北約聯盟面臨著一個日益復雜的安全環境。俄羅斯對北約在歐洲的一個親密伙伴國發動了全面戰爭，中國正在推行強硬的政策，這對盟國的利益和安全構成了挑戰。此外，恐怖組織所帶來的威脅仍在繼續。同時，北約的潛在對手繼續發展和提高其軍事能力。最后，其他因素，如氣候變化和正在進行的COVID-19大流行病也影響著我們的安全。

在《華盛頓條約》第3條中，北約成員國承諾要發展其軍事能力：“為了更有效地實現本條約的目標，各方將通過持續有效的自助和互助，各自和共同保持、發展其單獨和集體抵御武裝攻擊的能力。”為了推動聯盟適應這一快速變化的安全環境，北約國家元首和政府首腦在2021年峰會上批準了秘書長的“北約2030議程”。新的2022年戰略概念是指導北約未來戰略調整的另一份關鍵文件。此外，作為這一適應過程的重要組成部分，北約軍事當局制定了一個未來的戰略框架，其中盟軍司令部轉型的北約作戰頂點概念（NWCC）發揮了不可或缺的作用。

未來的戰爭行為將被地緣政治、社會、技術、經濟和軍事趨勢所左右。然而，聯盟未來面臨的許多威脅將來自技術發展。新興和顛覆性技術（EDT）可以徹底改變未來的軍事能力和戰爭能力。因此，促進技術創新并及時將其引入軍隊將在北約國家的軍事能力發展中發揮重要作用。因此，本報告的重點是技術問題。

戰爭特征的變化

戰爭可以以許多不同的形式發生，從近鄰對手之間的高強度常規戰爭到反恐和反叛亂行動，再到數字領域的戰爭。隨著安全風險的發展和戰爭性質的變化，北約盟國需要相應地調整其能力。在美國遭受9/11襲擊后，北約軍隊開始關注恐怖組織和不穩定局勢帶來的威脅，將其武裝力量用于反恐和反叛亂行動以及穩定任務。俄羅斯在2014年入侵克里米亞導致優先事項發生變化，北約國家開始重新調整其軍隊以應對重大戰爭。俄羅斯對烏克蘭的戰爭證明了這種調整的必要性，因為它嚴酷地提醒人們，歐洲國家之間的全面戰爭仍然是可能的。

技術進步和對軍事能力的影響：新興和顛覆性技術

新興和顛覆性技術（EDT）預計將在發展北約的軍事能力方面發揮關鍵作用。每一種EDT都是精巧的，但結合起來就會產生重大的軍事破壞力，這將使北約保持其行動和組織效率所需的技術優勢（STO, 2020；Wells, 2022）。此外，軍事能力將越來越依賴于智能、互聯、分布式和數字網絡（STO, 2020）。

北約科學和技術組織（STO）定義了2020年至2040年期間與北約能力相關的8項“主要戰略顛覆技術”：1）數據；2）人工智能；3）自主性；4）量子技術；5）空間技術；6）高超音速；7）生物技術和人類強化（BHE）；8）新型材料和制造（NMM）。

未來戰爭的技術層面

EDT將使軍事能力在本質上越來越智能化、相互連接、分布式和數字化。根據北約首席科學家布萊恩-韋爾斯博士的說法，未來的軍事能力將越來越依賴于：

• 智能技術，用于開發人工智能和新分析能力。
• 互聯技術，用于開發虛擬和物理領域。
• 分布式技術，用于分布式的大規模傳感、存儲和計算。
• 數字技術，用于人類、物理和信息領域融合（Wells, 2022）。

因此，我們將看到更多的智能自主行動，認知優勢將更加重要，擴大戰爭領域和更加強調精確戰爭。

• 智能自主行動。智能和自主系統正在取代和超過人類部隊的能力；它們將參與更復雜的決策和自我指導的活動。這將導致戰斗網絡之間的競爭，每個參戰方都在尋求能導致決定性勝利的效果組合。
• 認知優勢。量子技術將通過大幅提高傳感器能力、安全通信和計算，增加C4ISR的數據收集、處理和利用能力，特別是在太空。這種對無縫和無處不在連接的依賴，將通過虛假信息、網絡或物理攻擊軍事或民用網絡，來增加其在作戰中的重要性。這種攻擊可能在沖突開始之前就已經實施。
• 擴展領域。以廣泛分散、相互關聯和多領域的方式進行思考、計劃和操作的需要將對任務的成功變得更加關鍵。增加對新領域的利用將不可避免地導致對領域優勢的尋求。在大數據和量子的配合下，人工智能將擴大我們利用生物領域的能力，為新的個性化藥物和活體傳感器作出貢獻。這些技術將在認知、社會和生理等領域實現更有效的人類增強技術。
• 精確戰爭。C4ISR能力數字化程度的提高正在極大地增加精確打擊能力的發展。使用大量成本較低的精確武器將繼續使大型高價值資產能力處于危險之中。隨著電力和能源儲存問題的解決，定向能精確武器將變得更加廣泛和有效。

維持和推進北約的技術優勢：協作工作計劃

認識到EDT對未來能力發展的重要性，盟國在2019年就新興和顛覆性技術實施路線圖達成一致。該路線圖構建了北約在關鍵技術領域的工作，并使盟國能夠考慮其對威懾、防御和能力發展的影響。2021年，北約批準了一項關于EDT的連貫實施戰略。該戰略的重點是加強軍民兩用技術的開發，并為盟國創造一個交流最佳做法的論壇（NATO, 2021）。

北約科學技術組織（STO）是促進和利用盟國和北約的科技投資，開展和推進科學研究、技術開發和創新的主要機構。協作工作計劃（CPoW）以北約成員國和伙伴國的科學家組成的廣泛網絡為特色，并得到協作支持辦公室（CSO）的支持，是科技組織對發展現代互操作能力的主要貢獻。在2022年初，STO CPoW正在進行的活動總數為283項。該中心的工作在六個技術小組中進行，這些小組涵蓋了廣泛的研究活動和一個專門從事建模和仿真的小組（STO, 2022c）。STO的科技工作也由STO海事研究和實驗中心（CMRE）承擔。

應用車輛技術（AVT）小組“努力通過推進適當的技術來提高車輛的性能、可靠性、經濟性和安全性”（STO, 2022）。專注于為在所有領域運行的車輛開發技術，AVT社區利用以下領域的聯合專業知識：（1）機械系統、結構和材料；（2）推進和動力系統；以及（3）性能、穩定性和控制、流體物理。

人為因素和醫學（HFM）小組專注于優化士兵在不同作戰環境中的健康、人體保護、福祉和表現。這涉及到理解和確保軍事人員、技術系統、任務和環境之間的身體、生理、心理和認知的兼容性。例如，無人監視技術不可能取代極端環境中對人類軍事存在的需求。HFM探索和測試新概念，以防止和治療“凍結”（傳統上稱為“凍傷”）和“非凍結”（身體冷卻或“低溫”）傷害。

信息系統技術（IST）小組致力于開發改進C3I系統的技術和工藝，特別關注人工智能、互操作性和網絡安全，并為作戰人員、規劃人員和戰略人員提供及時、可負擔的、可靠、安全和相關的信息。科技部的工作計劃由三個重點小組組織實施：信息和知識管理、結構和情報信息系統以及通信和網絡。

系統分析和研究（SAS）小組進行研究和分析，以便在北約內部以及北約成員國和伙伴國的戰略、能力發展和行動中做出更好的決策。系統分析研究小組的工作重點是利用新技術、新的組織形式和新的行動概念。

傳感器和電子技術（SET）小組促進北約國家之間在用于防務和安全的傳感器和電子技術領域的合作研究、信息交流和科學技術的發展。SET小組致力于發展和加強被動和主動傳感器，以及電子技術能力、多傳感器集成和融合，因為它們涉及到情報、監視、目標獲取和偵察（ISTAR）、遙感、電子戰（EW）、通信和導航。SET小組被分成三個核心組：射頻技術（RFT）；光學技術（OT）；以及多傳感器和電子（MSE）。

系統、概念和集成（SCI）小組促進了有關“先進系統概念、集成、工程技術和技術在各種平臺和作戰環境中的發展，以確保成本效益的任務領域能力”的知識。例如，無人駕駛航空系統（UAS）已經在世界許多沖突地區被廣泛使用。自主系統將是未來幾十年的關鍵角色。SCI小組也有助于在北約不同國家之間分享和傳播無人機飛行測試的經驗和教訓。

最后，北約建模和仿真小組（NMSG）促進聯盟機構、北約和伙伴國家之間的合作，以最大限度地有效利用建模和仿真（M&S）。這包括M&S標準化、教育和相關的科學和技術。

海事研究和實驗中心（CMRE）是位于意大利拉斯佩齊亞的世界級科學研究和實驗設施，其工作重點是海事領域的科學研究和技術發展。CMRE是一個100%由客戶資助的國防研究設施，提供與國防有關的創新和實地測試的科技解決方案；NATO ACT是最大的客戶，其次是個別國家和其他組織，如歐盟委員會。

關于俄烏長達一年的戰爭，其中一個主要問題是，從軍事角度看，俄羅斯的武裝部隊為什么不成功。軍事指揮部無法將其武裝力量集中在最重要的地區，無法確保其不同部門的聯合行動，無法組織適當的偵察和防空，無法提供有效的航空和炮兵打擊強度，也無法利用軍事事務革命的成就進行戰爭。專家界對這些失敗提出了各種各樣的解釋，從俄羅斯軍事裝備的特殊性到全面腐敗。作者在下文中認為，俄羅斯在對烏克蘭戰爭中的軍事失敗的主要原因是，軍國主義已經成為俄羅斯的國家管理制度。在這樣的體系中，在做出最重要的決策時完全考慮軍事因素，而經濟和社會領域則被忽視。矛盾的是，俄羅斯按照軍事模式建立的權力等級制度甚至扭曲了克里姆林宮賴以作出決策的軍事信息，如入侵烏克蘭的計劃。結果，武裝部隊在"謝爾久科夫 "改革之后，他們無法實現目標。

戰略家們注意到，自冷戰結束以來，戰爭發生了重大變化。他們提出了一些概念和理論，以說明戰爭實踐在很大程度上已經偏離了克勞塞維茨對戰爭的理解以及身體暴力在戰爭中的中心地位。新興的沖突模式較少關注武力的工具性使用以實現政治目標，而更多地集中在觀念管理、敘事、不對稱性或不規則沖突、規范的對抗性使用以及武力的隱蔽性和模糊性使用等概念。本文旨在系統地比較三種較新的戰爭或政治沖突理論，即第五代戰爭（5GW）、混合戰爭（HW）和灰色地帶沖突。文章表明，盡管它們有相同的思想根源，但在它們對當代和不久的將來的沖突的性質的建議方面也是不同的。它們中的每一個都可以豐富我們對當代戰爭的理解，這將是掌握這些新的沖突模式的關鍵，而不是（戰場常規）戰爭。

