲競爭,而俄羅斯的政治體制不允許莫斯科實現 "軍事事務的革命",因為中央集權體制難以以有效的方式對武裝力量實施以網為中心的方法。出于這個原因,俄羅斯選擇了非對稱戰爭的經典方法,目標是破壞優勢對手的指揮和控制系統。
在電子戰方面,未來十年對俄羅斯來說將是一個挑戰。莫斯科將需要修復其以前的電子戰努力,更多關注電子戰的整體質量而不是部署的電子戰系統的數量,并在戰術、戰區和戰略層面彌補電子戰的明顯差距。此外,在2010年代末國防開支穩定甚至下降后,俄羅斯被迫再次增加國防預算。這意味著用于EW的支出也將增加。俄羅斯將試圖填補空基和天基EW能力的空白,而海基部分在俄羅斯的軍事規劃中繼續發揮次要作用。俄羅斯也有可能選擇在白俄羅斯擴展其地面EW基礎設施,建立一個從克里米亞到加里寧格勒的EW "鏈"。
本文是卡內基 "俄烏戰爭中的網絡沖突 "系列論文的一部分,該項目旨在更好地理解俄烏戰爭中的網絡元素。卡內基的專家們各自研究了網絡沖突的一個獨特層面:論述了對烏克蘭網絡防御的國際援助;論述了俄羅斯未達到的期望;論述了俄羅斯網絡行動的總體軍事影響。
本文研究了俄羅斯戰時在烏克蘭的網絡行動的軍事有效性,這些行動沒有產生更大戰略影響的原因,以及適用于其他國家的軍事網絡的經驗教訓。本文在以往分析的基礎上,采取了更加系統和詳細的方法,納入了更廣泛的公開可用數據。
本文的一個主要目的是幫助彌合俄烏戰爭的具體網絡分析和一般軍事分析之間的鴻溝。大多數對俄羅斯在烏克蘭的網絡行動的分析都是由網絡專家為自己的領域撰寫的,對非網絡軍事來源和概念的整合有限。相反,對整個戰爭的主要描述幾乎沒有提到網絡行動。為了開始填補這一空白,本文將俄羅斯在烏克蘭的網絡行動置于莫斯科的軍事目標、運動和動能活動的大框架中。它的關鍵點是:
俄羅斯的網絡"火力"(破壞性或毀滅性的攻擊)可能對莫斯科最初的入侵貢獻不大,他們對烏克蘭目標造成的損害微乎其微。傳統的干擾使俄羅斯軍隊在爭奪基輔的戰斗中獲得了戰術上的優勢,而對Viasat調制解調器的網絡破壞進一步降低了烏克蘭前線的通信能力,這一點是可信的--盡管未經證實。同時,俄羅斯開場的大規模數據刪除攻擊可能擴大了烏克蘭的總體混亂氣氛,盡管據報道受害者組織只遭受了有限破壞。但在戰爭的前幾周,俄羅斯的網絡攻擊在數量、影響和新穎性方面都急劇下降了。盡管相對于戰前的基線來說,網絡火力仍然很高,但在莫斯科的軍事野心和在烏克蘭的高強度作戰行動的宏大規模上,幾乎沒有登記。
網絡火力既沒有對俄羅斯的動能火力進行有意義的補充,也沒有發揮不同于動能武器的特殊功能。許多俄羅斯網絡火力的目標與動能武器所攻擊的烏克蘭系統類別相同,如通信、電力和交通基礎設施,而不是發揮特殊作用。對于幾乎所有這些目標類別,動能火力似乎都造成了多個數量級的損害。雖然網絡火力在某些情況下有可能提供獨特的好處,但這些好處在俄羅斯對烏克蘭的戰爭中并沒有實現。莫斯科的軍事戰略家們很快就放棄了在烏克蘭減少物質或附帶損害或創造可逆轉效果的任何目標,俄羅斯從網絡行動中幾乎沒有獲得可否認性或地理范圍。同樣,俄羅斯的網絡火力也沒有取得任何系統性的效果,可以說它們的成本效益較低,或者至少在能力上受到更大的限制,而不是動能火力。
情報收集--而不是開火--可能是俄羅斯在烏克蘭戰時網絡行動的主要重點,但這也沒有產生什么軍事利益。盡管外界對情報過程的評估比火力更難,但俄羅斯炮兵似乎依賴非網絡來源的目標情報(特別是無機組人員的飛行器或無人機),盡管早些時候聲稱莫斯科已經使用惡意軟件對烏克蘭陣地進行地理定位。俄羅斯導彈部隊可能收到了一些網絡衍生的情報,但在少數已知的可信案例中,這種情報似乎對目標決策沒有價值。即使是影響行動,長期以來一直是莫斯科網絡理論的核心,也只從俄羅斯黑客那里得到了最小的已知支持。更為普遍的是,俄羅斯對戰爭的整體態度--從戰役計劃到占領被占領的領土--表明關鍵的軍事決策并沒有受到嚴格的全來源情報程序的指導。
