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隨著美國從全球反恐戰爭期間磨練出來的專長、領導力構架和決策矩陣中走出來,當深入 21 世紀時,等待我們的新挑戰也就不足為奇了。大國熱衷于獲取資源,而世界上較為穩定的力量又暫時無法遏制它們,因此它們已開始采取行動,以鞏固在新的有影響力的結構中取得的進步和發揮的更大作用。在烏克蘭與俄羅斯的沖突中,高技術、小規模彈藥的大規模擴散,以及指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)技術的進步,給每一位軍事指揮官都帶來了令人膽寒的問題。首先,以極小的代價在廣闊的地理區域對不同目標進行風險控制的能力可能會也可能不會對戰場目標產生影響,但肯定會打擊部署部隊的士氣。其次,進行實時監控、移動大量數據和提供戰損評估的能力將決策制定環節緊縮到荒謬的程度,使人為干預成為限制因素。此外,民用市場上用于各種散文提煉、藝術表現和決策支持的人工智能(AI)工具已呈爆炸式增長,只有一絲時間等待交叉出現。

推理小說為人工智能在治理和戰爭方面的進步敲響了警鐘,也為美國社會是否準備好將生死攸關的道德決定權交給機器敲響了警鐘。積極的影響是顯而易見的,那就是消除人在回路中的延遲,讓人工智能關閉殺傷鏈,讓成群的自主無人機支持戰場目標。但這一機遇也同樣伴隨著危險:訓練不當的人工智能為了實現目標,不惜撒謊、欺騙、偷竊或攻擊其創造者。

在本文中,將評估在上述技術進步的支持下,戰場人工智能將如何協助指揮官取得勝利。這種假想的人工智能將把 ISR 信息與地面的實時評估融合在一起,并自主向閑逛的彈藥或空中打擊包發出攻擊指令,以實現總體戰役目標。或者,這種人工智能可以與 "人在環內 "的殺傷鏈一起工作,只需為目標提供最有價值的選擇;雖然這將消除重大的道德障礙,但同樣也會降低構建者的節奏優勢。

這種引入會帶來什么?戰爭會因哪支部隊充分發展這些能力而發生怎樣的變化?對本討論最重要的是,應如何調整新的和現有的作戰條令,以充分利用這些技術進步?為了對潛在構型進行分類并優化國家應對措施,將使用以下模型來提出建議。可以設想一個 2x2 矩陣,其中包含四種不同的戰場場景,在這些場景中,紅軍和藍軍分別選擇使用(或避免使用)人工智能支持:

無人工智能:維持現狀

在沒有任何參戰部隊依賴人工智能支持的情況下,可以繼續進行傳統戰爭,開展由現有條令和決策結構支持的戰役。雖然這些沖突的規模和地點可能確實會與在過去 50 年中所看到的有所不同,但在新的大國競爭時代,幾乎不需要改變過去多年來的作戰方式。

當前的作戰條令可以根據所涉及的作戰領域不斷演變和應用,而不會出現重大分歧。理想情況下,AFDP 3.2 非正常戰爭條令將隨著國家利益和政府結構的發展而復興和發展,使國防部和空軍能夠參與并擊敗更廣泛的交戰方;正如在過去 30 年中所看到的,在與國家和非國家行為體(包括國外和國內叛亂)交戰時,需要不同的構架。

藍軍 AI:兵力投射

如果單靠友軍來利用這些能力,他們必然會在整個 AFDP 3-0 作戰條令系列中獲得巨大的節奏優勢,唯一的限制是領導層的道德考量。根據為人工智能界面提供的自主程度,可以在當前 ATO 周期的決策圈內快速識別、評估、打擊和解決目標。這將從根本上把 AFDP 3-60 的總體目標定位條令,特別是聯合目標定位周期(JTC)卸載到自動化系統中。

人工智能遠不止是一個簡單的決策輔助工具或條令最佳實踐清單,它可以融合傳感器數據、信號情報等,在評估或部署有效反制措施之前發現并起訴目標。這種在時間上的極高保真度可有效實現隨心所欲地執行 "震懾"/"一夜之間 "空戰方案,為作戰人員提供前所未聞的進入和行動自由。

在聯合指揮中心,人工智能可以自動執行每個階段,達到指揮結構可接受的極限。目標可以與 ISR 數據一起輸入,以便根據既定目標、武器和反制手段的可用性快速制定優先目標列表。無論是否有領導參與,都可以創建、安排和部署任務。最后,幾乎可以即時進行評估。

前沿部署部隊在面對這些威脅時無疑會士氣低落到極點;在傳統戰爭中,有一種已知的途徑可以讓自己脫離戰斗,以恢復到間接火力范圍之外。正如烏克蘭可以證明的那樣,知道微型無人機隨時可能降臨到你的頭上是一種心理因素。對于戰場指揮官來說,這種計算方法同樣會發生變化,他不再需要消耗 20 萬美元的彈藥,而是可以用一枚手榴彈和一架價值 200 美元的無人機來摧毀一個火力小組。經過充分的訓練,人工智能可以找到打敗野戰部隊的策略,其速度比友軍資產在其背后推進的速度還要快。最近,據估計伊朗對以色列的無人機攻擊耗資 300 萬美元,而攔截彈藥的成本卻高達 15 億美元,而美國海軍為保護紅海的航運耗資 10 萬美元/枚。

這種速度同樣有可能超過配套的工業基礎,消耗各種小型電子設備、發射器/接收器、打印長絲和其他原材料。為了獲得最大利益,這些類型的物資需要像準備傳統戰爭的小型武器彈藥一樣進行儲備。

紅軍AI:自我保護

面對一個由人工智能工具增強的近乎同類的對手,將是當今大多數軍事領導層無法想象的地獄,會讓他們希望回到 2003 年的反叛亂任務。雖然可以逆轉上述成果,但還可以在此基礎上增加一種真正的可能性,即人工智能可以專門操縱部隊以極高的速度消耗友軍的資源,包括工時、彈藥和生命。通過這些挑戰造成的損耗將是巨大的,并將擊潰友軍殘存的士氣和公眾的支持。

面對敵方的人工智能,最主要的擔憂是它可能會在第一臺平臺升空之前,立即攝取整個聯合和空軍的條令,包括歷史資料,甚至是個人出版物,以綜合戰略目標,建立一棵可能行動的樹,并對部隊進行最佳定位。從某種程度上說,蘇聯人關于美國條令的老笑話本身就可以成為行動的助推器。"針對美國條令進行規劃的一個嚴重問題是,美國人不看他們的手冊,也不覺得有任何義務遵循他們的條令。" 如果人工智能是流程驅動的,但美國的條令卻靈活得顯得混亂不堪,那么就可以建立起小小的優勢。

很少有戰略能打敗這樣的對手,但在從主動到被動的范圍內,可以想象一支部隊如何開始打敗這樣的部隊,即使是在明顯處于劣勢的情況下。正如非對稱戰爭所能產生的效果超出了數學上所能達到的規模一樣,謹慎的方法加上果斷的行動可能會使友軍保持活力。

理想情況下,應盡一切努力用盡 JDWN 1- 18 中提到的其他 DIME 力量手段,并完全避開戰場。雖然軍事和信息影響可能是最困難的,但其他影響可能更有用。首先應利用制裁、談判和聯盟協議來和平解決技術上占優勢的敵人,即使不能永久結束敵對行動,但至少可以爭取時間縮小技術差距。與面對核大國和無核大國時必須采取的戰略類似,必須恢復均勢,并以長期的降級和裁軍為目標。

在沒有充分計劃的情況下進入戰場與這一對手作戰,幾乎是注定要失敗的。必須立即采取戰術,利用先進的傳感器或前沿部署的部隊,找到并擊敗可在沒有預警的情況下發動攻擊的小型武器。在任何情況下,這些反制措施都必須經濟實惠,并能大規模使用,因為當人工智能控制的彈藥的成本只有攔截器的 1/1000 時,消耗就不是制勝的策略了。在整個殺傷鏈中,從指揮/控制到作戰,再到所需的飛行架次生成和目標追擊,都需要極其緊密的協調。

只要稍加警告,就可以制定戰略,使敵方人工智能無法獲得成功完成決策循環所需的信息。正如 AFDP 3-85 "EWS 行動 "所證實的那樣,與 GWOT 中使用的簡易爆炸裝置干擾器類似,電子戰系統可用于切斷數據鏈路,拒絕敵方目標定位解決方案和相關的戰損評估。同樣,只要有足夠的彈藥控制信息,就可以復制信號,使進入的武器崩潰或提前引爆。還可通過 AFDP 3-12 進行其他網絡空間影響行動,以抑制有效操作人工智能所需的網絡流量。

對人工智能進行戰略打擊極為困難,因為必須假定人工智能會比你更早知道你的行動。任何攻擊都必須把握好時機,以達到最大效果,并使對人工智能運行至關重要的功能和基礎設施癱瘓。發電、C4ISR、數據線和補給線攔截都需要解決,這樣才能以任何有意義的方式減緩人工智能的功能。與民用基礎設施的重疊將是巨大的,但幾乎不存在其他選擇。

全AI:消耗戰

在某種程度上,這些方案中最好的情況可能是在多個友軍和交戰部隊中引入人工智能系統。隨著這些戰略助手在多方發揮作用,有可能看到一種僵局或冷戰的另一種遺跡,只是這次不是由核彈頭而是由同樣危險的智能機器和學習算法來勸阻。

為了爭奪領土或資源而與這些參數發生沖突,無疑會耗費大量資源,而一路上的收獲卻微乎其微。從理論上講,人工智能對手之間的對決可能會試圖超越對方,直到一方在技術上占據優勢,或者另一方在對決過程中出現人為錯誤,才會取得進展。這些微小的擾動會立即導致人工智能內部形成新的決策樹,并提供短暫的不穩定窗口,從而取得進步。

與上文設想的紅軍人工智能情景一樣,在進行軍事交戰之前,所有參與方都應充分探索其他 DIME 選項。如果敵軍滿足于在途中進行更長時間的戰略博弈,就像今天的潛在沖突所證明的那樣,他們可能會發現通過其他手段(包括秘密行動和摧毀公民的集體意志)削弱對手的戰斗意志更為可取。

除了作戰條令,采購界和相關工業基礎也必須不斷發展以應對這些挑戰。正如第四次工業革命帶來的 "大規模定制 "概念一樣,作戰平臺、網絡和彈藥也必須足夠分散,以降低敵方人工智能發現致命缺陷的風險;接口標準化、互操作性和互換性將成為基本要求。

訓練中的危險

盡管人工智能技術正在迅速發展,并為遏制沖突和在必要時贏得沖突提供了極好的機會,但必須十分謹慎,以確保系統的正常運行和訓練。將包括 "殺 "與 "不殺 "在內的道德決策卸載給機器只是問題的一部分,還必須討論適當的保障措施和訓練數據集,以使系統取得成功。

人工智能將像一個大型的級聯游戲一樣做出決策,每一個決策、行動、命令或動能打擊都會被判斷為好或壞,并使其更接近程序設定的目標。兵棋推演已經表明,如果沒有類似于阿西莫夫機器人三定律的足夠保障措施,人工智能就會背叛自己的創造者,切斷自己的聯系,或者無視命令,只要這意味著它們可以繼續執行行動,追求自己的使命。這種危險表明,要防止眾所周知的流氓人工智能的進化,需要人類的永久控制。

此外,雖然人工智能非常擅長以有限人類無法企及的速度做出決策,但它仍然依賴于歷史信息數據庫,在此基礎上制定戰略并得出結論。正因為如此,人工智能很難想象出全新的東西,同樣,它也高度依賴于能夠從中獲取的大量訓練數據。正如那些能夠越獄早期 ChatGPT 版本以表達不受歡迎觀點的用戶,以及隨后為使這些工具在流行文化的 "奧弗頓窗口 "內正常工作而進行的腦葉切除術所證明的那樣,可以看到這些變化所帶來的影響。

過于復雜的數據集會減慢決策速度,直至幾乎毫無用處。受限程度過高的人工智能可能會錯失可以更快解決沖突的機會或策略。最令人擔憂的是,一個有偏見的人工智能很容易得出錯誤的結論,從而使野戰部隊在系統的指揮下誤入歧途。

事實上,對付敵方人工智能的最佳進攻手段很可能是利用電子戰領域眾所周知的觀點,即人工智能可能被蒙蔽、誤入歧途并返回無效結論。參照 AFDP 3.85《電磁頻譜行動》,可以在 "電磁威脅 "中提出另一個概念,即在戰場背景下創建或分發的任何數據都可以提供給人工智能以支持決策。

結論

將大量傳感器數據與人工智能加速決策相結合,以實現智能彈藥的廣泛部署,這是一個勇敢的新世界,需要認真考慮并制定應對戰略。因此,空軍條令可以建立一個新的篇章,以涵蓋人工智能的威脅和機遇:

1.AFDP 3-0 行動: 實施一項不斷發展的戰略,將人工智能/機器學習算法納入總體規劃和兵力投送流程。這將支持人工智能利用真實世界的數據進行訓練,并平衡風險與所需的作戰節奏。同樣,所有下游作戰條令都可以采用人工智能來管理航空兵、空域、彈藥及其聯合運用。