當代沖突的三種理論都有相同的思想根源，它們有一些共同點，比如認為在未來的沖突中，軍隊的作用和武力的使用會很小，平民和民用工具的作用會更明顯。他們還假設沖突將同時發生在多個領域，戰場可以是字面上的任何地方。然后，也有顯著的差異。

第五代戰爭是一種操縱受害者的認知和身份的沖突模式，以至于受害者甚至可能不明白交戰方已經征服了他們。敵方可以通過尋求對人類地形的控制，包括公眾認知、意識形態和敘事，來擊敗5GW戰役。混合戰爭是國家和非國家行為者使用的一種戰略，它通過結合正規和非正規戰術以及各種軍事和非軍事手段，尋求最大限度地提高武力的有效性。敵方可以通過組織上的調整和整個政府的方式來對抗HW的混合威脅。相比之下，GZC是大國參與長期運動的戰略，旨在削弱通常更強大的對手，同時有意避免軍事反應。這里的解決方案是設定紅線，加強威懾，并在戰爭門檻以下制定有效的應對方案。

混合戰爭和GZC比5GW更以國家為中心。雖然在HW中通常會有可觀察到的（不規則）軍事沖突，但在5GW或GZC中不存在公開的沖突狀態。與GZC不同的是，在GZC中，潛在交戰方的范圍很小，競爭也相對明確，而5GW在經驗上是最難識別和研究的，因為它非常強調欺騙和隱蔽性，以及潛在的未知的個人和小團體網絡可能以無法識別為威脅的方式攻擊強大的國家和社會。

所有這些關于戰爭與和平之間的沖突的理論都有其缺陷，正如其許多批評者所指出的。同時，這些理論處理的是真實的、在某種程度上也是新的現象，這些現象是我們這個不確定時代的戰略競爭和沖突的特征。因此，宣稱這些理論缺乏新意，以便人們可以堅持19世紀歐洲制定的戰爭觀，是沒有用的。只有通過智力實驗和仔細觀察，我們對戰爭和沖突的理解才會有足夠的進步，才能更接近無限復雜的現實。

許多人認為，網絡戰具有內在的革命性和變革性，因為它們與大型軍事行動有關。然而，軍事革命往往難以量化，它對人、過程和機構的依賴程度不亞于對新能力的依賴。除了原始的軍事潛力外，像網絡行動這樣的新興能力只是形成戰略談判的眾多因素之一，這一過程往往更多的是由人類決心和心理問題來界定，而不是對不確定武器的客觀力量計算。從經驗上看，人們發現網絡戰沒有想許多人認為的那樣具有變革性。網絡戰往往是對其他權力工具的補充，更多的是作為塑造活動--政治戰爭和情報--而不是決定性的戰斗。本章試圖為戰略決策者如何在危機決策期間將網絡戰作為一種工具因素制定一個理論邏輯。當面臨升級或抑制危機的決策時，網絡選項為決策者提供了一種信號和低水平成本施加的方法，不會加劇緊張局勢。決策者傾向于利用網絡選項作為管理危機升級和減少敵意的方法。本章通過一個兵棋推演調查實驗和案例研究來說明這一邏輯，表明網絡戰有可能提供一個脫離戰爭的通道。

似乎戰爭的未來掌握在技術手中：無人機和機器有可能成為明天戰場上的主要角色之一。然而，那些認為人類將被完全剝奪戰爭藝術的人是錯誤的。在未來，人類將不僅僅是來自幕后的角色。人的因素將是決定性的，就像在亞歷山大三世、凱撒大帝和拿破侖-波拿巴的時代那樣。顯然，我們需要一個 "新的軍事人物"，一個能夠以有效和成功的方式結合不同理念的人。本文試圖在兩個基本概念的基礎上勾勒出這個人物。將考慮到蜂群（一種自古以來就使用的戰術，現在主要用于無人機）和人機協作（一種在軍事科學和技術領域正在獲得勢頭的概念）。這里的意圖是要了解這些想法是否能夠產生一個能夠解釋并贏得未來戰爭的新角色。

殺戮機器時代的新（人類）主體

今天，技術在世界范圍內占據了突出的位置。例如，想想工業生產或商業物流。當然，軍事界也沒有遠離進步--事實上，情況恰恰相反。目前，機器正被用于戰爭的各個方面，從偵察到消除目標。正是在這里，人們來到了一個非常重要的問題。這篇文章將討論未來戰爭的一個可能的新主體，但它不會是機器--而是人。由于巨大的技術優勢，這個人將有能力做出偉大的事情，但他們仍然是人。

既然有機器，為什么還要用人？例如，考慮一下無人機。無人駕駛飛行器（UAVs）是可消耗的，在資金和培訓方面都很便宜，而且能做士兵能做的一切，甚至可能更好。這是一些技術和軍事界人士的想法。但情況真的是這樣嗎？前提是，本文無意討論無人機的弱點，目前，無人機戰爭的情況出現了幾個問題。研究表明，遙控飛機（RPA）人員表現出與駕駛飛機的同事一樣的心理問題（例如，創傷后應激障礙，或PTSD）。此外，美國在全球反恐斗爭中使用無人機，不僅激化和煽動了對手，而且帶來的結果在戰略意義上遠非決定性的。當然，使用無人機的成本在經濟和政治方面都比較低（因為對于一個民主國家來說，發射一架無人機比部署少量士兵更容易被接受），但節約并不總是意味著勝利。雖然無人機無疑將繼續向好的方面發展，但世界大國的黑客攻擊能力也將繼續發展。在戰場上保護無人機方面已經發現了一些缺陷；例如，欺騙，即對手發送偽裝成真實的通信信號來劫持無人機，仍然對無人機構成嚴重威脅。只需點擊幾下就能讓一群無人機出現缺陷，這和以往一樣不方便。

但是，如果在未來，正如一些人預見的那樣，無人機逐漸由人工智能（AI）來指揮呢？在這種情況下，人類將遠離戰斗的身體和心理危險，而機器將做出決定。拋開這種選擇所帶來的巨大的道德和人道主義辯論，一些問題仍然存在。至少可以說，"機器理性地、無懈可擊地完成人類的工作 "這一方法是值得懷疑的。人工智能需要持續的最新信息以達到最佳運行狀態，而戰場會呈現出如此多變和非線性的場景，這將挑戰人工智能獲取精確數據的方式，因為這項技術是在有限的信息樣本上進行測試的。但人工智能最缺乏的是人類最主觀和最難計算的特征之一：判斷力。根據Avi Goldfarb和Jon R. Lindsay的說法，在軍事方面，判斷力包含了指揮意圖、交戰規則、行政管理和道德領導。這些功能無法通過狹隘的人工智能技術實現自動化。因此，對人工智能的日益依賴將使人類對軍事力量更加重要，而不是減少。

這是一個關鍵點。技術，無論是通過無人機還是人工智能來表達，都是不可阻擋的。有一天，機器可能會擁有人類的情商，因為人類對進步沒有限制。但由于本文討論的是近期而非遠期，因此有必要思考最現實、最可能的解決方案--可由人與機器之間的互補關系提供的解決方案。畢竟，戰場上沒有可預測的車轍，而是變化非常快的流動物。此外，正如其他軍事事務革命（RMA）的情況一樣，擁有技術從來都不是獲勝的條件。每一項軍事技術的背后都必須有一個能夠判斷其最佳用途的指揮官，并評估其在一場戰役中使用的所有戰術、行動和戰略影響。關于人工智能引導的無人機，也可以做這樣的論證。機器可能是不可阻擋的、自動化的和廉價的，但這并不意味著人們應該對它們有盲目的信任。如果沒有人類準備好打斷它們的運行周期，機器可能而且會在未來犯錯。

在這個意義上，保羅-沙爾談到了 "半人馬作戰"，在這個領域，人和機器都可以發揮自己的優勢，相互補充。然而，有一點特別重要，他指出了這種配對中的一個弱點：速度。循環中的人類降低了人工智能犯錯的可能性，但卻拖慢了人工智能的決策過程--而速度是戰爭的根本。另一個潛在的問題是人和機器之間可能缺乏溝通，這種情況在戰區發生。假設沙爾是泛指各種武器系統，本文作者認為，尤其是蜂群可以緩解這些問題。

蜂群（Swarmer）：人機混合

Swarmer這個詞來自于集群的概念。在進入這個話題的核心之前，有必要為本次討論的目的解釋一下什么意思。蜂群指的是一種軍事配置，涉及自主或半自主單位向敵人的聚合攻擊；它由獨立的小團體組成，可以使用非常高的信息水平和分散的組織。20多年前，約翰-阿基拉和大衛-隆費爾特試圖對這個概念進行定義：

• 蜂群看似無定形，但它是一種有意識的結構化、協調的戰略方式，通過可持續的武力和/或火力脈沖，從各個方向進行近距離以及對峙位置的打擊。如果它主要是圍繞著部署無數的、小型的、分散的、網絡化的機動部隊而設計的，那么它的效果將是最好的--也許只有它才會起作用。

這種配置在軍事史上并不新鮮。在13世紀征服亞洲期間，蒙古人應用蜂群取得了巨大成功。他們掌握了騎馬和使用復合弓的藝術，但這些并不是他們唯一的優勢。蒙古軍隊的各個單位享有極大的自主權和主動權，他們利用這些權利來提高他們在戰斗中的機動性和決定性。這些因素，再加上強大的態勢感知能力，使他們能夠有效地一窩蜂地對付任何對手。蜂群的一個較近的例子可以在第二次世界大戰期間的不列顛之戰中找到。1940年軸心國征服法國后，德國領導人阿道夫-希特勒想入侵他最后的敵人：英國。然而，為了讓他的入侵部隊穿越英吉利海峽，有必要獲得空中優勢。德國空軍的任務是殲滅皇家空軍（RAF）及其支持基地。為了自衛，皇家空軍戰斗機司令部協調自主的戰斗機群，逐漸削弱了德國對英國島嶼的空襲。

近來，蜂群主要被應用于無人機，也就是大家熟知的無人機。無人機群可以在幾個方面發揮有效作用；例如，它們的大量數量可以進行仔細的偵察，它們也可以壓倒現代防空系統，因為這些系統不是為打擊密集的小敵人群而設計的。美國軍方的測試表明，無人機和蜂群在未來將是一個有利可圖的比賽。值得報道的是，美國海軍在2021年進行了一次演習，讓無人機群參與摧毀一個海軍目標。甚至美國的主要競爭對手也在這一領域進行投資。中國正在大力投資無人機群的應用，而俄羅斯正在利用在敘利亞的經驗教訓，俄羅斯軍隊在軍事行動中部署了大量的無人機。