雖然許多因素制約了莫斯科的網絡效率,但最重要的也許是俄羅斯網絡能力不足,俄羅斯非網絡機構的弱點,以及烏克蘭及其合作伙伴的特殊防御工作。為了有意義地影響一場如此規模的戰爭,網絡行動必須以俄羅斯顯然最多只能維持數周的節奏進行。莫斯科選擇維持甚至增加其針對非烏克蘭目標的全球網絡活動,并且沒有充分利用網絡犯罪分子作為反對烏克蘭的輔助力量,從而使其能力問題更加惡化。同時,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京和他的軍隊似乎不愿意或無法以精確的、以情報為導向的方式來計劃和發動戰爭,而這正是網絡行動的最佳方式。烏克蘭則受益于一個有彈性的數字生態系統、多年來的網絡安全投資,以及世界上最有能力的公司前所未有的網絡支持。
隨著戰爭的繼續,俄羅斯的情報收集可能是烏克蘭最大的持續網絡風險。可以想象,如果俄羅斯黑客能夠收集到莫斯科有效利用的高價值情報,他們仍可能產生更大的影響。例如,黑客可能會獲得實時地理位置數據,從而能夠暗殺沃洛季米爾-澤倫斯基總統或及時準確地瞄準烏克蘭軍隊,特別是那些擁有高價值西方武器系統的軍隊;進行黑客和泄密行動,向烏克蘭和西方公眾披露敏感的戰爭信息,如烏克蘭的戰斗損失、內部分裂或軍事疑慮;或收集關于基輔的看法和意圖的寶貴信息,以幫助莫斯科在未來的談判,以及其他情況。俄羅斯的網絡火力構成了不太嚴重的威脅,盡管如果莫斯科將更多的整體網絡能力導向烏克蘭(以其他目標為代價)或更好地利用網絡犯罪分子,這種攻擊可能會成倍增加。
俄羅斯在烏克蘭的戰爭為其他軍事網絡指揮部提供了教訓,但這些教訓必須適用于國家情況,并與一系列相關案例研究一起考慮。俄羅斯的經驗表明,網絡火力可以有效地集中在一次突襲或其他主要的炮擊中,但在更大規模、更長時間的戰爭中,它們的意義可能會逐漸消失。在支持各種戰時軍事任務方面,網絡情報收集似乎比網絡火力更有潛力,但這可能取決于是否有合格的分析和決策過程以及相當精確的 "戰爭方式"。在網絡和動能學科方面具有高能力、專業性和準備性的軍隊--如美國和以色列--以前曾利用網絡行動來實現對高價值目標的打擊。然而,即使是一流的軍隊似乎也是在嚴格限定的范圍內取得了最大的網絡成功。因此,將網絡空間視為與陸地、海洋、空中和太空同等地位的 "第五領域 "戰爭,可能是一種誤導。
計劃進行大規模戰爭的軍隊應該詢問他們是否能夠真正達到產生和維持有意義的網絡火力高標準。要達到這個標準,可能需要龐大的常備網絡部隊--也許比和平時期或 "灰色地帶 "條件下所需的部隊大很多倍。或者,軍隊可以發展激增的能力機制(例如后備部隊),這在實施上具有挑戰性,并有可能吞噬國內網絡安全。網絡能力的快速再生是另一個關鍵障礙。鑒于戰時網絡能力有限,軍隊可能需要嘗試波浪戰術:短時間內密集的網絡火力,然后是休整期和再生期。波段的頻率越低,與動能火力的密切協調就越重要。如果一個網絡指揮部不太可能迅速擴大規模和再生,那么它也許不應該渴望在重大沖突中進行持續的戰時射擊。相反,它可能會優先考慮在和平時期、灰色地帶或戰前條件下更有選擇性的開火,或像網絡防御和情報收集這樣的非開火活動。
