這篇文章概述了軍事行動規劃過程中的一個獨特階段，即兵棋推演。作為軍事藝術領域的專家，兵棋推演是決策過程的一個特殊方面，它提供了根據作戰環境的某些變量來確定最佳反應方案的可能性。因此，在這種方法中，將從有關該領域的出現和發展的主要歷史里程碑開始，以便以后可以介紹兵棋推演的某些特點，在這種情況下，將能夠確定該領域的一般理論，然后制定一系列的行動方向，以適應可能的敵人的可能行動路線。軍事藝術的發展，軍事戰略家的經驗，新技術的出現，以及戰術對戰場變化的適應，代表了進行戰爭和兵棋推演的方式的一個里程碑。這個領域唯一不變的是，人類的想象力是無限的，只能希望軍事專家能找到適當的解決方案，把虛構的東西變成現實。因此，不僅針對專家，而且也針對那些處于軍事生涯初期的人，提供該領域的觀點。

引言

本文打算用科學的觀點分析的主要議題是兵棋推演理論，主要目的是確定其可能的演變以及該理論可能影響軍事行動的方式。

為了達到這個目的，對兵棋推演的演變進行了歷史分析，同時更加關注指揮官可以從戰斗模擬中獲得的優勢。接下來，從軍事理論、手冊和指示中規定的概念出發，利用假設-演繹分析，將強調兵棋推演對作戰方案的主要影響。

在本文的最后，將根據在開始時提出的分析，提請注意結論。

選擇這個主題進行分析的動機是由于俄羅斯-烏克蘭沖突的臨近，以及需要確定一種方法來預測它對國家利益可能產生的任何影響。

研究的新穎性在于分析兵棋推演的演變和建立這些模擬發生的總體框架的具體程序之一，更加關注羅馬尼亞國防大學的演習和培訓項目中最常用的方法。

人類建立和平和全球和諧的沖動，迫使領導人找出各種方法來化解緊張局勢，結束武裝沖突或戰爭，或至少減少人力和技術損失及財務成本。從這個角度來看，模擬戰斗的重要性是毫無疑問的。在不涉及部隊調動或人命和設備損失的情況下，擁有確定優勢和劣勢、脆弱性、關鍵能力和行動成功所需的其他一切的選擇是非常重要的，并提供了在較短時間內評估許多行動方案的可能性。

1 兵棋推演概述

很長一段時間以來，歷史學家和哲學家都在努力回答眾多復雜的問題。在所有這些問題中，可以找出一個與武裝沖突有很大關系的問題，即兵棋推演。從我們的角度來看，人類是否首先面臨戰爭或發展出模擬的戰斗并不重要。我們認為，最重要的事實是，根據人類的本性，一方面為了提高戰斗的效率，另一方面為了拯救生命，我們不遺余力。看來，這兩種對立的感情，共同生活在我們的頭腦中，對社會的進步是最重要的。因此，其中一個分支的發展誘發了對另一個分支的對稱性影響。就像戰場上的戰術或技術被開發或發明一樣，兵棋推演的技術和方法也在同樣的程度上被調整和改進。因此們可以看到，戰爭模擬的歷史與戰斗方式的歷史有著密切的聯系。因此，為了完成有關兵棋推演歷史的研究，必須集中精力研究武裝戰斗的歷史、技術的發展以及戰術和戰略的演變，因為所有這些都影響著模擬過程。

要確定哪種戰爭或兵棋推演在人類歷史上最早出現是非常困難的。考慮到每場沖突和每場游戲都是以戰略為基礎，以取得勝利為目的，我們很容易觀察到這兩個概念之間的緊密聯系。因此，根據一些研究人員的說法，國際象棋和圍棋游戲的復雜性是一個強有力的論據，這兩種游戲可能是現代戰斗模擬的靈感來源（Goria 2011, 1 - 16）。此外，真正的游戲大師都有那種獨特的能力，在對手面前掩蓋自己的真實意圖，這正是軍事藝術的精髓： "一切戰爭都建立在欺騙的基礎上"（Tzu 2000, 3）。即使出于這個單一的原因，我們也傾向于宣布這兩種古代游戲和那個時代的戰斗方式之間一定有非常密切的聯系。更重要的是，當涉及到國際象棋時，游戲人物（國王、皇后、主教、騎士、城堡和步兵）和戰斗單位的細節之間的相似性是顯而易見的。這種相似性和女王在很長一段時間內被稱為將軍或首相的事實（Dunnigan 2005, 140），以及游戲的結束與國王的投降相吻合，國王是一個國家和軍隊的象征和最高代表，這也證明了國際象棋游戲是一個原始的嘗試，在一個平坦的、小的表面上轉述戰場事件，始終由最高指揮官支配。

如上所述，戰爭的發展和模擬戰爭的演變是相輔相成的。因此，由于軍隊作戰領域的發明和創新改變并擴大了沖突的規模，同樣，用來想象行動路線的游戲也重新調整，以面對新的挑戰。我們認為，在對戰斗模擬的進展有重大影響的眾多因素中，地理地圖的發現和使用是最重要的。從這一點出發，規劃者和工程師們能夠更貼近現實地模擬部隊的行動，有機會根據戰場的多樣性、河流或其他困難地形的存在與否，確定特定部隊的覆蓋距離。此外，該技術還影響了戰爭的進行方式。每一個新的突破都會在軍事領域得到應用，或者提高標準戰斗單位的能力，或者創造新的特定單位的必要性。在歷史上的每一個時刻，所有這些由技術引起的變化都被要求成為新模擬的一部分。因此，由64個規劃好的格子組成的棋盤已經過時了，取而代之的是地圖，其準確性完全取決于研究和模擬戰場的技術可能性。此外，每個國際象棋的16個數字讓位于代表師、營或連的可變數量的物體，根據其在戰斗中使用的主要特點進行編碼。1650年左右，在普魯士，所謂的Koenigspel（國王游戲），除了所謂的第一個 "兵棋"之外，沒有別的東西出現，包括在一個更大的棋盤上顯示不同數量的人物，反映了十七世紀戰爭的現實。被認為是第一次模擬海上沖突的游戲被認為是在十八世紀下半葉首次組織的，當時使用小木片代表的戰艦，玩家設法模仿真實的海上戰斗行動，甚至風對船只的影響或對敵人戰艦的射擊效果（Goria 2011, 1-16）。

兵棋推演的重要性是無可爭議的。每一個新的假設、理論、戰略或戰術都可以在不涉及大量部隊和設備的情況下進行測試，這意味著成本的大幅降低，并有機會投資于軍事人員的更好準備或軍事單位和戰斗設備的現代化。另外，在我看來，正是在這個時期，兵棋推演玩家的專業化成為一種絕對必要。因此，除了最高指揮官和其他指揮官之外，諸如操作員、維護人員或工程師等職能部門也開始嶄露頭角，對模擬的準確性變得不可或缺。此外，模擬被用來驗證這些創新，并將其應用于未來的戰斗（Goria 2011, 1-16）。在改變戰略或戰術之前，指揮官有機會在戰斗前進行測試，并根據游戲的結論，決定是否在軍事行動中應用它，節省了大量的資金，更重要的是，挽救了他們同志的生命。

航空和潛艇的出現是進行戰爭和兵棋推演方式的一個里程碑。它迫使工程師們超越想象力的極限，以創造一個盡可能準確的虛擬現實。從這一點來看，經典的戰斗模擬已經過時了，一方面是由于高速的空中作業，對操作人員來說是一個真正的挑戰，另一方面是由于要求對戰場進行三維表現，以便在行動中引入潛艇。正是信息技術的發展--IT--解決了這個巨大的問題。信息技術對游戲模擬的巨大影響是難以想象的。突然間，幾乎任何東西都可以在計算機的顯示屏上可視化。似乎沒有什么是不可能的，唯一的限制在于人類想象力的限制。從現在開始，以非常低的成本，成千上萬的模擬，發生在世界不同的地方，有不同的戰斗人員和設備，可以在同一臺設備上使用，位于遠離戰場的地方，返回更多的數據。所有這些都是在一個非常短的時間內完成的，涉及的額外工作人員數量減少，因此提高了安全水平，減少了信息泄露的風險。

越來越多的非軍事專家參與到武裝沖突的模擬中來，直到一家公司產生將這一概念用于民用目的的想法只是時間問題。這發生在1958年（Dunnigan 2005, 141），當時一家專門的公司決定為平民創造一個版本，這是游戲模擬歷史上的一個真正的轉折點。有可能在很短的時間內測試不同的理論，用人較少，更重要的是大大降低了成本和風險，這使得民間領導人集中資源開發這種應用。民用環境中前所未有的快速變化速度只有計算機的發展才能與之相匹配。從這一點來看，人類歷史在幾乎每一個活動領域都是軍事和民用技術的混合體，尤其是仿制軟件。兵棋推演，通過對軍事資產的高度模仿，代表了突出這種融合的無可爭議的證據。在這些視頻游戲中，艦船、飛機或坦克的設計具有看不見的準確性，它們的行動受到戰場現實的嚴格限制。也許，這些游戲最重要的優點是它們面向所有人，無論他們的年齡或職業如何，讓工程師和規劃師對他們的工作有一個更好的、不受限制的反饋。

因此，回顧了兵棋推演的歷史，看看軍事行動、戰術和戰略的演變是如何影響戰斗的模擬的。戰術游戲的目的是通過軍隊演習再現一場特定的戰斗來確定一些重要的經驗教訓，或者提出最佳的解決方案，以便在未來的武裝沖突中盡量減少損失并取得勝利。我們強調，大多數戰術演習和戰略都可以用這個系統進行測試和驗證，以便通過減少成本和軍事人員及設備的損失來簡化一個國家的整個防御過程。

此外，在我們看來，這種信息可視化工具使我們能夠進行競爭性情報實踐，并有可能通過其表現形式增加信息的價值。另一個優勢是將有關作戰環境的問題擴展到識別與具體軍事行動相關的威脅和機會。在這個想法的延續中，決策者可以確定一個行動的主要影響所在。

最后，由于無法預見新技術的突破，幾乎不可能預測未來戰爭模擬的設計。我們只能想象，新的量子計算機的發展將在這一領域產生。這個過程中唯一不變的是，人類的想象力是無限的，只能希望我們的智力能夠找到適當的解決方案，將看似虛構的東西轉化為未來的現實。同樣重要的是，互聯網為我們提供了必要的基礎設施，使我們的設備能夠以光的速度從世界的一個角落傳輸信息，這一優勢可用于各種目的，如軍事合作、模擬不同國家的戰斗單位的整合或教育過程中。

2 兵棋推演過程的特性

在歷史上，偉大的將軍們明白，預測是很難實現的，因此，他們最重要的能力是找到新的和更好的方法來分析對手，并盡可能多地識別敵人的行動方案。不僅如此，戰斗模擬成為計劃過程中最重要的步驟之一，它提供了評估自己的行動方案與對手的行動方案完成任務的潛力的可能性，并能正確地識別不足之處。然而，兵棋推演的真正價值在于它能讓指揮官和參謀人員同步和可視化地開展行動。它可以幫助預測可能發生的事件，識別潛在的風險和機會，可能需要對抗和利用不同的情況，最終目的是取得勝利（SMG-3 2016, 125）。為了最大限度地發揮兵棋推演的作用，聯合行動規劃組（JOPG）應考慮到各種因素，如：可用于規劃和執行的時間、需要發揮的關鍵事件、下屬參與的必要性、指揮官的支持以及與相關國家和國際行為者的合作、兵棋推演的類型--人員估計、地圖演習、行動分析（SMG-3 2016, 125）等，最大限度地提高模擬效率。從我們的角度來看，兵棋推演的成功與任命一名協調員嚴格相關，其主要目的是進行模擬的準備工作，并保持對參與過程的每個行為者的客觀態度。

研究兵棋推演的計劃過程和不同的方法，可以發現，通常情況下，模擬過程包括幾個階段，如：設定條件、進行游戲回合和評估。雖然這些階段都有特定的格式，但JOPG應該永遠記住，靈活性是一個優秀官員最重要的品質之一，因此，他們不應該局限于此。一般來說，設定條件階段是一個介紹，列出影響行動的戰略和行動條件，包括政治考慮、威脅的性質、環境、民事、媒體、信息條件等。此外，進行游戲回合是指在行動-反應-反行動的類型上進行一系列的游戲，每次都把主動權交給對手。最后，評估包括對每輪游戲后可能出現的結果和結論的評估，用于確定下一輪游戲的條件。

游戲以 "行動 "項目開始。發起這一行動的小組負責人（A部分）將提出自己的COA部分，并對其進行分析，強調其間發現的威脅。這個介紹還將包括要實現的目標、部隊本身采取的措施、確定的詳細程度、所有可用的部隊和能力、分配的任務、計劃的作戰行動的描述以及部隊的部署和機動。接下來，此舉中的 "反應 "要素，對于確定A部分在 "行動 "中采取的哪些行動可以被發現/確定是非常重要的。"反作用力 "是結束行動的要素。這是該循環中最靈活的元素。A部分的代表將就 "反擊 "中提出的行動/威脅提出他的選擇（SHAPE 2013, 4.73-4.81）。

基于上述方面，可能有必要修改自己的COA。在兵棋推演的執行過程中，不對COA進行大的修改，停止進程，進行修改，恢復游戲。每個周期的分析階段的目的是在同步矩陣中記錄由游戲主管確定的信息和由此得出的結論。在 "行動"、"反應 "和 "反反應 "中記錄的結果將由參與者進行評價。根據所選擇的兵棋推演的玩法，下一個周期在時間上可能與前一個周期密切相關，或者代表一個新的環節的開始，在空間和時間上錯開。

在一場良好的兵棋推演之后，聯合行動小組可以得到許多結論。根據軍事文獻和資料，兵棋推演最重要的結果包括：驗證自己的行動方案，確定決定性的要點，需要制定變通計劃或/和替代方案，應該發送給指定機構的新信息要求，行動的同步性，確定每個COA的優點和缺點，風險評估和確定減少風險的方法，更新初步估計，更新成本，建議修改交戰規則（ROE）或確定機會和脆弱性，額外的力量和能力要求，損失估計，等等。(NWP-5-01 2018, 4-21)。在所有這些中，我們可以得出結論，兵棋推演可以改善一些規劃方面的問題，如在空間和時間上對計劃行動的各個階段進行接續，部隊之間所需的協調程度，參與行動的部隊的同步性，確定必要的自身能力和部隊的戰斗力等。