然而，正如本文開篇所述，無人機戰爭帶來的問題，在戰場上可能成為負面意義上的決定性因素。與無人機飛行員相反，掠奪者不會與它的 "技術伙伴 "相隔數千公里，而是真正地將它打扮起來：它將是一個配備了高科技外裝的士兵，因此是一個真正的未來半人馬；通信將是即時的，速度也不會有缺陷，因為兩個核心實際上將合并為一個。

在增強士兵的能力方面，有人談到了基因改造和手術。同樣，這位作者對未來可能發生的事情沒有任何限制，但在這種情況下會出現機器所特有的非人化問題：被占領國家的平民會對這種 "突變體 "感到恐懼；當然，他們不會在同一平面上看待它。因此，"蜂群 "將繼續是完全的人類，由一套能夠在戰場上為他們提供重大優勢的裝備來加強。與機器不同，用美國陸軍中校羅伯特-B-里格的話說，這種新的軍事主體不僅具有破壞性，而且還具有占有性，這意味著它將有能力攻擊以及處理和持有它所征服的東西。通用原子公司的MQ-9 "死神 "無人機可能是致命的，并在戰斗人員和非戰斗人員中引起恐懼，但它永遠不會有以身作則激勵部隊的能力，也不會與當地人產生共鳴，它也不可能擁有團隊精神，或表現出與偉大戰士一樣的戰術-戰略敏銳性。蜂群不會僅僅因為他們擁有高科技套裝而變得特殊，而是因為他們在戰術和戰場領導方面也將擁有高于平均水平的軍事能力。特別是，他們的優勢將在于在群組中進行機動。當然，這種應用在無人機上也是可能的，但正如已經看到的那樣，到目前為止，最全面的解決方案可能是由密切的人機聯系提供的。

那么，我們的目標是將機動和蜂群帶到一個完全不同的水平。世界上每個大國都在研究和實施常規機動戰，無人機群的使用也是如此，機動和蜂群的結合并不新鮮。但是，如果把對這些概念的現代理解應用于增強的人類，會怎么樣呢？為了更好地處理這種組合，有必要澄清前面介紹的人機合作的概念。正如Margarita Konaev和Husanjot Chahal所寫的那樣，人機合作是一種關系--至少由三個同等重要的要素組成：人、機器以及它們之間的相互作用和相互依賴。

歸根結底，今天的主要國際參與者正在以軍事的方式尋求人類和機器之間富有成效的聯系。一方面，機器能夠實現一個目標，而不會出現記憶或注意力不集中的情況，也不會感到恐懼。另一方面，人類比人工智能有更好的能力來感知細微差別，甚至在進展中制定解決方案。人機合作的目的必須是結合雙方的優勢，彌補雙方的不足。

為了在并不遙遠的未來戰場上有所作為，沼澤者將需要很好地利用技術來增強他們的表現。這種增強可以通過外裝來實現，外裝是一種可穿戴的盔甲，與人類操作者協同工作。人體增強是人們一直追求的目標，但近年來出現了與外骨骼有關的新項目，可以幫助進一步提高士兵在戰場上的表現。其中一個項目是戰術突擊輕型操作服（TALOS），這是由美國特種作戰司令部設計的戰斗服。它包括一個全身外骨骼，提供小武器射擊的保護，以及增強態勢感知。雖然該項目在2019年由于該套裝的電源持續存在問題而被取消，但對全身外骨骼的競賽仍在繼續。例如，俄羅斯企業集團Rostoc正在開發第三代裝甲戰斗服 "Sotnik"，并且已經在設計第四代裝甲服，以進一步提高俄羅斯軍事人員的進攻和防御能力。

掠奪者將需要一種高科技外裝，能夠提高他們的態勢感知能力，并提供全身保護，防止小武器射擊。但這還不是全部。將便攜式個人空中移動系統（PPAMS）整合到外衣中也將是有用的，該系統更好地被稱為 "噴氣背包"。同樣，這也是一項尚未充分探索的技術。理查德-布朗寧的重力工業公司和弗蘭基-薩帕塔的薩帕塔工業公司已經在這一領域開展工作，甚至與一些國家的武裝部隊協同提供原型，而美國國防高級研究計劃局已經表明，它正在尋找這一領域的有效解決方案。這些技術今天不會準備好，但它們遠非科幻小說。

蜂群的部署

在不久的將來，蜂群可能成為戰場上的陰險角色。怎么做呢？首先，它們應該被劃分為質量優于數量的單位：小型蜂群應該以極大的自主權行事，與分散的指揮和控制相聯系，不被等級制度所扼殺。他們將被編入由幾個操作員（理想情況下最多七個）組成的蜂群，由擁有重要主動權的戰術指揮官領導。蜂群還應該得到一個功能性的和基本的后勤系統的支持。為此，重要的是，人機協作要盡可能地簡單和直觀；否則，蜂群在軍事行動中只能是一個技術壓艙物。在過去，蜂群后勤與地形有關，有效地限制了這些單位的行動范圍（例如，蒙古人受限于是否有放牧地）。PPAMS的技術可以克服這一歷史局限性，使蜂群有能力在空中加油，翻越地面障礙物到達補給和維護源，或者相互找到對方以交換補給。

一般來說，蜂群必須盡可能地自我維持。在這個意義上，無人機的使用可能是有用的；正如無人系統已經在民用世界中被測試用于運送和醫療目的一樣，戰場上的無人機可以為最后一英里的運送提供可行的解決方案，這是戰爭中最危險的。蜂群還可以提供智能的、具有成本效益的、人類規模的物流，增加其操作的自主性。這里應該很明顯的是，蜂群和無人機并不是競爭的對象，只是因為它們會執行不同的任務。正是因為這個事實，目標是讓雙方緊密地相互聯系和互補。蜂群和無人機之間的協調只有通過強大的網絡能力才能實現。這必須是蜂群單位的標志之一，它們必須高度連接才能協調運作。網絡提供信息，蜂群必須具有優勢，才能擁有態勢感知能力。這種優勢包括擁有干凈的信息流和破壞敵人的信息。與無人機飛行員不同，蜂群可以意識到地面上的情況，而不會因為他們的飛行能力而產生不必要的危險；事實上，蜂群應該站得足夠高，以避免小武器的射擊，并且足夠輕，以避免被標記為地對空或空對空武器的目標。

值得一提的另一個方面是，蜂群應該能夠抵御網絡或電子攻擊。蜂群可能會出現問題，但會繼續使用更傳統的通信手段進行操作；相反，無人機群需要完整和持續的信息流，如果沒有信息流，它就會直接停止運作，甚至更糟。

這樣的準備，蜂群可以在戰術上運作，在準備和獲取目標的過程中保持分散，然后聯合起來，以速度和決策攻擊敵人。與這種難以捉摸和分散的單位作戰，對任何武器系統來說都將是一個挑戰，無論它的殺傷力和破壞力有多大；此外，在空中移動的能力將有助于蜂群在戰場上的無處不在和非系統化的特性。這些單位決不能取代所有其他武器（如步兵、炮兵或裝甲兵），而應與它們協同工作。蜂群可以成為通過沖擊、通過直接或間接的對峙火力、或通過瓦解它或將它推向友好的常規部隊來瓦解敵方部隊的凝聚力的決定性因素。如果蜂群在信息、技術和機動方面具有首要地位，它們肯定能在未來戰爭中發揮作用。

這種新單位的作戰用途肯定會是在常規戰爭中。回到不恰當的無人機與蜂群的比較，前者已經在反叛亂行動中進行了測試，并顯示出不確定的結果。要想贏得戰爭，僅有精確的殺戮是不夠的。但這種觀點需要改變--無人機非常有用，但需要與其他要素相結合。敘利亞的沖突表明，如果把它們放在一個支持更多傳統力量并得到其支持的明確背景下，它們可以產生巨大的結果。蜂群將把它們的技術優勢與強大的軍事能力相結合，特別是在機動領域。有了這些新的解釋者，機動戰可以有新的細微差別。在今天的多維戰場上，空中、陸地、水面和網絡是同一場斗爭的延伸，蜂群的能力可以恢復，例如，包圍的概念。根據肖恩-J-A-愛德華茲（Sean J. A. Edwards）的說法，包圍在目標的頭腦中形成了一種感覺，即戰斗進展不順利。士兵們意識到敵人在他們的后方，就會擔心他們會失去維持生計和生存的手段--食物、水、彈藥，以及明確的逃生路線。對于一個接受過直線作戰訓練的士兵來說，從一個正面、兩個側翼和一個后方的角度來看戰場，后方出現的敵軍具有深刻的心理影響。腓特烈大帝喜歡說，敵人身后的三個人比他身前的五十個人更有價值。所以蜂群的目標始終是最大限度地擴大攻擊方向。

當然，包圍只是蜂群行動的其中一種方式。這些部隊必須被灌輸最大限度地擴大敵人的損失和最大限度地減少自己的損失的思想；是戰場和當時的突發事件決定了每次如何應用這種心態。如上所述，蜂群憑借其機動性和態勢感知，可以在許多不同的情況下行動。他們可以執行偵察任務，就像迦太基將軍漢尼拔在第二次布匿戰爭（公元前218-201年）中的輕騎兵一樣；這支古代世界的特殊騎兵部隊在意大利戰役中成功伏擊了兩名羅馬執政官，并使他們受了重傷。像他們一樣，蜂群可以跟蹤敵人，獲取信息或破壞他的信息流。此外，由于它們的性質，它們可以避免城市環境中的非常規陷阱。對于盤踞在城市廢墟中的部隊來說，如果他們知道自己面對的是一個難以捉摸的敵人，而這個敵人憑借其卓越的技術和態勢感知能力，可以從上面看到他們而不被發現，這在心理上是令人沮喪的。在這種情況下，敵人可能會失去掩護來打擊蜂群，成為其他等待目標的友軍單位所看到的。

除了這些能力（當然，這些能力也可以由無人機群來完成），蜂群可以用他們的實時判斷來處理情況，自己創造循環，而不是監督它或只是作為它的一部分（就像無人機操作員那樣）。它們也可以被指派在側翼或后方攻擊常規部隊，用對峙的火力打擊它。蜂群可以在高度上移動，以打擊例如火力反應范圍之外的坦克群，或者它們可以在機動中與常規部隊協同移動。對于這種類型的戰術，報告一個具體的歷史事件是有用的：在羅馬-塞琉希德戰爭（公元前192-188年）期間，羅馬領導人西庇阿率領軍隊穿越色雷斯（今保加利亞）。與他同行的是一支努米底亞人的騎兵隊，他們發現有多達15000名色雷斯當地人拿著武器阻礙他們通過。努米底亞人只有400人（還有幾頭大象），他們利用自己強大的機動性，從側面和后方攻擊這支龐大的敵人部隊。他們取得了勝利，而羅馬的主力部隊甚至沒有參與到這場戰斗中。今天，蜂群可以發揮同樣的作用；通過利用他們在前面討論的技能方面的優勢，他們可以粉碎比他們強的部隊，在敵人最不期望的地方對其進行打擊。然而，必須記住，與努米底亞騎兵不同，他們最好的防御是在他們的速度上（事實上，他們沒有很好的盔甲），蜂群應該有不同類型的輕武器的保護。此外，這些 "軍事祖先 "之間還有一個區別：制造沖擊的能力。例如，在漢尼拔的軍隊中，突擊部隊是老資格的布匿步兵；相反，蜂群自己可以創造沖擊，利用對峙的火力。