各國在網絡情報收集方面的投資應與磨練情報分析、軍事規劃和戰略決策的同等努力相匹配。隨著網絡能力的擴散,各國可能會發現自己能夠收集到的信息比他們在戰時能夠準確解釋和有效使用的信息要多。在這種情況下,廣泛的體制改革--提升分析技術、灌輸專業精神或打擊腐敗--往往比進一步提高網絡收集的技術水平更有價值。無法實施這些改革的國家可能會了解到,精致的軍事網絡情報能力不值得努力去建立。網絡單位也需要被充分整合到所有來源的情報流程中,引導他們去滿足那些無法通過其他方式輕易滿足的信息需求。網絡情報的戰時用例可能包括實時追蹤高價值目標,在關鍵任務情況下驗證人類情報,以及獲取具有持久、多用途價值的非常大的數據儲存庫。
網絡防御者應將烏克蘭戰爭作為一個參考點,重新審視和完善他們可能需要打的特定戰爭的先前假設。他們的首要任務是重新考慮潛在的敵人在沖突中利用網絡行動的可能能力,因為俄羅斯的經驗是微乎其微的。然后,他們應該對自己的軍事狀況進行具體的比較和對比。
本文的試探性見解代表了對零散的、相互沖突的和不斷變化的數據的一種合理解釋。分析師仍然依賴烏克蘭政府、盟國政府、網絡安全公司和記者的報告來了解俄羅斯的網絡行動、其影響以及更大的烏克蘭戰爭。然而,這些消息來源只有部分知識,而且狹隘的關注不可避免地影響了信息的分享內容、時間和方式。例如,一些消息來源在最近幾個月產生的公開報告比以前少。由此產生的 "網絡戰爭迷霧 "甚至繼續籠罩著最密切關注的網絡事件。整個戰爭彌漫著更大的迷霧,在短短九個月內已經經歷了幾個不同的階段--其發展方式往往令西方分析家(和其他人)感到驚訝。盡管有這種不確定性,世界各國政府將不會等待將感知到的經驗教訓納入軍事網絡戰略、預算、理論和計劃的持續更新。分析師應提供目前可能的最佳評估,同時承認信息差距和隨著時間推移重新評估的需要。
表5. 阻礙俄羅斯在烏克蘭取得網絡成功的因素
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。
無人駕駛的海洋系統(UMS)首先要根據其運行環境來區分:在水面上(無人駕駛的水面平臺)或在水下(無人駕駛的水下平臺,可以在水面和水下運行)。在這兩種分類中,UMS可以根據其尺寸、重量(或排水量)、速度、射程以及水下系統的深度等特點進行區分。一般來說,民用UMS的尺寸往往比軍用UMS小。
盡管它們在軍事領域的使用目前是有限的,但UMSs可能會帶來重大的國際安全挑戰。其中一些是一般的海上安全挑戰,由于使用UMS而變得更加嚴重,特別是由于海洋領域廣闊,難以監測。其他的挑戰是針對UMS的,特別是預期的這些系統的擴散和濫用,尤其是被非國家行為者濫用,將進一步影響整體安全。此外,由于缺乏對UMS的法律定義,在海洋的特定區域使用UMS進行軍事活動的合法性也存在不確定性。
UMS目前面臨著具體的技術挑戰,限制了它們的使用和某些復雜任務的執行。這一領域以及相關領域的研究和創新有可能通過提高其導航能力和續航能力來克服這些挑戰。傳感器、人工智能和計算能力的發展也將改善海洋環境中的自主導航系統,從而減少對船員的依賴。
無人駕駛的海事系統(UMS)--包括可以遠程或半自動駕駛的車輛--的發展已經增加。UMS一詞既包括平臺(無人駕駛的海事平臺,UMV),也包括使其能夠遠程操作的控制系統。在這篇介紹中,"自主性 "是指由人工智能(AI)實現的車輛導航和目標識別功能的自主性,而不是基于規則的自動化,或使用車輛的潛在致命有效載荷的自主性。
