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美軍在戰術層面的組織、能力和授權方面存在差距，無法在信息環境（OIE）中開展行動。本論文通過分析和應用從空地一體化中汲取的經驗教訓，確定了潛在的解決方案：空地一體化是戰爭的一個層面，曾是可與現代信息、網絡和太空相媲美的新概念。空地一體化從第一次世界大戰中的戰略偵察發展到現代攻擊直升機、手動發射的殺手級無人機和戰術聯合終端攻擊控制員（JTACs）。如今，聯合終端攻擊控制員為地面指揮官提供了一名處于戰術邊緣的空地一體化專家，該專家裝備有致命和非致命能力，其權限因地點和行動類型而異。JTAC 的資格得到了整個聯合部隊和北約的認可，并最大限度地減少了地面單元所需的飛行員數量。本論文認為，建立一個與 JTAC 相當的信息、網絡和空間管制員可使聯合部隊更有效地開展戰術 OIE。這種多域終端效應控制員（MDTEC）將獲得聯合認證、資格和指定，就信息環境向地面指揮官提供建議，使用戰術信息工具，并利用聯合信息、網絡和空間資產創造效應。

本文認為，仿照聯合終端攻擊控制員（JTAC）建立 "多域終端效果控制員（MDTEC）"模型，將使戰術部隊能夠更有效地實施 OIE。MDTEC 將作為戰場戰術邊緣的 OIE 使用專家，為地面指揮官提供建議，規劃信息效果，操作信息能力，并向作戰和國家級 OIE 部隊請求效果。模擬 JTAC 計劃的認證、資格和指定方面，將創建整個聯合部隊和北大西洋公約組織 (NATO) 標準化的 MDTEC，使 MDTEC 和 OIE 部隊之間具有一定程度的信任和互操作性。

MDTEC 的能力和權限也可參照 JTAC 的模式。為 MDTEC 配備自主信息能力將使地面部隊能夠識別信息目標，傳遞準確的位置信息，并實施有限的 OIE 效果。MDTEC 應能隨時操作這些設備，而無需上級指揮部的批準。將任何進一步 OIE 行動的授權保留在較高級別，可為協調和目標審查留出更多時間，而將授權推向較低級別則可加快行動節奏。不過，MDTEC 將接受培訓并配備裝備，以識別敵方目標，并在獲得適當級別指揮官批準后開展 OIE 行動。

這項研究的目的是為步兵旅戰斗隊（IBCT）提出解決方案，以加快戰場決策，并在多域戰場上保持戰術超配。本研究將確定如何通過收集基于士兵的數據，到 2030 年在地面戰術層面實現主動和預測性戰場推理（PPBR）。作者假設，美國陸軍應通過融合人體可穿戴傳感器和設備、機器學習軟件以及美國陸軍的各種舉措來利用士兵數據，以便到 2030 年實現 PPBR。對美國陸軍新興概念和能力需求以及預計的未來作戰環境（FOE）的分析為研究結果提供了依據。戰術解決方案旨在最大限度地發揮人的潛能，并通過人機協同在單兵層面加速認知。雖然有證據表明美國陸軍可以做到這一點，但對這一課題的坦率分析卻引出了一個問題： 美國陸軍是否應致力于全面主導信息空間，以加速戰場決策，實現戰術超配。多域作戰中的美國陸軍強調信息空間，其意義與主要機動域幾乎相當。對工業和軍事現代化趨勢的定性元綜合顯示，信息曾是國家權力的一種獨立工具，但在未來的網絡化戰場上，它將成為首選工具。基于士兵的數據是網絡化信息空間的關鍵組成部分，指揮官應利用這些數據保持單元內部的行動自由。機動單元在數據驅動下做出明智決策的速度，將是在網絡戰場上實現戰術超越的決定性因素。與利用士兵數據和其他數據類型實現 PPBR 的超自動化決策相比，卓越的直接火力武器系統可能很快就會黯然失色。對于戰士技能 1 級任務來說，采用這一概念并非難事： 射擊、移動、通信、維持、生存和信息。采用人機協作的方式來綜合士兵信息，將使指揮官能夠提高決策速度和態勢感知能力，并積極主動地緩解戰場態勢。積極主動的預測性戰場推理，其基礎扎根于士兵內部數據的收集，將使美國陸軍能夠準確預測其作戰范圍。就像今天的汽車傳感器會告知駕駛員診斷問題或剩余里程一樣，士兵佩戴的聯網傳感器套件也將簡化曾經需要寶貴時間和注意力的戰場任務。世界上的大國競爭者有可能正在軍事領域下一場革命的邊緣徘徊：超自動化戰場決策。美國陸軍有可能在中期實現這場革命。