兵棋推演的結論支持工作人員建立執行行動的部隊組織，部隊行動在時間和空間上的同步，以及實現決策支持矩陣。為此，所有在兵棋推演后提供的數據必須以這樣的方式記錄下來，以方便比較路線和制定作戰計劃的活動。有兩種已知的方法可以做到這一點：同步矩陣和課程分析工作表。這兩種方法都支持參謀部記錄所有關于確定的優勢和劣勢、下屬單位的額外任務或必要的指揮控制系統的組織的意見。

在羅馬尼亞國防大學形成的經驗使我們有機會參加各種演習，其主要目的是說教，結果我們能夠列出在這些演習中從兵棋推演中獲得的一些結論：分析小組改進了任務的部隊組織，并設法制定了一個同步矩陣。另外，他們也更容易確定每個作戰行動的優勢和劣勢，確定變體和替代方案，或確定一些可能影響實際行動發展的風險。此外，規劃者能夠直觀地看到并改進河海之間軍事行動的連續性和同步性，評估并改變監視和打擊的路線，重新考慮已接受的風險等。

從眾多可以進行兵棋推演的方法中，根據我們的經驗，我們可以確定一些適合于教學目的的兵棋推演：行動階段的兵棋推演；穿越決定性點的兵棋推演；作戰環境的分段兵棋推演（SMG-3 2016, 125-129）。

行動階段的兵棋推演的發展包括通過兵棋推演分析集結部隊的主要任務，與行動的一些階段有關，在時間上明確界定，與該階段相關的目標有關。就結果的保真度而言，這個模型是基于預先定義的場景，參與者在其中進行決策干預。因此，人工作戰的一個主要缺點是，事件的結果和順序受到參與者的決定的影響。其優點是可以精心選擇階段，使兵棋推演能夠在短期內對可能的情況進行真實的描述。另外，游戲中一個階段的錯誤不會影響下一個階段的分析。在這種情況下，規劃者面臨的挑戰是確定計算機輔助戰爭的解決方案，決策者可以在最小的誤差下做出決定（SMG-3 2016, 125- 129）。

通過決定性點的兵棋推演的發展包括實現兵棋推演，其中分析的要素是基于需要滿足一些決定性的條件，由集合的部隊的主要任務定義。決定性的地點導致了敵人的重心。轉折點代表軍事行動的那些關鍵時刻，允許過渡到下一個階段，因此，決定性點的連續導致達到擬議的最終狀態。這種方法的優點是有具體的可能性來量化結果，無論是在手動兵棋推演中還是在輔助游戲中。缺點是，對一個決定性點的錯誤分析，在一個級聯中，會導致錯誤傳播到后面的決定性點分析（SMG-3 2016, 125-129）。

對作戰環境的各個部分進行兵棋推演的方法包括確定通過分析不同行動領域特有的主要任務而獲得的結果。這樣做的好處是，針對一種行動手段的任務不會影響對另一種行動手段的分析結果。缺點是，對一個共同的任務進行分析，與兩種行動手段有關，會產生不同的效果，而不能確定錯誤在哪里（SMG-3 2016, 125-129）。

經過個人實踐，能夠推薦一些在戰術層面進行兵棋推演的方法，這些方法可以單獨使用，也可以組合使用：

• 大道縱深法；
• 帶狀（條狀）法；
• 箱子法；
• 區域法；
• 基本任務繼承法。

如果在作戰區域內有明確劃分的方向，那么縱深大道法就適用于進攻和防御行動路線。基于對所有被分析力量的決策點、關鍵事件和重心的分析，這種方法是兵棋推演法的對應物，用于穿越作戰層面的決定性點。

使用條帶法，作戰區域將被劃分為橫向條帶（橫跨作戰區域的寬度），戰斗的組成部分將被分階段分析。這是一種很好的分析方法，因為它提供了關于影響某一事件的所有力量的信息，這就是為什么特別推薦它用于發生在大空間的行動（延遲行動、接觸推進）、分析行動的不同階段（逼迫河流）或當敵人被分組在明確界定和確定的梯隊中時。這種方法有助于我們按順序分析沿指定地帶的整個戰線所進行的行動，但建議包括屬于鄰國的部分地帶，以評估他們的行動對自己部隊行動的影響。

盒式方法包括對某些地區、部門、就業區的關鍵事件進行分析，劃定的區域被隔離開來，模擬嚴格按照該區域進行。這種方法涉及到將兵棋推演的發展集中在某一地理區域，在該區域必須達到某種效果。采用這種方法，要考慮到所選區域的劃定，要考慮到地形的一般特點、自己部隊的排列、行動的敵人的行動區域、具體的地理邊界（由湖泊、河流、三角洲、海灘、山脈、道路通訊等劃定）。當軍事行動計劃在由主要地理特征劃定的行動區域內進行時，就會使用這種方法。

區域法涉及將行動率細分為作戰區域內的子區域。每個子區都對應著一個要分析的時間段。使用這種方法時，規劃組將區域隔離開來，重點關注該區域內的關鍵事件。

基本任務的接續方法是最方便的方法之一。這種方法涉及穿越COA的一個或多個時間段。將COA分成時間段可以通過兩種方式進行。一種程序是將COA劃分為具有相同時間間隔的片段，對所有己方和敵方的COA（OPFOR）都是一樣的。另一種程序是將COA劃分為具有靈活時間間隔的片段，與戰術序列相對應。基本任務的繼承方法允許確定執行基本任務獲得成功的方式，并確定發展下一階段行動的條件。它還提供了根據對手的某些可能反應來審查行動方案的可能性。

綜上所述，我們認為軍事規劃人員有足夠的工具來分析強調COA發展的指數和警告，其依據是尊重規劃、分析和優化決策的最基本原則的兵棋推演的結果。所介紹的兵棋推演方法，以及該領域的特殊性，提供了發展分析可能情況的可能性，以做出明智的決定。

結論

根據理論戒律，在虛擬環境中最廣泛使用的兵棋推演原則與行動的類型、目的和結構的任務以及情景中列出的初始條件有關。情景提供了一個迷人的環境，所有的游戲都在其中發生。

與作戰計劃過程類似，在兵棋推演過程中，目的和目標的制定對于確保一個要研究的問題被正確制定/構思是至關重要的。

作為一個特點，玩家和他們的決定是所有兵棋推演的基礎，所以兵棋推演的客觀性是由玩家的決定的公平性來體現的。

模擬是兵棋推演中包含的行動模型的本質。所有的模擬都是基于行動模型所依據的數據和數據源。根據這種方法提出的方面，可以看出，模擬可以是計算機輔助的，也可以是人工的。因此，規劃小組的決定最好是基于輔助分析過程。

提到可以考慮用干預措施來介紹這個過程的某些方面，確信對那些想發展這個主題的人來說是有幫助的，以發展這個概述。最后，通過這次干預，我們強調了兵棋推演在計劃軍事行動過程中的重要性。

從說教的角度來看，作為該領域的專家，我們強調，除了模擬的兵棋推演的結果之外，經驗也隨著游戲中收集的結果而增長--通常需要幫助我們理解兵棋推演中發生的事情，并加強其效益。我們把這種經驗從一代又一代的學生身上傳遞下來，但也傳遞給軍事教師。

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。

無人機戰爭歷史

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。

無人機的優勢

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。

無人機的局限性

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。

亞美尼亞-阿塞拜疆沖突案例研究：印度的經驗教訓

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。

未來

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。

本工作的靈感來自于作者在北約建模與仿真卓越中心的工作（從2011年到2018年），其參加了不同的國家和國際工作組、研討會、會議和課程。特別是，作者在以下方面發揮了作用：

1.MSG 139 "NATO M&S用戶風險方法"工作組：對特定用途的M&S結果應用不當，可能會對決策者產生不可接受的后果，這促使NATO創建了一個建模與仿真工作組，以優化V&V資源的使用，并將系統開發過程中與M&S應用相關的風險降至最低。最終報告已于2018年3月提交給北約。

2.SIMCJOH涉及人類建模的多聯盟聯合行動模擬項目：作為主題專家，參與了SIMCJOH模擬器的概念模型和VV&A過程的開發。SIMCJOH（涉及人類建模的多聯盟聯合行動模擬）是一個用于戰略決策的MS2G（建模與互操作模擬和嚴肅游戲）項目，被設計為一個HLA互操作的沉浸式框架，供指揮官及其工作人員在時間緊迫的聯合和多聯盟情景下進行決策，并考慮到人類因素的強烈影響。SIMCJOH經過廣泛的測試、驗證和確認，最后由作者在北約建模與仿真卓越中心的M&S基礎課程中使用，作為人類行為建模的 "示范者"。

3.北約混合戰爭探索小組（NATO ET 43）：混合戰爭建模和仿真工作組，在2016年初的任務是調查混合戰爭環境的動態，分析需求，調查現有的能力，開發一個概念模型，并最終建議采取后續行動，以適當解決所發現的不足之處。

特別是，"混合戰爭"的主題在目前的研究中閃耀著光芒。因此，所有以前的活動都按照它們對混合戰爭建模和模擬框架的貢獻，被歸入一個邏輯順序。

混合戰爭現象已經被Agostino Bruzzone教授（熱那亞大學）和Erdal Cayirci教授（斯塔萬格大學）的工作所框定，由于他們的工作，2016年6月北約探索小組n.43被北約建模與模擬小組（北約科學與技術組織的一個小組）批準，并在Armando Geller博士和Paolo Di Bella中校的參與下成立。在ET43中，作者通過介紹 "分秒必爭 "講座中的見解做出了個人貢獻。美國陸軍中校（Rtd.）羅伯特-萊昂哈德（Robert Leonhard）所寫的 "按分鐘作戰：時間與戰爭藝術（1994年）"的演講中提出了自己的見解。在這篇著作中，萊昂哈德廣泛地提出了這樣一個概念："時間"，而不是戰場上火力，是軍事行動中需要解決的關鍵因素，并延伸到混合戰爭領域中。在混合對抗中，對時間的批判性思考--包括其數量和質量方面--在SIMCJOH中得到了解決和研究，這是一個圍繞挑戰而建立的軟件，從字面上看，它要求 "按分鐘作戰"，與同名作品中表達的概念相呼應。

此外，作者利用他作為軍官在伊拉克和阿富汗的幾個海外任務中的個人經驗，將這一分析與低強度沖突（LIC）、培訓咨詢援助（TAA）和安全部隊援助（SFA）任務中的時間管理相結合。在這場競賽中，軍事機器的質量似乎漸進式地減速，變成了無盡的承諾。

此外，混合戰爭--我們將看到，其目的是將侵略者和防御者的軍事承諾保持在最低水平，可以通過采用各種各樣的非軍事工具，將它們變成一種武器來獲得巨大的利益，正如在 "Dies Irae "模擬架構中所考察的大規模移民的情況。目前，由于移民在許多歐洲國家的公眾輿論中是一個非常敏感和有爭議的問題，冷酷地利用外源性的、誘導性的移民造成的人道主義緊急情況，可能會導致高度的政治和社會不穩定，這確實有利于其他混合工具的同時行動。然而，在混合戰爭的武器庫中已經有了其他類型的破壞，如網絡威脅、由巨魔工廠領導的傳播虛假/篡改新聞的信息運動等。從這個角度來看，作者研究了TREX（Threat network simulation for REactive eXperience）模擬器如何能夠提供關于混合場景特征的洞察力。

本論文的結構如下。第一章描述了根據建模與仿真（M&S）的既定基礎和ET43的工作，為理解和正確處理混合威脅所帶來的問題而開發的理論框架。第二章，利用M&S工具和技術，在混合沖突/非戰爭軍事行動（CAPRICORN模擬器）的較量中，探討了具體的混合場景，以及外生的大規模移民現象對歐洲大門造成的挑戰（通過一個名為 "Dies Irae "的擬議模擬架構的視角進行審查），以及恐怖襲擊與真相污損運動（T-REX模擬器）的結合。然后，在第三章中，在M2SG技術，特別是SIMCJOH模擬器的支持下，時間問題將在戰術形勢的框架內得到解決，但由于時間和人為因素的管理不當，有可能升級為嚴重的戰略失誤。SIMCJOH情景的重復結果將被展示出來，并提供深刻的見解。

引言

本章的目的是了解混合環境的描述，確定有關混合威脅的M&S要求，最后指出M&S的不足以及解決/緩解這些不足的方法。特別是介紹了DIMEFIL/PMESII領域中基于智能體建模（ABM）的概況，并對當前可用的M&S工具進行了調查。最后，將介紹另外兩個解決混合威脅問題的觀點。

1.1 混合戰爭:起源和進化

1.2 混合戰爭中使用模型的基本原理

模型是一個經驗目標的簡化表述--小規模、不那么詳細、不那么復雜，例如社會結構、系統或現象（Gilbert & Troitzsch, 2005）。與其直接研究經驗目標，因為這是不可能的或困難的，不如建立一個模型，可以縮小目標，簡化它，使其更容易操作，或用類似的例子來代替它（例如，經濟系統的液壓模型或心靈的計算機模型）。模型可以執行兩種根本不同的表征功能。一方面，模型可以是世界的一個選定部分（"目標系統"）的代表。根據目標的性質，這種模型要么是現象的模型，要么是數據的模型。另一方面，一個模型可以代表一個理論，即它解釋了該理論的規律和公理。

在建立一個模型時，有三個基本概念需要考慮：

I) 抽象，即（一個模型）被簡化為其基本形式、概念或想法的程度，以便只有重要的特征（基于模型的目的）、屬性或行為是明顯的。

II）保真度，即模型或模擬中的表現與現實世界中的物體、特征或條件以可測量或可感知的方式相似的程度。

III）分辨率。用模型或仿真來表現現實世界或特定標準或參照物的細節程度。

一般來說，更多的抽象性會導致更少的保真度，而分辨率和保真度是相互排斥的，所以你可以有更大程度的一個，而不是另一個；這取決于你要完成什么。下圖顯示了在軍事領域，模型的層次結構與抽象性、保真度和分辨率的關系。