本入門讀物旨在為政策制定者、外交官和其他非技術相關方提供關于無人機系統技術發展及其安全影響的介紹性概述。還提供了關于無人駕駛航空系統(UAS)和無人駕駛地面系統(UGS)的類似入門讀物,以及一份概述所有三種系統并進一步詳細介紹與這些無人駕駛系統有關的創新領域的匯編。這些入門讀物和簡編還可作為技術指南,用于討論與無機組人員系統有關的框架和進程中的問題,如聯合國常規武器登記冊的持續運作和相關性及其進一步發展問題政府專家組、《武器貿易條約》締約國會議和致命性自主武器系統問題政府專家組。
本入門讀物介紹了不同類型的無人海事系統(UMS),描述了它們的關鍵組成部分和功能,并概述了這些系統可能對國際安全造成的主要挑戰。本入門讀物的重點是描述與構成無人機系統的關鍵部件有關的技術創新和發展的主要領域,概述了預期的進展領域和潛在的關切。這里介紹的材料來自公開資料,以及2021年10月至2022年2月期間對來自私營部門、學術界、國家政府和區域或國際組織的專家進行的訪談。
近年來,"蜂群 "和 "構建蜂群"是無機組系統界最普遍的流行語之一,不僅包括航空器,還包括陸地、海洋、水面以及水下的無人系統。然而,什么是蜂群,或者它需要擁有哪些基本能力,還沒有正式定義。北約的無機組飛行器社區最近開始為上述術語制定定義,以最終正式確定各自的術語供官方使用,但由于不同社區對什么是蜂群有不同的解釋和觀點,很快就陷入了困境。因此,以空中為中心的定義可能不太適合于其他領域。
本文旨在概述挑戰,并在討論未來 "蜂群 "的定義及其在無人飛行器背景下的相關術語提供思考素材。
每個術語的定義都需要滿足一個目的;否則,它就沒有意義,也不需要被定義。例如,遙控飛機(RPA)被定義為 "由經過培訓和認證的飛行員控制的無人駕駛飛機[......],其標準與有人駕駛飛機的飛行員相同。"因此,使用RPA一詞表明操作飛機需有一定程度的飛行員資格要求。以同樣的方式,需要同意該定義是為哪些條件和目的服務的,即在哪些情況下需要它。
定義 "蜂群 "所面臨的挑戰是,適用的用途差別很大,一種用途的定義參數可能與另一種用途不相關。為了概述這一挑戰,下面介紹了一些例子。
作業用途。使用蜂群來實現軍事效果是基于需要解決的軍事問題。只有當蜂群功能與其他解決方案相比能帶來軍事利益時才會被采用。所期望的效果在本質上將符合能力要求的定義,因此,需在采購者的法律框架內。實戰化蜂群技術并按照適用的國家和聯盟立法、交戰規則以及戰術、技術和程序進行操作,可能需要一個定義,該定義提供了關于軍事能力、遠程操作模式、指揮和控制手段以及人類互動程度的說明。
開發者用途。需要充分了解潛在的蜂群功能,以便從開發者的角度確定軍事使用的好處。開發蜂群技術和實現蜂群行為的正確執行可能需要復雜的自主性和人工智能應用水平,使人類能夠將蜂群作為一個整體進行操作,但不需要(甚至不允許)控制任何單獨的蜂群實體。因此,這種用途的定義可能集中在自主性水平、其在硬件和軟件中的技術實現以及蜂群功能在其系統中的適應性。
反蜂群用途。在觀察和防御蜂群時,自主性水平或指揮和控制手段并不那么重要。從這個角度來看,實體的數量、它們的觀察行為以及它們假定的蜂群能力是最相關的問題,因此也是決定性的因素,不管蜂群實體是人工控制還是自主操作。識別一個較大的實體群是否有資格成為蜂群的挑戰隨著展示的蜂群行為的復雜性而增加。
在其他情況下,"蜂群 "一詞的定義可能需要偏離或替代,以達到其目的。為了解決這個難題,有兩個選擇。首先,為每一種用途制定多個定義,其次,找到一個可以服務于所有(或至少是大多數)用途的共同標準。由于多種定義有可能在不同的用戶群體之間造成混淆和誤解,因此第二種選擇更受歡迎。每個用戶群體以后可以將其具體要求作為子類別術語附加到一般定義中,類似于RPA,它是 "非螺旋槳飛機 "這一總體定義下的一個子類別。