不可否認的是，發展蜂群涉及大量的經濟開支和技術研究。然而，如上所述，戰爭的各個組成部分都在迅速發展。一些國家，最引人注目的是中國，正在向本文討論的領域投入資金。例如，在2020年，中國撥出8500萬美元（USD）用于各種研究，包括人機聯手和蜂群。遲早，歐洲會出現一個霸權國家，它將在這些領域投入大量資源。如果美國想繼續保持軍事上的優勢，它必須超越常規思維。蜂群將使美國在不太遙遠的將來更迅速、更有力地投射其軍事優勢。

結論

無人機肯定會成為未來戰場的主角之一--這一點是毫無疑問的。但它們決不能替代人類。正如已經表明的那樣，人類和無人機在以協同和互補為特征的關系中共同發揮其最佳作用。這對組合的最佳應用可能是由蜂群提供的：擁有巨大的技術和信息優勢的士兵，但仍然是被賦予判斷力和情感智慧的人類。他們的能力將允許速度、沖擊和機動的靈活性，這在未來的戰場上可能被證明是決定性的。當然，談論目前的情況是不現實的。人們已經看到，這個項目的道路并非沒有障礙：TALOS項目的命運必須是一個銘記在心的教訓，也是一個奠定新基礎的基礎。總的來說，必須有勇氣將時間、金錢和研究投入到直到幾年前還被認為只在科幻電影中才可能實現的事情上。畢竟，如果一個人不想落后，那么他必須著眼于未來，但不能忘記過去和自己是誰。僅有機器是不夠的，因為正如安東尼奧-卡爾卡拉等人所斷言的，"高技術武器需要高質量的人員"。

未來的戰場是一個將受到近鄰對手快速變化的技術能力嚴重影響的戰場。在這種環境下的成功將需要簡單易用的系統，它能適應各種情況，并能與其他部隊和系統整合。多域作戰指揮、控制、計算機、通信、作戰系統和情報（MDOC5i）旨在為海軍陸戰隊準備未來的戰場。由于傳統的機器學習技術存在某些缺點，MDOC5i使用矢量關系數據建模（VRDM），為海軍陸戰隊提供適合動態部署的系統。MDOC5i使用全球信息網絡架構（GINA）作為其VRDM平臺。這項研究使用GINA創建了一個無處不在的決策模型，可以根據美國海軍陸戰隊的場景進行配置。該研究實現了無處不在的模型，并通過一個網絡分析用例證明了其功能。這個決策模型將作為所有GINA實施的基礎模型。快速構建和調整基于場景的GINA模型并將這些模型整合到一個共同的框架中的能力將為海軍陸戰隊提供對抗未來對手的信息優勢。

圖. 超圖描繪了構成 GINA 決策模型的關鍵實體。這是圖 3.2 中描述的“決策者信息”部分的細分。影響力的三個主要領域是現實世界、網絡和網絡。本論文中的模型將僅包含網絡類別的一部分，特別是 XMPP 流量。這三個領域應被視為為大規模網絡診斷設計的決策模型的起點。

引言

在最近的沖突中，美國能夠承擔對其敵人的技術優勢[1]。然而，由于美國已經將重點從反叛亂（COIN）行動轉移到與近距離對手的沖突上，這是一種不能再假設的奢侈。美國和國防部必須不斷尋求獲得并保持對近距離對手的技術優勢。所有軍種的指揮官都強調了這一點，包括司令部的規劃指南[2]。網絡戰場是一個日益復雜和快速發展的領域，在戰爭中從來沒有出現過像現在這樣的能力。目前的對手既有掌握該空間的愿望，也有掌握該空間的能力[1]。人機交互（HCI）將是在未來沖突中實現信息主導的關鍵。人機交互融合了計算機科學、認知科學和人因工程，以 "專注于技術的設計，特別是用戶和計算機之間的互動"[3]。我們必須掌握人機交互，以協助指揮官并保持對敵人的優勢

美國海軍陸戰隊（USMC）沒有很好的裝備來在網絡領域取得成功。美國海軍陸戰隊訓練和教育司令部（TECOM）已經將這一能力差距確定為一個主要的問題聲明："海軍陸戰隊沒有接受過應對同行威脅的訓練，在這種情況下，我們不再享有數量或技術優勢的歷史優勢。為了在未來的戰場上取勝，我們必須提供一個學習框架，以發展適應性和決定性的海軍陸戰隊，并提供訓練環境，以產生能夠產生決定性效果的互操作單位"［4］。

信息技術的進步產生了一個以網絡為中心的應用框架[5]，可以幫助縮小能力差距，使美國海軍陸戰隊保持對對手的網絡優勢。

1.1 MDOC5i

在為滿足指揮官的指導并使美國海軍陸戰隊為網絡戰場做好準備而采取的舉措中，海軍陸戰隊已經建立了多域作戰指揮、控制、計算機、通信、作戰系統和情報（MDOC5i）。MDOC5i是一個基于陸軍網絡信息管理環境（ANIME）的系統，提供了一個以網絡為中心的因果動態數字孿生環境。利用基于實體的模擬，MDOC5i提供以網絡為中心的互操作性和決策模型，可以增強多域作戰（MDO）[6]。MDOC5i計劃 "提供基層開發的技術，使操作人員能夠'推斷和適應'不斷變化的戰斗空間的需求" [7]。MDOC5i確定了需要改進的三個問題領域：互操作性、信息處理和利用，以及文化轉變[7]。

隨著戰場的不斷發展，聯合解決方案將是獲得優勢的關鍵。這些互操作性的解決方案將依賴于網絡和通信能力。互操作性是指與整個服務的各種通信系統相關的所有設備之間的通信能力。因此，目前在互操作性方面的差距需要被彌補，以進行聯合行動。系統之間的互操作性還沒有通過一個標準化的通用方法來實現[7]。MDOC5i認為這個問題的根源在于，當前系統所使用的所有網絡都被認為是彼此獨立的領域，而不是一個統一的作戰指揮和控制（C2）系統[7]。

MDOC5i解決的下一個問題是信息處理和利用。這個問題指的是目前整個海軍陸戰隊沒有能力處理大量的信息。數據通常很豐富，而且隨著傳感器能力的增長，數據會越來越豐富，但很難分析所有的數據并從噪音中分出有用的數據。鋪天蓋地的數據如果不進行適當的分析，對決策過程是無用的，甚至是有害的。這個問題被具體描述為："當前行動和數據收集的速度超過了我們處理、識別和獲取可操作情報的能力，以快速評估、調整和修改計劃和實時COA，從而優化部隊投射、殺傷力，并實現持久的超額配給"[7]。

為了提高處理越來越多的數據和跟上快速發展的戰場的能力，作戰人員需要關注人機互動。這種關系對于能夠在可操作的時間范圍內將大量的數據轉化為有用的信息，從而做出更好的決定至關重要。更好的人機交互可以幫助確保 "數據處理和決策的速度與行動的速度相稱" [7]。

解決的最后一個問題，即文化轉變，涉及美國防部需要調整其在數據整合和聯合行動方面的重點。雖然國防部致力于為作戰人員提供可操作的情報，但其方法是無效的和低效的[7]。此外，各個軍種制定了自己的就業方法和情報方式，這往往會導致聯合行動的無效性。為了在目前存在的動態戰場上作戰，各軍種必須共同努力，"使能力與任務、標準操作程序、訓練戰術和協議、采購和部署政策以及作戰部隊的整體文化相一致" [7]。

1.2 MDOC5i應用于海軍陸戰隊

5月9日至5月13日，MDOC5i在海軍陸戰隊空地作戰中心（MCAGCC）二十九棕櫚島與第七海軍陸戰隊進行了演示。這次初步測試的目的是展示MDOC5i所帶來的增強的火力能力，并確定MDOC5i通過提供共同情報圖像（CIP）--共同作戰圖像（COP）和決策支持來增強整個海軍陸戰隊空地特遣部隊（MAGTF）的MDO的可行性。

在MCAGCC Twenty-Nine Palms進行的MDOC5i演習成功地描述了該系統的防火能力。MDOC5i系統使用最先進的掃描機制和瞄準系統，將標準裝備的區域射擊武器轉變為精確射擊武器平臺，能夠在幾乎沒有歸零的情況下有效地攻擊目標。雖然這本身就大大增加了海軍陸戰隊的殺傷力，但增強的火力能力僅僅是MDOC5i概念所提供的效用的開始。底層系統使用全球信息網絡架構（GINA），一個矢量關系數據建模（VRDM）平臺，以使所有通過網絡連接的單位都能獲得準確的COP和CIP。這在戰場上提供了一個優勢，因為所有單位都獲得了意識，并將能夠為共享系統提供輸入，從而產生最準確的CIP-COP。

這些投入可以用來幫助決策和影響有利于沖突空間競爭的活動。

這一過程的關鍵使能部分之一是GINA內的決策模型，它能使人采取行動。在二十九棵樹的演示中，海軍陸戰隊員被展示了使用標準武器系統對選定目標進行第一輪射擊的能力。選定的目標出現在通過網絡連接的所有信息顯示器上。為了實現目標定位，GINA模型接受目標的輸入并將信息傳遞給所有用戶。系統首先決定該目標是一個有效的目標還是一個重復的目標。它通過一個專門設計的決策模型來實現這一目標，該模型將確定的目標與其他繪圖的目標進行比較。如果新的目標在指定的距離內，程序會認為它是重復的。這可以防止信息過載，使指揮官對現有的威脅有最準確的描述，以便更好地決定如何使用武器系統來對付敵人的目標。因此，在這個特定的例子中，輸入的是確定的目標位置，決定的是該目標是合法的還是重復的，決定的標準是確定與其他已經繪制的目標的距離，結果是對威脅的準確描述，使海軍陸戰隊能夠最好地與敵人作戰。

在演示中，決策與識別目標有關，而影響的行動與射擊有關。然而，如前所述，增強射擊能力只是MDOC5i通過基于VRDM的GINA平臺所能提供的好處的開始。創建和采用為指揮官提供最新的CIP-COP并幫助決策的模型將對海軍陸戰隊和國防部（DOD）的所有方面都有用。按照目前的情況，每次實施新的模型時，都需要從頭開始創建新的決策模型。