模型可以有理論上的目的，例如，理解關于微觀過程的理論假設的宏觀影響，或者有更多經驗上的目的，例如，從現有的原始數據中得出直覺（Hartmann和Frig 2006）。Epstein（2008）報告了一份在社會科學中建立模型的詳細原因清單。它們是（不按重要性排序）。[預測]、解釋、指導數據收集、闡明核心動態、建議動態類比、發現新問題、促進科學的思維習慣、將結果限定在合理的范圍內、闡明核心不確定性、提供近乎實時的危機選擇、展示權衡/建議效率、通過擾動挑戰普遍理論的穩健性、揭露普遍智慧與現有數據不相容、培訓從業人員、約束政策對話、教育公眾、揭示表面上簡單（復雜）的東西是復雜（簡單）的。不管出于什么原因，一般來說，模型使現實在科學上更容易理解，而且相當一部分研究是在模型上進行的，而不是在現實本身上（Hartmann 和 Frigg 2006）。它們具有學習功能，因為科學家可以準確地了解目標，因為他們通過操縱模型發現特征和確定事實。在這種情況下，模型本身成為研究的 "真正 "對象，因為它而且只有它可以接受同行的審查、擴展、測試和比較。在許多方面，這樣的分類是沿著Axtell和Epstein(1994)開發的量表的思路進行的，在這個量表中，任何模型都可以被置于0到3級，取決于性能和分析。

a) 0級模型是一個 "漫畫"。

b) 1級模型，"在質量上與經驗的宏觀結構一致"。

c) 2級模型，"與經驗的宏觀結構產生數量上的一致"。

d) "與經驗的微觀結構產生數量上的一致 "的3級模型。

為支持真正的文字決策或培訓而設計的模型必須位于第2和第3級；換句話說，為表現人類和社會動態而建立的模型和模擬必須位于第2級或更高級；因此，它們需要以經驗為基礎，并在多個尺度上進行驗證（Axell & Epstein, 1994）。

然而，根據作者的觀點，在 "娛樂 "和 "社會動態模型 "之間，可以有一種緩沖區，所謂的 "嚴肅游戲 "就被放在那里。它們將可笑的特點與某種程度的 "現實 "結合起來，能夠在游戲機制中再現真實現象的行為；特別是在戰爭游戲中，具有歷史（參加交戰的真實軍事單位）、地理（再現戰場的特征）和數學（損耗和損失）的準確性。他們的目標是為了娛樂，是的，但也是為了教育。

1.3 多智能體和基于智能體的仿真

基于智能體的模型（ABMs）是一種理解對宏觀模式負責的機制的手段。其想法是，社會系統的宏觀行為可以更好地自下而上地被理解，而不是從一組變量和它們的預定義關系開始。與其他通過計算機研究社會模式的方法相比，ABM方法的真正獨特之處在于此（Castellani & Hafferty, 2009）。

ABM是隨機模擬，圍繞著被稱為智能體的動態互動對象，這些智能體通常都有相當的規模和范圍（Hartley，2015）。在這方面，人類和社會動態建模只能通過采用多智能體模擬技術來進行（Squazzoni，2012）。在一些ABM中，智能體都是同一對象的相同副本，而在其他ABM中，有兩種或更多類型的智能體。智能體有預先設定的屬性和行為；然而，數據輸入的選擇可以極大地改變模型所宣稱的現實世界的理想。例如，ABM中的相同智能體可以在一個模型中代表有任務的士兵，在另一個模型中代表海洋中的一組魚雷。一般來說，ABM包含一些空間表示，（x，y）或（x，y，z）坐標，可以用來模擬現實世界的距離。只有多智能體模擬同時允許真實地考慮到社會背景下的人類認知和行為（Geller，2016）。存在許多類型的基于智能體的模型，在經驗基礎、有效性的程度和范圍以及基于智能體的模型的目的方面可以發現差異。

基于智能體的建模注重于系統中的各個活動部件。這與更抽象的系統動力學方法和以過程為重點的離散事件方法形成對比。在基于智能體的建模中，必須確定被稱為智能體的活動實體，并定義其行為；它們可以是人、車輛、設備或任何與系統相關的東西。當它們之間的聯系被建立起來，環境變量被設定，模擬就會運行，因此系統的整體動態就會從許多個體行為的相互作用中出現（Castellani & Hafferty, 2009）。

最常被稱為ABMs的模擬具有簡單的規則集；然而，模擬是動態的。在模擬運行過程中，這些規則交織在一起，往往產生令人驚訝的、突發的行為。模型的隨機性和對微小變化的敏感性意味著需要數千到數百萬次的運行來了解行為的范圍、頻率和與輸入數據的關聯。其結果是非線性的，也就是說，在小的時間增量之外是無法預測的。此外，N次迭代的結果可能與N+M次迭代的結果不同。從簡單的規則集中出現復雜的行為是使用ABM的主要原因；理解人類互動復雜性的最佳方式是研究ABM中從簡單的模擬規則中出現的復雜互動（Geller，2016）。

更復雜的ABM包含了可變行為。這些ABM支持連接的運行序列，其中以前的運行結果被用來修改后續運行中的行為。這些ABM是自適應的，可以產生一個或多個智能體組（邊）的行為的共同進化。這里感興趣的ABM是包括情感、意見和社會分組價值等屬性的模型（Hartley，2015）。這些屬性帶來了問題，因為我們對這些變量之間的真實關系了解不多，所以驗證代碼很困難。此外，一些ABM的支持者聲稱，構成關系的基元是應該被建模的，通過觀察出現的行為，用戶可以在這些和現實世界的行為之間建立關聯。

理想的ABM將是一個完全保護性的、無內容的模型，其中現實中任何部分的任何情況都可以通過改變數據和改變附加在模型的對象和標簽上的人類意義來進行建模（Hartley，2015）。因此，模型用來描繪特工的計算機屏幕上的點可以被認為是單個士兵或漂浮的地雷。管理朝向或遠離其他智能體的運動的規則可以被認為是喜歡或不喜歡的社會規則，或者代表鏈條和波浪作用的物理約束。在這方面，多智能體模擬創造了社會行動者、團體或組織的簡化版本，以及他們的行為和他們居住的環境；這些社會行動者被稱為智能體，他們是自主的，并相互作用以實現目標（Bonabeau, 2002）。

1.4 為混合戰爭建模 DIME/PMESII 域

在探索與混合戰爭相關的現有模型和模擬時，必須先解釋混合互動發生的概念框架，這包括DIMEFIL力量和相關的PMESII狀態（Hillson，2009；Hartley，2015；Cayirci，Bruzzone等人，2016；Balaban & Mielniczek，2018；Bekkers等人，2019）。縮寫DIMEFIL指的是一個國家的外交、信息、軍事、經濟、金融、情報和執法水平，而PMESII指的是政治、軍事、經濟、社會、信息和基礎設施等變量，這些變量描述了一種情況（狀態向量）的狀態。

縱觀歷史，政府、團體、組織（有時還有個人）都試圖通過一系列政策和行動對他人施加影響，以實現一系列目標。在目前的討論中，與權力和影響力投射相關的組成部分被抽象為外交、信息、軍事、經濟、金融、情報和執法（DIMEFIL）行動，而由此產生的影響通常被描述為政治、軍事、經濟、社會、信息和基礎設施（PMESII）效應。最近，基于社會、政治和經濟理論的努力，試圖以適合計算機自動模擬的系統方式，至少部分代表有限的DIMEFIL/PMESII情景（Hillson, 2009）。

采用這種觀點，很明顯，現代（也包括過去）的軍事行動和沖突不能用純粹的動能效應術語來描述，如損害和殺傷（Hartley，2015）。甚至比起過去，目前的軍事行動更需要有能力了解人類的地形和其中人類行為的各個層面（Levis & Elder, 2016）。萊昂哈德（1994）將軍事行動重新組合為。和平（支持）行動（PO/PSO）、人道主義援助（HA）和救災（DR）連同HADR、反叛亂（COIN）、反恐怖主義（CT）和戰爭以外的（軍事）行動（MOOTW）；后來的行動被稱為穩定和支持行動（SASO），以及穩定、支持、過渡和重建行動（SSTR或SSTRO）。在這個框架中，對民眾安全感的量化衡量、對本土政府的支持程度、國家的經濟穩定以及其他非嚴格意義上的非軍事變量都是衡量成功的重要指標。一些有形的非動能效應變量，如基礎設施的重建狀況、自由選舉，都很重要。用來模擬這些行動的技術方法產生了DIMEFIL，它指的是一個國家影響PMESII狀態的權力杠桿。單個PMESII狀態的例子包括（美國國防部長辦公室，2009）：

• 政治：結構、進程、政策、法律、外交立場、計劃等。

• 軍事：狀態、ROE、目標、物質安全狀態、能力、士氣等。

• 經濟：政策、生產、規范、行為、信心等。

• 社會：感知、意見、態度、規范、網絡、人口統計學等。

• 信息：來源、內容、覆蓋面、質量、可用性，等等。

• 基礎設施：條件、網絡、能力、需求、負荷等。

1.5 與混合戰爭相關的建模和仿真

經過必要的分類，接下來的兩段將對美國和歐洲自20世紀90年代中期以來開發的非正規戰爭（IW）、非戰爭軍事行動（MOOTW）、社會行為模型和模擬等武裝沖突的多Agent模型進行廣泛的--然而是不完整的--回顧，以提供對該領域研究趨勢的總體理解。所選的大多數模型可以說是為特定的沖突環境開發基本的多代理技術的日益成熟的努力，如伊拉克的伊拉克自由行動（OIF）后和阿富汗的國際安全援助部隊（ISAF）任務等和平支持行動。有些被模擬成有效的決策或分析支持系統；沒有一個依賴于獨立的敘述或數學分析：它們都包括機構、目的、行動和相互作用的概念。Armando Geller博士（2016年）對這些模型進行了調查，北約ET43工作組認為這些模型與混合戰爭有關。以下是對當前美國和歐洲建立的與混合戰爭建模相關的M&S工具的回顧。在附錄1中，報告了一個表格，其中報告了這些模型的主要議題。

為了方便模型審查，ET43將每個模型的描述分成三個部分，對應于模型生命周期的三個階段。愿景、開發、使用。

愿景。第一部分剖析了刺激模型發展和使用的愿景--目的。它總結了產生模型的實際和理論需求；確定了模型是為了滿足誰的需求，誰建立了模型，以及誰資助了開發工作。它還討論了建立模型的用途，無論是決策和分析支持、理論探索還是技術展示。最后，展望研究了模型的預期生命周期，以及模型如何與現有平臺整合。

開發：第二部分被稱為開發，致力于使模型的組成部分以及建立模型的數據和技術具有意義。在這一部分中，定義了模型的范圍，詳細說明了各種類型的模型代理和模型環境，以及代理和環境之間以及環境的后續狀態之間的相互作用。

使用：最后一部分被稱為使用。這里我們深入探討了模型的驗證、確認和認證工作，模型的發布，迄今為止的應用，以及用戶、開發者、贊助商和第三方的評價。最后，概述了模型/模擬器的已知優勢和已知不足。

• 北美模型 在本節中，我們將介紹美國開發的6個著名的沖突模型。
  • 區域威脅評估器（RTE）。
  • Senturion。
  • 政治科學-身份（PS-I）建模平臺。
  • Afriland & Rebeland;
  • FactionSim & NonKin Village。
  • 阿富汗的政治經濟模型。

• 歐洲模型

在本節中，我們回顧了歐盟開發的十個模型。

• 綜合行動的陸空聯合代表（CLARION），以及他的孿生兄弟，非戰斗領域的外交和軍事行動（DIAMOND）。
• 和平支持行動模型（PSOM）。
• 戰略管理系統（STRATMAS）。
• PAX。
• 態度變化和擴散模型。
• 人道主義援助和救災模型（HADRM）。
• 共用資源和多智能體系統（CORMAS）。
• Reactive eXperience的威脅網絡模擬（T-REX ）。
• 涉及人類模型的多聯盟聯合行動模擬（SIMCJOH）。

• 混合戰爭建模的M&S要求

在介紹本段的主題之前，有必要強調，在北約內部進行的大多數活動（上面的練習）都有一個安全分類，據此，所采用的硬件和軟件模擬必須堅持這種安全要求；這是因為北約是由一個政治和軍事機構組成的，在處理和交換信息時都需要保密（如下圖33）。

通過考慮上述研究的技術水平、調查和實驗證明，已經確定了建立混合戰爭（HW）的M&S要求的基礎。考慮到混合戰爭的復雜性質，不言而喻，M&S是能夠提供戰略優勢的適當科學。因此，為了在聯盟戰略層面應對混合威脅，北約的以下進程需要M&S的支持：

o 北約防御規劃進程（NDPP）。
o 危機應對計劃。
o 概念發展。
o 理論發展。
o 能力包管理。

除了這些方面，以下現實生活中的過程也需要混合環境的M&S支持。

o 戰略層面的感知。
o 北大西洋理事會層面的決策過程。

對于上述的支持，需要提供以下類型的模型和模擬。

o 概念模型
o 元模型
o 離散事件模擬
o 實時隨機（人在循環）模擬
o 基于智能體的動態模擬

在戰略政治層面之下，還有作戰和戰術軍事層面，在這些層面上，M&S的應用在滿足以下方面的要求方面很有希望：

o 個人培訓。
o 集體人員培訓。
o 概念開發和實驗。
o 決策支持
o 演習。
o 兵棋推演。

實際上，在訓練、演習和兵棋推演方面，PMESII環境中的M因素已經得到了很好的解決，而其他參數并不享有與已經實現的軍事因素相同的細化程度。這再次要求我們在圍繞MSHE的調查中，必須考慮到混合戰爭的非軍事因素。因此，舉例來說，STRAT和POL模擬，應該采用嚴肅游戲的范式，必須執行北約國防規劃進程（NDPP）的結果，反之亦然。NDPP本身需要一種專門的模擬，它必須采用一種動態的范式，其基礎是必須保持對先前輸入的記憶（即過去采取的決定可以引導未來的決定），內部變量（即每個政府對正在進行的情況的態度）；由于這個原因，很明顯，靜態模型和模擬，即關系不隨時間變化，是不夠的。保持對過去的記憶的必要性與離散事件模擬的范式非常吻合，事件發生在特定的時間點，決定了系統的狀態變化（Bruzzone等人，2016a）。

總之，在對混合戰爭環境進行建模時，一些預先定義的變量集應被賦予隨機變化的可能性，在指定的個別概率集內；概括地說，模擬系統應該是動態的、離散事件的、隨機的。由于這些原因，M&S的要求必須以開發能解決混合環境復雜性的模型和工具為目標。這種混合環境的模擬必須在 "隔離模式"下運行，從而創造出一種工具，能夠為個人和集體訓練、演習、兵棋推演和實時支持決策過程而運作。