這就給我們帶來了一個挑戰,即為總體的蜂群定義確定一個共同標準。通過觀察蜂群,特別是其行為,可以發現共同點,不管它是由空中、陸地還是海上的無人系統組成,也不管蜂群的行為是實際執行的還是只是被感知的。因此,一個總體的定義應該從蜂群的外部外觀和視覺感知開始,而不是關注其內部運作。后者可以用子類術語來涵蓋和區分。
在開源研究中,有許多關于蜂群行為的定義,但它們主要描述的是同一個概念,通常將蜂群智能作為一個前提條件。例如:
"蜂群是大量個體組織成協調運動的現象。僅僅利用環境中他們所掌握的信息,他們就能聚集在一起,集體移動或向一個共同的方向遷移"。
"蜂群智能是對分散的、自組織的系統的研究,這些系統能夠以協調的方式快速移動"。
"在蜂群機器人學中,多個機器人通過形成類似于在自然系統中觀察到的有利結構和行為來集體解決問題,如蜜蜂群、鳥群或魚群"。
"蜂群智能源于動物的自然蜂群行為,可以定義為相同大小的動物表現出的集體行為,聚集在一起解決對其生存至關重要的問題。蜂群智能可以被定義為簡單代理群體的新興集體智能"。
上述所有定義的共同點是形成蜂群的個體的 "協調運動"。集體智能也被提到是實現這種行為的關鍵因素;然而,觀察者將無法確定蜂群的協調運動是基于集體智能還是通過其他控制手段。因此,在總體定義中,集體智能是一個需要考慮的次要屬性,需要由后續術語來涵蓋。值得注意的是,未來的技術,包括人工智能和機器學習應用,可能使觀察者能夠確定一大群實體是否擁有可能造成更大威脅的額外蜂群功能。因此,"集體智能"或類似的可識別的蜂群功能可能被納入定義中。
【值得注意的是,"多個蜂群元素 "原則上意味著,任何數量大于1的單位,如果從事蜂群行為以提高整體單位的集體能力,都可以被視為一個蜂群。由于沒有專門的系統,識別蜂群行為幾乎是不可能的,因此,除非另有證明,否則最好將看似一起行動的多個實體視為一個蜂群。更高的數量會放大蜂群行為的好處。另外,各個實體不需要完全相同,只需要兼容,作為蜂群的一部分解決軍事問題。】
根據上述定義推斷,蜂群的另一個關鍵要素是參與的實體數量,但沒有明確規定最低數量。是否有一個閾值需要跨越,以脫離傳統的分組方案,如中隊、航班,從而有資格成為蜂群?同樣,我們有幾個選擇:
1.將任何由兩個或更多元素組成的編隊都歸為蜂群。
2.將蜂群定義為超過特定數量的單個元素的群體,其數量高于上述傳統分組。
3.避免任何具體化,將這一細節再次留給后續的分類學層次。
為了避免限制性太強,并允許有子類別,建議采用最后一種方案。術語"多個蜂群實體"很好地表達了建議的 "非特定性",并將在文章后面為此而使用。
上述可觀察到的特征,即 "協調運動 "和 "多個蜂群元素",并不意味著各個蜂群實體之間有最小或最大的距離。已經有了采用廣泛分布的無機組的飛行器來轉播無線電通信或向偏遠地區提供互聯網連接的概念。單個航空器之間的距離可能是數百公里,以提供大面積的覆蓋。即使在較小的規模上,蜂群實體也可以在僅幾百米的距離內以協調的方式運作,以觀察一個地區或攻擊具有多個影響點的較大目標。如果不能對群體(或蜂群)進行整體調查,那么這些實體是否遵循預先確定的和不協調的模式或執行協調行動,對觀察者來說可能仍然是隱蔽的。因此,蜂群的空間分布不是一個總體定義的限定因素,而且會不必要地限制其應用,盡管這些特征可能在反蜂群活動中發揮作用,并在隨后的術語中加以定義。