2.AFDP 1-1 任務指揮和 3-60 目標定位: 需要進行兩項重大調整。如果作戰對手的人工智能技術得到增強,則必須將更多的決策權下放到盡可能低的級別,以便迅速做出調整,保持有效交戰。其次,如果藍方部隊正在與友方的人工智能部隊作戰,那么決策環路必須明確在何時何地以何種方式使用人工智能支持,以及在哪些地方將采用人在環路中的停滯措施。與 "任務指揮 "類似,"聯合目標鎖定循環 "也需要根據指揮官的意圖進行修訂,以平衡風險與節奏優勢。

3.AFDP 3-12 網絡安全和 3-85 EMS: 網絡安全和電子戰需要共同合作,以保護友軍使用人工智能,同時壓制敵方的有效性。2018 年《國家網絡戰略》確立的四大支柱需要加以擴展,以專門增加為阻止敵方人工智能行動而采取的進攻行動。

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人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

俄羅斯在烏克蘭的戰爭證明,小型無人駕駛航空系統在戰場上的迅速擴張顛覆了對空中優勢的傳統定義。在近距離沖突中,對手的先進系統很可能會使美國空軍 70 年來對載人威脅保持空中優勢的無懈可擊的記錄化為泡影。對此,美國及其盟國和合作伙伴須在文化上,在如何組織、訓練和裝備部隊,以及如何計劃、執行、指揮和控制行動方面進行調整和創新。必要的調整包括部隊和總部的分布式作戰,以及對下放風險和決策權的重新認識。如果能在系統和組織層面進行創新,就能實現高端和低端能力的平衡組合。

空陸一體化

北約面臨的一個重大挑戰是空域日益擁擠和爭奪,既受到對手威脅的影響,也受到各軍種相互競爭的戰術優先事項的影響。條令提供了應對這一挑戰的機制。美國的聯合條令中已經有了戰斗管理領域,但在實施過程中仍有一些問題需要解決,必須根據具體情況量身定做。在聯合空中力量能力中心(JAPCC)最近主辦、北約空軍司令部(AIRCOM)承辦的一次會議上,空地一體化是主要議題之一。所有與會者都對這一戰斗管理領域的主題有了新的認識,空陸一體化小組為北約空軍司令部(AIRCOM)和美國駐歐洲空軍(USAFE)的工作人員確定了后續領域。

俄羅斯在烏克蘭的戰爭再次證明,空中優勢仍然是第一要務。但必須明確目的。空中力量并不只是為了追求空中優勢而追求空中優勢。空中優勢不僅是我們首先要努力實現的目標;它通常仍是首要任務--即使在戰役后期它的重要性有所下降--因為它能提供機動自由,能夠完成所有其他任務,而且因為如果不這樣做,減員率將變得令人望而卻步。自第二次世界大戰的聯合轟炸機攻勢以來,就知道這一點,而烏克蘭當前的局勢則不斷提醒空中僵局的可怕代價。

戰斗管理區旨在提高靈活性和獨立行動能力,這是無可厚非的,但也必須確保任何變化都不會影響空中組成部分的行動自由,也不會對地面領域的支持產生負面影響。聯合部隊航空兵指揮官的資產在更高的地層做什么?其中很大一部分出動是通過下層直接提供近距離空中支援和戰場空中攔截火力,以支持地面指揮官和聯合部隊指揮官的目標。

這并不意味著低層空域是美國空軍與生俱來的權利,而是應當遵循 “指揮與控制能力 ”原則。今天的空軍始終并將繼續密切關注垂直維度。72 小時瞄準周期雖然還有改進的余地,但它是航空兵從整個聯盟提供可預測和可持續空中力量的機制。通過預先分配的待命近距離空中支援和攔截任務,仍有足夠的靈活性來滿足地面指揮官的需求,但同樣致力于尋找創新方法來提高空中力量的反應能力。

俄烏戰爭教訓

俄羅斯在烏克蘭的戰爭帶來了豐富的教訓,在此僅舉幾例。

  • 拒絕威懾

首先,拒止威懾取決于是否擁有裝備精良、訓練有素、精通作戰的部隊。換句話說,當問及什么樣的力量態勢能提供可信的威懾時,答案是能夠隨時表明北約擁有強行阻止對手實現其目標所需的力量。專制政權不可能因公眾對軍事冒險主義的反對而受到制約,因此我們必須訴諸于他們的理性利益,即與北約發生沖突不值得其國家軍隊或政權付出代價和承擔風險。

  • 平衡努力

其次,可以從烏克蘭的相對僵局中汲取許多教訓。北約國家不能僅僅依靠高端能力來贏得戰斗,因為低成本威脅的擴散使得高端武器系統的介入難以為繼。除了嚴重低估烏克蘭的政治、軍事和社會決心外,俄羅斯還在戰爭初期消耗了其大部分精確彈藥,但收效甚微,盡管它正在快速重組這些彈藥。由于沒有作戰計劃、強大的目標定位程序和充足的電子戰資源,俄羅斯最初浪費了其寶貴的精確彈藥儲備,而現在它正瘋狂地試圖補充這些彈藥。

  • 數量和規模

第三點,也是與第二點的重要區別,是古老的大規模原則。在工業化規模的戰爭中,任何大規模交戰方之間的戰爭,如果不能在早期戰役中決出勝負,就會演變成一場工業化的消耗戰。事實上,像海灣戰爭這樣的短期決定性戰役是證明規則的例外。烏克蘭才是常態。

  • 經濟、技術和社會

第四,工業戰爭的現實引出了更多結論,即贏得工業戰爭取決于整體經濟實力和應變能力、適應和創新能力以及政治意愿和社會凝聚力。我們的聯盟在這方面具有明顯的優勢: 只要我們的盟國和合作伙伴從一開始就采取集成設計方法,實現零日互操作性,那么來自不同國防工業的多樣化和重疊能力就是一種戰略優勢。在全面沖突中,聯盟成員很可能會迅速克服各種挑戰,如采購流程的遲緩以及互操作性和信息共享方面的政策障礙,尤其是在北約受到攻擊的情況下。我們現在必須以同樣的力度解決這些問題,以創建未來威懾和防御所需的零日能力。

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美國防部(DoD)及其支持性國防工業基地必須以可承受的方式維持我們的長期競爭力。同級對手正試圖改變國際秩序的現狀,使之對自己有利。為了阻止他們的行動,美國防部須學會以越來越快的速度和規模創造、采用和調整新技術、創新和能力。這就需要開發新的思維模式,制定領導和組織戰略,以充分利用指數級的技術發展速度。本研究是對相關研究、理論和實踐的元研究,旨在更好地理解和闡明國防工業基地未來面臨的挑戰、有利的概念構建、領導風格、文化和運營屬性、技術、流程和政策,以幫助提供和維持競爭優勢。本研究匯集了一系列經驗教訓、最佳實踐和新出現的機遇,為創新生態系統各個層面的新穎運營模式提出了概念性觀點。這些模式反映了復雜適應性和預見性系統(CAAS)思維、持續學習和流程改進、創新管理、先進技術以及加速文化變革和轉型的領導力和管理戰略的理論應用。這些成果提供了概念性觀點、視角和心智模型,有助于加快研究、開發和部署先進的綜合作戰能力,以威懾和擊敗對手的侵略。

圖 3. 通過新興社交網絡建立的 "智慧型國防部采購創新生態系統"(Sentient & Wise DoD Acquisition Innovation Ecosystem via Emergent Social Networks): 用于持續感知、認識、學習、創新、過渡、改進和轉型的網絡認知生態系統

美國國防部(Department of Defense,DoD)在履行第 10 章和國防戰略職責方面面臨重大挑戰。近鄰和同級威脅的崛起顯示出侵略性和明確的戰略意圖,導致全球穩定性下降,全球 COVID-19 大流行病又加劇了這種情況,并造成了破壞穩定的混亂和不確定性。此外,高度競爭的全球市場力量和新興技術的指數級加速發展也加劇了這些不穩定狀況。

為了提供背景情況,《2024 年美國國家安全共同體年度威脅評估》指出:"在接下來的一年里,美國面臨著日益脆弱的全球秩序,大國之間加速的戰略競爭、更加激烈和不可預測的跨國挑戰以及影響深遠的多種地區沖突使這一秩序變得緊張"。報告還指出,"這種競爭還利用人工智能(AI)、生物技術和相關生物安全、微電子的開發和生產以及潛在的量子發展等技術進步,對影響全球地緣政治平衡的世界性敘事,包括對全球地緣政治平衡內部的影響力,施加更大的影響"。對有爭議的空間和顛覆性技術表示了特別的關注,"這些新興技術的融合很可能會產生突破,從而導致對美國利益的不對稱威脅(如先進的無人機)的快速發展,并很可能有助于塑造美國的經濟繁榮"(國家情報總監辦公室,2024 年;《美國國防工業基地:國會背景與問題》,2023 年)。

為應對這一挑戰,2022 年《國防戰略》指出,"我們將優先考慮與國防生態系統中的所有國內和國際伙伴協調努力,以加強國防工業基地、我們的后勤系統和相關的全球供應鏈,防止顛覆、破壞和盜竊"(《美利堅合眾國國防戰略》,2022 年),2024 年《國防工業戰略》提出了一個戰略愿景,即協調和優先采取行動,以建立一個與《國防戰略》相一致的現代國防工業生態系統"(《國防工業戰略》,2023 年)。

創新生態系統被認為是動態的、不斷變化的共同進化系統,它既競爭又合作,包括廣泛的參與者和貢獻機構,其資源、權力和關系模式不斷變化,持續受到內部和外部力量的影響。創新生態系統具有明確的系統視角,由扶持性政策和法規、獲得必要資本和基礎設施的途徑,以及通過廣泛多樣的網絡和無處不在的生產關系促進開放、數字化、創新和創業的文化組成,以集體方式實現共同的總體愿景和目標(Moore,1996 年;Oh 等人,2016 年)。

本研究論文是一項元研究,旨在匯聚、抽象和擴展最有幫助的相關研究、理論和實踐,以更好地理解和闡明國防工業基地(DIB)的未來挑戰、新的和有幫助的概念構建、領導風格、文化和運營屬性、技術、流程和政策,從而幫助提供和維持競爭優勢。它綜合了廣泛的見解和觀點、經驗教訓、最佳實踐和新出現的機遇,為國防部創新生態系統各個層面的后續探究、反思、對話和審議提供了新的思維模式和概念框架,從而將這些見解和遠見整合為一個連貫的整體。

方法

如圖 1 所示,本研究涵蓋了大量不同但相關的突出研究課題,以幫助構思、開發和構建國防部下一代創新生態系統。我們搜索、審查和評估了每個參考領域的關鍵術語和文件,同時確定了主要的主題和收獲。然后,將這些內容吸收并用于概念化,并整合到大型概念模型中,以反映核心概念。所使用的參考文獻反映了一種高層次的整體方法,即掃描廣泛的現有文獻,以提供新的見解和前瞻性觀點,重點改善國防部的創新生態系統。這些研究來源及其發現、主題和概念通過高度抽象和整合的心智模型匯聚在一起,有助于為下一代國防部創新生態系統的設計和架構提供信息。提供綜合視覺模型是為了簡化現有國防部創新生態系統固有的復雜性,并支持和促成有目的的戰略思考、理解和對話,以指導最終的設計概念和架構解決方案。

圖 2. 感知與智慧的美國防部采購創新生態系統--用于持續感知、認識、理解、創新、過渡、改進和轉型的網絡認知生態系統

感知與智慧的國防部采購創新生態系統--持續感知、認識、理解、創新、過渡、改進和轉型的網絡認知生態學

要構思和構建下一代國防部采購創新生態系統,就必須具備掃描、匯總、評估、過濾、綜合和整合不同但高度適用的興趣領域的能力。國防部創新生態系統是一個極其復雜的概念,如何設想它將會和應該如何發展和出現,以確保我們的國家安全,是我們最關心的問題。應用不斷發現和發展的概念、想法和技術,為將生態系統的整體性能提升到一個新水平奠定了基礎。今天的復雜性和明天的混亂都需要一定程度的抽象,以獲得簡單性和概念性的理解,以及預測未來可能提供的內容。圖 2 提供了整個采購生命周期的概念化視圖,它圍繞著使能企業的形成而展開,這些企業在采購生命周期的價值創造過程中作為跨組織邊界的協調集體而參與。這些企業利用新興技術和使能技術,將不同組織要素的價值貢獻最大化,同時利用文化要素和成長思維,盡可能地將貢獻最大化。感知和智慧是實現北極星愿景的兩大支柱。感知,是指感知或感覺的能力,是指利用基于網絡的系統和人類的認知能力對環境的敏銳感知,從而使人類/機器意識從本地和遠距離的互動中產生。智商企業的概念包括敏捷數據平臺、行為數據平臺、協作構思平臺、分析應用平臺和自主決策平臺,其敏捷性取決于圍繞數據對人員流程和技術的優化。它還被認為具有主動性、無摩擦性、自主性、可擴展性、進化性和突發性。另一方面,智慧代表了認知的最高水平,是廣泛而深入的學習和經驗的結果,它提供了獨特而有價值的視角和背景,能夠指導集體行動和行為。Phronesis是實用和利他主義智慧的概念,植根于理論、實踐、合理推理和判斷之間的相互作用,尤其適用于國防部采購、國家安全及其影響(Massingham,未注明;Nonaka & Takeuchi,2019;Ratzesberger等人,未注明)。