1.6 混合環境的概念模型

本段描述了混合環境的概念模型（CMHE），由Bruzzone、Cayirci、Longo和Guinnarson（2016）開發，它將北約ET43的突出發現正式化。該模型如下圖所示。

如上所示，混合戰略是一種進攻性戰略（方案的右側）。有兩個與被攻擊的社區/國家有關的關鍵價值，即意愿和閾值。意愿是指目標社區與犯罪者接觸的愿望和耐力的程度。它還意味著國際社會對被告的支持。當意愿超過門檻時，目標社區就會同意與犯罪者打交道，甚至發生武裝沖突，此后混合環境可能會成為一個行動區，除非犯罪者退縮。當然，在這一點上，犯罪者的祖國也可能成為行動區，因此，沖突不再是犯罪者的代理戰爭。在這兩種情況下，混合環境都見證了軍事行動的盛行。

上述這些概念，特別是門檻，與目前聯合國第七章的規定非常吻合，標題是 "對威脅和平、破壞和平和侵略行為采取行動"。關于這個問題，Karski和Mielniczek（2018）在回顧國際法中圍繞混合戰爭的法律論述時寫道："從技術上講，發動混合戰爭而不發生觸發自衛權的武裝攻擊是可能的。這并不意味著受到這種行動影響的國家沒有防御能力，而是說這種危險需要所謂的'靈活應對'。如果一種方法僅僅構成對不干涉原則的違反，那么就有可能采取報復措施。此外，即使對某些行動是否達到脅迫的門檻存在疑問，報復性措施也可以作為報復的理由。特別是在國家太弱，無法采取報復或報復措施有效地阻止犯罪者的情況下，我們的想法是呼吁盟國采取集體報復或報復措施"。在闡述混合威脅的法律問題時，混合卓越中心在其2017年12月的戰略分析報告中引述說："由于缺乏商定的定義和國家應對混合威脅的做法，混合威脅的法律分析涉及開放的問題和不確定性"

因此，對于防御者來說，有必要統一確定犯罪者和他所操縱的相關載體。STRATCOM，混合和非混合行動（Cayrci, Bruzzone等人，2016）。從其方面來看，犯罪者，即戰略的所有者，旨在保持盡可能高的門檻，同時將意愿管理得盡可能低。模糊的環境、否認和各種感知管理是這方面的主要工具（Bachmann & Gunneriusson, 2015）。戰略通信（STRATCOM）是混合環境下防御和進攻的關鍵。除了戰略通信，犯罪者可以采取可以拒絕的混合行動，也可能不得不不時地采取非混合行動。當然，非混合行動增加了意愿，降低了門檻。

被告的目的完全相反，即降低門檻，增加意愿。其主要原因是，犯罪者的能力取決于門檻和意愿之間的差異。為此，被告需要澄清和證明現實是什么。應利用外交、信息、軍事、經濟、金融、執法和情報（DIMEFIL）領域的所有組成部分來實現這一目標。其目的是穩定受到混合攻擊的聯盟/國家，為消除混合威脅獲得國際和合法支持。因此，綜合方法和STRATCOM是被告的主要工具；對攻擊者來說，主要工具是他的敘述，他可以在DIMEFIL上投射的力量，以及利用防御者的潛在弱點，如政治、民族和宗教分歧。在圖31中，行動的結果被顯示為 "增加或減少閾值/意愿"。然而，防守方還有一個很好的選擇，那就是被動（即不采取行動）；如果防守方被動，不采取全面行動，或者沒有適當的STRATCOM敘述，意愿就會下降，閾值就會上升，所以有利于進攻方。

1.7 混合戰爭：未來沖突的維度？

從北約的角度切換到歐洲的較量，我們見到了歐盟在2018年對混合威脅的描述："混合威脅結合了常規和非常規、軍事和非軍事活動，可由國家或非國家行為者以協調方式使用，以實現特定的政治目標。混合運動是多層面的，結合了脅迫和顛覆措施，使用常規和非常規的工具和戰術。它們被設計成難以檢測或歸因。這些威脅的目標是關鍵的弱點，并試圖制造混亂，以阻礙迅速和有效的決策。混合型威脅的范圍很廣，從對關鍵信息系統的網絡攻擊，到破壞能源供應或金融服務等關鍵的有意識的服務，到破壞公眾對政府機構的信任或加深社會分裂。由于歸因困難，這些挑戰需要具體和協調的措施來應對。上述描述與Cayirci、Bruzzone等人（2016）的描述非常吻合，然而，它確實是對現象的描述，而不是嚴格的定義（Bekkers等人，2019）。

然而，有必要提醒的是，Cayirci, Bruzzone等人主要將任何混合對抗視為北約綜合辦法的"陰暗面"。北約綜合辦法是在2010年11月的里斯本峰會上提出的，會上通過了北約的新戰略概念。特別強調的是，北約行動的經驗教訓表明，有效的危機管理需要一個涉及政治、民事和軍事手段的綜合方法；軍事手段雖然重要，但本身不足以應對歐洲-大西洋和國際安全的許多復雜挑戰。盟國領導人在里斯本同意加強北約對危機管理綜合方法的貢獻，作為國際社會努力的一部分，并提高北約為穩定和重建做出貢獻的能力（北約里斯本峰會2010；北約AJP，2017）。現在，在下文中將研究兩個有趣的貢獻，雖然它們沒有在很大程度上偏離北約ET43的結論，但是提供了有趣的見解，提出了混合是一種對抗形式的概念，一點也不新鮮，而且混合威脅可以自己建立起混合戰爭。

• 混合戰爭建模的因果循環模型

根據Balaban & Mielniczek（2018），使用建模與仿真（M&S）的目的是通過識別導致累積效應的因素和欺騙性機制來表現過去和新出現的混合沖突，從而防止、緩解并最終贏得對抗。作者們都認為（Murray & Mansour, 2012; Lamb & Stipanovich, 2016; Bekkers et al., 2019），混合沖突不是一個全新的現象，提供了一些歷史上的例子。然而，混合戰爭包括廣泛的活動，由國家和非國家行為者（可能還有個人）追求，以獲得政治、軍事、經濟、社會、信息、基礎設施、物理環境和時間（PMESII-PT）的優勢--這里有趣的是注意到，時間已經被考慮在內，將其引入PMESII模型。下圖41所描述的流程顯示了因果循環圖（CLD）的依賴關系，采用了以下提出的概念。

• Thiele (2015)：混合戰爭結合了四個跨DIME的權力工具。
• Pawlak（2015）：確定從混合沖突到混合戰爭的過渡是混合威脅演變并強化為公開使用常規武力的情況。
• Rácz（2015）：混合沖突有三個階段：1）準備階段：政治和行動準備層面；2）攻擊階段：引爆緊張局勢，將中央政權趕出目標地區，并建立替代性的政治權力；3）穩定階段：側重于結果的政治穩定，將占領的領土與目標國家分開，并持久限制受攻擊國家的戰略行動自由
• Cirimpei（2016）。PMESII戰區作戰變量被用來評估國家對潛在混合威脅的脆弱性。
• Vaczi（2016）：研究威脅的強度水平和相關行為者的意圖，以區分混合威脅、混合沖突和混合戰爭。

通過研究下圖中提出的圖表，Cayirci Bruzzone等人（2016）的模型中確定的閾值可能位于混合戰爭積累成混合沖突和混合沖突加劇成混合戰爭之間。然而，在Balaban & Mielniczek模型中，規避和故意無視戰爭法和人道主義法被認為是混合戰爭的某種 "化學 "副產品，而不是其支柱之一，或需要滿足的先決條件；相反，Cayirci、Bruzzone等人（2016）的混合戰爭模型中對國際法的規避，對于否認責任是有幫助的，因此對于將沖突控制在閾值以下是必要的。

Balaban & Mielniczek提出的概念模型它是基于混合沖突的理論因果循環圖，如圖45和46所描述的。在這個循環中，混合攻擊的強度由攻擊者的敵對目標控制，在這些目標下，隨著攻擊者混合戰爭能力的擴大而增加。混合攻擊強度的增加導致了對目標的更高損害，然而增加了反措施的強度。戰爭法的嚴格性（然而這并沒有被輸入到圖中）定義了混合沖突和混合戰爭之間的界限，它對常規戰爭的感知危險有積極影響。常規戰爭的感知危險隨著混合攻擊強度的增加和反措施強度的增加而增加，但也會產生反饋聯系，減少其因果因素。對目標的損害對其相關的防御能力有負面的影響，這與反措施的強度有正相關。反措施強度和相關防御能力都與攻擊者的損害有正相關關系。

最后，對攻擊者的損害越大，攻擊者的混合戰爭能力就越低，這與對目標的損害有正相關。

在非常高的水平上只有九個因素，這個概念模型有八個動態循環：六個強化和兩個平衡，這表明系統的動態復雜性很高。

下面的圖47顯示了使用動態貝葉斯網絡（DBN）實現的HC模型。該模型允許通過包括一些代表HC階段的時間片來進行時間性推理。

• 深入考慮

Balaban & Mileniczek（2018）提出的混合沖突模型的優點是通過因果循環圖非常全面地描述了混合威脅的積累和隨之而來轉變為混合戰爭，然后是戰爭。它很好地描述了一個混合沖突的理論模型，采用了動態貝葉斯網絡來證明其應用。更有爭議的是對混合沖突中什么是合法的，什么是不合法的猜測，這是因為這個概念固有的政治和高度分裂的含義。在任何情況下，由于混合戰爭的主要目標之一（對于侵略者）是避免直接的軍事沖突，Caiyrci, Bruzzone等人（2016）提出的門檻模型對于理解混合戰爭及其不可預見的升級為全面的武裝沖突仍然至關重要。此外，在Balaban & Mielzniczek提出的模型中，"法律的嚴格性"--它標志著混合沖突和混合戰爭之間的界限--如果與上述閾值模型的動態性和靈活性相匹配，則顯得相當靜態，由于這個原因，它能夠捕捉到混合戰爭和所謂的 "常規戰爭 "之間消失的、模糊的界限。在這兩種情況下，Cayirci Bruzzone等人（2016年）和Balaban & Mileniczek（2018年）提出的DIMEFIL/PMESII_PT領域內的混合戰爭建模是一種勇敢的嘗試，將社會、政治（以及在較小程度上的經濟學--Hartley，2015年）等特別不被理解的現象的領域，引入純硬科學采用的數學和統計工具以及方法。然而，僅僅使用硬科學的工具和方法還不足以獲得客觀性，在這方面，混合戰爭力學的表述達到了它們的極限：這是由這樣一個事實構成的，即它們使用的代表混合戰爭的方程式的輸入，不是在科學實驗中觀察到的物理數據，而是對現實的觀察，隱含或明確地假設了一個價值判斷。 這種價值判斷是主觀的，不像數學和物理科學那樣客觀，如果學術研究者管理不善，就會帶來偏見；這種偏見除了會帶來對現實的不可接受的扭曲，從而使科學的研究失去作用外，還可能被用來強制執行一種敘事的主流，其中包含了科學邊界之外的 "真相"。然而，作者認為，通過嚴格的驗證和確認過程（V&V），M&S科學家可以發現正在開發的模型中價值判斷的影響。在這種觀點下，第三章第7段解釋了VV&A過程的重要性。

未來的系統開發包括指揮和控制（C2）技術，以支持空戰管理人員（ABM）和戰斗機飛行員，因為他們支持在一個更大的系統系統中使用自主無人機系統（UAS）的復雜任務。在復雜的、不斷發展的和動態的環境中，人類作戰員有效地觀察、定位、決定和行動的能力是必不可少的。然而，在ABM和飛行員之間的UAS監管變化過程中，作戰者的表現可能會下降，這大大增加了作戰者的認知工作量，超過了以往任務中通常看到的工作量。不幸的是，C2技術的發展往往把重點放在自動化和硬件上，使人類作戰員的參與度不足，不利于人與自動化的互動。目前，數字工程和基于模型的系統工程（MBSE）工具正在迅速被系統開發、整合和管理所采用，以支持整合這些系統所需的復雜開發工作。目前的研究在MBSE工具中整合了人的考慮，以分析開發過程中人與自動化的合作。該方法支持在建模的任務模擬中用一對專門的活動圖表示自動化輔助和人類作戰者，稱為任務行為者圖和OODA2活動圖，允許分析作戰過程中的錯誤和瓶頸。這種方法說明有可能減少作戰員的認知工作量，改善作戰員的決策，提高系統性能，同時減少系統重新設計的時間。

摘要：

美國軍隊分析中心（CAA）開發了戰略競爭與危機兵棋推演，以捕捉現代軍事競爭在當今世界的運作方式。CAA責成我們的跨學科團隊開發一個更強大、更全面的聲譽模型，利用在系統工程、國防和戰略研究以及運籌學中各自的專業，從另一個國家的角度來量化一個國家的聲譽。該團隊利用系統決策過程中的工具來量化理論上的、無形的聲譽概念。研究從基于專家利益相關者分析和文獻審查的定性價值模型開始。然后，研究小組確定了價值衡量標準，以建立一個搖擺權重矩陣，從另一個國家的角度為每個國家產生一個聲譽分數。這個分數，以及一個增強的游戲用戶界面，現在可以被整合到現有的SC2兵棋推演中，以提供一個更完整的、敘述性的體驗，在整個游戲中記錄玩家的決定。

關鍵詞:兵棋推演，競爭，聲譽，跨學科

1.簡介

這個頂點項目旨在開發一個聲譽模型，加強戰略競爭與危機（SC2）兵棋推演的現有架構，通過利用價值建模的系統方法，說明軍事、經濟或政治決策對感知國際力量的影響。我們的客戶，軍隊分析中心（CAA），已經開發了他們的SC2兵棋推演，"以捕捉與'競爭'相關的討論，以及它如何支持軍隊的全球戰略框架"（Engelmann & Kearney, 2021）。該游戲的目的是采取行動，提高自己的全球聲譽水平，"基于對其實力、可靠性和決心的普遍看法"（陸軍部總部，2021）。目前，CAA有一個考慮到外交、軍事和經濟實力的聲譽模型。我們的畢業設計小組進行了研究，以開發一個新的模型，包括更多影響國家聲譽的因素，然后能夠成功地將該模型應用到SC2兵棋推演中，特別是四個大國：美國、英國、中國和俄羅斯。