1.3 論文重點和MDOC5i的聯系

海軍研究生院（NPS）論文的目的是在GINA平臺上使用VRDM建立一個不可知的決策模型。重點是該模型的普遍性，以便它可以很容易地被塑造為未來的情景。該決策模型擴展了無處不在的數據表概念，以包含關于數據的信息屬性，并允許通過基于屬性的真值表關系實現來自數據屬性和信息屬性（邏輯類型）的知識屬性。因此，模型將數據轉化為信息，然后從已知的真值（既定協議）中獲取狀態和規定過程的知識，然后模型執行相應的過程。這表明了該方法的普遍性，并使任何數據任務的數據轉化為行動。本論文驗證了使用基于模型的配置方法，該方法由數據、真值表和狀態的概念對象組成，可用于人在/在環的自動數據決定-行動，并可在知識管理圖框架內為任何任務進行管理。

建議的模型在通過分析可擴展消息和存在協議（XMPP）消息來確定網絡健康狀況的情況下進行測試。該模型的輸入是可擴展標記語言（XML）消息，旨在復制大規模戰術網絡的數據包捕獲（PCAP）中捕獲的XMPP消息。雖然網絡診斷分類本身很重要，并證明了功能，但主要的效用將在于決策模型的普遍性。因為該模型是不可知的，它可以很容易地被修改以適應一系列所需的場景。務實地說，它可以作為所有其他GINA實施的基礎模型，使海軍陸戰隊實現信息超配。

1.4 假設和研究問題

本論文的假設是，GINA將被證明是一個高效的平臺，在這個平臺上實現一個可以輕松配置的泛在決策模型，以應對多種情況。在這個假設的核心，主要目標是利用GINA架構成功地設計和實現一個無所不在的決策模型。這項任務已經完成，證明了主要假說的正確性。

本論文的問題包括。

1.無處不在的決策模型能否在GINA的界面中實現？

2.GINA是否為機器學習（ML）提供了一個可行的、可操作的替代方案，該模型是否達到了與傳統機器學習技術相同的效果？

3.該模型是否有切實的方面證明比傳統機器學習技術優越？

4.該模型和GINA平臺能否用于大規模網絡流量分析？

與假設一致，第一個問題是最重要的，并且被證明是正確的。所實施的決策模型應該能夠促進并推動未來的工作。其余的問題涉及模型的可擴展性和與傳統技術相比的性能。雖然這兩個概念都沒有直接解決，但該模型提供了肯定的機會來測試這些概念。

1.5 使用的工具

為了成功地理解決策模型的實施和它可以應用的規模，有必要了解所涉及的工具。其中一些應用在本論文中直接使用。其他的是在MDOC5i中使用的，對于理解這個模型如何推導到多種情況下是很有用的。這些工具也提供了很好的背景，對未來的工作有好處。

1.5.1 全球信息網絡架構

GINA 是一個基于云的、提供可執行建模環境的 VRDM 平臺，該平臺產生的模型能夠進行推理和適應[7], [8]。該架構通過其反思性的、可執行的、基于組件的、與平臺無關的和模型驅動的構造，提供先進的數據、信息和知識的互操作性[9]. 該平臺使用一種語義結構，使應用領域的用戶能夠理解組成的模型組件，并形成具有半知覺行為的系統，這對動態任務需求的適應性和可配置的靈活性至關重要。該創新平臺是松散耦合的，這意味著它可以通過配置創建模型，使用來自遺留系統、現有系統或未來系統的各種輸入[8]，而不會破壞或重新編譯。由于概念性的信息對象構造可以臨時引入，并可能存在于任何領域，GINA提供了誘人的可能性，美國防部正在探索這種可能性[2]。

GINA技術由方法論、開發工具和可執行模型的部署平臺組成，可作為軟件程序使用。這些模型不需要被編譯，而是在元數據中定義并實時編譯。該平臺使用通過配置實現的行為、環境和因果的建模概念，以提供定義、操作和互操作性[10]。GINA可以通過其名稱的組成部分進一步理解。"全球 "指的是該平臺通過多層抽象包含了所有的數字表示。"信息 "指的是可以被建模和管理的靜態和動態數據以及互動關系。"網絡 "指的是可以通過模型和圖表顯示、參考和管理的所有互聯關系的數字表示。"架構 "意味著GINA是被使用的系統，專門用于制作行為、背景和因果關系的可執行模型[10]。

第二章將深入討論GINA的優點和特點。

1.5.2 ANIME Dark Stax

Dark Stax是一個由ANIME開發和使用的工具，能夠以接近實時的速度創建復雜系統的數字孿生體。這些數字孿生體可以用來操作克隆的系統進行數據操作和決策分析。這種聯合有助于數據驅動的決策過程。這個工具能夠創建戰術網絡的克隆，并過濾PCAP數據，為網絡診斷模型創建輸入[10]。Dark Stax工具由Ad Hoc維護和運行。他們對該工具的掌握為首要的人工智能（AI）技術和VRDM技術的結合提供了巨大的效用。

1.5.3 StarUML

StarUML是一個開源的軟件建模平臺，支持統一建模語言（UML）[11]。它被設計為支持簡明和敏捷的建模，并提供系統疊加的可視化描述[12]。本文使用UML圖來描述實現的VRDM模型的靜態和動態方面。UML并沒有捕捉到VRDM模型中包含的所有細節，但它確實捕捉到了最重要的信息，并提供了模型中連接的清晰疊加。

在這個項目中，它只被用于GINA模型的可視化和文檔化。然而，我們的意圖是使GINA能夠接受UML設計作為輸入。因此，一個系統可以用UML建模并輸入到GINA中，以放棄配置。

1.5.4 目標光標仿真器

Cursor On Target（COT）"是一個互聯網協議和一個基于XML的機器對機器模式，可以被任何系統讀取和理解，使專有和開放源碼系統能夠相互通信"[13]。模擬器在GINA模型中被用來模擬XMPP流量。XMPP消息的樣本在一個文本文件中生成。然后，Cursor On Target Simulator（COTS）模擬器將文本文檔的內容作為XML輸入到GINA。這個XML是決策模型的輸入。

美國海軍陸戰隊（USMC）正在進行組織和行動上的變革，以適應當今世界新的作戰要求。《美國海軍陸戰隊部隊設計2030》描述了新的概念，如遠征先進基地作戰（EABO），重點是偵察/反偵察和海上攔截。為了檢查和評估新的作戰概念、部隊結構、武器系統、戰術、技術和程序，以及其他對這些行動的調整，美國海軍陸戰隊需要能夠代表與這些預期變化相關的全部變化的模型和模擬。21世紀聯合武器分析工具（COMBATXXI）是由美國海軍陸戰隊和美國陸軍共同開發的戰斗模擬，用于支持建模和分析。在過去的20年里，COMBATXXI擁有研究這些新概念所需的許多基本能力，但目前在一些關鍵領域缺乏真實的表現，如研究海上攔截的新角色的關鍵方面所需的海上水面作戰人員。這種表現需要平臺的識別、瞄準和評估損害，從而確定其繼續執行作戰任務的能力。本研究的目的是檢查與EABO有關的新作戰概念，并利用COMBATXXI模擬確定相關的建模方法。該研究描述了一種建模方法，該方法在COMBATXXI中的初步實施，以及對該模型在支持與美國海軍陸戰隊新作戰概念相關的情景和研究方面的效用的初步評估。研究最后提出了后續工作的建議，以進一步改進或運用所開發的能力。

引言

A. 背景介紹

美海軍陸戰隊作戰發展司令部（MCCDC）作戰分析局（OAD）運行海軍陸戰隊研究系統（MCSS），該系統每季度向整個海軍陸戰隊征求研究提名。每年都有幾項研究需要用高分辨率的戰斗模擬進行建模。21世紀聯合武器分析工具（COMBATXXI）是一個高分辨率的分析性戰斗模擬，自1998年以來，由OAD和美國陸軍白沙導彈發射場研究和分析中心（TRAC-WSMR）共同開發。聯合武器模擬代表了從戰術層面上的單個實體（即車輛、飛機、步兵、艦艇、登陸艇等），直至加強營級單位的行動。

COMBATXXI提供了跨越多個領域的建模能力，包括兩棲作戰、聯合武器作戰和綜合防空。該模擬可用于進行詳細的傳感器到射手的分析，包括直接和間接射擊以及關鍵的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察（C4ISR）的相互作用。對多領域作戰平臺的詳細分析和聯合武器作戰是COMBATXXI的主要功能。這種能力已經由OAD在兩棲戰車（ACV）備選方案分析（AoA）、殺傷人員地雷/集束彈藥（APL/CM）研究、有爭議環境中的兩棲攻擊研究、未來垂直升降能力集3 AoA、ACV中炮能力研究和先進偵察車（ARV）AoA中進行了展示。

目前，OAD正在支持2030年部隊設計（2020年海軍陸戰隊司令部）的幾個方面。帶有概念性戰術、技術和程序（TTPs）的新場景正在被用來進行各種分析。需要包含各種威脅和戰術情況的復雜行為。

海軍研究生院（NPS）建模、虛擬環境和模擬（MOVES）研究所擁有獨特的技術專長，以支持和擴展OAD對COMBATXXI的分析使用。多年來，MOVES開發了創新工具，極大地提高了分析人員使用COMBATXXI模擬的效率和效果。國家核安全局MOVES研究所的任務是通過開發和維護所需的功能，提供技術支持以進行OAD研究和分析技術培訓，提高OAD更充分地運用COMBATXXI的分析能力。MOVES支持OA開發、維護和增強工具和能力，如Behavior Studio、Workbench、Observer/Sensor工具、實體和單位行為，以及Monterey Extensions軟件包。OAD提供COMBATXXI模擬、現有行為、數據、測試方案和文件，作為政府提供的信息（GFI）供NPS使用。分配任務的場景和相關數據庫可以達到營級登陸隊（BLT）或海軍陸戰隊遠征部隊（MEF）的水平，并且可以包括所有海軍陸戰隊空地特遣部隊（MAGTF）的能力（例如，指揮部（CE）、地面戰斗部（GCE）、空中戰斗部（ACE）和后勤戰斗部（LCE））。

B. 范圍和目標

2030年部隊設計包括新的組織，如海上瀕海團（MLR）和新的作戰概念，如遠征先進基地作戰（EABO），重點是偵察/反偵察和海上攔截。本項工作的目的是研究與EABO有關的新概念，并利用COMBATXXI模擬確定相關建模方法。該研究描述了一種建模方法，該方法在COMBATXXI中的初步實施，以及對該方法在支持與美國海軍陸戰隊新作戰概念相關的情景和研究方面的效用的初步評估。