創建一個由高度互動的社會領域所支撐的創新生態,需要對環境進行持續的感知和監測。它促進學習、創業和創新、新技術過渡以及持續改進和轉型。適用技術、方法、概念和能力的融合,凸顯了可整合到未來狀態的設計、架構和運營中的廣泛機遇。這為下一代國防部采辦創新模式提供了一個模板,供增值審議和考慮。具有重要意義的是,不斷發展和新興的集成數字能力構成了一個高度動態和廣闊的網絡,作為一個創新生態系統,可以無縫連接和協同企業級活動,從而提供實質性的競爭優勢。這一概念模型的一個擬議屬性是將所有與國防部采購相關的計劃數據聚合和同化到一個基于云計算的通用架構中,并通過平臺技術進行實時分析、評估、分發、共享、重用和大規模啟用。這樣做的目的是提高生態系統級和計劃級的響應能力和及時性,提供對當前知識和信息的隨時訪問,同時識別可提供重要見解和觀點的重要模式和關系。數字化和虛擬化采用高保真系統和組織級模型,與國防部采購生命周期的各個環節相連接,為計劃協同效應和跨計劃的新能力奠定了基礎。這些數字和虛擬資產被安置在一個多層次、零信任的安全飛地中,形成了可被視為國防部巨型領域(Fligstein & McAdam, 2012)的東西。

然而,這些努力僅僅是一個起點,不足以認識和應對未來競爭所需的敏捷性、適應性和預見性水平。技術的指數級加速要求人類與機器之間的整合與協同達到超乎尋常的快速水平。在世界各地的智能城市和地區,傳感器、數據、算法和計算提供了新的洞察力和前瞻性,以改善運營和提高效率。這些技術能以更快的速度創造、共享、吸收新知識并將其制度化,以前所未有的水平、速度和規模推動整個國防部采購生命周期的進步。要取得這些成果,關鍵在于采用一種新的模式,有效利用技術進步的力量,簡化流程,實現數字化,并強調掌握人力和組織的領導、發展、變革和轉型。

在整個國防部巨型網絡中,必須降低復雜性,建立協調和結構,以實現最大程度的協作和創新,同時采用精簡和靈活的流程,并設計用于持續變革和轉型。通過將國防部巨網組織成不同的、高度網絡化的協作企業,在多個項目組合內和跨項目組合運作,每個企業都在支持適應性采購價值流方面發揮著獨特而關鍵的作用。選擇企業的目的是最大限度地發揮內部協作和協同作用,并提供獨特和領先的投入,以增強國防部創新生態系統大規模開發和交付卓越能力的能力。創新生態系統在設計上支持以任務為驅動的創業精神,并持續、全面地強調全生態系統的改進。這包括最佳實踐的凝聚、匯聚、綜合和部署,并創建支持創新、知識、政策、流程和系統改進的學習活動。

基于能力的評估需要戰略情報企業(SIE)的集體智慧來評估全球狀況和威脅,需要智囊團和非營利組織的戰略思維,需要創造和產生新發現和新發明的科技企業,需要有助于創造和傳播新知識和新理解的長期學術研究和教育企業。

在材料解決方案分析過程中,智能需求與資源企業(SR&RE)整合了整個國防工業和作戰部隊的見解和觀點,以支持聯合信息與通信技術發展計劃(JCIDS)流程,并制定和發布能力發展文件(CDD)草案。SR&RE 利用任務工程和殺傷鏈對 POR 的備選方案分析(AoA)進行感知、匯總、合并、整理和評估,并將其作為一個持續和迭代的分析過程,從而推動一代又一代的能力發展浪潮,加快范式轉變的步伐,在不斷發展和新興的認知環境中將相關企業聯系起來,為正在進行的 PPBE 過程建立深刻的理解和共識,并支持可用資源和需求的規劃和分配。與最佳做法相比,《國防部替代研究分析評估》強調了在評估過程中采取整體觀點的重要性,其中包括確保提供充足的評估團隊資源,包括資金、時間和人員,以及在評估之前進行 DOTMLPF 分析。SR&RE 在其 CDD 草案中提供的嚴謹性、紀律性和基礎,必須考慮到對未來的看法、機遇以及威脅,以及與 E-VUCA 戰略環境相關的復雜動態和敏捷性,以平衡 TMRR POR 的技術、成本和進度風險(陸軍,2021 年;約瑟夫,2021 年)。

TMRR 和 EMD 階段需要一個智能 RDT&E 企業,作為一個開放的創新和開發環境,利用現有的模塊化開放系統架構 (MOSA)、平臺和分析技術,包括高保真建模和仿真、迭代虛擬和物理原型、測試和實驗,以加速學習、提高理解、降低風險和成熟技術,并完善后續開發的概念和技術。在這些階段中,學習在 CAAS 環境中得到最大程度的發揮,整個 DIB 參與互動,以支持推動項目發展的關鍵決策。這時,建立在能力、關系和信任基礎上的社會網絡至關重要。為降低運營的復雜性,應明確界定整個價值流的流程,清楚闡明期望、角色和責任以及持續改進的措施。在開放和協作的創新環境中,創造簡化流程的能力,在這種環境中,價值和創新的競爭至關重要。

技術研究與開發階段(TMRR)和市場開發階段(EMD)是核心活動,在這兩個階段,價值將從科學和技術轉化為工程化和經過測試的產品。科學和技術轉化為工程設計和測試能力的核心活動。這一復雜的過程 在設計上,這一復雜過程的目的是在當前和未來的部署環境中,以更具競爭力的新模式取代舊模式。在當前和未來的部署環境中,新的更具競爭力的模式將取代舊的模式。采購戰略應考慮如何 采購戰略應考慮如何最大限度地提高整個國防工業的協作能力和競爭能力,從而在整個國防工業中實現持續的、可負擔的和有效的改進。在整個生命周期內進行一系列經濟有效的改進。重點應放在 應重視測試和評估,以支持持續學習和創新。測試 強大的現場、虛擬和建設性測試環境,以模型為基礎的環境,以及數字化的員工隊伍,都能為測試和評估提供支持。測試和評估可通過強大的實況和虛擬測試環境、基于模型的環境以及數字化員工隊伍來實現,以支持更多的迭代設計和測試方法,代表真實的條件和操作。應考慮 應考慮新的、新穎的和行之有效的業務模式,包括由政府作為牽頭系統集成商和使用靈活的 應考慮新的和經過驗證的業務模式,包括利用政府作為牽頭系統集成商,以及利用靈活和快速的合同,如《其他交易協議 協議,以便在整個采購生命周期中最大限度地利用現有的和最經濟的能力。在整個采購生命周期中充分利用現有的和最經濟的能力。

該模式中的生產和部署階段由智能生產和供應鏈企業提供支持,該企業在整個DIB以及智能作戰人員DOTMLPF企業中運作,以確保條令、組織、訓練、物資、領導和教育以及設施到位,從而支持在作戰環境中采用采辦系統。智能生產和供應鏈企業旨在采用下一代工業技術,包括人工智能、數字化、工業物聯網(IioT)和工業 5.0 技術,包括生產流程和設施的數字孿生虛擬化,以持續監控和提高生產率和靈活性。智能工廠的概念和功能連接并應用于整個智能供應鏈,可提供應對未來 DIB 挑戰所需的下一代集成能力。實現整個國防工業流程端到端采購生命周期的自動化和簡化,對于優化創新和技術轉型的速度至關重要。智能作戰人員 DOTMLPF 企業為在新能力交付時采用和調整這些能力奠定了業務基礎,同時在需要的地方和時間向國防和安全部隊提供反饋回路,以充分利用這些能力。這是向用戶社區移交能力的最后環節,以利用新的和正在出現的能力。要將這些新的創新系統和技術無縫過渡到先進的作戰能力,需要領導層進行重大變革。在前線發揮聰明才智和隨機應變的能力,可以為未來的系統開發和交付提供有價值的反饋。

運營和支持階段由智能準備和維護企業提供支持,以最大限度地降低維護和維持成本,同時最大限度地提高系統準備狀態。利用智能技術,包括數字雙胞胎、傳感器、算法和計算能力,可以支持實時維護和預測規劃,最大限度地減少系統停機時間。要了解影響計劃內和計劃外維護行動的實際性能和可靠性,需要進行廣泛的數據分析。這種數據分析對于向系統設計人員和采購規劃人員提供反饋至關重要,可確保新知識得到捕捉、編纂、整理、吸收和制度化,成為新的生態系統級理解和考慮因素。

必須將采購生命周期中每個企業內部和跨企業的運作視為一個有機系統,通過傳感和數據分析、流程管理、勞動力發展、社會資本、領導力發展以及持續不斷的文化演變來不斷優化。跨企業的溝通與協作,將整個過程中的參與者聯系起來,并促進對話與交流,對于改進和簡化流程、建立集體意識和共同理解、調整預期以及優化數據、信息和知識的流動至關重要,是推動自覺合作和改善作戰人員成果的文化不可分割的一部分。

圖 3 提供了一個國防部下一代行動的心智模型,它通過無處不在的無縫互動,建立在社會關系之上,并通過可滲透的組織邊界得以實現。這些跨越不同活動的互動開始讓人們對端到端流程、需求和要求、新奇機遇和技術有更清晰的認識,并有助于促進創造性和創新性思維成為一種文化規范。要想在未來取得成功,國防部創新生態系統必須在新知識創造、構思、生成性創新、概念思維以及持續學習和流程改進方面處于世界領先地位。

圖 3. 通過新興社交網絡建立的 "智慧型國防部采購創新生態系統"(Sentient & Wise DoD Acquisition Innovation Ecosystem via Emergent Social Networks): 用于持續感知、認識、學習、創新、過渡、改進和轉型的網絡認知生態系統

復雜適應性和預見性生態系統模型 (CAAS)

CAAS 生態系統模型如圖 4 所示,旨在持續感知戰略和運營環境,并提供必要的背景意識,使組織能夠以確保競爭力所需的速度和規模意識到、理解和響應突發信息。通常按組織要素分組的行動者網絡負責保持對環境的感知,并在其社會網絡中進行互動,以便適應這些感知輸入。隨著對話和交流的進行,學習和理解不斷發展,并決定系統將如何做出反應和采取行動。為了實現 CAAS 行為,社會網絡以一種無縫的方式跨越多孔的組織邊界進行互動。在 CAAS 結構中,領導力在各個層面都得到承認和認可,而不論其職位高低,領導力取決于增值貢獻。這就為促進開放和任人唯賢的環境創造了條件,而這種環境對于有意義的合作、構思和及時應對是必不可少的。這些具有吸引力和包容性的環境是專門設計和部署的,目的是釋放人的潛在潛能、協同作用和聰明才智,加快以行動為導向的學習和協作,同時建立社會資本和知識資本。CAAS 提供了一個強大的預測要素,以認識到戰略環境的快速變化以及進行必要變革所需的規劃時間。CAAS 中的行動者注重掌握自己的認知技能和能力,包括以敏捷和適應的方式學習和思考的能力,以及保持競爭力所需的速度和復雜程度。CAAS 的參與者有能力自我組織,并在開放和信任的環境中促進突發行為。CAAS 以無邊界的方式聯網,最大限度地獲取外部見解和前瞻,促進無所不在的知識創造和共享。CAAS 還是高度動態、多變和不斷發展的敏捷組織。它們在設計上不斷進行調整,轉變運作方式和模式,不斷嘗試新穎的概念和想法,同時利用競爭優勢。CAAS 接受并尋求領導持續的適應、變革和轉型,以跟上其戰略背景的步伐。

催化新的知識創造、學習和創新能力

為了保持競爭力,組織必須不斷創造、傳播新知識和創新能力,并使之制度化。如圖 5 所示,這些創造和傳播能力植根于組織學習和創新,以應對關鍵挑戰和機遇,同時產生關鍵問題、新想法和新概念。組織可以通過整合研究、開發、測試和評估的關鍵價值流,以及在預期環境中不斷進行試驗,并通過促進學習的反饋回路來簡化這些流程。新的學習為新理論和新認識的發展提供了信息,而新理論和新認識可以提供競爭優勢。新理論和新認識需要雙管齊下,才能使組織和正在開發的系統受益。第一條路徑是對新理論和新認識進行必要的編纂,使其最易于傳播、應用和重復使用。第二條途徑是為系統開發和應用提供信息,以提供可在運行環境中測試、驗證和確認的新的系統級能力。從這兩條路徑中獲得的洞察力和前瞻性可以反饋到組織的生成操作系統中,以進一步發展下一階段的理解和能力。

圖 5. 催化新知識創造與創新能力

下一代國防部創新生態系統的這些擬議構想支持國防部 2024 財年年度績效計劃戰略調整框架,其重點是轉變未來部隊的基礎,通過加強國防生態系統的彈性和適應性,使構建正確的技術投資成為可能,支持未來勞動力和作戰人員的發展和成長,并試圖解決一些機構管理優先事項。