執行摘要

美國國防科學委員會博弈、演習、建模和模擬（GEMS）工作組的任務是審查國防部使用GEMS工具的現狀，并提出改進GEMS工具的建議，以充分發揮其在國防部企業中從行政到作戰的潛力。GEMS工具和能力為測試新想法和概念、設計新系統并制作原型、模擬軍事行動、進行地緣政治分析以及提供培訓以提高作戰人員的準備和表現提供了具有成本效益的創新方法。工作隊認為，在當今與大國競爭回歸有關的高度競爭和動態戰略環境中，這種能力越來越重要，技術進步使全球環境監測系統的能力比過去更加強大和有用。

雖然美國防部有一些GEMS的卓越和創新，但特別工作組注意到，國防部缺乏必要的整合、資源和人才來獲得GEMS的全部利益。尤其缺乏的是將GEMS的洞察力有效地整合到高級領導對國防需求和采購項目的決策中的機制。

鑒于GEMS工具的廣泛性以及它們的不同適用性，特別工作組選擇將重點放在五個廣泛的應用領域（數字工程、訓練、實驗和演習、行動建模和分析以及戰略博弈），如圖ExS-1所示，以及它們之間的相互依賴關系。

圖ExS-1：GEMS應用領域

任務組在這五個應用領域以及兩個交叉主題領域提出了建議：基于技術的推動因素和GEMS治理。

數字工程：美國防部正在努力推進數字工程（DE）。例如，各軍種內部一直在推動使用數字工程來考慮新的系統概念；但廣泛采用數字工程仍然是一項正在進行的工作。特別工作組注意到，已經采用嚴格的數字工程的組織獲得了可衡量的好處，并強烈建議在整個企業中加速采用數字工程。此外，這種能力為國防部全面利用GEMS工具和有效地大規模生產作戰能力提供了必要的基礎。特別工作組認為，國防部全面采用DE并不要求對采購過程進行實質性的改變；然而，它將需要一些調整，特別是國防部的評估和審查過程，以便在虛擬測試中獲得DE的全部附加值。另外，虛擬測試依賴于嚴格的紀律，在所有工程活動中使用經過驗證的工具和來自權威代表的數據。這意味著國防部的工程師必須熟練掌握DE的方法、紀律、工具和技術。扶持和支持這支隊伍將需要國防部投資于必要的信息基礎設施，特別是在一系列工程任務中實現更大的自動化。

培訓：各軍事部門的培訓能力長期以來一直受益于GEMS工具和創新的使用，這些工具和創新幫助刺激了幾十年前開始的培訓革命，對美國的軍事優勢做出了重大貢獻。特別工作組注意到，在模擬、建模、虛擬現實（VR）和人工智能（AI）的推動下，軍事部門的第二次訓練革命正在進行中，但它注意到聯合部隊的訓練需要大幅改進。雖然作戰司令部（CCMD）努力保持聯合訓練，但現實情況是，大多數CCMD演習是由對特定場景最負責的軍事部門領導的--因此訓練具有特定軍種的味道。為了讓潛在的對手面臨多種困境，并使他們的計劃變得復雜，聯合部隊必須進行訓練，以便在所有領域內進行協作和同時作戰。為此，特別工作組建議集中精力激勵各軍事部門使其訓練更加聯合--更加代表 "我們將如何作戰"，確保各軍事部門之間必要的網絡連接以支持聯合訓練，并建立強大的全領域聯合訓練能力。工作隊還建議不斷努力加強其分布式訓練能力，確定具體的模擬訓練，在主要的訓練中心提供高質量的訓練，但可以從家庭駐地進行操作。與其他GEMS能力一樣，實現這種聯合和全域訓練的能力將需要持續的行政級別領導和多年的充足資源。

實驗和演習：美國防戰略（NDS）委員會報告呼吁 "通過實驗、演習和訓練驗證新的作戰概念以實現戰略優勢"。特別工作組贊同這一呼吁，并得出結論，國防部必須在聯合軍事部門/合作伙伴層面重振基于概念的實驗，以應對同行競爭對手帶來的長期挑戰。特別工作組注意到，聯合概念實驗在國防部已經成為一門失傳的藝術。特別工作組建議重振這種能力，采用一種基于運動的方法，更迅速地提供新的作戰方式和新的能力來應對當前和新出現的作戰挑戰。特別工作組建議采用運動式方法，產生一個反饋循環，反復完善概念和能力，在這個過程中盡早剔除失敗，同時將完善的概念和能力反饋給下一階段的實驗。特別工作組進一步建議，將聯合作戰問題和想法注入正在進行的軍種實驗中；國防部應在軍事部門之外贊助聯合概念實驗；并為軍種和CCMD（特別是美國印太司令部（USINDOPACOM）和美國歐洲司令部（USEUCOM））的實驗運動和演習提供額外支持。

行動建模和分析：國防部目前的行動模型被用來為投資決策提供信息，特別是在各軍事部門之間；然而，這些模型在關鍵領域存在不足。特別是，它們沒有有效地解決國防部所處的多領域安全環境的復雜性，而且它們沒有能力提供快速分析以告知決策者。特別工作組還發現，國防部領導層對行動建模的支持和信心不一。因此，特別工作組的建議側重于發展補充性戰役分析，更加強調及時、簡單、定性/定量的模型，同時也投資于下一代行動建模能力，利用包括人工智能和機器學習領域的技術進步。需要提高這些能力，以灌輸對這些工具的有用性的信心，為投資決策提供信息。工作隊還建議在發展基于情景規劃的聯合作戰概念（CONOPS）方面做出更有力的努力，以推動戰役建模和分析，并為資源分配提供依據。

戰略博弈：美國在冷戰期間很好地利用了戰略博弈技術--在一個長期的分析區間內進行 "移動-反移動 "評估。最近的努力集中在眼前的威脅上（例如，恐怖主義），戰略博弈已經成為分析當今更大和更長期挑戰的一個很少使用的工具。現在，美國面臨著先進的大國對手，其技術能力和經濟實力可以與我們匹敵。為了應對這些挑戰，國防部需要重振其戰略博弈。工具的好壞只取決于使用它們的參與者。有效的戰略博弈將需要高層領導認真參與博弈本身。特別工作組建議利用新的技術和分析發展來重建戰略博弈能力，以更好地了解地緣政治的變化、對手的目標以及對手在大國競爭時代對美國行動和舉措的潛在反應。特別工作組指出，在開發新的博弈工具方面存在利用技術進步的機會--包括社會、金融和通信網絡的算法分析、因子樹、定量建模和分布式博弈技術，以更有效地支持戰略博弈。特別工作組還承認，與大國對手的有效競爭將需要一個整體的政府方法，國防部應率先將戰略博弈擴展到美國政府的相關部門。

基于技術的促進因素：雖然GEMS工具受益于許多領域的技術進步（如不斷提高的計算能力、人工智能/機器學習），但特別工作組重點關注兩個相關技術--游戲引擎和合成環境。商業化的游戲引擎可以加速GEMS工具的開發，強大的合成環境可以提高數字模型的效用。特別工作組注意到，國防部的一些組織已經在使用這些技術，但主要是以臨時的方式使用。因此，建議的重點是：建立一個基礎設施，以實現和激勵重復使用，從而在降低成本的同時加快進展；確保承包商在產品采購（或重大升級）期間建立的符合要求的合成環境可供整個部門重復使用。采用更好的數據分析方法來生成大規模的事后報告，將有助于從游戲、實驗和演習以及原型設計中獲得最大價值。

GEMS管理：特別工作組注意到，雖然工業界的成功案例表明，需要持續的、自上而下的領導和管理來實現變革，并實現GEMS工具的潛在效益，但國防部的管理結構并沒有促進整個企業的做法。鑒于整個國防部顯然需要進行文化和技術變革，必須建立一個更加協調的管理結構。這一領域的建議集中在促進GEMS互操作性和可重復使用性的行動上，以及建立一個由高級領導人領導的治理結構，并為指導國防部的建模和仿真（M&S）企業提供適當的權力和資源。

本報告中的大多數建議是文化和技術轉型的起點，如果美國防部要從GEMS工具中獲得全部利益，就必須進行這種轉型。雖然特別工作組對已經開展的GEMS行動表示贊賞，但結論是，如果美國防部要充分利用GEMS在上述應用領域潛在的改變博弈規則的力量，全企業的努力是必不可少的。

在這個大國競爭的新時代，美國防部（和美國政府）面臨著復雜的選擇，需要有分析性的選擇；對決策速度和敏捷性的需求從未如此迫切。在這方面，特別工作組的結論是，國防部必須大幅提高其全球環境監測系統的能力，以跟上其競爭對手的步伐并有效地應對威脅--今天和未來幾年。要做到這一點，需要整個企業的文化變革和技術變革。在美國今天所處的高度競爭和動態的國家安全環境中，需要一個強大的GEMS工具箱來為國防部的決策提供信息。然而，如果國防部要實現GEMS的潛力，該部的高層領導必須負責提供愿景、支持和持續的資源，以實現所需的變革。本報告為國防部提供了一個路線圖，以充分利用GEMS工具，實現更好的決策、更智能的演習和實驗，并最終實現更強大的軍事力量。

現代戰術戰爭需要迅速而有效的決策和行動，以便在經常是高度動態和復雜的戰區保持競爭優勢。需要考慮的因素的數量因不確定性、事件的快速發展和人為錯誤的風險而放大。自動化、人工智能和博弈論方法的潛在應用可以為作戰人員提供認知支持。這項研究以自動兵棋推演輔助決策的形式探索了這些應用。該團隊為這個未來的系統開發了一個概念設計，并將其稱為兵棋推演實時人工智能輔助決策（WRAID）能力。

頂點項目的目標是探索自動化、人工智能和博弈論的應用，作為支持未來WRAID能力的方法。該團隊為WRAID能力開發了需求、概念設計和操作概念。該小組確定并探索了可能對未來實施WRAID能力構成障礙的挑戰性領域。該小組調查了與使用人工智能來支持戰爭決策有關的倫理挑戰和影響。

本報告首先對與WRAID能力相關的主題進行文獻回顧。文獻回顧從人工智能的回顧開始，提供了一個關于人工智能如何工作以及它能夠完成什么類型任務的概述。文獻綜述探討了人機協作的方法，以支持未來指揮官和人類用戶與WRAID系統之間的互動。需要翻譯指揮官的意圖，并讓WRAID將有意義的輸出傳達給指揮官，這需要一個強大的界面。審查包括傳統的兵棋推演，以研究目前的模擬兵棋推演是如何進行的，以便深入了解，未來的WRAID能力如何能夠實時復制兵棋推演的各個方面，并認為以前的兵棋推演可以為人工智能和機器學習（ML）算法的發展提供訓練數據。ML算法的訓練需要大量的代表性數據。文獻回顧研究了人類的認知負荷，以深入了解人類大腦的認知技能和上限；并確定人類思維的極限，以顯示人工智能可能提供的支持。文獻綜述中涉及的最后一個主題是，傳統的計劃和決策，以了解目前在軍事上如何制定戰術行動方案。

該小組進行了需求分析和利益相關者分析，探索WRAID能力如何支持作戰人員。該小組在需求分析的基礎上為WRAID系統開發了一套需求。這些要求被歸類為：硬件/軟件，人機界面，和道德規范。第一階段的分析結果包括 (1)戰爭的復雜性需要發展一種未來的WRAID能力，這種能力利用自動化方法，包括人工智能、ML和博弈論，(2)WRAID能力需要大量的計算能力和復雜的軟件算法，(3)實現未來WRAID系統的挑戰將是技術和道德的。

未來WRAID系統的概念設計是基于需求分析的。概念設計被記錄在一套系統模型中，包括背景圖、系統視圖、功能工作流程圖和操作視圖。該團隊開發了一個作戰場景，以支持對WRAID能力如何在作戰中使用。

在開發WRAID的過程中，預計會有一些路障。開發WRAID系統的技術是存在的，然而，研究小組發現數據挑戰、人工智能訓練、程序限制和當前系統工程的局限性將是需要解決的障礙。數據挑戰指的是獲得足夠的數據集的能力，這些數據集代表了訓練ML算法所需的真實世界的戰術行動和兵棋推演分析。程序性挑戰包括國防部實施網絡安全、機密數據、數據庫訪問和信息分配協議的能力。系統工程方面的障礙是需要新的方法來設計安全和可靠的人工智能系統，如WRAID能力。將需要SE方法來處理不可預見的故障模式，并在系統生命周期的早期確定根本原因。

對像WRAID能力這樣的人工智能系統的倫理考慮是系統發展的一個重要因素。開發系統以取代倫理學，將使系統更有可能被部署。有幾個有道德問題的自主武器系統被拉出來作為WRAID能力的道德對話的基礎。通過一個示例場景，對道德狀況進行定性分析，以了解在部署WRAID能力時可能出現的道德問題。倫理學在未來的技術中發揮著巨大的作用；從一開始就考慮到倫理學，建立技術是很重要的。

未來的重點需要放在繼續對想象中的WRAID系統采取正規的系統工程方法。WRAID系統需要一個強大的數據集，需要收集和注釋；收集的定性兵棋推演數據越多，WRAID系統的可行性和準確性就越高。與軍事部門的合作對于最大化WRAID的利益至關重要，例如情報和偵察組織。WRAID的模擬將是完善系統要求和創建現實模型的關鍵。關于如何使用WRAID的培訓和文檔應該同時開發，所以利益相關者，特別是指揮官已經準備好，知道如何使用這個新工具。未來的研究領域包括認知工程、基于正式模型的系統工程和人機協作。

隨著目前技術進步的速度和外國的目標，人工智能將在未來的沖突和戰爭中發揮作用。自上而下的指令將需要設計和實施WRAID能力：提供大量的資源，解決操作和文化變化，重組系統工程，并確保網絡安全和收購變化。實現未來的WRAID能力并不是一個微不足道的任務。然而，它對確保現在和未來的戰斗空間優勢至關重要。

執行摘要

形勢

我們最強大的力量投射和作戰能力，是為應對當前和未來的威脅而開發的，技術先進，價格昂貴，并且有半個世紀的使用壽命。這些特點中的第一個給了我們一個暫時的、可能是短暫的戰爭優勢。第二個特點給予我們的政治領導人短暫的經濟和政治優勢。最后一個特點將我們鎖定在多年的維護和升級的高額費用上，以證明最初的沉沒成本是合理的。這種組合迫使我們進入一個對我們更敏捷的對手來說透明的高慣性安全軌道，為他們提供關于這個軌道的可靠信息，同時給他們時間用更便宜的反擊力量、技術和戰略來適應。