C. 問題陳述

美國海軍陸戰隊（USMC）正在進行組織和行動上的變革，以適應當今世界新的作戰要求。美國海軍陸戰隊部隊設計2030描述了新的概念，如遠征先進基地作戰（EABO），需要對部隊結構、任務和作戰能力進行審查。為了檢查和評估新的作戰概念、部隊結構、武器系統、戰術、技術和程序，以及其他適應這種行動的措施，美國海軍陸戰隊需要能夠代表與這些預期變化有關的全部變化的模型和模擬。在過去的20年里，COMBATXXI擁有許多研究這些新概念所需的基本表現，但在一些關鍵領域缺乏現實的表現，例如在研究海上攔截的新作用的關鍵方面所需的海上水面戰斗人員的表現。這種表述需要對這些平臺進行識別、瞄準和評估損害，以確定其繼續執行作戰任務的能力。需要開展工作，審查與EABO有關的新概念，并利用COMBATXXI模擬確定相關的建模方法。

D. 技術方法

為滿足這一需求，本研究對EABO概念進行了研究，并描述了一個能捕捉到這些概念的關鍵方面的名義情景。本研究審查了當前COMBATXXI的能力，以確定需要哪些額外的或修改的能力來解決新概念。該研究描述了一種建模方法（COMBATXXI需要的能力），在COMBATXXI中的初步實施，以及對該模型在支持與美國海軍陸戰隊新作戰概念相關的情景和研究方面的效用的初步評估。研究的結論是對后續工作的建議，以進一步改進或運用所開發的能力。

在贊助商的指導下，如果技術上可行，開發的新功能應在不修改現有Java代碼的情況下實施。NPS MOVES必須提前通知OAD研究主辦方并獲得批準，任何需要新代碼或修改COMBATXXI核心模型現有代碼的開發工作。這種通知使 OAD 有機會與 TRAC-WSMR 和 COMBATXXI 配置咨詢委員會協調潛在的代碼修改。

E. 本文件的組織

第一章是本研究的介紹，提供了關于工作基礎、研究范圍和目標、問題陳述和一般技術方法的背景信息。第二章概述了EABO，作為研究的概念基礎，并描述了一個名義上的情景，目的是確定必須達到的功能能力，以代表感興趣的操作條件，如海上攔截（如船舶代表，瞄準船舶能力，評估船舶能力的損害，并根據所受損害確定持續的任務有效性）。第三章展示了如何在COMBATXXI中實現表示概念場景所需的能力。第四章介紹了在COMBATXXI中執行概念情景的例子，并確定了研究變體的樣本，以檢驗新增能力的應用。第五章提出了研究結論和后續工作的建議。附錄A是報告中使用的術語和縮略語的詞匯表。附錄B提供了用于啟動COMBATXXI中的分層任務網絡（HTN）進程的python腳本清單，以執行概念情景中的實體行為。

摘要

在多域作戰（MDO）中，特種作戰的作用正變得越來越重要。特種作戰部隊（SOF）是全球最主要的持久性軍事部隊。特種作戰部隊將繼續促進決策者對作戰環境的準確理解，塑造環境以防止武裝沖突，并在必要時為通用部隊提供相對于對手的明顯優勢，以迅速回到競爭狀態。此外，特種部隊仍然是美國防部打擊暴力極端主義組織的首選力量，必須平衡這一責任和他們在與近似對手競爭中的作用。目前，美國陸軍特種作戰和學校正在對每個資格課程進行現代化和優化。陸軍特種作戰（ARSOF）隊長職業課程（CCC）最近修改了其課程，包括SOF的具體培訓，以最好地準備未來的ARSOF領導人在MDO構建中運用特種部隊、民政和心理作戰。這個兵棋是為參加ARSOF CCC的ARSOF新軍官設計的。兵棋允許學生在一個模擬的多領域環境中工作，在有限的時間、資源和人員的限制下，應用課程和SOF的理論。兵棋推演的目的是協助SOF隊長準備帶領作戰小組到海外進行作戰和戰斗部署。

I. 前言

在多域作戰（MDO）中，特種作戰的作用正變得越來越重要。特種作戰部隊（SOF）是全球最主要的持久性軍事存在。SOF將繼續促進決策者對作戰環境（OE）的準確理解，塑造環境以防止武裝沖突，并在必要時為通用部隊（GPF）提供相對于對手的明顯優勢，以迅速回到競爭狀態。SOF仍然是國防部打擊暴力極端主義組織（CVEO）的首選力量，必須平衡這一責任和他們在與近似對手競爭中的作用。

SWCS必須確保未來的SOF領導人能夠滿足第一特種部隊司令部的要求，以進行上述的行動。在SWCS中每個資格課程的變化是持續的，因為SWCS的目標是快速配備部隊，同時確保畢業生為他們未來的責任做好準備。這些課程歷來以非常規戰爭為重點，并優先考慮直接行動（DA）任務，這也是過去20年內作戰部隊的優先任務。現在，全球反恐戰爭對國家來說是一個較低的優先級，而近距離的競爭是主要焦點。競爭主要發生在安全合作行動中，并創造了在第22章環境中針對穩定行動的訓練需求，如外國內部防御（FID）。

特種部隊司令部（SFC）對部隊的愿景是讓團隊作為綜合元素來完成這些任務，利用自衛隊、中央軍區和地面行動單位的能力和專業知識。隨著理論的發展，最近和未來的SWCS畢業生仍將期望使用一個綜合的結構來運作。各自的ARSOF部門需要充分了解彼此的角色和能力，并作為合作要素解決復雜的問題集。

增加或改變訓練的優先次序是具有挑戰性的。盡管如此，SWCS必須確定如何迅速為部隊提供完全合格的特種作戰士兵，同時確保他們接受所有必要的培訓，以成功地發揮其未來的作用，并承擔最少的風險。增加對這些學生將經歷的作戰環境（OE）因素的接觸，并加以重復，將強化訓練目標，促進批判性和創造性思維，以幫助提高準備程度和減少風險。學生較早開始分析他們未來的OE的資格課程將增加他們的經驗，并為未來的培訓提供背景，而他們在SOF之前的職業生涯或教育背景可能無法提供。將ARSOF課程整合到上尉職業課程中，在每個訓練管道的前端提供了這種機會。該課程提供了一個基礎，將在每一個資格課程中建立和加強。

A. 特戰中心、學校和多域作戰

美國特種作戰司令部司令博德特中尉在AFC Pam 71-20- 4 Concept for Special Operations 2028中指出，陸軍特種作戰部隊（ARSOF）需要提供 "獨特的能力來推進伙伴關系，影響對手的行為，執行特種作戰，并應對危機。"此外，ARSOF在敵對的、被拒絕的或政治上脆弱的地方提供這些能力，與當地軍隊一起或通過他們工作，需要文化熟練和高風險水平。

ARSOF在地理上校準的部隊態勢提供了快速了解作戰環境的能力，并通過與當地伙伴部隊、居民人口、政府機構和組織間合作伙伴的持久關系來施加影響，以利用軍事和民用網絡，改善實時情況的了解，放大作戰效果，并破壞對手的通信能力和決策過程。

這反映了美國政府的選擇，即在追求政策目標的同時，限制軍事行動，保持不發生武裝沖突。

競爭中的特種作戰的主要目的是幫助JFC在不升級為武裝沖突的情況下實現美國的戰略目標。

在競爭階段，特種作戰部隊評估所有相關的行為者和他們各自的關聯。部隊同時評估感興趣的領域，培訓合作伙伴，并促進與盟友和合作伙伴的合作，同時減少美國的人員和資源投入。"這種力量支持一個有利的環境，讓聯合部隊、機構間和合作伙伴努力通過非常規和信息戰來對抗對手的脅迫行為。"在復雜的混合威脅環境中，部署在全球的特種作戰部隊承擔著巨大的責任，由中級民政、特種部隊和心理作戰官員領導。特種部隊司令部必須確保未來的特種部隊領導人準備好完成國防部、USASOC和第一特種部隊司令部的期望。布倫南將軍（MG Brennan）在第一軍區司令部指出："我們（ARSOF）在整個沖突的范圍內是至關重要的。我們必須為大規模作戰行動（LSCO）進行訓練，即使我們努力防止它們。"這句話給特種部隊司令部，即部隊的創造者帶來了最大的挑戰，在有限的時間框架內優先考慮可以完成的訓練。

此外，ARSOF的三個分支在各自的資格課程中學習他們的專業。盡管如此，為了滿足第一SFC的跨職能團隊概念，為SOF提供競爭優勢，三個部門必須熟悉彼此的角色和能力。從戰術到行動要素的CFT結合了民政、心理作戰、特種部隊和使能者的能力，整合多領域的能力，為指揮官快速創造選擇。

特種部隊必須繼續發展資格認證渠道，以迅速向部隊提供完全合格的特種作戰領導人，同時確保他們接受所有必要的培訓，以在未來的角色中取得成功。目前的作戰環境（OE）要求行動單位為所有戰爭范圍內的行動做好準備。然而，大多數特種作戰部隊將被部署在支持作戰以外的安全合作方面。這種競爭空間主要發生在安全合作行動中，并創造了在第22章環境中針對穩定行動的訓練需求，如外國內部防御（FID）。正如布倫南將軍所說，訓練LSCO和執行ARSOF獨特的、可以說是最具挑戰性的非傳統戰爭任務的需要是最重要的。然而，這并沒有反映出SOF軍官一旦從他們的資格課程畢業后將會指揮的主要任務。

B. 兵棋推演作為一種訓練方法

鑒于上述的培訓需求，并考慮到有限的培訓時間，人員限制和資金限制，兵棋推演已被證明是解決這一問題的潛在辦法。大多數專業軍事學校的結業演習都集中在以PowerPoint為基礎的場景上，聚焦于一個特定的軍事行動。海軍陸戰隊指揮和參謀學院已經找到了一種新的方式來加強軍事教育，即擺脫歷史上的PowerPoint，轉向教育性的兵棋。

CSC的教育性兵棋推演為學生提供了 "快速失敗 "的機會，迭代，并從與同學和教師的多次嘗試中學習。為了培養指揮官對項目管理教育的指導所設想的創造性和靈活的頭腦，CSC將研討會內和研討會間的小組兵棋推演視為引導和鼓勵競爭的健康方式，讓學生有機會贏和輸，最終從每個結果中學習。通過將兵棋以及決策游戲和案例研究巧妙地融合到課程中，CSC正在培養具有智力和敏捷性的領導人，以便在這個快速變化和大國競爭的時期超越對手的思維。

數年來，兵棋一直被用于軍事結構中，以模擬現實情況，并在必要時提出想法。兵棋推演增強了軍事領導人的思維方式，使他們能夠根據阻礙軍事力量的制約因素，通過在假設情況下采取行動來做出決定。敘事經驗或講故事一直是向讀者介紹信息的一種方式。心理學家已經意識到，相對于僅僅通過閱讀來加強理解的歷史方法，新一代人可以通過親身體驗講故事來更好地學習。兵棋推演可以保持敘事方法，但游戲的使用將使一個新的工具為軍事人員提供更大的用途。彼得-佩拉表達了對兵棋的需求，以及為什么它能帶來創新的方式來找出解決問題的方法。