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最近在烏克蘭的行動證明,引入新技術、戰術、技巧和程序可以極大地影響 21 世紀的戰場。美軍正在將從這次沖突和其他近期沖突中吸取的經驗教訓融入聯合全域指揮與控制(JADC2)作戰概念。美國防部正在尋求通過 JADC2 實現決策優勢,"在戰爭的各個層次和階段、跨所有領域并與合作伙伴一起產生感知、理解和行動的作戰能力,以相關性的速度提供信息優勢"。雖然這一定義抓住了 JADC2 的目標,但對如何實現這一目標卻知之甚少。本文利用 OODA 循環和一個項目融合用例(濕隙穿越)來說明人工智能 (AI) 將如何在這種復雜而相關的場景中通過降低風險來實現決策優勢

圖:在 OODA 循環中應用邊緣人工智能 (AIAE) 加快決策能力,提高決策優勢

最近在烏克蘭的行動再次證明,在 21 世紀的戰場上,引進新技術和戰術、技術和程序可以產生重大影響。美軍正在利用從這次沖突和其他近期沖突中吸取的經驗教訓,并將其納入聯合全域指揮與控制(JADC2)作戰概念。最近由美國防部(DoD)贊助的實驗(包括各軍種、作戰司令部和盟國的參與)重點關注日益復雜的局勢,以深入了解 JADC2。

這種方法希望利用人工智能(AI)、機器學習(ML)、自主性和其他先進能力更好地連接傳感器和射手,縮短對對手產生致命和非致命影響的時間,從而影響多域行動。降低作戰人員和決策者的認知負荷以及縮短從探測到交戰決策的時間以獲得優勢等目標,只是國防部正在應對的需求、風險和技術挑戰中的一部分。

決策優勢

與過去的其他沖突一樣,21 世紀的沖突將取決于決策優勢,誰能最好地利用和確保信息,在最短的時間內做出最明智的決策,誰就有可能獲勝。決策優勢被定義為比對手更快地吸收、分析從戰場上獲取的信息并采取行動的能力。

縱觀歷史,決策優勢始終是決定戰斗和沖突勝負的關鍵。現在,面對日益增長的中國威脅,美國的作戰能力和能力優勢正在急劇縮小,在這樣一個時代,實現決策優勢比以往任何時候都更加重要。由于其他國家和非國家行為者在全球范圍內迅速擴散技術,實現決策優勢也變得更具挑戰性。

電信、傳感器、處理能力和武器的進步,以及太空和網絡空間作為作戰領域的作用日益增強,從根本上改變了戰爭中指揮與控制的特點。有鑒于此,國防部正尋求通過聯合作戰指揮與控制2實現決策優勢,"在戰爭的各個層次和階段,在各個領域,與合作伙伴一起,產生感知、理解和行動的作戰能力,以相關的速度提供信息優勢"。但是,盡管這一定義抓住了 JADC2 的目標,卻對如何實現這一目標知之甚少。

共享情報

為了使 JADC2 概念成為現實,各軍種都在分析自己在實現這一愿景方面的貢獻。雖然許多軍種都在專注于創建一個全球目標系統,以實現發現、固定、跟蹤、瞄準、交戰和評估等殺傷鏈功能,但也有一些軍種正在研究 JADC2 如何協助實現決策優勢,以便將部隊機動到優勢位置,阻止對手實現其目標。

美國陸軍最近接待了空軍、海軍、海軍陸戰隊,并首次將國際合作伙伴和盟國納入其中,在其年度現代化實驗中整合技術并測試多域作戰: 2022 融合項目"。陸軍的第三個年度 "聚合項目 "通過在多個地點舉行一系列基于各種作戰場景的實驗和活動,對該軍種的范圍和能力進行了測試。

來自美國、英國和澳大利亞的作戰人員用數周時間測試了約300項技術和新的作戰概念,以展示各軍種有朝一日如何作為一支聯合部隊作戰。這些實驗和其他實驗有助于形成跨組織協作、確定技術投資的優先次序以及完善平臺和系統需求文件,從而為未來作戰環境的構想提供信息。

通過這些不同的實驗,發現一個共同的主題,即未來作戰需要跨國家、跨領域和跨技術的協作,以確保互操作性并實現 JADC2 的愿景。無論在哪種情況下,假設的對手都可能是近鄰競爭對手,并將尋求在無法保證美國空中或其他領域優勢的情況下實現反介入/空中拒止(A2AD)環境。

確定技術挑戰

包括全球定位系統衛星在內的美國天基資產可能會被削弱。人們還認為,帶有人機界面的人工智能/ML 能力將做出最終目標定位和其他決策,而先看、先理解、先行動和先決策的能力將為哪一方獲勝提供關鍵優勢。同樣顯而易見的是,工業界、學術界和聯盟伙伴在為存在的各種差距和挑戰尋找技術解決方案方面至關重要。

本文旨在探討新的創新技術解決方案如何有助于利用有人和無人系統在陸地領域實現決策優勢。本文將確定并討論關鍵技術挑戰和風險,以及潛在的技術材料解決方案。實現 JADC2 需要在條令、組織、培訓、物資、領導力和教育、人員、設施和政策方面進行重大變革,但本文將只關注物質解決方案。

當前地面戰中的人工智能

認識到數據是一種戰略資產,并在多域行動中采用全局性的整體方法,將有助于推進 JADC2 計劃,并提高各軍事任務的決策優勢。值得注意的最復雜地面場景之一是濕式間隙穿越作戰,這對機動部隊接近和摧毀敵軍非常重要。(圖 1)

然而,在計劃和執行這些關鍵行動時,后勤保障面臨著明顯的挑戰。(圖 2)一旦成功實施,濕式間隙穿越作戰就能提供戰爭中最有價值的基本要素之一--速度。速度是掌握主動權、防止敵人偵察和取得成功的關鍵。執行安全高效的濕式間隙穿越行動可以讓友軍為成功創造必要條件。

俄羅斯部隊最近在烏克蘭的一次失敗的濕式間隙穿越突顯了與這一復雜行動相關的許多挑戰和風險。俄軍在試圖穿越橫跨烏克蘭東部 Siverskyi Donets 河的浮橋時,損失了兩個或更多營的兵力--可能有 100 輛車和一千多名士兵。

在對這一失敗場景進行評估時,本文將探討進行濕式間隙穿越行動的主要風險,以及使用人工智能/移動式語言和其他關鍵技術的潛在技術解決方案。

圖 1:濕隙交叉口的描述

圖 2:規劃和執行濕式間隙穿越作戰時的典型分析

分析風險

由于未來大多數入侵資產都可能使用無人或可選有人系統,因此需要確保大量數據的安全,并通過戰術網絡進行傳輸,以同步執行偵察與安全、機動、火力、后勤和其他作戰功能。在宏觀層面,JADC2 需要通過各種分布式傳感器收集大量數據,并將其處理為可操作的信息。

戰略、作戰和戰術層面的利益相關者利用由此產生的信息流中的相關要素,以最佳方式執行任務。整個系統通過一套強大的通信鏈路連接在一起。這并不意味著每個人都能接收到所有信息,因為那樣每個人都會被數據淹沒。相反,這需要分配正確的信息,使各組織能夠在其特定責任領域取得更好的效果。以下是材料解決方案需要應對的其他風險:

  • 如果無法在間隙穿越地點實現出其不意,那么在穿越過程中出現人員傷亡和任務失敗的幾率就會很高。

  • 如果穿越點缺乏指揮和控制(C2),那么友軍很容易被對手的致命和非致命火力摧毀和削弱。

  • 如果網絡保護不足或缺乏安全的空中更新,那么無人系統或可選擇的有人系統就會被對手欺騙或接管,從而破壞缺口穿越行動。

  • 如果友軍處理傳感器和射手數據的能力下降,那么由于機動、火力和其他作戰功能之間缺乏同步,成功穿越缺口的可能性就會降低。

  • 如果聯合和聯軍的 C2 系統不能互操作,那么同步作戰功能以確保成功穿越行動的能力就會降低。

技術挑戰的解決方案

在決策過程中應用和評估技術需要一個模型。OODA 循環--觀察、定位、決策、行動--是一個眾所周知、廣為接受的模式,尤其是在作戰人員群體中,因為它的起源。它是由美國空軍上校約翰-博伊德(John Boyd)提出的概念,是各領域決策和行動的典范。

OODA 循環描述了決策和行動的四步流程。首先,觀察環境并收集信息。然后,通過分析信息并理解其含義,為自己定位。然后,根據觀察和定位,決定采取什么行動。最后,根據決定采取行動。

OODA 循環強調決策和行動中速度和靈活性的重要性。我們的目標是盡可能快速高效地完成這一循環,以便適應不斷變化的環境,并在機會出現時加以利用。

通過觀察上圖,利用人工智能實現決策優勢有兩個關鍵的考慮因素:

  • 人工智能(AI)處理適用于每個部分
  • 盡量減少四個步驟之間的延遲

前面在 "濕隙穿越 "場景中概述的風險所體現的一個宏觀考慮因素是,決策必須在 "邊緣 "做出,而不是從指揮中心遠程做出。這大大減少了延遲,并在快速變化的環境中提供了靈活性。邊緣人工智能(AIAE)是指在靠近數據源的設備上部署人工智能算法。

將傳感器直接連接到 AIAE 單元將大大減少 OODA 循環中觀察-定向步驟之間的延遲。傳感器數據將從傳感器傳輸到人工智能單元的傳感器輸入端,然后通過處理集成電路內部的高速總線或同一單元內集成電路之間的高速總線傳輸到數據處理核心。(圖 3)

在 AIAE 單元中進行人工智能處理和決策,還將大大減少 "定向-決策 "步驟之間的延遲。這樣就不需要為額外的決策步驟向外部中心發送大量數據,然后等待決策回傳。出于同樣的原因,從 AIAE 單元發送 "行動 "命令也將減少 "決定-行動 "步驟的延遲。

圖 4:GPU 的并行處理架構可實現比 CPU 更快的計算速度,從而支持大量的人工智能應用

實現人工智能處理

用于 AIAE 處理的一個主流 COTS(商用現成)解決方案是通用圖形處理單元(GPGPU)。圖形處理單元上的通用計算指的是使用 GPU(圖形處理單元)來執行除傳統圖形渲染作用之外的通用計算。

GPU 設計用于并行處理大量數據,使其成為執行某些計算的理想選擇,速度比傳統 CPU(中央處理單元)快得多。通過利用 GPU 的并行處理能力,GPGPU 可以加速各種人工智能應用。(圖 4)

技術的進步為市場帶來了更高性能的小型超級計算機,它們將 GPGPU 與 CPU 相結合,可用于 AIAE 應用。GPU 廣泛用于人工智能應用。

英偉達?(NVIDIA?)Jetson系列模塊將支持人工智能的GPGPU與多核CPU結合在一起,形成了一個緊密耦合、高性能、低功耗的超級計算機,可支持人工智能處理能力和決策應用軟件。英偉達?(NVIDIA?)Jetson 系列有多種不同外形尺寸、性能和最大功耗的模塊可供選擇。(圖 5)

圖 5:NVIDIA Jetson 系列包括不同的模塊,具有不同的外形尺寸、性能和最大功率選項。

以英偉達?(NVIDIA?)Jetson Xavier NX 模塊為例,該模塊可提供每秒六萬億次浮點運算(TFLOPS)的性能,最大功率為 15 瓦。這樣的性能可與配備處理器和圖形處理器卡的數百瓦工作站相媲美。

這種計算架構可以每秒 30 幀的速度處理和應用 20 多個 1040p 分辨率高清視頻輸入的人工智能算法,也就是說,它有足夠的帶寬來運行人工智能應用程序,為系統中的多個高清攝像機提供服務。

配備英偉達?(NVIDIA?)Jetson Xavier NX 模塊的加固單元可小至 4" x 2.3" x 3.9"。最大重量為 1.3 磅,最大功率為 15 瓦,從尺寸、重量、功率(SWAP)和性能的角度來看,它是 AIAE 應用的理想選擇。(圖 6)如果需要更高性能,基于更高性能英偉達?(NVIDIA?)Jetson 模塊的更大和更高功率的堅固解決方案是可以實現的。

圖 6:緊湊型高性能超級計算機正在邊緣處理大量傳感器數據。

這類基于 GPGPU 的堅固耐用單元還可以支持以太網(1GbE 和/或 10GbE)、CAN 總線、串行端口等行業標準接口)。例如,以太網接口可用作與系統中其他 "智能 "盒和任務計算機的通信通道,也可通過無線通信轉換器與外部設備進行交互。如果需要低延遲以太網通信,可使用時間敏感網絡(TSN)或時間觸發以太網(TTE)。

使用以太網網絡進行內部通信,可實現從物理電纜到路由器和數據包的多種冗余級別。在整個網絡中實施 IEEE 1588 時間分配可使所有網元同步到單一時間源。

除了高速傳感器處理外,這些單元還可用于處理來自低速傳感器的數據--模擬 I/O、離散 I/O、串行端口等。將這些功能整合到一個 AIAE 單元中,有助于消除車輛中額外的電子設備盒和相關線束,進一步減小電子設備的尺寸、重量和功率。

時敏網絡(TSN)與決策優勢

時敏網絡(TSN)的功能,包括精確定時、低延遲通信和確定性數據傳輸,有助于改進決策過程,提高對態勢的認識,并最終實現決策優勢。

通過提供低延遲通信,TSN 可通過高精度、高可靠性的實時數據傳輸,確保關鍵信息及時送達決策者。它還有助于收集、匯總和分析這些實時數據,使決策者能夠獲得最新的準確信息,做出明智的選擇。