圖 3. 前瞻性和預測性戰場推理

前瞻性和預測性戰場推理（PPBR）： 這一術語由作者創造，用于描述加快地面部隊指揮官（GFC）和士兵在戰場上做出和預測決策的速度所需的能力。根據設想，這一過程將通過可穿戴傳感器或設備（機器）收集基于士兵的數據，使用 ML 軟件對數據進行分析和綜合，并以可消化的方式實時發布數據，以加速決策制定。

前瞻性戰場推理： 通過機器輔助和機器自動化戰場任務加速戰場決策。前瞻性戰場推理旨在無縫收集和共享信息，以提高戰場決策速度。

預測性戰場推理： 通過機器增強和機器自動化戰場任務預測未來戰場決策。預測性戰場推理利用 ML，通過分析當前和歷史數據來預測未來戰場決策。

前瞻性推理與預測性推理相結合，加速了士兵對戰場的認知。信息隨時可用，領導者根據單元預設閾值進行決策提示。筆者通過以下小故事來設想 PPBR： 一名士兵及其裝備配備了一套無源傳感器和裝置。傳感器收集與士兵相關的數據（例如生物識別數據），并將信息傳輸到一個微型處理單元。ML 軟件對數據進行分析和綜合，并以易于理解和直觀的方式（如平視顯示器上的百分比率和方框圖）將數據傳回士兵和單元領導層。地面部隊和更高層保持單元的持續實時狀態。根據預先確定的差異閾值，軟件可識別和預測戰場決策要求，并通知全球指揮中心。全球戰斗指揮中心通過類似智能手機或手表的直觀指揮界面，批準、否決或推遲戰場決策（例如啟動醫療后送系統）。

本論文分析了社交媒體對現代軍隊的影響。研究結果旨在讓沒有網絡或信息戰背景的戰地指揮員了解社交媒體及其在軍事行動和日常生活中的存在所帶來的益處和擔憂。研究采用了案例研究方法，以確定社交媒體在國內外的廣泛影響。研究結果表明，社交媒體在沖突的灰色空間中發揮著重要影響，既塑造了信息戰場，也對其做出了反應。但這種影響可以通過教育和反誤導來加以限制。此外，個人在社交媒體上的行為確實會對軍事行動和民間信心產生影響，但真實的影響可能被夸大了。這些結果應能讓戰地軍官對社交媒體風險管理有一個基本的了解。

二十世紀和二十一世紀的技術創新迅速改變了全球通信格局。無論是公認的國家還是流氓集團，都擁有以前無法企及的能力。互聯網的發展使各個社會幾乎可以瞬時聯網，獲取知識。然而，這項技術同樣也會造成分裂。現在，各國政府和社會都將互聯網視為一種革命性的社會語言。同樣，武裝競爭者，從成熟的國家軍隊到恐怖組織，都在利用互聯網作為試驗場，以實現從戰術到戰略層面的戰爭目標。

互聯網時代最引人注目的產物之一就是社交媒體網站的出現。梅里亞姆-韋伯斯特詞典》將其定義為 "電子通信形式（如社交網絡和微博網站），用戶通過這些網站創建在線社區，分享信息、觀點、個人信息和其他內容（如視頻）"。社交媒體的界限模糊，參與者似乎無限，功能也十分強大。簡而言之，任何人都可以在任何時候對任何人說任何話或播放任何內容。這種概念與結構嚴謹、紀律嚴明的軍隊文化形成了鮮明對比。在這些結構中，有等級分明的權力機構受托發布命令，而這些命令必須得到遵守。雖然在許多軍隊中，獨立思考大多被接受和鼓勵，但一般要求下屬尊重、服從上級，不考慮個人感受執行命令。社交媒體不僅助長了這種做法，而且往往助長了相反的做法。