當我們玩的時候，我們也有一種緊迫的樂觀主義的感覺。我們全心全意地相信，我們可以應對任何挑戰，面對失敗，我們會變得非常有彈性。研究表明，游戲玩家平均有80%的時間在游戲世界中失敗，但他們沒有放棄，而是堅持面對困難的挑戰，并利用游戲的反饋來獲得更好的結果。通過一些努力，我們可以學習將這種復原力應用到我們所面臨的現實世界的挑戰中。

該兵棋將是一個競爭性的教育桌面棋盤游戲，讓學生分別指揮ODAs、CATs和MISTs。玩家必須在指定的行動區作為跨職能團隊一起工作，既要反VEO，又要在競爭中支持美國利益。該情景將模擬安全合作任務，并介紹團隊領導在與機構間伙伴合作、支持TSOC、管理與東道國的關系以及短期部署輪換時的挑戰。

C. 選擇合作伙伴的目的和設計

基于這些信息，建立我們的兵棋推演方法所要研究的問題是。在當前的多領域環境中模擬競爭的兵棋是否能提高ARSOF CCC畢業生的后續訓練，并提高他們行動單位的準備程度？為了回答這個問題，我們為分別指揮ODAs、CATs和MISTs的學生設計了一個競爭性的教育桌面棋盤游戲。游戲中的玩家必須在指定的AO中作為一個團隊共同工作，既要反VEO，又要在競爭中支持美國利益。該場景模擬了安全合作任務，并介紹了團隊領導在與機構間合作伙伴合作、支持TSOC、管理與東道國的關系以及短期部署輪換時面臨的挑戰。

摘要

兵棋模擬是一種決策工具，可以為利益相關者分析的場景提供定量數據。它們被廣泛用于制定軍事方面的戰術和理論。最近，無人駕駛飛行器（UAVs）已經成為這些模擬中的一個相關元素，因為它們在當代沖突、監視任務以及搜索和救援任務中發揮了突出的作用。例如，容許戰術編隊中的飛機損失，有利于一個中隊在特定戰斗場景中勝利。考慮到無人機的分布可能是這種情況下的決定性因素，無人機在超視距（BVR）作戰中的位置優化在文獻中引起了關注。這項工作旨在考慮敵人的不確定性，如射擊距離和位置，使用六種元啟發法和高保真模擬器來優化無人機的戰術編隊。為紅軍蜂群選擇了一種空軍經常采用的戰術編隊，稱為line abreast，作為案例研究。優化的目的是獲得一個藍軍蜂群戰術編隊，以贏得對紅軍蜂群的BVR戰斗。采用了一個確認優化的穩健性程序，將紅軍蜂群的每個無人機的位置從其初始配置上改變到8公里，并使用兵棋方法。進行了戰術分析以確認優化中發現的編隊是否適用。

索引詞：優化方法，計算機模擬，無人駕駛飛行器（UAV），自主智能體，決策支持系統，計算智能。

I. 引言

兵棋是在戰術、作戰或戰略層面上模擬戰爭的分析性游戲，用于分析作戰概念，訓練和準備指揮官和下屬，探索情景，并評估規劃如何影響結果。這些模擬對于制定戰術、戰略和理論解決方案非常有用，為參與者提供了對決策過程和壓力管理的洞察力[1]。

最近，無人駕駛飛行器（UAVs）作為一種新的高科技力量出現了。利用它們來實現空中優勢可能會導致深刻的軍事變革[2]。因此，它們的有效性經常在兵棋中被測試和評估。

由于具有一些性能上的優勢，如增加敏捷性、增加過載耐久性和增加隱身能力，無人機已經逐漸發展起來，并在許多空中任務中取代了有人系統[3]。然而，由于戰斗的動態性質，在視覺范圍之外的空戰中用無人系統取代有人平臺是具有挑戰性的。在空戰中，無人機可以被遠程控制，但由于無人機飛行員對形勢的認識有限，它將在與有人平臺的對抗中處于劣勢。然而，這種限制可以通過自動戰斗機動[4]和戰術編隊的優化來克服。此外，使用無人機可以允許一些戰術編隊和戰略，而這些戰術編隊和戰略在有人駕駛的飛機上是不會被考慮的，例如允許中隊的飛機被擊落，如果它有助于團隊贏得戰斗。文獻中最早的一篇旨在優化超視距（BVR）作戰中的飛機戰術編隊的文章[5]表明，空戰戰術是用遺傳算法（GA）進行優化的候選方案。該實施方案采用分層概念，從小型常規作戰單位建立大型編隊戰術，并從兩架飛機的編隊開始，然后是四架飛機，最后是這些飛機的倍數。在模擬中沒有對導彈發射進行建模。當一架飛機將其對手置于武器交戰區（WEZ）的高殺傷概率（Pkill）區域內一段特定時間，簡化的交戰模擬器就宣布傷亡。事實證明，所提出的方法的應用是有效的，它消除了團隊中所有沒有優化編隊的飛機，并為整個優化編隊的飛機團隊提供了生存空間。

Keshi等人[6]使用了與[5]相同的分層概念，從由兩架飛機組成的元素中構建大型戰術編隊。模擬退火遺傳算法（SAGA）被用來優化編隊，使其能夠克服對局部最優解的收斂。對16架飛機的編隊進行了優化，提出的最優解表明SAGA比基本的GA更有效。最后，為了探索一個穩健的SAGA，對不同的馬爾科夫鏈進行了比較，事實證明自調整馬爾科夫電流更適合所提出的問題。

Junior等人[7]提出使用計算機模擬作為一種解決方案，以確定BVR空戰的最佳戰術，使擊落敵機的概率最大化。在低分辨率下使用通用參數對飛機和導彈進行建模，并改編了名為COMPASS的模擬優化算法，模擬了兩架飛機對一架飛機的BVR戰斗。低分辨率模型假定在水平面的二維空間內有一個均勻的直線運動。使用優化的戰術表明，擊落敵機的平均成功率從16.69%提高到76.85%。 Yang等人[8]提出了一種方法來優化飛機對一組目標的最佳攻擊位置和最佳路徑。該工作考慮到飛機能夠同時為每個目標發射導彈，并將飛機與目標有關的攻擊性和脆弱性因素作為評價攻擊位置的指標。一個高保真模擬被用來模擬每個導彈的飛機、雷達、導彈和WEZ的動態特性。這項工作并沒有解決在BVR戰斗場景中優化一組飛機對另一組飛機的編隊問題。

Li等人[9]提出了一種基于指揮員主觀認識的編隊優化方法，即在空戰中目標設備信息不確定的情況下選擇飛機編隊的問題。首先，計算戰斗機的戰斗力，這是通過指揮員的主觀認識評估目標戰斗力的基礎。戰斗機的戰斗力以能力的形式表現出來，包括攻擊、探測、生存能力、通信、電子戰、預警系統等。因此，通過采用前景理論和綜合模糊評估來優化空戰訓練。最后，一個應用實例證明了該方法在小規模空戰中的可行性。作者聲稱，利用戰斗力評估戰斗情況的能力為優化空戰訓練提供了一種新的方法。

?zpala等人[10]提出了一種在兩個對立小組中使用多個無人駕駛戰斗飛行器（UCAVs）進行空戰的決策方法。首先，確定兩隊中每個智能體的優勢地位。優勢狀態包括角度、距離和速度優勢的加權和。在一個團隊中的每個智能體與對方團隊中的每個智能體進行比較后，每個航空飛行器被分配到一個目標，以獲得其團隊的優勢而不是自己的優勢。為一對對立的團隊實施了一個零和博弈。對許多智能體參與時的混合納什均衡策略提出了一種還原方法。該解決方案基于博弈論方法；因此，該方法在一個數字案例上進行了測試，并證明了其有效性。

Huang等人[11]開發了新的方法來處理UCAV編隊對抗多目標的合作目標分配和路徑規劃（CTAPPP）問題。UCAV的編隊是基于合作決策和控制的。在完成目標偵察后，訓練指揮中心根據戰場環境和作戰任務向每架UCAV快速傳輸任務分配指令。UCAV機動到由其火控系統計算出的最佳位置，發射武器裝備。合作目標分配（CTAP）問題通過增強型粒子群優化（IPSO）、蟻群算法（ACA）和遺傳算法（GA）來解決，并在歸因、精度和搜索速度等方面進行了比較分析。在進化算法的基礎上發展了UCAV多目標編隊的合作路徑規劃（CPPP）問題，其中提供并重新定義了獨特的染色體編碼方法、交叉算子和突變算子，并考慮燃料成本、威脅成本、風險成本和剩余時間成本來規劃合作路徑。

Ma等人[12]開展的工作解決了在BVR作戰場景中優化兩組（R和B）無人機對手之間的優勢地位問題。一個無人機ri∈R對一個無人機bj∈B的優勢是通過ri和bj之間的距離、ri的導彈發射距離的下限和上限、ri的高度和bj的高度之差以及ri的最佳發射高度來估計的。決定性的變量是無人機在兩組中的空間分布和每架飛機在這些組中的目標分配。無人機在三維作戰空間BVR中的可能位置被簡化（離散化），通過立方體的中心位置來表示。每個無人機組都有一組立方體。優化問題被建模為一個零和博弈，并被解決以獲得納什均衡。

Ma等人[12]提出的工作沒有使用高保真模擬來分析無人機空間分布的選擇和分配給它們的目標對BVR作戰的影響。高保真模擬對飛機、雷達、導彈及其導彈的WEZ的動態特性進行建模。這些動態特性也影響到BVR作戰時每架飛機的行動觸發，因此也影響到最終的結果。例如，如果在兩組無人機之間第一次沖突后的時間窗口內考慮高保真BVR作戰模擬，新的沖突可能會發生，直到模擬結束。因此，每個在交戰中幸存的無人機將能夠選擇一個新的目標，這取決于可用目標的優勢值。在[12]中沒有考慮與無人機行為有關的不確定性。有關敵方無人機在戰術編隊中的確切位置及其導彈發射距離的信息是行為不確定性的例子。這兩個信息和上面描述的其他信息在BVR戰斗中是相關的：它們直接影響飛機之間的交戰結果。

在這項研究中，我們試圖解決文獻中發現的一些局限性，如低分辨率模擬、與敵人有關的不確定性的處理以及缺乏對優化解決方案的穩健性的確認，旨在提高兵棋結果的質量。我們的目標是驗證哪些藍色蜂群的戰術編隊可以在BVR戰斗中戰勝紅色蜂群。作為一個案例研究，RED蜂群使用了空軍經常采用的戰術編隊，稱為line abreast[13]。為了評估BLUE蜂群解決方案的穩健性，我們解決了新的問題，改變了RED蜂群每架飛機的位置，目的是估計新的RED蜂群編隊對BLUE蜂群的優化戰術編隊的效率的影響。