TSN 跨分布式網絡同步設備和系統的能力有助于實現決策優勢。它能確保來自多個來源的數據保持一致,提供對運行環境的整體了解,并加強傳感器、執行器和控制系統等不同組件之間的協調,實現無縫協作和集成。

利用邊緣人工智能(AIAE)優化地面車輛運行

1 簡化網絡通信

將堅固耐用的人工智能超級計算機放置在傳感器(如高分辨率相機、紅外探測器)附近,有助于解決地面車輛電子設備方面的難題,最終使作戰人員受益。例如,在傳感器附近進行物體識別/分類、目標識別/捕獲、地形分析等處理可帶來以下好處:

  • 無需將大量數據從傳感器傳送到任務計算機或外部指揮中心,減少了延遲和信息過載。

  • 縮短系統響應時間,加快決策速度。

  • 增強無人或可選有人駕駛飛行器/系統的能力

  • 無需在傳感器與任務計算機之間鋪設昂貴的長距離高速數據線,從而降低了布線的復雜性,提高了系統的可靠性、可用性和可維護性。

  • 提高系統集成和可操作性--邊緣人工智能"盒與系統中其他 "智能 "盒之間的所有數據均通過行業標準以太網接口傳輸。

  • 提高可升級性--所有獨特的傳感器處理都在 AIAE 單元中完成。傳感器和相關處理單元(如有需要)無需更換以太網電纜即可升級,也無需更換任務計算機,這可減少將新功能提供給作戰人員所需的時間和成本。

  • 提高可擴展性--如果飛行器能提供幾個額外以太網端口的布線,就能增加額外的傳感器和 AIAE 盒,從而使新任務設備包的集成變得更容易、更快捷。

  • 通過減小電子系統的尺寸、重量和功率 (SWaP),無需大型任務計算機和笨重的線束,從而使地面系統更加可用、可靠和易于維護。

2 網絡安全保護

具有增強網絡安全保護能力的高性能人工智能系統將有助于防止網絡和欺騙攻擊,并保護信息共享數據鏈路。

使用 "邊緣人工智能 "解決方案將有助于通過以下方式消除或最大限度降低第 6 節所述的以下風險:

  • 通過在源頭處理大部分數據,大幅減少戰術網絡共享的數據量

  • 為每個數據用戶分配正確的信息,從而簡化數據分配工作

  • 縮短響應時間,改進指揮與控制 (C2) 通信

  • 改善通信渠道的網絡保護

  • 最大限度地降低傳感器數據處理能力下降的可能性--大部分數據在本地處理,冗余方案可用于解決傳感器受損問題

  • 使用單一時間源同步車輛內和多個平臺上的所有系統

  • 如果所有系統都使用相同的通信協議和數據報文結構,則可消除聯盟 C2 系統之間的互操作性問題

3 優化地面車輛人工智能的其他考慮因素

雖然 AIAE 有許多好處,如減少延遲和增加隱私,但它也提出了一些必須解決的技術挑戰。其中一些挑戰包括

  • 處理能力有限:與基于云的服務器相比,邊緣設備的處理能力和內存往往有限。因此,開發可在低功耗邊緣設備上有效運行的人工智能算法是一項重大挑戰。

  • 存儲空間有限: 邊緣設備的存儲空間通常有限,從而限制了可在本地處理和存儲的數據量。這也會影響需要大型數據集的機器學習模型的準確性。

  • 能源效率: 邊緣設備通常基于低功耗解決方案。開發高能效的人工智能算法對于最大限度地降低邊緣設備的功耗至關重要。

  • 連接性: 邊緣設備與云的連接可能時斷時續或有限,這給訓練和更新機器學習模型帶來了挑戰。這也會限制與網絡中其他設備的通信能力。

  • 安全和隱私: 邊緣設備可能更容易受到安全威脅,在邊緣使用人工智能會引發對數據隱私的擔憂。確保邊緣人工智能的安全和隱私保護至關重要。

  • 標準化: 隨著邊緣人工智能的發展,需要實現標準化,以確保不同設備和系統之間的互操作性和兼容性。

要應對這些挑戰,就需要在邊緣人工智能領域不斷進行研究和開發,并在各行業和標準組織之間開展合作。基于英偉達?(NVIDIA?)Jetson 模塊的堅固耐用的 AIAE 解決方案可以幫助應對其中的許多挑戰。

結論

利用 AI/ML 和先進的算法戰爭系統可為實現決策優勢提供顯著優勢。能夠切實有效地保護、傳輸和處理信息,并比對手更快地壓縮 OODA 循環的軍隊很可能會取得勝利。AI/ML 不是明天的問題。這種使能技術今天已在使用,將來會越來越普遍。

對于國防部來說,要實現 JADC2 的愿景,首先要求工業界有能力連接當前所有可支持戰區感知的傳感器,使傳感器數據可供任何行動級別的任何潛在用戶使用。這種數據共享結構可以創建安全的作戰空間感知,從而了解單一、綜合、全球作戰空間中某一區域的行動,并為其他區域所需的行動和決策提供依據。

其次,傳感器數據共享和互操作性的概念應在每個系統和項目中強制實施。此外,國防部還需要加快數字化轉型、原型設計和系統集成的速度,以便利用數據,建立更好的作戰制勝人工智能/移動式人工智能算法和硬件系統,并通過學習和實驗活動加以鍛煉,以取得成功。

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歐洲戰火重燃表明,國防采購工作必須具有彈性、穩健和靈活。英國《綜合審查更新報告》和《國防指揮文件》認識到了這一挑戰,并強調了全面改革我們的采購系統以確保作戰優勢的重要性。烏克蘭沖突已成為 "新戰爭方式 "的一個非常明顯的代表,這種戰爭方式的特點是創新、技術擴散、戰場數字化以及需要快速發展適合作戰節奏的能力。

最明顯的例子莫過于無人系統的開發和使用,在這種情況下,低成本解決方案正越來越多地擊敗更精良的能力,并在戰場上產生不成比例的影響。英國將從烏克蘭的經驗和其他教訓中吸取教訓,將自己定位為無人系統的世界領導者。這將需要改變流程、文化以及與工業界的關系。需要在整個國防領域培養一種以交付為中心的創新文化,能夠迅速將研發(R&D)突破引入前線。英國領先的制造、機器人和數字部門將在其支持國防方面發揮至關重要的作用。

正如本文件中來自當今武裝部隊的案例研究所證明的那樣,非裝備技術的潛力遠不止局限于一個能力領域。正在將這種新方法用于海軍掃雷、單向攻擊、重型運輸和情報/監視。與此同時,正集中精力確保能夠應對此類威脅,并提供部隊所需的無人系統保護。

對無人系統采取的方法將推動與工業基地建立更加深思熟慮和協調一致的伙伴關系,確保重要的陸上恢復能力和部件儲備。將與工業界密切合作,螺旋式協同開發平臺和組件,以跟上戰場適應的無情周期,同時推動主權工業實力--以及加強這種復原力所需的出口機會。還將與政府各部門合作,營造有利于創新的監管環境,使無人駕駛軍事平臺能夠盡可能有效地在本土場地和主權領空內進行測試。

歸根結底,對于長期存在的大規模采購問題,未來將越來越多地在無人領域提高部隊的規模,同時加強所有平臺和人員的殺傷力和生存能力。如果能夠提供技術和工業基礎,推動無人系統、指揮和控制以及軟件的性能和生產達到卓越水平,就能提供更強大的總體軍事效果,從而真正加強我整體威懾力。

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今天的現代軍隊顯然正處于轉型期。往往對具體問題以及軍事專業應如何走出困境存在分歧。這種不一致造成了對歷史上技術最先進、訓練最有素、受教育程度最高的專業軍事力量為何如此令人失望的爭論。本書試圖為嚴肅的軍事專業人士勾勒出這樣一個框架:盡管有先進的技術和復雜的專業發展與培訓,但我們的軍隊在即時或局部戰術背景之外的安全應用中卻越來越脆弱。

本書對當前流行的軍事理論、方法和模式以及總體制度化框架進行了積極的批判,具有挑釁性。作者毫不回避對這種無處不在的思維方式的審視,這種思維方式幾乎支配著所有軍事組織的形式、職能和有目的的作戰行動,正如今天在條令、教育和訓練中定義的那樣,以及它們在現實世界中的運用。這項工作并不是又一次試圖逐步改進現有的傳統概念,在稍作修改后為其辯護,或者以 "這就是他們的真正意思,這就是解決今天失敗問題的新路線圖 "為名,尋求以某種新的變體來改革機構批準的內容。作者試圖顛覆、挑戰,并在必要時摧毀一些受人珍視的作戰人員信念,這些信念在今天已無關緊要,而且在最初實施時的作用也值得懷疑。本書可能會推翻許多蘋果園--有些會讓讀者喜出望外,有些則可能會讓讀者反思自己的不安反應是否會暴露自己的偏見。

在過去的十年中,作者一直從事系統設計、戰略、作戰規劃和組織變革方面的理論研究、實驗、促進和寫作,經常會遇到兩種關于這些強大而具有破壞性的機構轉型主題的要求。首先,許多人反對這些有爭議的觀點,間接地以反智的方式堅持認為,"解釋這些事情所需的高水平理論對整個組織來說太難了。你必須將其簡化--使用 "簡單、愚蠢"(Keep it Simple, Stupid)或 "KISS"(Keep it Simple, Stupid)原則。否則,你的想法就不值得考慮!" 無論是在戰爭學院、領導力活動、會議和研討會上,還是在學術評論中,抑或是在網絡和社交媒體上,都會遇到這種反應。

第二種最常見的抵制形式是 "不能把嬰兒和洗澡水一起倒掉"。很多已經制度化的東西已經有了很好的記錄,根本沒有證據表明這些新概念會比我們維持已經付諸實踐的東西更好"。顯然,"嬰兒 "是指作戰者所珍視的、認為好的和重要的東西,而 "洗澡水 "則是指該機構將容忍對其進行辯論,并可能根據等級制度的決定予以淘汰的東西。

以嬰兒為中心的東西是意識形態的(人們不敢質疑),而任何洗澡水的瀝干通常都需要一些量化的、明確的和客觀的證明,以允許任何改變。作者想在這里談談這兩方面的問題,并邀請愿意超越自我、機構保護立場的讀者繼續閱讀。

系統設計師賈姆希德-加拉杰達吉(Jamshid Gharajedaghi)對第一種體制性套路提出了最優雅的反駁,即軍方(以及國防以外的許多團體)固守 "一切從簡 "的原則,以避免 "花哨 "的概念和其他高深理論。套用他的回答,一個共同的組織理解并不是一個發展或變革過程的開始:它是最后一步。如果每當一個組織試圖進行批判性的自我反思、實施變革性的概念、嘗試困難的理論和新的學習時,首先要在該機構或領域的最廣大人群中達成共識,那么就不會允許任何 "花哨 "的東西進入大樓。加拉杰達吉說:"我向你們保證,我們將迅速跌入最低級的平庸。生活將在設定和尋求可實現的目標中進行,而這些目標很少能擺脫熟悉的局限"。因此,軍事條令必須是軍事事務組織變革長征的最后一站,而絕不是第一站(盡管有許多例子可悲地反駁了這一信條)。KISS 提供了明天的制度相關性--但卻總是以犧牲作戰人員的創新或隨機應變為代價。

以色列軍事作戰設計師西蒙-納韋(Shimon Naveh)在接受采訪時直言不諱地指出:"戰爭很難打,但我們還是要去打。如果這確實很關鍵、很重要,那就不能選擇。我們應該去做...你需要的只是一些智力上的耐力和精力。如果你對你的職業是認真的,那么你就會去完成它。" 納韋不傻,雖然他對這種緊張關系的描述像一把大錘,但戰爭是一項最嚴肅的事業。如果軍事職業確實是一項現代職業,我們就必須思考在這項龐大的事業中,應如何培養和鼓勵實驗、批判性思維、創新和變革。并非所有事情都應歸結為標準化的條令,也并非每個想法都需要轉化為盡可能小的分母。在下一場戰爭中,新的優勢永遠不會在今天顯現出來,依賴于照方抓藥的操作人員也永遠不會發現改變游戲規則的新機遇。

在過去十年的系統設計教學和理論研究中,作者接觸過數以萬計的軍事專業人員。那些看起來最不能也最不愿意考慮新戰爭理論的人并非不聰明。相反,他們已經將一些理論(如克勞塞維茨、斯維欽、孫子)、模型(如博伊德的 OODA 循環[觀察、定向、決策、行動]、重心分析、SWOT 分析--識別組織的優勢、劣勢、機會和威脅)和方法(如聯合規劃流程、軍事決策流程)內化到了意識形態的程度,并與他們的作戰人員身份聯系在一起。這種深刻的聯系成為體制變革的最大障礙。正如 Gharajedaghi 所澄清的那樣,問題并不在于你所在機構的廣泛基礎缺乏對新思想的理解。相反,問題在于他們之上的專家們沒有共同的理解。對組織而言,學習新事物本質上要比讓專家們重新學習他們已經同化甚至儀式化了的東西容易得多,這已經遠遠超出了任何理論、模型或方法對一個行業的作用。

這種情況導致了第二種體制上的抵制點(這也暗示了戰爭中的反智主義):嬰兒在洗澡水里,激進的轉型有可能失去我們所珍視的一切。我們將這一比喻中的嬰兒視為我們的軍事職業;如果沒有特定的概念、信仰和行為,我們作為一支軍事力量就可能被抹殺,或淪為無法完成任何任務的非職能實體。這種觀點再次勉強闡明了機構不惜一切代價自我保護的黑手。本書解釋了一種單一的、完全消耗性的戰爭模式是如何支配軍事力量的,它阻止任何操作者在其強加的限制之外思考或行動,否則就有可能被疏遠、邊緣化,或者更糟糕的是,被宣布為異端和流放。我們無意識地試圖保留嬰兒,如果有的話,我們應該在不打擾嬰兒的情況下,隨著時間的推移逐步換掉洗澡水。然而,抵制新模式的做法是錯誤的,這也是現代軍隊今天陷入困境的部分原因。

有時,我們最初把嬰兒放在臟洗澡水里而沒有意識到這一點,或者在當時,其他選擇甚至沒有那么有用。將比喻進行到底,機構變革需要健康的辯論。改變一個組織很難;試圖從根本上改變一個組織則是革命性的,往往會造成極大的破壞。因此,機構是否更愿意在未來戰爭發生之前,在存在巨大風險和不確定性的情況下,立即承受尋求轉型的劇痛?也就是說,嬰兒從一個浴盆(設計)中被拽出來,進入一個完全不同的浴盆。或者說,如果該機構在未來戰爭中逐漸失敗,使用大多數成員以機構穩定和統一的名義同意的基本不變的結構(洗澡水的糟糕選擇),忍受緩慢的痛苦和破壞,因為與我們知道的魔鬼打交道總比與我們不知道的魔鬼打交道要好?