在談論蜂群技術時,人們廣泛討論了不同的自主性水平和相應的人類互動水平。例如,自主性水平越高,在實際任務中對人類投入的要求就越低。顯示出一套完整的蜂群行為的蜂群很可能處于自主性等級的高端,將人類互動的必要性降到最低。也可以假設這種人類互動適用于整個蜂群,以控制總體的蜂群功能,而不是單個的蜂群實體。然而,在觀察由單個空中、陸地、地面或地下飛行器組成的蜂群時,很難確定其自主性和人類互動水平,因此對于總體 "蜂群 "的定義而言,這不是一個相關因素。為了不限制定義的適用性,這些特征應該用一個子術語來描述,如 "智能蜂群"、"自主蜂群 "或類似的措辭,因為它們肯定在研究和開發、蜂群就業方面具有適用性,而且可能用于法律目的。
人們通常認為,組成一個蜂群可以增強或產生單個系統無法實現的能力。蜂群可以被認為是一個系統簇,它可以執行預先設計的功能并提供一個或多個(軍事)效果。這些效果要么直接受益于蜂群行為,要么間接受益于單個系統能力的組成,作為一個組合的蜂群功能。這種好處需要從能力要求、作業和防御的角度清楚地理解,并且可以與其他軍事用途的定義聯系起來。一般來說,蜂群行為是任何蜂群能力的基礎。然而,蜂群能力可能因使用的系統類型而有很大的不同,而且與蜂群行為相比,不能觀察到,只能在執行前假設。因此,能力聲明被認為不適合作為總體定義,還應該由下屬術語涵蓋。
一個定義取決于蜂群的預期用途。由于蜂群應用提供了各種用途,本文建議從一個總體定義開始,并在下屬術語中涵蓋各個使用屬性。
以下是一個總體定義建議,涵蓋并支持所有軍事領域及其各自的無機組人員系統,隨后對定義的每個術語進行了解釋。
形成。這應表明蜂群元素之間的空間相關性,同時有意不進一步描述其具體組織。這就為各個蜂群元素之間的各種距離和空間安排留出了分類的空間。
多個。蜂群可能由少數甚至數百個元素組成,但至少要超過一個。不具體的術語 "多個 "允許該定義適用于所有類型的蜂群,無論其參與元素如何。定義一個具體的數字對于任何下屬的術語來說也將是困難的。可以對小型蜂群中的 "可計算的數量 "和大型或大規模蜂群中的 "不可計算的數量 "進行區分,這可能有助于區分人類或技術系統被接近的實體所淹沒時的威脅。
實體。它包括所有類別的無人系統,包括空中、陸地、地面和地下系統。如果計算機程序或衛星系統的協調行動是北約未來的選擇,這個術語也可以適用于網絡和空間領域。可以考慮使用從屬的術語,例如,無人駕駛飛機系統群(UASSw)或無人駕駛地面車輛群(USVSw)。
顯示協調的行為。蜂群的內部運作和技術機制可能有所不同,對于某些用途,定義甚至可能不需要審查這些內部特征。本文所確定的共同點是蜂群的行為,包括可以觀察到的協調動作和行動。故意不說明這些協調行動是如何實現的。實現蜂群功能的技術手段可以用隨后的術語來表達,如 "自主蜂群 "或 "智能蜂群"。
朝著一個目標前進。這是為軍事背景服務的,因為可以假設蜂群總是指向一個目標,以實現其特定的任務目標,從簡單的現場調查、情報、監視和偵察,到打擊或自殺任務。這可能與軍事背景以外的情況無關,可以不提。
【蜂群是由多個實體組成的,它們朝著一個目標表現出協調一致的行為。】
為 "蜂群 "找到一個一致的定義是一個困難的挑戰,因為在所有的軍事領域和民事應用中都有很多用途。要在北約內部實現對蜂群定義的廣泛接受,唯一的解決辦法是確定所有蜂群特征的共同點,將定義減少到最低限度,并將專門用途的具體細節留給下級術語。
安德烈-海德爾,中校是一名炮兵軍官,在指揮與控制和作戰計劃方面有超過15年的經驗。他是JAPCC的無人駕駛飛機系統主題專家,已有十多年的經驗,并代表JAPCC參加北約聯合能力小組的無人駕駛飛機系統和北約反無人駕駛飛機系統工作組。他撰寫了關于無人機系統和C-UAS的操作和法律問題的多項研究、書籍和文章。