因此，我們必須對服役期，即 "遙遠的未來"進行兵棋推演，以確保我們當前和未來的武器系統和作戰概念是為近期和遠期設計的。然而，50年的預測范圍已經超出了兵棋推演的可信度極限。工作組和研討會探討并記錄了兵棋推演可以處理這一范圍的方法。

挑戰

工作組和研討會的參與者選擇了以下對遠期作戰的廣泛挑戰進行研究--本報告中記錄了細節：

機構

? 美國國家安全機構只關注短期。

? 和平時期的軍隊在面對大規模突發事件時變得不靈活。

? 對近期的關注減少了在對遠期進行推演時的嚴格動機。

過程

? 遠期兵棋推演是被動的。

? 先進技術部隊的指揮和控制是不明確的。

不確定性

? 不確定性和不確定性隨著人們對遙遠未來的展望而增長。

? 可能的相互作用和未來的組合爆炸。

? 未來情景的可信度、合理性和概率難以確定。

? 技術上的不連續和黑天鵝進展將發生。

? 當展望未來時，相互作用的因果因素的復雜性會增加。

辦法

本報告探討了以下涵蓋這些挑戰的方法，并記錄了它們的優勢、劣勢和實施障礙。由于大多數方法涵蓋了一個以上的挑戰，因此挑戰和方法之間沒有一對一的映射關系。

組織方面

? 建立一個有明確任務的組織，旨在對未來進行兵棋推演。

? 重振兵棋推演的最佳實踐，并確定遠期推演所需的新實踐。

社會工程

? 探討兵棋推演如何影響軍事思想，而不僅僅是軍事思想如何影響兵棋推演。

? 使用兵棋推演來提高人們處理未知未來的能力。

? 考慮到人們如何思考和擔心未來的心理。

未來主義

? 在兵棋推演過程中嵌入未來框架和展望規劃。

? 使用系統思維來設計未來情景。

? 以能源變化驅動的軍事事務革命（RMAs）為基礎的未來情景。

過程

? 對美國防部的采購進行戰爭演練，以便在數月和數年內發展能力。

? 以月/年的采購戰為輸入，對從現在到遠期的軌跡進行戰役。

? 將我們穩定的社會價值與對手的社會價值進行戰爭。

? 以每次不同的游戲設計進行多次兵棋推演。

? 對每個游戲設計進行多次兵棋推演。

? 對許多游戲進行戰時敏感度分析，以探索假設的技術或能力水平何時會對作戰決策者有用。

? 將情景規劃和作戰設計結合到路徑游戲中

本文件

本文件包含了工作組撰寫的論文，他們在2018年11月至2019年6月期間撰寫和完善這些論文時的討論，以及在2019年8月聯結美國兵棋推演會議期間舉行的研討會上的討論。

多年來，加拿大國防研究與發展部（DRDC）一直通過一系列的研討會與軍事人員接觸，評估新興技術對概念、能力和投資的可能影響。本文概述了影響評估框架，該框架已被設計并用于調查一些新興技術的影響。該框架包括定量和定性的措施，以及支持任務所需能力要素的正式清單。該框架的應用通過幾個新興技術領域對加拿大陸軍能力要素的評估結果來說明。被評估的新興技術領域包括量子技術、超材料、人工智能、印刷電子學、人體性能增強、合成生物學、增材制造和其他許多領域。結果提供了關于哪些軍事能力領域和作戰功能將受到所審查技術的最大影響的見解。這種方法為部隊開發人員提供了額外的證據，并支持對能力發展計劃和技術路線圖的審查。

1.0 引言

對技術、戰爭、政治和經濟之間關系的研究已經多次提出，未來必須在高度不確定的情況下做出決定。偏見塑造了國家和文化對如何預測未來的偏好。正如W.Chin所指出的，未來戰爭方面的文獻往往過度依賴明顯具有決定性軍事技術的簡單化概述[1]。

國防和安全的作戰環境不斷被競爭和沖突所塑造。雖然軍隊在評估未來作戰環境（FOE）的基礎上發展未來部隊，但它也需要評估趨勢和發展對能力的可能影響[2]。盡管大多數官方的FOE出版物包括對軍事力量的關鍵推論和高層影響，但仍然很少有既定的框架來評估新興技術在能力和概念發展方面的可能影響。

2017年，加拿大陸軍委員會批準將近距離接觸[3]作為未來軍隊（AoT）的頂點作戰概念。AoT是一個不斷發展的概念模型，說明加拿大軍隊在未來15年內應該如何配置、裝備和訓練。理想的AoT將被要求更加連接、敏捷、靈活、整合和強大。正如 "親密接觸"所指示的那樣，需要對政治、環境和技術變化進行持續的地平線掃描和觀察，以便對破壞性變化提供更好的預警[5]。作為風險管理戰略的一部分，部隊組建者需要了解技術發展以評估和利用潛在的機會。他們還需要預測和減輕他們在FOE中可能面臨的潛在風險、威脅和作戰挑戰。技術前瞻性和組織敏捷性是機構復原力的關鍵推動因素。技術優勢當然是任務成功的助推器，但創新文化和靈活的系統將是未來陸軍在作戰中成功的游戲規則。

1.1 新興技術在基于能力的規劃中的作用

一些軍隊已經采用了著名的基于能力的規劃（CBP）框架，該框架最初由Paul K. Davis[4]開發，用于支持能力和系統的長期戰略計劃。在加拿大，CBP于2005年被加拿大武裝部隊（CAF）采用。CBP是一種系統的部隊發展方法，旨在為最合適的部隊結構選擇提供建議，以滿足政府的優先事項。CBP過程評估了通過情景分析得出的能力目標。然后，通過對當前和計劃中的能力進行分析，確定并驗證能力的不足和過剩。它支持首選部隊結構的發展。CBP是一個使用場景的過程，這些場景松散地位于FOE中，以評估現有能力在多大程度上可以保持運作，并在不同場景下對任務的成功做出貢獻。CBP過程的主要結果是識別和記錄可能威脅到任務成功的能力差距和缺陷。CBP是關于評估現有軍事能力的準備程度、生存能力和維持能力。

傳統上，新興技術的趨勢是作為FOE的一部分來考慮的，從FOE中推導出一些情景來 "測試 "現有的軍事能力。評估新興技術的綜合方法需要考慮三種不同的應用背景。

• 機會：新興技術能否被塑造來解決差距和不足，提供新的能力或新的手段來實現效果？

• 風險：新興技術能否代表新的威脅，需要出口控制或技術保護計劃，加速我們自己技術的淘汰，或降低我們的能力？

• 環境：新興技術將如何塑造作戰環境？鑒于全球都能獲得新技術，我們在未來的物理和數字環境中會面臨什么？

CBP是在未來部隊結構的設計中創造機會和減少風險的藝術。

2.0 評估新興技術的方法

文獻中描述了在國防背景下評估新興技術的幾種方法。

2.1 北約DTAG方法

顛覆性技術評估游戲（DTAG）是一種方法，最初由北約SAS-062和SAS-082任務組開發[6-8]。DTAG最適合于探索新興技術在軍事場景中的使用如何可能改變行動方案和結果。DTAG使用系統理念（IoS）卡，將幾種技術整合到一個新概念中。DTAG會議通過在軍事背景下進行基于場景的桌面兵棋推演演習，探索IoS的潛在好處。

從能力發展的角度來看，文獻中沒有證據表明，擬議的IoS卡得到了現有技術路線圖或技術趨勢分析的支持，這將有助于能力開發者估計一個新的 "系統 "在可預見的未來何時可以現實地出現和部署。DTAG會議的結果產生了新的技術應用概念，但它們缺乏技術趨勢分析和路線圖的支持，使能力開發者獲得的可操作信息有限。

2.2 TOWS分析（澳大利亞）

澳大利亞陸軍采用了由國防科技集團（DST）的科學家開發的威脅、機會、弱點和優勢（TOWS）方法來評估新興技術對陸軍通用功能的可能影響。TOWS技術的描述見[9, 10]。TOWS技術將外部威脅和機會與一個組織的內部弱點和優勢進行比較。結果被用來定義一套行動，以保護組織免受威脅，并使其能夠利用機會。TOWS是專門為推斷行動和戰略而設計的。

表1：技術領域對軍隊一般職能的影響[10］

3.0 評估新興技術的綜合方法

加拿大國防研究與發展部（DRDC）用于識別和評估新興技術的一些工具和技術已經在2015年的北約IST系列講座中進行了描述[11, 12]。目前，DRDC的計劃將這些工具和技術整合到科技（S&T）展望和風險評估的綜合方法中。圖1說明了從前景掃描活動到提供戰略建議的主要組成部分和邏輯流程。新興技術影響評估研討會每年進行一次，以評估新興技術對國防和安全能力、利益相關者和政策制定者的影響。

圖1：DRDC的科技（S&T）展望和風險評估計劃。

3.1 科技展望與風險評估

DRDC的科技展望和風險評估計劃的所有活動都是按照四步程序進行的，首先是進行前景掃描活動，以確定新出現的利益趨勢，然后收集和分析信息，以發展關于這些利益趨勢的技術情報。然后評估新出現的技術趨勢對國防、安全、政策和立法的可能影響。評估的結果被用來為計劃、能力和伙伴關系方面的決策提供信息。

3.2 加拿大軍隊的作戰功能和能力

在所有的未來情況下，任務的成功和有效性依賴于執行任務所需能力的可用性、準備性、穩健性和彈性。新興技術的潛在影響需要在所有作戰功能中進行評估，以確定哪些能力可能從中受益，哪些可能面臨風險。加拿大陸軍使用五個核心作戰功能：指揮、感知、行動、防護和維持

• 指揮 - 建立共同的意圖和管理指揮的必要結構和程序。作為一項作戰功能，指揮部是其他四項作戰功能的紐帶。指揮部是將所有作戰功能整合到一個全面的戰略、作戰或戰術層面的概念的作戰功能。

  • 指揮部的運作功能由一些關鍵能力支持，包括：

    表1：支持指揮職能的能力。

指揮與控制網絡	安全、穩健、多級和移動通信系統，允許在所有適當級別進行網絡化指揮。
規劃和決策支持系統	態勢感知（SA）；協作規劃工具；建模與仿真
JIMP連接性	聯合、機構間、多國和公共 (JIMP) 連接

• 感知 - 一個單一的綜合實體，收集、整理、分析和顯示各級數據、信息和知識。戰術、行動和戰略資產被整合為一個單一的連續體。感知是為指揮官提供知識的操作功能。感知功能包含了所有收集和處理數據的能力。

  • “感知” 的操作功能由一些關鍵能力支持，包括：

    表2：支持感知功能的能力。

地面傳感器網絡	雷達;光學
空中和戰略傳感器網絡	無人機;衛星;網絡
情報系統	圖像;信號;社會文化;地理空間;人類;開放源

• 行動 - 使用一種能力來影響整個沖突范圍內物質和道德領域的事件。行動反映了對各種來源的能力的整合--戰術、行動或戰略。行動是整合了機動、火力和信息戰的作戰功能，以達到預期效果。它是聯合火力和影響活動的結合，通過機動和對作戰環境的管理而同步和協調。

  • 該法案的運作功能由一些關鍵的能力支持，包括：

    表3：支持行動功能的能力。

火力	直接火力武器；間接火力武器；遠距離火力；聯合火力；定向能武器
機動	裝甲車；輕型車輛；自主系統；戰術空運；沿岸船只
信息作戰	電子戰；心理作戰；計算機網絡作戰（防御、攻擊、利用）。

• 防護 - 為促進任務成功而采取的部隊保護措施，通過管理風險和盡量減少人員、信息、物資、設施和活動在所有威脅下的脆弱性，維護行動自由和行動效率。防護是保護部隊、其能力和行動自由的業務職能。防護功能可以保護部隊免受常規和不對稱的威脅，適用于國內、大陸和國際行動。

  • 防護作戰功能由一些關鍵能力支持，包括：

    表4：支持盾牌功能的能力。

火災防護	保護基礎設施部隊、個人、車輛、武器、設備和物資免受直接和間接火災的傷害；戰斗識別（反自相殘殺）
GBAMD	地基防空和彈藥防御
避免爆炸性危險	簡易爆炸裝置（IED）；誘殺裝置；地雷
化學、生物、輻射防御	防范化學、生物、輻射、核威脅；環境和職業健康與安全
保護免受心理威脅	反心理學行動

• 維持--產生、部署、使用和重新部署一支部隊所需的所有功能的組合。"維持"是支持行動的再生和維持能力的操作功能。

  • "維持"行動功能由一些關鍵能力支持，包括：

    表5：支持維持功能的能力。

陸地設備系統	維修設施；前方維修；回收
材料和分配系統	總資產可見度；倉儲；供應；食品服務；陸路運輸；空運；集裝箱化
行政系統	財務服務；人事管理；停尸服務；牧師；法律服務；郵政服務；娛樂設施
衛生服務系統	醫療設施；傷員后送；醫療和牙科治療；醫療用品；健康報告；預防醫學（身體和精神）。

除了作戰功能外，還考慮了部隊生成能力。一些新興技術可能會影響到部隊生成的各個方面。例如，增強現實和虛擬現實技術正被越來越多地用于加速訓練。它們還為平臺的現場維護和修理提供了新的手段。在CA的背景下，部隊組建得到了一些關鍵能力的支持，包括：

表6：支持部隊組建的能力。

組織力量產生的結構	單位；旅；師；訓練機構；靶場和訓練區；總部
兵力投送	國家維持基地；戰略交通線；戰區維持（包括工程支持）；空運；海運；APODs/SPODs

3.3 研討會方法

通常情況下，新興技術影響評估研討會以一個或多個主題專家（SME）的展望簡報開始。中小企業有責任介紹該技術領域并描述其潛在的應用。他們還提供有關被審查的新興技術領域的新興趨勢和主要領導人的有用信息，以及對該技術目前的成熟度、限制、局限性和科學界面臨的挑戰的概述。

圖2：研討會過程。

根據中小企業提供的信息和個人的專業知識，研討會參與者被要求使用簡單的李克特量表評估新興技術領域對陸軍能力的潛在影響，從0（無影響）到7（非常大的影響）。評級過程確保參與者考慮到每個作戰功能的所有能力領域的影響。通常情況下，在考慮一項新興技術的潛在影響時，參與者已經想到了一個具體的能力領域。使用一個系統的能力評級過程，可以確保"不太明顯"的影響領域也在研討會上得到考慮和討論。

圖3：評級過程和尺度。

在研討會上，"影響"的定義是：解決現有的差距和缺陷；解決持久的問題（如士兵的負擔）；改善現有的能力；引入新的概念和能力；破壞或否定現有的能力；使任務面臨風險（多種風險類別）。