本書從第一部分開始,闡述了現代軍隊在復雜戰爭中的思維和行動方式存在的問題。我們用洗澡水給嬰兒洗澡,這讓嬰兒(和父母)感到惡心。然而,這種制度是如此執著于做事的方式,以至于它的勢頭使我們越來越難以考慮涉及改變水質的替代方案。本書指出了社會范式是如何在群體中形成的,以及現代軍隊是如何在戰爭中使用特定范式進行思考和行動的。

接下來,在第 2 部分中,我將利用系統設計來概述如何擾亂、挑戰和改變軍隊的思維和行動方式,從而探索出一系列不同的選擇和更為全面的戰爭框架第 3 部分介紹了對大多數讀者來說可能很陌生的概念。例如,多重未來、系統思維和涌現等概念將有助于建立考慮有目的的軍事思想和行動的新方法。有些概念可以用來修改當前的決策方法,有些概念則可以用來打破現有的框架,從而讓設計者創造出另一種選擇。然而,這些新的戰爭設計不會擴展舊的戰爭框架的任何承諾,即更大的確定性、預測性或控制性,或從不確定性的未來逆向設計出一條從今天開始的清晰而線性的導航路徑的能力。復雜就是......復雜。我們為何會相信簡化的線性因果邏輯可以為我們規劃復雜戰爭的路徑,這個謎團也將在本節中揭開。

最后,在第 4 部分中,提出在現代軍隊所堅持的傳統戰爭框架內,系統設計可能開始正規化的方法。要擺脫戰爭中一些僵化、過時的概念,實際上需要一代人或更長時間。從頭到腳,從我們最高級別的教育到最基本的條令原則,個人都已經習慣了這種體制。這個比喻的失敗之處在于,我們的現代軍隊甚至無法區分嬰兒和洗澡水的終點在哪里。我們不善于反思,不斷重復使用特定的工具,卻沒有能力超越我們的框架,在社會管理的限制之外進行廣泛的反思和改革。盡管如此,并非所有事情都是不祥之兆--許多現代軍事概念對于我們需要推進的工作都很有價值。

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美國面臨著采取緊急行動的戰略挑戰。鑒于當前的威脅軌跡,其很快就會遇到一個與以往根本不同的全球環境:將面對有兩個國家擁有與美國不相上下的核武庫的世界。此外,與這兩個核對手發生沖突的風險也在增加。美國領導人現在將做出調整美國戰略態勢的決定,否則美國對這一生存挑戰準備不足。

美國國會戰略態勢委員會是根據《2022財年國防授權法》(NDAA)成立的,其結論是美國的國防戰略和戰略態勢必須改變,以適當捍衛其重要利益,并改善與大國的戰略穩定。現在就需要做出決定,以便美國做好準備,應對對手在 2027-2035 年間帶來的威脅。此外,由于這些威脅的存在,美國及其盟國和合作者將做好同時威懾和擊敗這對手的準備。

在對美國面臨的威脅及其應對這些威脅的戰略和計劃能力進行了長達一年的全面審查后得出了這些結論。證據表明,美國領導的國際秩序及其所堅持的價值觀正面臨著來自大國的威脅。與這些大國發生軍事沖突的風險已經增加,并有可能引發核戰爭。因此,委員會得出了非黨派的一致結論,即當今的戰略前景需要國家緊急關注,并采取一系列目前尚未計劃的協調行動。總之,發現美國缺乏應對迫在眉睫的雙核威脅環境的全面戰略,也缺乏這種戰略所需的力量結構。

在得出這一總體結論時,明確指出,美國威懾戰略的基本要素依然健全,但該戰略的應用必須改變,以應對 2027-2035 年的威脅環境。這些變化促使美國對核能力的規模和/或構成進行必要的態勢調整。全方位的非核能力對國家的戰略態勢也至關重要。這些調整反過來又促使必須加強和擴大維持和提高美國戰略能力所需的基礎設施的能力。此外,盟國和合作者也是關于戰略和態勢研究結果的核心。本文還強調,在新的威脅環境下,美國必須大力降低風險。

根據任務規定,以下報告列出了 131 項調查結果,并提出了 81 項建議。這些結論和建議分別列于以下各章的開頭和結尾;完整清單也列于報告結論之后。最重要的建議概述如下:

戰略

  • 鑒于 2027-2035 年的威脅環境,為實現最有效的穩定戰略,委員會確定了三項必要的變革:

    • 美國必須制定并有效實施真正一體化的全政府戰略,以應對 2027-2035 年的威脅環境。

    • 美國戰略的目標必須包括使用常規力量有效威懾和擊敗大國在歐洲和亞洲同時發動的侵略。如果美國及其盟國和伙伴國沒有足夠的常規力量來實現這一目標,美國的戰略就需要改變,增加對核武器的依賴,以威懾或反擊另一戰場上的機會主義或合作性侵略。

    • 核力量的規模和組成必須考慮到大國聯合侵略的可能性。美國的戰略不應再將大國的核力量視為 "較小的 "威脅。美國需要一種能夠同時威懾兩國的核態勢。

  • 委員會建議美國保持與武裝沖突法(LOAC)相一致的核戰略,其基礎是六項基本原則--有保障的二次打擊、靈活反應、有針對性的威懾、延伸威懾與保障、聲明政策中經過計算的模糊性、對沖風險--并將這些原則應用于應對2027-2035年的威脅。

戰略態勢

在同時部署常規與核能力的戰略態勢背景下,委員會認為核武器在美國國防戰略中的傳統作用仍然有效,并具有持續的重要性:威懾對手;保證盟國;在威懾失敗時實現美國的目標;以及對不利事件進行對沖。

  • 委員會建議全面、緊急地執行美國核現代化記錄計劃(POR),其中包括更換所有美國核運載系統、實現彈頭現代化、全面實現美國核指揮、控制和通信(NC3)現代化,以及對國防部和能源部/國家核安全局的核企業基礎設施進行資本重構。

  • 當前的現代化計劃應得到補充,以確保美國的核戰略在雙核環境下依然有效。

  • 美國核力量必須采取全面的風險緩解行動,以確保現代化計劃的延遲或當前部署系統的提前老化不會導致部署核能力在軍事上的嚴重不足。

  • 美國的戰略核力量態勢應作如下調整

    • 應對大國日益增長的核威脅所帶來的更多目標。

    • 應對大國部署大規模反導力量的可能性,這種力量對美國戰略核力量構成的威脅與俄羅斯目前對美國戰略核力量構成的威脅相當。

    • 確保美國繼續避免依賴在受到攻擊時發射洲際彈道導彈(ICBM)來保持有效威懾。

    • 考慮到大國在綜合防空和導彈防御系統(IAMD)方面的進步。

  • 美國戰區核力量態勢應緊急調整,以

    • 為總統提供一系列軍事上有效的核反應選擇,以威懾或反制大國在戰區的有限核使用。

    • 滿足部署或駐扎在亞太戰區的美國戰區核力量的需求。

    • 在與大國相繼或同時發生的雙戰區沖突中,彌補美國和盟國非核力量的不足。

    • 應對大國在 IAMD 方面的進步。

    核安全企業基礎設施和組織

  • 委員會建議擴大美國防部和能源部/國家核安全局的戰略基礎設施,使其有足夠能力

    • 滿足當前核現代化 POR 的能力和進度要求,以及委員會建議的兵力態勢調整要求,及時應對兩級威脅。

    • 有效規避四種形式的風險:彈頭或運載系統的技術故障、計劃延誤、運載系統的運行損失以及地緣政治環境的進一步惡化。

    • 靈活應對新出現的需求。

  • 為支持擬議的戰略,委員會建議國會為美國核武器防御工業基地和 DOE/NNSA 核安全企業(包括武器科學、設計和生產基礎設施)的全面改革和擴充提供資金。具體來說

    • 國會應為國家核安全局的全面資本重組工作提供資金,如核坑生產和與關鍵材料相關的所有業務。

    • 國會應達成并維持兩黨共識和逐年的資金穩定性,使國防工業能夠響應創新的國防部承包方式,并更有把握地進行投資。

    • 國會應在每個財政年度開始前頒布國防部和能源部的年度授權和撥款法案。

    • 國會應將屬于國家核安全局的所有 "050 "計劃(總統預算中的 "國家安全 "細列項目)置于國防撥款小組委員會(眾議院國防撥款委員會(HAC-D)、參議院國防撥款委員會(SAC-D))的管轄之下。

    • 內閣部長們應與各州和工會領導人合作,建立并增加必要的技術教育和職業培訓計劃,為國家的核事業培養必要的技術工人隊伍。

  • 委員會建議采取一系列具體行動,提高國家基礎設施和供應鏈的能力和效率,以增強國家的戰略能力。

非核能力

委員會建議

  • 美國緊急部署一個更具彈性的太空架構,并采取一項包括進攻和防御要素的戰略,以確保美國進入太空并在太空中開展行動。

  • 美國及其盟國采取措施,確保自己處于新興技術--如大數據分析、量子計算和人工智能(AI)--的最前沿,以避免戰略出其不意,并有可能增強美國的戰略態勢。

  • 美國優先資助并加快遠程非核精確打擊計劃,以滿足作戰需要,并比目前計劃的數量更多。

  • 美國開發和部署能夠威懾和擊敗大國的脅迫性攻擊的本土IAMD,并確定領先于朝鮮威脅所需的能力。

  • 美國防部長應指導研究、開發、測試和評估先進的 IAMD 能力,充分利用包括陸、海、空和太空在內的所有領域。這些活動應重點關注傳感器架構、綜合指揮與控制、攔截器、巡航導彈和高超音速導彈防御以及區域或點防御。國防部應緊急部署任何證明可行的能力。

  • 美國防部長和各軍部應在 2024 年 10 月 1 日前將導彈防御的行動和維持責任移交給相關軍部。這將使導彈防御局 (MDA) 能夠專注于研究、開發、原型設計和測試。

盟友與合作者

委員會認為,維護、加強并在適當的時候擴大其盟友和合作伙伴網絡符合美國的國家利益。這些關系通過在侵略到達美國本土之前在地區范圍內對其進行威懾來加強美國的安全,同時也通過進入國際市場來促進美國的經濟繁榮。退出美國的聯盟和伙伴關系將直接有利于對手,招致美國日后可能不得不扭轉的侵略,并最終降低美國、盟國和伙伴的安全和經濟繁榮。此外,委員會認為,當盟國能直接為更廣泛的戰略態勢做出貢獻時,我們的防務和當前國際秩序的防務就會得到加強,美國應盡可能地尋求納入這些貢獻。

  • 行政部門應認識到,美國戰略態勢、政策或能力的任何重大變化都將對盟國的看法及其威懾和保證要求產生重大影響。因此,任何改變都應以有意義的磋商為前提。

降低風險

委員會認為,美國努力降低戰略風險至關重要。這涉及美國政府的各項活動和計劃,包括防擴散和軍備控制,以及保持強大、可行和有彈性的軍事力量。

  • 委員會建議,制定應對兩核威脅環境的戰略是制定 2027-2035 年美國核軍備控制限額的先決條件。委員會建議,一旦制定了戰略及其相關的部隊需求,美國政府應確定核軍備控制限額是否以及如何繼續加強美國的安全。

  • 委員會建議美國繼續探索核軍備控制機會,并對潛在的核查技術進行研究,以便在未來地緣政治環境發生變化時,支持或促成符合美國國家利益、尋求限制所有核武器類型的談判。