安德烈亞斯-施密特,中校于1993年加入德國空軍。在軍官學校學習后,他在慕尼黑的德國武裝部隊大學學習計算機科學。自1998年以來,他在地基防空方面建立了廣泛的背景,特別是愛國者武器系統。他開始擔任戰術控制官,隨后在不同的 "愛國者 "部隊中擔任偵察官、炮臺執行官和炮臺指揮官。此外,他曾兩次不連續地被派往德克薩斯州的布萊斯堡。在這之間,他曾在前空軍師擔任A3C的任務。目前,他是JAPCC的綜合防空和導彈防御/彈道導彈防御中小企業。
《應用于致命性自主武器系統的任務指揮原則》,Curtis R. Michael少校,56頁。
這部專著研究了任務指揮的七項原則及其在致命性自主武器系統中的應用。像機器人和人工智能這樣的創新技術正在迅速重塑社會規范。只是在過去幾年里,美國軍方才認真考慮自主技術在戰場上的影響。隨著政治和軍事領導人處理這個新的戰爭時代,有關人類和機器在戰爭中的角色的新問題正在呈現。盡管圍繞自主系統的知識和經驗還很有限,但有一個既定的框架,即任務指揮原則,它經過了戰斗的檢驗,非常適合解決模糊性問題。任務指揮原則是使用致命自主武器的明智方法。這七項原則是幫助軍事指揮官應對復雜戰爭穩定的指導性方針。更重要的是,這些原則確保指揮官是最終的決策者,人民和信任是任務指揮的重點。信任在這個新的戰爭時代的重要性是不可低估的。信任確保了軍事行動的凝聚力和統一性。了解自主武器系統中的人機信任關系,對于釋放人機團隊的競爭優勢以及維護美國的國家安全利益至關重要。
“第一臺超智能機器是人類需要做出的最后一項發明,只要機器足夠溫順,告訴我們如何控制它。奇怪的是,這一點在科幻小說之外很少被提及。有時,認真對待科幻小說是值得的。”歐文-約翰-古德,《第一臺超智能機器》
今天,沖突的復雜特征也許比以往任何時候都更加明顯。混合戰爭、網絡攻擊和非國家行為者正在不斷地使戰斗空間變得更加不確定、動態和模糊。革命性的技術,如高超音速武器、人工智能(AI)和自主系統(AS)進一步增加了這種復雜性。商業和軍事工業對創新技術的空前依賴似乎是戰爭特征變化的催化劑,可能也是戰爭性質的催化劑。前美國國防部長吉姆-馬蒂斯在評論人工智能和戰爭這個話題時說:"我當然質疑我原來的前提,即基本性質不會改變。你現在必須質疑這一點。"隨著政治和軍事領導人小心翼翼或不顧一切地跳入這個幾乎沒有先例的戰爭新時代,關于人類和機器在戰爭中的作用的新問題在等待著他們。
2014年,前國防部副部長羅伯特-沃克和他的同事發表了一份報告,解釋了未來的戰爭會是什么樣子。他們認為,未來的戰爭將主要由無人駕駛和自主武器等機器人技術來進行。"這種走向機器人時代的主要驅動力是來自商業公司的創新,而不是由政府研究和開發項目資助的軍工綜合體。"雖然這些新技術使眾多民用行業受益,如醫療保健和金融,但軍隊以及恐怖組織越來越依賴它們。2019年9月對沙特阿拉伯能源基礎設施的襲擊就是一個例子,恐怖分子輕松地改裝了少量的無人機,破壞了該國一半的石油和天然氣生產。此外,在過去十年中,使用軍用無人機的主權國家有九十五個,增加了百分之五十八。
從商業角度來看,機器人技術和自主技術的市場已經大大增長。例如,在過去六年中,工業機器人的銷售量每年都在增加,導致全世界的機器人存量超過240萬臺。此外,2018年有1630萬臺服務機器人用于家庭用途,比前一年增加了59%。另一個說明自主技術增長趨勢的例子是自動駕駛汽車。自動駕駛汽車在商業上和軍事上都有很大的前景。用先進的傳感器套件改裝的車輛有可能消除對人類操作員的需求,或通過提高駕駛員的態勢感知來減少人為錯誤。