在第一輪個人評估后，將結果提交給研討會參與者，以激發小組討論和辯論。小組討論提供了機會，以交流對新興技術的看法，要求中小企業提供額外的技術細節和清晰度，挑戰假設，并試圖填補 "高不確定性所固有的知識空白"。小組討論后，再進行第二輪評估。這種方法有助于衡量和減輕 "群體思維"的影響。

3.4 數據分析

在研討會上收集的數據用兩種不同的方法進行分析。第一種是依靠DRDC的科學家在2006年開發的統計工具來進行多標準分析和排名共識（MARCUS）。MARCUS[14, 15]是一個產生共識結果的有用工具。MARCUS的特點之一是它能正確處理排名中的并列關系，能容忍不完整的排名，并在必要時允許單個排名在確定共識排名時具有不同的權重。

下面的例子顯示了小組討論前后評估的微小差異。在這個特殊的案例中，在小組討論之前，評估認為情報系統（5）將受到人工智能（AI）發展的最大影響。在小組討論后，與會者評估說，規劃和決策支持系統（2）將受到最大影響。

圖4：小組討論前后，MARCUS對人工智能應用在20種軍隊能力上的排名

用于分析數據的第二種定量方法是對所有參與者對每個能力領域的評分應用一個簡單的平均函數，如圖5所示。此外，在研討會期間還收集了參與者的定性評估，以便為個人評級提供額外的理由和背景。結果被用來確定哪些能力領域和作戰功能將受到所考慮的新興技術的最大影響（技術觀點），并確定哪些新興技術將有助于塑造整個作戰功能的未來能力（操作功能觀點）。自2014年以來，CA一直在舉辦一系列的研討會，以評估幾個新興技術領域的潛在影響。

3.5 結果概述

如圖5所示，累積結果表明，支持指揮功能的能力將受到人工智能（AI）應用、人類性能優化和修改（HPO、HPM）發展以及量子科學（QS）應用的顯著影響。量子技術有望提供下一代的加密能力，可以提高指揮和控制（C2）網絡的安全性。

圖5：新興技術領域對CA運行功能的影響程度

結果還表明，在未來15年以上的時間里，支持理智功能的能力將受到幾種新興技術的顯著影響。人工智能（AI）的快速發展，以及量子科學（QS）、超材料（MM）和印刷電子（PE）的發展，將有助于塑造未來的感知能力。

對于支持行為功能的能力，結果表明它們將受到人工智能、文化行為模型（CBM）以及培訓、教育和演習5（TEE）新模式的影響。機動能力將大大受益于人工智能的發展，特別是在機器人、自主車輛和蜂群的應用領域，但也可以通過人工智能的增強現實技術為下崗士兵服務。量子傳感器的發展將提供更精確的定位、導航和定時（PNT）系統，以提高在GPS缺失環境下的機動能力。

支持防護功能的能力也將受到幾個技術領域的重大影響。材料科學和個人防護設備（PPE）設計的發展顯然將塑造未來的防火能力。化學和生物檢測和保護（CB DP）的進步將有助于增強或新的CBRN防御能力，同時合成生物學（SB）和人體性能優化（HPO）的發展也將有助于增強或新的CBRN防御能力。量子科學（QS）預計將提供新的傳感器，以實現對爆炸性危險的遠距離探測和規避。

在支持 "維持"功能的所有能力領域中，衛生服務系統是未來15年內變化最大的領域。合成生物學（SB）、人體性能優化（HPO）和改造（HPM）的發展，以及個人防護裝備、化學和生物檢測和保護（CB DP）的發展，培訓、教育和鍛煉的新模式，以及來自印刷電子（PE）的可穿戴和植入式傳感器，預計將對未來的衛生服務系統產生重大影響，前提是有適當的政策和立法。

3.6 結果

年度新興技術影響評估研討會是支持能力發展和實施國防創新計劃的關鍵。它們匯集了科學家、學者、工程師、政策制定者、項目管理人員、法律顧問和軍事人員的專業知識。自2014年成立以來，新興技術影響評估研討會為國防能力、科技合作計劃和伙伴關系的戰略投資決策提供了信息。例子包括。

• 采用部門的量子科技戰略。

• 加拿大軍隊人工智能概念文件和技術路線圖。

• 提交給國防部（DND）"創新促進國防卓越和安全"（IDEaS）計劃的新的創新挑戰。

• 在新興技術領域的新FVEY活動，如超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。

• 幾個國防和安全政策問題簡報。

• 對敏感技術和出口控制的系統性審查6。

4.0 結論

任務的成功和有效性取決于用于實現效果的能力的可用性、準備性、穩健性和復原力。長期的戰略能力發展計劃需要識別和評估新興技術對所有作戰功能的潛在影響，以了解哪些能力可能受益于這些技術，哪些可能面臨風險。為了支持這種評估，我們設計了一個框架，其中包括定量和定性的措施以及支持任務所需的能力要素的正式清單。通過對加拿大陸軍能力要素的幾個新興技術領域的評估結果，說明了該框架的應用。自2014年第一次迭代影響評估研討會以來，累積的結果提供了寶貴的見解，即在未來15年內，哪些軍事能力領域和作戰功能將受到審查技術的最大影響。

附錄A

表A-1: CA評估的新興技術領域

5.0 參考文獻

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• 本研究由美國陸軍研究實驗室贊助，根據合作協議號W911NF-21-2-0227完成。

?在日益復雜的軍事行動環境中，下一代兵棋推演平臺可以減少風險，降低作戰成本，并改善整體結果。基于具有多模態交互和可視化能力軟件平臺的新型人工智能（AI）兵棋推演方法，對于提供滿足當前和新興戰爭現實所需的決策靈活性和適應性至關重要。我們強調了未來作戰人-機器交互的三個發展領域：由人工智能引導的決策指導，高計算力下的決策過程，以及決策空間的真實呈現。這些領域的進展將使有效的人機協作決策得以發展，以滿足當今戰斗空間日益增長的規模和復雜性。

關鍵詞：決策、交互、兵棋推演、人工智能、增強/混合現實、可視化

1 引言

在傳統的兵棋推演中，指揮官利用一個共同的基于地圖的作戰地形，并在軍事決策過程（MDMP，方框1）中模擬各種因素的組合如何產生行動方案（COA）、可能的反擊行動、資源使用估計和預測結果（美國陸軍，1997年，2014年，2015年）。在幾天或幾周的時間里，MDMP過程導致了一套精煉的COAs，它對作戰環境做出了一定的假設，包括地形、天氣以及戰區資產的可用性和能力（即塑造支持主要作戰行動的活動）。

方框1. 軍事決策過程（MDMP）
MDMP是美國陸軍解決問題的理論方法，從接到任務開始，到生成作戰命令結束。MDMP被用作一種工具，幫助指揮人員審查眾多的友軍和敵軍的作戰行動。MDMP的7個步驟在規劃新任務、擴展行動和執行訓練演習所需的決策過程中灌輸徹底、清晰、合理的判斷、邏輯和專業知識（美陸軍，1997年，2015年）。
指揮官在接到任務后啟動了MDMP。在MDMP的第1步中，所有的工作人員和關鍵的任務參與者都被告知任務和待定的規劃要求，包括進行MDMP的可用時間量。確定進行任務分析所需的工具，并收集與任務和作戰區有關的文件。步驟2，執行任務分析，建立對任務的全面理解，包括關鍵的事實和假設，形成擬議的任務說明和任務分析簡報，為制定COA做準備。
MDMP的第3至第6步著重于制定COA以進行分析和比較。這些步驟包括：第3步，制定COA；第4步，COA分析（兵棋推演）；第5步，COA比較；第6步，COA批準。COA是對一個已確定的問題的潛在解決方案。每個COA都要使用篩選標準來檢查其有效性，如在既定的時間框架、空間和資源限制內完成任務。COA的選擇過程通常涉及到兵棋推演，它試圖在考慮到友軍力量和敵人能力的情況下，將行動的順序流程可視化，同時考慮到行動區域內平民的影響和要求（美陸軍，2014）。戰術模擬（兵棋推演）方法的好處是突出了作戰行動的優勢和劣勢。這往往是一個反復的過程，對作戰行動方案進行評估，然后根據需要進行修改，直到出現一個或多個具有最高成功概率的作戰行動方案來完成任務目標。
在一個具體的行動方案得到指揮部的批準后，MDMP的最后一步是制作行動指令，這是一份給下屬和鄰近單位的指令，旨在協調所有參與任務的組織的活動。這一步驟涉及到所有受命令傳播影響的組織之間的積極合作，并建立起對局勢的共同理解。

盡管MDMP幫助指揮官了解作戰環境和考慮作戰方法，但這個過程有很多局限性，如時間密集、假設僵化、跨場景訓練的機會有限，以及將人工智能（AI）指導納入決策過程的機會很少。傳統上，一項任務的成功與指揮部執行MDMP的能力直接相關。然而，鑒于當今多域作戰（MDO）的復雜性增加（Feickert，2021年），有大量的任務指揮系統和流程，與行動相關的所有活動的整合和同步變得越來越困難，甚至到了人為無法完成的地步。由于MDMP的缺陷而導致的規劃專業知識的缺乏，可能會導致不同步和不協調的行動，從而最終導致士兵的生命損失。

MDMP中沒有具體描述戰斗空間的可視化能力，但它顯然在決策過程中發揮著重要作用。最近，集成了先進可視化能力的新系統和新技術已經被開發出來，它們可以提高態勢感知，從而增強決策過程。美陸軍的例子包括Nett Warrior（Gilmore，2015），它使下馬戰士能夠直觀地看到附近的友軍和敵軍，同時根據當地的地形協同規劃戰術任務。盡管這項技術將無線電和數字地圖擴展到了下馬戰士，但它缺乏一個底層的人工智能引擎來提供決策幫助。戰斗空間可視化和交互平臺（BVI，前身為增強現實沙盤，ARES）是陸軍技術的另一個例子，它能夠為任務規劃提供分布式協作，具有從任意視角和廣泛選擇設備的共同作戰畫面的二維和三維可視化能力（Su等人，2021）。BVI架構的制定是為了拉入外部計算服務，如分析管道、模型和人工智能引擎。美陸軍研究實驗室正在努力將這些類型的服務納入BVI，包括用于加強決策支持的人工智能。

目前，MDMP并沒有將人工智能指導納入整體任務規劃方法中。美陸軍的自動規劃框架（APF）（Bailey，2017）開始通過將自主技術插入MDMP工作流程來解決人工智能輔助決策問題。指揮人員可以通過APF的數字規劃呈現、規劃創建和規劃監控工具，在任務規劃和COA開發期間獲得背景援助。任務執行和估計能力通過監測任務的規劃和實際進展，為改進決策跟蹤和支持活動提供自動協助。盡管APF為MDMP引入了基本的自動化水平，但它缺乏Nett Warrior和BVI所提供的先進的可視化和用戶互動能力。

提供地面部隊自動化和用戶可視化能力的是美陸軍最知名的兵棋推演平臺--半自動化部隊（OneSAF），為計算機生成的地面部隊提供建模和模擬能力（PEO_STRI, 2022）。OneSAF提供了半自動和全自動的軍事實體（即士兵、坦克、直升機和綜合單位）的建模，在類似真實世界的戰斗空間中以不同的保真度來支持特定的應用和場景。OneSAF主要用于訓練，并與目前的任務指揮系統具有互操作性。它可以使用多分辨率的地形和詳細的實體相關數據庫來模擬廣泛的作戰環境。然而，OneSAF對地形和實體系統的高保真建模的優勢使得它的設置和運行成本很高。它受到老化系統的限制，而且眾所周知，士兵需要大量的培訓來學習如何操作模擬，使用起來很困難（Ballanco，2019）。OneSAF的復雜功能并不適合開發人工智能能力，以實現快速和敏捷的戰士-機器決策。

除了MDMP和上面提到的陸軍平臺外，最近將人工智能納入決策過程的工作包括一些方法（Goecks等人，2021a），在模擬人類決策過程方面取得了一些成功。一般來說，人工智能在決策變量有限的問題上取得了一些成功，如資源分配（Surdu等人，1999）、飛行模擬器（Drubin，2020）和更簡單的場景。正在進行的挑戰包括需要提高人工智能的能力，以解決有多個行為者、不完整和可能沖突的信息、不斷變化的單位行動和環境屬性的復雜決策，以及需要將這些決策的后果在許多空間和時間尺度和領域內可視化。

以下各節描述了對MDMP的潛在改進。"未來軍事決策過程所需的進步"一節概述了支持MDO決策的三個研究領域，并以圖表形式描述了這些研究領域與軍事理論決策方法之間的關系。"未來軍事決策過程所需的進步 "一節中的小節對每個研究領域進行了更深入的討論。"展望推進人-人工智能團隊決策的交互技術 "一節概述了未來的作戰人員-機器接口（WMI）的發展方向，重點是與決策有關的人-人工智能團隊的跨學科研究。

2 未來軍事決策過程所需的進步

軍事決策過程在支持MDO復雜決策方面的局限性，突出了在三個研究領域的改進需要。首先，有必要將人工智能產生的指導和輔助決策支持納入MDMP。這既包括進一步開發和整合人工智能到戰斗空間決策規劃，也包括進一步改善人工智能決策過程的可解釋性和透明度（Chen等人，2018）。第二，有必要在戰略層面以及戰術邊緣，盡可能地將決策分析與高性能計算（HPC）的力量結合起來。這將能夠利用HPC系統的力量來支持建模、分析和計算時間，同時整合和同步來自所有戰區領域的信息。最后，有必要利用先進的可視化技術，如混合現實技術，對決策空間進行更準確和互動表述。不是簡單地在一個固定的時間尺度上顯示地形的二維渲染，而是需要可視化不同領域的決策是如何相互作用的，并利用混合現實技術來提高理解的吞吐量，并產生平面顯示不可能的洞察力。

除了MDMP之外，其他更廣泛適用的支持戰斗性問題解決的軍事理論包括：DOTMLPF[例如，學說、組織、訓練、物資、領導、人員和設施；（美陸軍，2018年）]，這是一個確定差距并為當前和未來作戰要求提出設計解決方案的框架；以及METT-TC[例如，任務、敵人、地形和天氣、部隊、可用時間和民事考慮；（美陸軍，2019年）]，這是一個結構化框架，用于捕捉任務相關因素的狀態，以便在軍事行動期間進行共享評估。這些理論定義了MDO戰場的信息背景，構成了應用于上述三個研究領域的軍事決策的核心基礎。如圖1所示，在為人類和人工智能指揮開發復雜軍事決策空間的新表述時，研究進展和MDO相關理論相互借鑒、相互啟發、相互加強（美陸軍，2010）。