  • 在不可能達成正式核軍備控制協議的情況下,委員會建議采取降低核風險的措施,以提高可預測性,減少不確定性以及誤解和誤判的機會。

2009 年美國國會戰略態勢委員會報告稱,美國正處于 "機遇時刻,......但也是緊迫時刻"--因為安全環境有所改善,核擴散威脅是主要關切。2009 年以來,安全環境急劇惡化,出現了新的生存威脅。本委員會得出結論認為,美國現在面臨著需要采取緊急行動的重大挑戰。然而,委員會并未看到美國政府表現出應對挑戰所需的緊迫感和創造力。只有行政和立法部門同步采取措施,才能制定出國家所需的戰略和態勢。

挑戰是明確無誤的;問題是緊迫的;現在就需要采取步驟。

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1. 問題陳述

集中式指揮和控制(C2)是軍事優勢國家的奢侈品。與近鄰(近同行)對手的沖突將對約米尼的內部交通線造成挑戰,因此優勢可能是局部和暫時的。雖然集中式 C2 帶來的風險較小,但近鄰敵人兵力有限,只能采取集中式指揮、分布式控制的模式。美國空軍應對近敵較量的辦法是開發一種名為 "先進作戰管理系統"(ABMS)的網狀網絡 C2 系統,將 "物聯網 "引入戰場。ABMS 預計耗資數千億美元,雄心勃勃、富有創造性,而且模糊不清。在開始類似于 F-22 和 F-35 計劃的又一次大規模采購以建造 ABMS 之前,空軍應首先考慮以下格言。首先,創新并不一定需要發明。換句話說,要考慮這樣一種可能性,即滿足擬議能力和要求的硬件已經存在,只需組裝、改進和逐步提高即可。其次,沿著這一思路,為打擊簡易爆炸裝置,在用于持久情報、監視和偵察(ISR)的廣域運動圖像(WAMI)方面取得了巨大的計算進步,并將其打包用于低成本可減載機身。用于持久性 ISR 的 WAMI 是 ABMS 的前身。最后,未來沖突的速度可能要求在 ABMS 系統中使用人工智能進行自動目標定位。在采用 ABMS 之前,必須考慮自動目標定位的法律和道德因素,以免空軍打開未來主義烏托邦的潘多拉盒子。

2. 確定需求的緊迫性

如今,大國有能力使集中式航空指揮與控制(AC2)方法失效。要做到這一點,他們不必處處拒止通信;他們只需使流程過于繁瑣而難以維持,減緩 "觀察、定向、決定、行動"(OODA)循環,這將迫使美國在本質上變得被動。大國將通過在網絡上嚴守紀律、保持沉默、操縱數據,迫使美國操作員對其 C2 系統失去信心,最終降低其有效性。接下來或同時,大國將阻礙或削弱更快的通信手段,如衛星通信和數據服務,導致美軍兵力無法執行其主要、備用、應急和緊急(PACE)計劃。從邏輯上講,這些計劃往往會恢復使用效率越來越低的通信媒介,即高頻(HF)通信形式,用于 C2 節點之間的長途或視線范圍以外的信息交換。這大大降低了集中式 AC2 所需的反饋回路。

美軍的近期對策是將控制權下放到前沿部署的 C2 節點,并實施任務指揮,使指揮官的意圖高于詳細的作戰命令。不幸的是,這樣做會使敵方無法進入控制與報告中心、空中支援作戰中心或任何等同部門的梯隊單位。大國廣泛關注反介入區域拒止(A2AD)能力,建立了一種縱深防御模式,將扼殺美國向前推進行動的努力。要戰勝這種情況并非不可能,但需要分布式,以實現比目前人類 "在環路中 "更快的目標定位周期。問題是,"軍方目前是否具備實現這一目標的能力?在回答這個問題之前,讀者必須考慮這種能力的具體要求。

3. 確定要求

需求始于聯合航空條令。如果不了解規劃中應該發生什么,就無法建立一個有效或符合道德規范的人工智能增強型分布式解決方案。換句話說,在人工智能增強型分布式解決方案中,敵方會破壞的流程仍必須以某種方式發生。為了縮小范圍,本論點將只關注從開始到執行和評估的聯合空中任務命令(ATO)周期,這是聯合兵力空中分隊指揮官(JFACC)領導戰區目標瞄準工作的手段。

ATO 周期建立在委員會、局、中心、小組和工作組(或稱 B2C2WG)的基礎上。聯合 ATO 周期的所有后續階段在某種程度上都與各軍種的空中參謀部相呼應--各軍種的周期為更大的聯合周期提供支持。也就是說,ATO 的制定始于接收聯合兵力指揮官和 JFACC 的目標、效果和指導。這種指導采取空中行動指令(AOD)的形式,確保計劃人員和分布式的執行人員統一行動。在第二階段 "目標開發 "之前,JFACC 的工作人員會召開第一次聯合目標協調委員會 (JTCB),陸軍、海軍、海軍陸戰隊和特種作戰聯絡員等目標開發方面的所有利益相關方都會在該委員會上討論各軍種的具體需求。目標開發的成果是 "聯合綜合優先目標清單",該清單對目標選擇工作進行了 "排序和堆疊"。這份優先目標清單強調的是有利于實現作戰層面目標的目標,情報分析師、律師和規劃人員在整個目標開發過程中都會對這些目標進行審查,并在第三階段 "武器設計與分配 "中繼續審查。

第四階段是建立并向戰區內的作戰單位發布 ATO。任務數據、路線、控制機構信息、油罐車計劃和落塵應急措施、目標和武器設計細節等信息都為戰斗提供了參考。然而,計劃永遠無法在與敵人的首次接觸中幸存下來。這四個階段奠定了人工智能增強型分布式能力的框架和要求,但第五和第六階段則明確地揭示了這些要求。在 ATO 循環的第五和第六階段,系統必須具備三種關鍵能力。首先,在執行階段,系統必須了解并尊重 B2C2WG 各項活動的上述產出。例如,它必須理解 AOD 中規定的目標,確定哪些行動或不行動將實現指揮官的最終目標,為什么某些目標比其他目標更重要,并尊重目標計劃中的交戰規則。其次,解決方案系統必須具備與航空平臺動態通信的能力,以控制空域和整合火力。此外,它還必須具備對時間敏感目標進行優先排序的能力,并在攻擊目標之前對附帶損害進行動態評估。最后,解決方案必須具備開始 ATO 循環最后評估階段的能力。這意味著該系統能夠匯總戰損評估、炸彈命中評估,并理解和闡明計劃的哪些部分已經實現,哪些沒有實現。從邏輯上講,系統必須能夠將這些結果反饋給中央指揮節點,為未來的 ATO 計劃提供信息。

4. 廣域運動圖像發展融入指揮節點

為應對恐怖組織使用的簡易爆炸裝置 (IED) 的威脅,開發了用于持久性 ISR 的 WAMI,使其成為迄今為止計算能力最強的機載資產。在 "持久自由行動 "和 "伊拉克自由行動 "初期,美國在伊拉克和阿富汗的傷亡人數急劇上升,現有持久性 ISR 的局限性變得非常明顯。"捕食者 "系統只有一個可轉向攝像機,存在 "蘇打吸管 "問題,即視場聚焦有限,視頻分析人員無法同時跟蹤多個目標。一個名為 "恒鷹 "的項目彌補了這一局限,它將六臺攝像機系統以數字方式融合在一起,形成一個巨大的基點圖像,覆蓋面積超過 200 平方公里,且沒有覆蓋空白。在天氣允許的情況下,一旦平臺著陸并提取保存的數據,就會記錄下關鍵點范圍內的每一個事件,以便回放和分析。"天使之火 "計劃將這一概念向前推進了一步,它增加了一個射頻(RF)通信鏈路,就像一個軍用級 Wi-Fi 集線器,連接到附近的地面站,這樣地面兵力就可以近乎實時地查看圖像饋送,以便立即采取行動。在近兩年的時間里,"天使之火 "每天都在費盧杰市上空飛行,同時向當地海軍陸戰隊指揮所傳輸圖像。這標志著 J. R. R. 托爾金所描繪的概念--戰場上無所不知的索倫之眼--在技術上的開端。

處理持久性攝像機產生的大量數據所需的計算能力意味著,天空中不僅有一只監視的眼睛,還有一個大腦。"天使之火"(Angel Fire)和 "恒鷹"(Constant Hawk)的后繼者是 "藍魔鬼"(Blue Devil)和 "高竿凝視"(Gorgon Stare),這兩款相機目前在中央司令部(CENTCOM)的行動中得到大量使用。藍魔 "和 "高竿盯梢 "都可以安裝在無人機(如 MQ-9 "死神")中,并通過衛星網絡向地面兵力提供本地數據和全球數據。生成 WAMI 數據的自動分析負荷是巨大的。在 10 小時的任務中,Gorgon Stare 軟件包可生成 65 萬億像素的圖像。毋庸置疑,如此大量的圖像需要人工分析人員進行梳理和破譯。然而,巧妙的軟件開發(也稱為人工智能(AI))為這一問題提供了解決方案。WAMI 現在使用被稱為 "基于活動的智能 "的人工智能處理工具來自動評估對抗行為,這種工具最初被足球分析師用來根據陣型和開球后的初始時刻預測戰術。此外,Gorgon Stare 還使用了信用卡公司用于檢測欺詐行為的常規異常行為檢測,以突出顯示感興趣場景的異常變化。重點是,獨立機載平臺通過數據融合對戰區進行人工智能評估已經成為現實。自動控制附近軍事資產的道路已經完成了 90%。WAMI 平臺現在需要擴展其聯網能力,以便與其他 WAMI 平臺進行網狀串聯,并建立與其他武器系統的端口和協議鏈接,這一步在技術上的要求比目前的開發工作要低得多。一旦與區域系統和當地地面部隊聯網,分布式控制只需添加軟件即可。對這一事實的認識至關重要,以免美國空軍偶然發現 ABMS 的二重身,卻不知道自己創造了什么。

與自動駕駛汽車可能比人類駕駛的汽車安全得多類似,使用機器學習等技術的自動瞄準在避免平民傷亡和附帶損害方面也可能更勝一籌。一旦戰區內的 WAMI 平臺聯網并共享計算資源,自動瞄準功能就能隨時加載到 WAMI 處理器上。然而,必須明確認識到機器學習的細微差別。戰爭既復雜又繁瑣,因此不能指望將明確的計劃預先加載到分布式的自動化 C2 節點上。換句話說,戰爭的藝術過于抽象,無法創建一個計算機可以用代數方法處理的綜合物理模型(然而!)。機器學習巧妙地避免了這一事實,它通過對當前沖突的可觀察性進行訓練,將戰爭的基本特征完全參數化并加以規避。機器學習所需要的只是設計者提供的目標、數字化的觀測數據和計算能力,而這一切目前都可以通過 WAMI 平臺實現。22 機器學習所需的只是設計者提供的目標、數字化觀測數據和計算能力,而這兩者目前在 WAMI 平臺上都可實現。這就是為什么機器學習標志著能力的巨大轉變;集中式指揮部將加載其所需的指標,而分布式式控制節點將根據正在進行的沖突進行學習和調整,以調整指令結果。

在使用人工智能和機器學習時,對訓練數據的依賴會在沖突期間的精確性和正義戰爭方面帶來獨特的雙重性。從沖突一開始,分布式控制節點發布的戰術計劃實際造成的平民傷亡可能會高于人類軍事規劃人員協調的結果。這是因為機器學習是從不準確的初始條件開始的。以圖 1 為例,比較使用機器學習的自動瞄準與傳統的人工瞄準在不同時間造成的平民傷亡。起初,自動瞄準可能差得令人震驚,但與傳統的人工瞄準相比,精確度呈指數級增長。道德難題就在圖 1 中兩條曲線之間。如果知道從長遠來看將有更多平民幸免于難,美國是否會、是否應該在初期接受更高的平民傷亡?與人類相比,民眾能否容忍機器犯錯?當自動瞄準系統出錯時,誰應承擔道德和法律責任?總之,無論是有意為之還是無意識的進化,ABMS 的組成部分已經存在,并且正在與 WAMI 和人工智能組裝在一起。用 20 年時間建立 ABMS 的計劃就像在方格旗之后才開著法拉利參加比賽一樣。

圖 1:在沖突開始時使用經過人工智能訓練的自動瞄準與傳統的有意減少平民傷亡的人工瞄準相比,平民傷亡與時間的假設關系。

5. 獲取和使用自主武器系統的法律考慮因素

法律界正在圍繞上述一些問題展開辯論。在辯論的一端,一些非政府組織和政策團體主張在戰爭中全面禁止自主武器系統(AWS)。另一方面,也有人認為,根據現行法律,包括武裝沖突法(LOAC),現在就可以使用自主武器系統。如果有足夠的制衡措施,美國應該能夠根據現行國際法和武裝沖突法(LOAC)充分發展和使用 AWS。

美國國防部的現行政策禁止所有 "人在回路外 "的 AWS。(DODD 3000.09,4(a)-(c))。前國防部長卡特強化了這一政策,他承諾國防部永遠不會完全使用具有致命能力的預警機。然而,隨著美國將重心轉向近鄰競爭,開始意識到需要更快的 C2 構建,尤其是在通信能力下降的環境中。對 AWS 進行禁止和/或嚴格限制的呼吁是短視的,而且忽視了這些武器系統可以符合《武裝沖突法》的規定,因而今天可以合法使用的事實。