我們使用自主智能體和高保真計算機模擬來優化BVR戰斗中的無人機戰術編隊，考慮與敵人相關的不確定性，如戰術編隊中的位置誤差和導彈發射距離。統一行為框架（UBF）被采納為創建自主智能體的基礎。飛機和導彈在三維環境中用六個自由度（DoFs）建模。

該程序將在接下來的章節中進一步討論。

2022年6月15日，英國國防部發布《國防人工智能戰略》，旨在使英國國防部成為世界上最有效、最高效、最可信且最具影響力的國防機構。該戰略將促進國防領域采用人工智能實現決策優勢、提高效率、解鎖新能力、增強整體力量。戰略目標包括：

• （1）將國防部轉變為一個“做好人工智能準備”的機構。提高人員技能，實現數字、數據和技術“賦能者”的現代化。

• （2）以最快的速度和規模采用/利用人工智能。利用近期和長期的機會，進行系統性實驗，開展國際合作。

• （3）加強英國國防與安全的人工智能生態系統。消除商業壁壘，激勵與商業界開展合作。

• （4）塑造全球人工智能發展。支持負責任的全球人工智能發展，促進安全與穩定。

英國國防部部長（Ben Wallace）前言

一年前，我們發表了綜合審查報告，承諾加強國防安全，并使我們的武裝部隊現代化。我們當時申明，這些步驟是對不斷惡化的全球安全環境，包括基于國家的威脅的必要回應。自那時起，俄羅斯對烏克蘭的行動將工業時代戰爭的所有恐怖帶回了歐洲中心。在烏克蘭發生的悲慘事件嚴酷地提醒我們，必須確保我們的武裝部隊能夠應對本大陸在20世紀留下的那種常規軍事挑戰。

然而，我們也注意到，我們生活在一個持續的全球競爭的時代，其特點是混合和亞門檻威脅。俄羅斯對烏克蘭的行動消除了戰爭與和平之間的任何模糊界限，但在此之前已有多年的惡性活動。當我們與國際社會團結一致，挑戰普京政權的行動時，我們認識到國防必須在競爭和沖突的各個領域具有相關性和有效性。

為了應對這些不同的挑戰，英國防部必須優先考慮研究、開發和試驗，通過利用創新概念和尖端技術的進步來保持戰略優勢--而人工智能是國防現代化必不可少的技術之一。想象一下，一個士兵在前線，在高度發達的合成環境中接受訓練，由便攜式指揮和控制設備引導，分析和推薦不同的作戰方案，由數據庫捕捉和處理來自數百架小型無人機的最新信息，捕捉數千小時的畫面。想象一下自主補給系統和戰斗車輛，更有效地提供補給和效果，而不把我們的人置于危險之中。想象一下，最新的定向能武器使用閃電般的目標檢測算法來保護我們的船只，而支持這一切的數字骨干則使用人工智能來識別和防御網絡威脅。

人工智能在提高能力方面有巨大的潛力，但它經常被當作一種潛在的威脅來談論。人工智能系統確實對我們的安全構成了威脅，在我們的對手手中，我們必須不要讓他們獲得重要的優勢。我們也認識到，人工智能在許多情況下的使用，特別是在軍事上的使用，提出了深刻的問題。我們非常認真地對待這些問題--但請想一想你家里有多少支持人工智能的設備，并問問自己，我們是否不應該利用同樣的技術來保衛我們自己和我們的價值觀。我們必須雄心勃勃地通過人工智能追求戰略和作戰優勢，同時維護我們所服務的社會標準、價值觀和規范，并展示出可信賴性。

該戰略闡述了我們將如何以速度和規模采用和利用人工智能，將國防部轉變為一個 "準備好的人工智能 "組織，并提供最先進的能力；我們將如何與英國的人工智能產業建立更強大的伙伴關系；以及我們將如何進行國際合作，以塑造全球人工智能發展，促進安全、穩定和民主價值觀。它構成了國家人工智能戰略的一個關鍵因素，并加強了國防部通過科學和技術推動戰略優勢的核心地位。

英國國防人工智能戰略概覽

其愿景是，在人工智能方面，成為世界上最有效、最高效、最值得信任和最具影響力的國防組織。

• 有效--通過提供贏得戰斗的能力和支持功能，以及我們與英國的盟友和人工智能生態系統的合作和伙伴關系的能力。
• 高效--通過創新地使用技術來提供能力，開展業務，并在我們的組織中實現生產力的益處。
• 信任--被公眾、我們的合作伙伴和我們的員工所信任，因為我們的人工智能系統是安全和可靠的，而且我們明確承諾按照我們的核心價值觀，合法和道德地使用人工智能。
• 有影響力--在塑造全球人工智能技術的發展和管理人工智能相關問題的積極目的方面，協作工作并以身作則。

英國國防部采用人工智能的四個結果：決策優勢、效率、釋放新能力、增強整個部隊的能力。

國防部MOD對人工智能的管理：國防部的人工智能沒有單一的總體所有者。如果我們要實現我們的目標，每個業務單位和職能部門都要發揮重要作用。

• 國防部MOD總部：制定人工智能政策和戰略，確定能力目標，指導戰略方案并確保整體的一致性。
• 業務單位/職能部門領導：在本戰略和總部的指導下，追求與他們最相關的人工智能形式。
• 戰略指揮部：確保整個作戰領域的戰略和行動整合。

整體戰略的一致性由國防人工智能和自主單位（DAU）和國防人工智能中心（DAIC）共同管理。DAU制定戰略政策框架，管理人工智能的開發、采用和使用。DAIC是人工智能研發和技術問題的協調中心。

圖：國防人工智能中心（DAIC）架構

4個戰略目標

綜合審查（Integrated Review，2021年）強調國家在人工智能方面的卓越表現是確保英國到2030年成為 "科學和技術超級大國 "的核心。國家人工智能戰略（National AI Strategy，2021年）指出，它具有改寫整個行業規則的巨大潛力，推動經濟大幅增長并改變生活的所有領域。綜合作戰概念（Integrated Operating Concept，2020年）描述了無處不在的信息和快速的技術變革是如何改變戰爭特征的。在整個軍事行動的范圍內，沖突正變得越來越復雜和動態。新技術產生了大量的數據，釋放了新的威脅和脆弱性，并通過先進的下一代能力（如成群的無人機、高速武器和先進的網絡攻擊）擴大了潛在攻擊的規模。

這些技術--以及它們所帶來的作戰節奏--可能會極大地壓縮決策時間，對人類理解力的極限造成考驗，并且往往需要以機器的速度做出反應。正如國防指揮文件（Defence Command Paper，2021年）所指出的，"未來的沖突可能在所采用的人工智能解決方案的速度和效率上取得勝利或失敗"。同時，信息作戰對于反擊那些分散注意力、為惡性活動提供掩護和破壞公眾支持的虛假活動也越來越重要。簡而言之，國防領域正在發生徹底的動蕩，與人工智能相關的戰略競爭正在加劇。我們的反應必須是快速、有雄心和全面的。

本戰略闡述了我們將如何應對這一重大戰略挑戰。國防部的所有高級領導人都應該閱讀它，并在整個組織內廣泛傳播，因為人工智能影響到每個人。它與所有參與國防部隊發展和國防轉型的人特別相關，他們的結構和程序將在實施和交付中發揮關鍵作用--但國防部的每個部門都必須確定與他們相關的內容并采取相應行動。

• （1）必須轉變為一個 "做好人工智能準備"的組織。將積極主動地推動我們的文化、技能和政策的變化，培訓領導者，提高勞動力技能，并加強國防人工智能和自主部門。將創建一個國防人工智能技能框架和新的人工智能職業發展和進步的途徑。將認識到數據是一種重要的戰略資產，并對其進行相應的管理和利用。將實施國防數字戰略（2021）和國防數據戰略（2021），并提供一個新的數字骨干和國防人工智能中心。這種轉型的一些要素（特別是數字和數據的推動者）將在新的人工智能技術戰略的指導下，在泛國防的基礎上提供或支持，但這對我們組織的每個部分都是一個挑戰，而這種挑戰的性質取決于具體的組織、其業務和人工智能提供的機會。

• （2）必須以最快的速度和規模采用和利用人工智能以獲得國防優勢，將人工智能作為我們的首要任務之一，并在能力戰略和部隊發展進程中成為戰略優勢的關鍵來源。機會和挑戰在于整個組織內人工智能應用的廣泛性。在短期內，將通過系統地推出和采用 "AI Now "來提高有效性、效率和生產力：成熟的數據科學、機器學習和先進的計算統計技術。同時，將投資于 "AI Next"：在我們更廣泛的研發管道中整合尖端的AI研究和開發。綜合性的多學科交付團隊將是采用人工智能和發展有效人機合作方法的核心，將人類的認知、創造力和責任感與機器速度的分析能力相結合。將建立一個中心來評估和減輕人工智能系統的脆弱性和威脅。將與盟友和合作伙伴緊密合作，開發創新的能力解決方案，以應對共同的挑戰，承擔維護小眾但至關重要的AI開發和測試能力的責任。

• （3）必須刺激和支持英國國防安全人工智能生態系統，在國防和安全工業戰略（2021年）和國家人工智能戰略的基礎上。利用這些技術的能力植根于工業和學術AI基地的活力。將倡導和支持國家人工智能生態系統，將其作為一種戰略資產，建立一個更有活力和綜合的伙伴關系。將促進與該部門更緊密的聯系，建立一個新的國防和國家安全人工智能網絡，促進人才交流和共同創造，傳達一個規模化的需求信號，鼓勵民間部門投資于國防相關的人工智能研發，并簡化對國防數據和資產的訪問。將繼續改進采購系統，以推動更大的速度和敏捷性交付。還將采取措施促進中小型企業的發展機遇，使監管方法現代化，并最大限度地利用和商業化國防持有的人工智能相關知識產權。將在國防部內做到這一切，同時更廣泛地支持向人工智能經濟的過渡，獲取英國創新的好處。

• （4）必須塑造全球人工智能發展，以促進安全、穩定和民主價值。隨著人工智能變得越來越普遍，它將大大改變全球安全的動態。它將成為地緣戰略競爭的一個關鍵焦點，不僅是技術和商業優勢的一種手段，也是競爭意識形態的一個戰場。將根據英國的目標和價值觀塑造人工智能的發展，促進道德方法，并根據民主價值觀影響全球規范和標準。將促進安全和穩定，確保英國的技術進步得到適當的保護，抵制有害的技術擴散，并探索建立信任的機制，將與軍事人工智能使用相關的風險降到最低。在制定安全政策以反映與人工智能有關的挑戰時，將保持對影響和威脅的廣泛視角，考慮可能出現的極端甚至是存在的風險，并與盟友和合作伙伴積極主動地接觸。將倡導減少戰略風險，并尋求建立對話以減少戰略錯誤、誤解和誤判的風險。將確保--無論在戰略系統中使用任何人工智能--人類對我們的核武器的政治控制在任何時候都得到保持。