圖1. 新型作戰人員-機器交互（WMIs）和人工智能輔助決策所需的三個研究發展領域，以支持和加強基本的MDO理論[右下圖來源：Lebsack（2021）]。

2.1 人工智能導向的決策指導

需要新的人工智能支持的WMI，以利用人工智能決策方面正在取得的進展，并為復雜的適應性決策的人工智能學習作出貢獻。在簡化的戰斗空間中測試人工智能決策輔助工具是開發過程中重要的第一步，也是將人工智能納入更成熟的戰斗空間平臺（即BVI、OneSAF）的前奏。開發用于決策輔助實驗的人工智能測試平臺可以在MDO中產生能力越來越強的潛在COA建議。圖2顯示了陸軍開發的兩個人工智能測試平臺的例子。

圖2. 兩個ARL人工智能測試平臺的例子。左邊：ARL Battlespace（Hare等人，2021）（ //github.com/USArmyResearchLab/ARL_Battlespace ）。右邊：ARL的Simple Yeho測試平臺。圖片由C. Hung制作。

人工智能測試平臺能夠開發出匯集所有領域信息的AI，并計算出人類和AI智能體的風險和預期回報。圖2的左側顯示了ARL戰斗空間測試平臺（Hare等人，2021年），它是從頭開始開發復雜決策的新型人工智能的理想場所。它對戰斗空間的抽象強調了軍隊相關場景下的核心推理原則，在這種情況下，用蜜罐進行網絡欺騙。較小的網格空間使人工智能的學習和發展能夠集中在不確定性下的復雜推理，有多個友好和敵對的agent。圖2的右側顯示了ARL的Simple Yeho測試平臺，它提供了將人工智能開發與更多真實世界場景中的默契推理結合起來的能力，有多個基于地形的海拔高度、視線范圍、障礙物、樹葉（隱蔽）、道路和城市區域。紅色陰影和黑色線條表示任務的起點和終點、左右邊界以及人工智能建議的路線。這種額外的真實性使其能夠與MDO理論相結合，包括DOTMLPF和METT-TC，并使人工智能與自然的、機會主義的士兵行為共同發展。這兩個人工智能測試平臺都可以擴展為傳統和沉浸式混合現實WMI開發平臺。

使用漸進式和可擴展的人工智能測試平臺，可以調查現有人工智能的幾個基本限制，特別是對于具有不確定性的復雜和適應性決策，以及人類和AI智能體的協作和對抗。對多智能體的協作和對抗性決策進行建模可能特別復雜，因為其遞歸性質，其他智能體是模型的一部分（Goldman，1973；Grüning和Krueger，2021），需要對決策特征、個性化的價值、風險規避、記憶和注意力進行動態和不斷發展的估計。這些具有高度不確定性、復雜性和動態性的情況是人類擅長的領域，適當設計的交互界面和人工智能測試平臺的人機協作可以提供加速和更有效的決策。對于有效的團隊合作，新穎的WMI應該幫助作戰人員篩選復雜的信息，并幫助人工智能發現決策的隱含規則。下面，我們提供了關于人機協作如何有效的案例。

多域兵棋推演中需要的復雜決策是開發有效人工智能決策輔助工具的直接挑戰。最近人工智能在圍棋、國際象棋、Minecraft和大富翁等游戲中的成功（Silver等人，2017；Goecks等人，2021b；Haliem等人，2021）是基于對世界現有狀態有完整了解的游戲（即 "開放 "游戲），而兵棋推演平臺通常包括關于作戰環境的不完整（如星際爭霸）、不確定或欺騙性信息（Vinyals等人，2019）。不確定性也可能來自變化的物理學或其他環境規則，正如在《憤怒的小鳥》中所探索的那樣（Gamage等人，2021）。由于世界狀態、不同行動者的狀態以及所采取的行動不確定性，知識的缺乏使得人工智能agent難以計算未來行動的風險回報情況（Cassenti和Kaplan，2021）。不確定性也限制了人工智能估計其他行為者的風險回報概況的能力，而這是計算有效的博弈論策略所需要的。人工智能被可能的最優和近似最優選擇的廣度所淹沒（Lavine，2019），即由于信息有限而選擇錯誤的選項，這種情況并不罕見，因為人類在制定有效探索隱藏信息的策略時，采用啟發式方法進行有效的選擇和預測（Gardner，2019）。為了幫助發展人工智能的隱性知識和探索能力，新型的WMI需要有效地解釋和展示決策景觀，以使作戰人員能夠快速和自然地瀏覽可能的選擇，同時使人工智能能夠在不施加認知負擔的情況下從人類的決策中機會主義地學習（Lance等人，2020）。這種機會主義學習可以包括：例如，凝視跟蹤，以捕捉吸引人類興趣和意圖的視覺區域和未標記的目標。它們還可以包括建立在自然的士兵選擇行為基礎上的行動者批評方法，以改善人工智能對人類專家在不確定、不完全信息和欺騙的情況下如何優先考慮某些選擇的學習，這取決于任務相關的背景。

開發人工智能的WMI的另一個基本挑戰是如何有效地整合和顯示MDO中所有五個領域的信息，特別是空間和網絡，因為這些領域的信息具有不同的時空尺度（Gil等人，2018）。對于網絡，決策的規模和速度可能比人類處理和理解的能力更快，需要人類的輸入來指導半自動化的決策，以及實施進攻和防御性欺騙策略的人工智能。WMI需要能夠以這樣的方式顯示決策圖景，即可以解釋一小部分最優和接近最優的決策策略（例如，圖3中的決策樹）。這應該包括對關鍵agent在不確定情況下的未來狀態和風險回報情況的估計（Hare等人，2020），以使有效的博弈論決策能夠被共同開發和相互理解。

圖3. 在頂部，是BVI網絡戰術規劃器應用程序中友軍與敵軍戰爭場景的三維視圖。三維視圖提供了一個比二維視圖更真實的決策視角，例如，顯示友軍（藍色）和敵軍（紅色）機載預警系統（AEWs）和周圍地形的海拔。這使得快速審查可能的視線和相對于周圍地形的感應。下面是人工智能的導航決策樹，為人工智能計算的幾個關鍵選擇的風險/回報概況以及它們如何映射到地形上提供透明度。這種抽象的決策空間還可以整合非空間決策，例如網絡欺騙。虛線表示與友方AEW的通信聯系和對敵方AEW的可能干擾。圖片由C. Hung制作。

這些挑戰為有效的WMIs設計提供了參考。也就是說，我們需要有能力從不同的來源（包括從其他國家的決策輔助工具）提取信息，以及一個能夠承載整合這些信息的計算能力的架構，同時還要處理基礎的人工智能計算（用于學習和部署）。我們還需要共同開發一個界面和算法設計，以適時地利用人類和人工智能agent的優勢并減少其局限性。

2.2 高計算能力下的決策過程

在復雜的決策過程中，需要大量的計算能力來處理和記錄所有組件、實體和狀態空間。從積累的動態狀態空間的數據集中建立過去、現在和預測模型，需要利用HPC資源來產生分析性的見解，并在決策背景下創建有用的表述。

實施HPC分析工作流程的一種方法是使用持久性服務框架（PSF）。PSF是一個最近可用的分布式虛擬化解決方案，它可以通過一個基于網絡的前端實現對HPC服務的非傳統訪問，而不像傳統的HPC環境，計算節點在特定的時間段內以批處理模式分配給用戶。此外，PSF提供對數據、數據庫、容器化工具集和其他托管平臺的分布式連續訪問（Su等人，2021）。

在一個PSF方法的例子中，一個模擬引擎連接到PSF，用于記錄人類和人工智能做出的所有決定。這允許分析在任務規劃和COA開發過程中發生的決策行為，以及識別決策模式和戰略，以開發競爭性和現實的兵棋推演場景。一個戰斗空間可視化平臺可以托管在PSF上，并使用消息傳遞協議來更新所有連接的設備接口。來自模擬引擎的狀態信息可用于生成戰斗空間和參與作戰單位的圖形表示。

使用PSF方法并利用HPC資源，可以實施人工智能輔助決策機制，利用大數據攝取和分析，同時可供地理分布的用戶用于協作決策工作和 "永遠在線 "的個性化培訓和紅色團隊。連接到PSF托管服務器的各種混合現實顯示模式可以支持一系列作戰場景，從戰略層面的指揮和控制到作戰邊緣的更多移動戰術使用。

2.3 決策空間的真實呈現

用圖形表示各級行動的軍事決策戰略需要新的可視化方法，這些方法可以應用于以規則變化、認知狀態、不確定性以及個人偏見和啟發式方法為特征的動態環境（Dennison等人，2020；Hung等人，2020；Raglin等人，2020）。戰斗空間的視覺表現應該在技術上盡可能準確和逼真，但又保持在人類可以理解和解釋的認知水平（Kase等人，2020；Larkin等人，2020；Hung等人，2021）。融合了混合現實技術的先進可視化方法有可能更好地表現多領域戰爭的變化特征及其不斷變化的威脅和動態環境。隨著最近混合現實可視化設備的技術進步，成本降低，硬件的可靠性和實用性顯著提高，混合二維和三維可視化方法現在已經成為可能。

由多個二維顯示器組成的混合現實方法增強了更先進的三維可視化能力，可以為指揮人員提供理解復雜的兵棋推演狀態空間所需的洞察力（Su等人，2021）。當需要一個共享的戰斗空間表示時，可以通過在不同的可視化模式上實現多個協調的視圖來實現協作的戰略規劃模式，以根據分布式指揮人員的輸入進行互動更新。

BVI（Garneau等人，2018）平臺表示地理空間地形信息和地圖圖像，允許指揮人員建立和修改戰術任務規劃和COA。作為一個數據服務器，BVI將地形和作戰數據分發給支持多種可視化模式的客戶端應用程序，包括頭戴式顯示器設備、基于網絡的界面、移動安卓平板設備和混合現實設備（例如，HoloLens 2、Oculus Quest）。

例如，圖3（頂部）顯示了位于加利福尼亞州圣貝納迪諾縣歐文堡國家訓練中心的高分辨率地形上的友軍與敵軍的兵棋推演場景（Wikipedia, 2021）。與MDMP期間經常使用的傳統2D地圖顯示相比，戰斗空間的3D視圖可以從多個觀察角度提供更豐富的用戶體驗。三維視圖，在BVI的網絡戰術計劃器（WTP）中，將地形和人工特征的空間信息以及由MIL-STD 2525C符號描繪的單位位置可視化（美國防部，2014）。可以想象，地理空間視角，如BVI提供的視角，支持決策者對動態戰斗空間環境的理解。與可導航的人工智能增強的決策空間（圖3，底部）搭配，組合的視角可以使人們更好地理解視覺空間依賴性、影響和因果關系、估計的風險和價值、不確定性以及復雜決策的欺騙性。將這種以地理空間和決策為中心的視角與人工智能相結合，可以提供必要的廣度，以協調物理行動與網絡和其他非空間領域的行動，跨越多個時間尺度，并具有快速適應變化的任務目標的靈活性。

3 人-人工智能團隊決策的交互技術展望

人工智能和人-人工智能團隊的快速發展需要WMI同步發展。隨著新型人工智能對有價值的COA產生更好的預測，并能更好地處理復雜的決策，它們也必須利用人類的專業知識，學習如何處理具有高度不確定性、欺騙、隱性知識和博弈論的決策。相反，人工智能的推理必須既抽象又能與兵棋推演環境相聯系，以實現透明和信任，同時又不造成過度的認知負擔。基于三維混合現實的WMI可以利用和增強人類固有的三維認知和預測能力（Welchman等人，2005；Kamitani和Tong，2006；Kim等人，2014；Boyce等人，2019；Krokos等人，2019），如果設計得當，其交互將感覺自然，同時擴大顯示多個領域的信息的能力，同時使AI能夠適時地從用戶的決策中學習。

我們強調了三個關鍵的發展領域，即人工智能引導的決策指導，支持這種指導的計算基礎設施，以及決策透明度的混合現實表現的發展。這些領域的進步需要跨越許多不同學科的專業知識。新的人工智能發展需要融合神經科學、心理學和數學的思想，以克服復雜決策中長期存在的問題的瓶頸。這包括跨時間尺度的學習和變化環境下的災難性遺忘，以及更具體的兵棋推演問題，如具有不確定性、欺騙和博弈論的多Agent決策。計算基礎設施也需要發展，因為計算能力和數據框架對于在戰術邊緣產生人-人工智能團隊的共同操作圖來說都是必不可少的。為了有效地開發，應該通過一個共同的框架來抽象出專有的限制和軟件的依賴性，并為使用和故障排除提供清晰的文檔，以使學術界、政府和工業界更好地專注于解決人與人工智能的合作問題。這個通用框架應該包括有效的信息傳遞，同時提供靈活性和適應性，以滿足人工智能開發和人類用戶在訓練和實際使用環境中的需求。最后，交互技術的開發本身需要跨學科的協同專業技術。一個基礎性的問題是如何壓縮信息使之被用戶有效地理解，以及如何最好地利用用戶的互動來進行機會主義學習。人類的大腦并不處理所有的感官信息，而是對世界進行預測和假設，以便在信息不完整的環境下節約計算。一個有效的WMI應該同時預測潛在的決策結果以及個人用戶的期望和假設。此外，人工智能決策輔助工具必須估計用戶的默契，使其能夠提供最相關的信息和最有希望的選擇，這些信息來自整個作戰領域。

結論

信息作戰和指揮與控制（C2）是美國陸軍可以向盟友和伙伴提供的兩種能力。在未來的作戰環境中，不僅要為動能作戰做準備，而且要為混合作戰和以信息為重點的戰爭做準備。這需要在復雜和默契推理的人工智能能力方面取得進展，在能夠提供持續訓練、分布式混合決策和大數據分析系統方面取得進展，以及在人與人工智能協作決策和機會主義學習方面取得進展，以實現人工智能的持續進步和人與人工智能的共同適應。這些進展中的每一項都需要跨學科的計劃性努力，以克服復雜的技術挑戰，創造新的決策原則、理論和理論方法，包括持續開發綜合測試平臺和技術，以實現政府、學術界和工業界的合作和協同發展。