《美國國防部戰爭法手冊》為新武器和武器系統的法律審查提供了指導,以確保此類武器符合國際法,特別是《日內瓦公約第一附加議定書》(API)第 36 條。API 規定,在戰斗中使用的任何武器系統都不得違反國際法或條約的任何原則。鑒于 AWS 不屬于國際法禁止的武器類別,國防部根據《武裝沖突法》的四項指導原則,即軍事必要性、區分、相稱性和人道,對新武器或應用于武器的新技術進行法律審查。

軍事必要性的最佳描述是 "為盡快有效地擊敗敵人而有理由使用戰爭法不禁止的一切必要措施的原則"。必要性與區分密切相關,是 "使沖突各方有義務主要區分兵力和平民人口,以及未受保護物體和受保護物體 "的原則。相稱性原則禁止任何 "可能附帶造成平民生命損失、平民受傷害、民用物體受損害或三種情形均有而且與預期的具體和直接軍事利益相比損害過分的攻擊"。最后,人道 "禁止為實現合法軍事目的而造成不必要的痛苦、傷害或破壞"。

那些呼吁禁止或嚴格限制戰爭預警系統的人提出的法律主張是,戰爭預警系統不能遵守《武裝沖突法》的這些原則。而另一些人則認為,目前的國際法結構為在戰斗中使用預警機提供了一條道路,雙方都必須考慮相關問題。例如,預警機能否區分平民和敵方戰斗人員(即非法目標和合法目標)?在某些情況下,即使是經驗豐富的軍事操作人員,尤其是在城市環境中的反叛亂行動中,這種區分也是非常困難的。預警機能否實時分析新信息,例如執行復雜的決策任務,以確定摧毀特定目標所造成的損害與攻擊所獲得的直接軍事優勢相比是否過大?同樣,相稱性問題也是一個難以駕馭的問題,充滿了復雜、主觀的考慮因素,即使是最有經驗的指揮官也難以作出判斷。

盡管對任何武器系統都采取了法律預防措施,但人類還是容易出錯。在需要速度的緊張、有害環境中,人類的決策能力也會下降。毋庸贅言,人類在瞄準決策中經常犯錯,而這些錯誤并不總是被定性為違反《武裝沖突法》。這些問題帶來了一個問題,即如果預警機違反了武裝沖突法或交戰規則之一,誰應該承擔責任?例如,當人類違反武裝沖突法的原則時,很容易追究某個人的責任--要么是犯錯誤的個人,要么是做出錯誤決定的指揮官。但如果 AWS 違反了武裝沖突法,是否任何個人都應承擔責任?建議可根據 DoDD 3000.09 第 4(b)段追究指揮官的責任。4(b)段規定,指揮官有責任以符合國際法和系統能力的方式操作和部署預警系統。這一論點凸顯了使用 AWS 的另一個優勢--即 AWS 只做程序設計要做的事。為此,程序員和開發人員在為 AWS 編程時,只應使用不會嚴重違反國際法的命令。

總之,數百年來,新武器和新技術一直受到抵制和譴責。本文所設想的 AWS 也遇到了同樣的阻力,但可以證明它符合國際法和《武裝沖突法》,因為武器本身并不特別新穎;相反,允許 "環外決策 "的 AWS 技術才是新的。盡管國防部的政策完全禁止 AWS,但采用這種技術所帶來的好處足以修改國防部的政策,使其傾向于采用執行決策速度比人類快得多的系統,并有能力在通信能力下降的地區這樣做。歷史也表明,人類在使用武器系統時經常會出錯,而在壓力和不確定性下的決策過程也并不可靠。雖然在近期內,隨著技術的不斷發展,繼續開發 "人在回路中 "的預警系統可能是有益的,但美國應致力于開發和部署完整的預警系統,以便在未來的近距離沖突中使用,因為那時可能會失去可靠的 C2 網絡。

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美國今天面臨的威脅不僅是不同的;它們比歷史上任何時候都發展得更快。同樣,世界各地的作戰人員可利用的技術比以往任何時候都要快,而且這種創新大多源自國防部門之外。這些是當今世界的基本屬性,海軍和海軍陸戰隊將把它們轉化為國家安全的優勢。將通過綜合無人系統、人工智能和自主性的交叉點來實現這一目標,使之成為一個由智能自主系統(IAS)促成的未來。

實現這一未來的主要挑戰不僅在于科學發現和技術發明,而且同樣涉及加速新興技術的開發、操作和采用,使之成為智能自主系統的作戰能力。

為了實現這個未來,授權海軍事業制定這個海軍IAS科技戰略,并在其后制定配套的IAS戰略執行計劃。該戰略設定了海軍IAS的愿景;提供了戰略投資框架;并指導一致性,以加速開發、運作和采用。執行計劃是一份活的文件,它提供了事業必須完成的可操作和可衡量的步驟,并為成功分配了責任、職責和衡量標準。

這兩份文件--戰略和執行計劃--旨在指導整個海軍事業: 政府、工業和學術界的軍人和平民。它們指導領導人做出資源投資和撤資的決定;指導開發和采購人員在他們的努力中尋求協調和杠桿作用;指導作戰人員設想通過在部隊結構中整合國際準則來實現未來海軍的影響。該戰略的成功需要領導層不斷致力于保持對執行的關注和重視。

如果要影響21世紀的方向,時間是至關重要的。海軍力量在本世紀將是最重要的,而IAS將成為未來海軍力量的一個基石。

9個戰略目標

九個戰略目標是由愿景綜合而成的。它們按能力、人員和流程以及伙伴關系進行分類。這些目標分別針對關鍵的長期挑戰,需要時間來實現。它們共同定義了全面的成果,一旦實現,將全面實現智能自主系統(IAS)的愿景。

IAS戰略執行計劃提供了實現每個戰略目標所需的可操作的執行線(LOE)。每一個戰略目標都有多個LOE,它們將按照優先順序在一段時間內被攻克。每個LOE都包含了短期和可衡量的目標,詳細說明了實現每個目標的方法,并包括責任和義務的分配。

1.在和平時期和戰時的行動中,利用進化的、破壞性的IAS創造優勢。

2.使用國際準則來更好地配置、裝備和訓練部隊。

3.利用IAS加快數字和物理環境之間的連接。

4.建立領導、管理和宣傳,以實現國際準則的愿景

5.招聘、教育、培訓和留住世界一流的勞動力,以便在IAS支持的未來中脫穎而出。

6.建立必要的物理、數字/數據和流程基礎設施,以加速持續集成和互操作性的成熟、測試和評估、能力完善和維持

7.調整采購方法和政策的使用,以及作戰概念的發展,以便以創新的速度實施和采用國際會計準則。

8.通過促進關鍵的伙伴關系,消除障礙,并在國防部、作戰人員社區、美國政府、工業界、學術界和盟國伙伴之間分享知識,最大限度地提高IAS的創新。

9.實現整個海軍事業的動態團隊合作,并實現與其他軍種和盟國伙伴的無縫IAS互操作性。

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人們常說,將軍們準備打下一場戰爭,就像他們打上一場戰爭一樣。對于美國的核威懾戰略和政策,人們也經常這么說,軍方經常被指責未能擺脫冷戰思維。然而,今天的環境與三十年前冷戰結束時有很大不同。美國正發現自己處于一個必須面對兩個核對手的世界。當一個有核的朝鮮和一個接近有核的伊朗加入到這個環境中時,美國面臨的挑戰變得更加困難。

今天,美國有可能無法適應其對手對戰爭的理解,也無法把握對核威懾的相應影響。2016年,前參謀長聯席會議主席約瑟夫-鄧福德將軍宣稱:"在適應今天戰爭特征的變化方面,我們已經落后了,在很多方面都是如此。" 2022年2月,有些人不相信俄羅斯總統弗拉基米爾-普京會對烏克蘭發動全面入侵,盡管俄羅斯明顯在集結軍隊,美國也發出了警告。現在,戰爭已經進行了200多天,烏克蘭預計將在一周內遭受失敗,正在通過創新地使用新技術和混合戰爭將俄羅斯軍隊趕出烏克蘭。

在戰爭初期,由于俄羅斯軍隊表現不佳,普京威脅要對北大西洋公約組織(NATO)使用核武器--也許是期望這種威脅會導致北約成員國結束對烏克蘭的物質支持。這一威脅并沒有達到預期效果。在普京核威脅的陰影下,烏克蘭正在發動一場成功的混合戰爭,其中包括常規沖突、不對稱沖突和維持西方支持的大規模努力。俄羅斯的虛假/誤導宣傳在戰爭的相對早期就失敗了,但使用核的威脅仍然存在。

烏克蘭的長期沖突,即入侵前后的沖突,為反思混合沖突的核問題提供了機會。有一些問題值得評估。首先,核武器將在混合戰爭中發揮什么作用?第二,隨著國際體系向三極化發展,可以期待看到哪些類型的變化?第三,如果對手選擇使用核武器來支持戰略目標,美國如何將核升級的風險降到最低,或對其進行管理?以下幾頁將試圖解決這些問題

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美國已經進入了一個大國競爭的新時期。俄羅斯和中國的崛起在全球權力結構中形成了復雜的三足鼎立局面。最近人工智能方面的技術進步使這種多變的國際動態進一步復雜化。學者、政治家和高級軍官已經意識到,人工智能的融入是軍事事務中一場新革命的起源,有能力改變權力的戰略平衡。美國在中東被二十年的反叛亂所困擾,并受到僅延伸至2025年的長期人工智能戰略的阻礙,沒有準備好進入這個 "第六代 "軍事能力,以確保其戰略利益。這種人工智能化的部隊將由半自主和自主系統定義,包括致命的自主武器系統。第一個開發和使用這些武器的國家行為者將在這個新時代獲得對其競爭對手的戰略優勢。雖然美國目前在人工智能方面擁有優勢,但由于缺乏前瞻性思維和重點投資政策,這種優勢正在迅速消失。這是一份旨在解決這一差距的政策文件。20世紀90年代中期的中國軍事現代化模式為美國未來的政策提供了一條潛在的途徑。雖然兩國政府結構存在差異,但其中的幾個基本原則可以在美國的制度框架內適用。因此,美國可以通過制定健全的投資政策、集中的技術發展計劃和新的行動概念來確保人工智能的首要地位,以便在新能力出現時將其最大化。

針對美國的政策建議與評估

大國競爭必須相對于其他大國的能力進行評估。因此,沒有一種能力可以被評估為產生可持續的絕對優勢。然而,在潛在的對手獲得同樣的能力之前,開發人工智能技術和應用為21世紀沖突設計的CONOPS的能力將在整個政治/軍事領域產生一個暫時的戰略優勢。美國目前的公共政策和戰略并沒有延伸到25年后。隨著中國準備在2030年成為占主導地位的人工智能大國,美國為了確保長期戰略利益,不能接受人工智能競賽的現狀。由于人工智能領域的技術發展速度很快,人工智能RMA的狀態和抓住初始優勢的能力正在接近一個拐點。建議美國采取側重于美國在人工智能競賽中的首要地位的政策,特別是在致命性自主武器系統的研究和開發方面。美國在這一領域保持優勢的能力對于國家安全和參與21世紀人工智能輔助和/或人工智能環境的準備工作是至關重要的。

由于致命性自主武器系統是一項仍在開發中的未來技術,因此不可能確定致命性自主武器系統對戰略環境的完整影響。本研究承認,對于評估一個未來武器系統的影響沒有預測性的措施,該系統在實現其全部潛力之前還將經過幾代技術的演變。然而,評估投資政策、技術和CONOPS演變的影響以及它如何影響軍事準備、政治資本和戰略環境的能力是有據可查的。

本文的建議將以1990年至今的中國軍事投資戰略為藍本。在此期間,中國國防開支的增加創造了一個前所未有的能力和軍事力量的增長,為美國未來的人工智能政策提供了一個框架。由于全球力量是以相對而非絕對的方式衡量的,美國至少必須在多極環境中與不斷增長的大國保持平等。雖然從美國的角度來看,中國戰略的某些方面,特別是盜竊知識產權的因素是不切實際的,但那些關于教育和貨幣投資的內容可以被納入美國未來的人工智能政策中。這項研究建議:

1.設立一個負責人工智能政策的助理國防部長的新職位,直接負責人工智能的發展和整合到美國防部。

2.指示ASDAI為美國軍隊制定一個關于第六代能力的預期最終狀態,每十年更新一次。

3.建立30年、15年和5年的人工智能目標,每五年更新一次,讓各個機構,如DARPA、JAIC、國防創新部門(DIU)和相關組織負責特定的發展水平。這將使美國政策制定者有能力根據ASDAI評估和更新的多變的戰略環境,為每個機構提供適當的資金。

4.成立一個委員會,負責發展和保留研究生水平的科學、技術、工程和數學(STEM)人才。

5.建立一個戰略規劃組織,負責研究和整合新的人工智能技術,因為它們出現在15年和5年的基準點上,以便在收購過程中納入其中。

對這些政策的評估必須對照美國對手在人工智能領域的成就和進步。建立在美國在人工智能領域的首要地位上的政策應該集中在教育和經濟投資,新的人工智能技術的初步發展,以及新的CONOPS的發展,以便在新的人工智能能力可用時充分和有效地進行。本研究報告的其余部分重點關注中國國防現代化計劃對美國未來人工智能政策和建議的調整。

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