美國軍方利用人工智能通過致命和非致命的應用來加強國家安全。人工智能的一個非致命性應用是一個名為Maven項目的軟件套件。Maven是國防部的一個人工智能應用,它研究遙控飛機的圖像和視頻資料,目的是改善無人機的打擊。人工智能的致命應用,也被稱為致命自主武器系統(LAWS),不僅被美國軍隊使用,也被世界各地的軍隊使用。本專著將致命性自主武器系統定義為:一旦啟動,就可以在沒有人類操作員進一步干預的情況下選擇和攻擊目標。
LAWS的例子包括以色列國防軍的HARPY導彈。HARPY是一種旨在有選擇地攻擊敵方防空設施的游蕩彈藥。同樣地,美國空軍最近出動了它的第一枚自主巡航導彈--遠程反艦導彈(LRASM)。LRASM的設計是獨特的,因為它可以根據敵方軍艦的圖像識別、紅外、雷達和其他傳感器的特征,自主地探測和攻擊敵方軍艦。
美國國防部(DoD)將人工智能定義為機器執行通常需要人類智能來執行任務的能力,無論是數字還是作為自主物理系統背后的智能軟件。從本質上講,人工智能是一個處理數據以識別模式、學習、建議作戰方案或指導行動的融合系統。與商業行業一樣,軍方認識到人工智能支持的硬件和軟件的好處。
隨著自主武器的發展和使用變得突出,與它們的道德使用和可信度有關的問題將浮出水面。朱莉婭-麥克唐納和杰奎琳-施耐德進行了一項調查,顯示了目前無人駕駛飛行器的信任障礙。他們的調查顯示,聯合終端攻擊控制人員(JTAC)和聯合火力觀察員(JFO)認為無人機 "比有人駕駛的飛機風險更大,更不值得信任"。此外,他們得出結論,在 "人類與敵人直接接觸的領域,部隊不愿意將決策權交給機器"。然而,他們有限的調查確實顯示,當JTAC和JFO對無人駕駛飛機有更多的經驗時,他們更可能傾向于無人駕駛飛機。這一發現表明,經驗可能有助于解決控制人員對無人駕駛飛機的一些信任問題。
前面的例子說明了國防部的采購和企業在開發致命性自主武器系統時遇到的許多挑戰之一。軍方開發的新武器系統要經過廣泛的測試和政策審查。在某些情況下,這一過程需要多年時間才能完成。然而,這一深思熟慮和務實的過程的總體目標是推出一種有能力和強大的武器,使軍事指揮官能夠在戰場上自信地使用。致命武器系統是獨特的,因為它們挑戰了這種傳統的武器采購和部署模式。使致命性自主武器系統的開發更加復雜的是國防部的3000.09號指令。該指令指出,指揮官和作戰人員必須對武力的使用進行適當的人為判斷。指令中沒有明確界定什么是 "適當的判斷水平"。此外,在當前的作戰環境中,對手正專注于爭奪、拒絕和降低通信系統,對適當控制的理解變得更加不明確。
人工智能技術的普遍性及其在整個民用和軍用部門的廣泛增長表明,戰爭的特征正在發生變化。美國的核心政治和軍事戰略文件,國家安全戰略(NSS)和國防戰略(NDS)承認這些技術的重要性,因為他們指示美國優先考慮并保持在新興技術方面的競爭優勢。在未來的沖突中,這些新興技術將很可能超過人類的理解能力。Robert Latiff寫道,時間將更加寶貴,戰斗的純粹速度將給決策帶來壓力。考慮到未來戰爭的這一背景,軍隊應該預期軍事主動權的鐘擺將逐漸從軍事指揮官手中擺開,轉到自主代理人身上。為了在人工智能主導的戰斗空間中做好準備并取得成功,指揮官將需要把任務指揮的一些原則擴展到致命性自主武器系統。
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。