21 世紀的數字時代為軍隊帶來了新的可能性，但同樣也帶來了困難。雖然通信技術的進步并不新鮮，但社交媒體以其規模和速度帶來了新的挑戰。積極的一面是，軍隊可以利用社交媒體吸引合適的新兵，迅速傳播重要信息，并向公眾提供積極的透明度。但同樣，社交媒體也可以加快世界范圍內的宣傳，為招募和灌輸新戰士提供全球影響力，損害行動和人員，并成為可能與自相殘殺一樣有害的丑聞的基礎。

社交媒體對戰爭的影響是一個相對較新的研究領域。二十多年來，國家和非國家行為者的實施為研究提供了基礎，但長期戰略仍不明確。美國（U.S. ）軍方必須審視對手的行動以及內部文化，以確保在不斷涌現的網絡戰領域取得成功。

研究問題一：美國軍方應如何將社交媒體作為實現軍事目標的一種手段？

研究問題二：社交媒體是戰爭武器嗎？

研究問題三： 美軍國內社交媒體丑聞是否具有戰略意義？

本研究項目的意義在于更好地了解當前戰場的一個新興領域。這一戰場通過多域作戰（MDO）進行融合，利用陸地、海洋、空中、網絡和太空達到預期效果。在許多歷史戰例中同樣重要的信息戰，隨著互聯網的出現而獲得了明顯的優勢。美國未來在信息領域的主導地位并不能得到保證，因為更小的交戰國集團會利用更多的作戰空間，使大國更難以在技術復雜的環境中強加自己的意志。同樣，近鄰威脅國俄羅斯也發現社交媒體是老牌蘇聯宣傳條令的一個充足的新宿主。本研究旨在對這一領域進行研究，以便為未來跨社交媒體領域的行動提供見解。

本研究的重點是實地級領導。研究人員不持有任何偏見，也沒有網絡行動方面的背景。本研究的目的是對一般戰地領導應該了解的國內外社交媒體和軍事知識進行廣泛評估。

社交媒體的使用方式需要分析。武器一詞可以有多種不同的定義。網絡戰專家托馬斯-里德（Thomas Rid）將武器定義為 "使用或指定使用的工具，目的是對結構、系統或生物造成威脅或身體、功能或精神傷害"。梅里亞姆-韋伯斯特詞典》的解釋則不那么冗長，將其描述為 "用來傷害、擊敗或摧毀他人的東西（如棍棒、刀或槍），一種與他人抗衡的手段"。多軍種聯合運用火力的戰術、技術和程序》（通常稱為 JFIRE）沒有定義武器，但所有提到的武器都是有形的致命手段，如集束炸彈單元（CBU）或聯合直接攻擊彈藥（JDAM）。

社交媒體可用于通過信息傳播活動積極開展心理戰。正如《網絡防御評論》的 Beata Bialy 所說，社交媒體可 "作為傳播信息的渠道，其目的是影響（改變）目標受眾的觀點、信念、看法和行為。這意味著利用錯誤信息（包括虛假信息）和宣傳在認知領域達到某種軍事效果"。同樣，它也可用于進攻，宣傳和鼓勵對敵人造成直接的人身傷害。伊拉克和敘利亞伊斯蘭國（ISIS）策劃了一場針對西方的大規模社交媒體運動，并將其轉化為實際行動。例如，得克薩斯州加蘭市的一家公司舉辦了一場繪制穆罕默德卡通形象的競賽。隨即，ISIS 的同情者們在 Twitter 上狂轟濫炸，要求發動同情攻擊。幾天之內，兩名特工在試圖襲擊德克薩斯公司時被殺。這是利用社交媒體煽動對美國公民實施人身暴力的眾多例子之一。

相比之下，社交媒體可被用于被動收集信息、數據，監控人員和/或團體，抵御威脅。此類情報可用于收集目標受眾數據，或為確定動能目標提供關鍵數據。從本質上講，這是情報界的一個新興來源。社交媒體收集的社會學結構構成了一幅巨大的人類和網絡情報地圖。

最后，社交媒體是一把雙刃劍，能夠從內部削弱我們的力量。丑聞、令人遺憾的數字足跡以及參與不道德的網絡活動只是其中的幾個例子。這些事件會導致調查工作耗費大量財力和人力，但最重要的是，它們會削弱公眾對這個為公民服務并負責保護公民的機構的信任。

目前的文獻認為，恐怖組織未來的無人機系統（UAS）行動威脅有限。本研究的論點恰恰相反。恐怖組織使用無人機系統技術目前只是一種小眾威脅。然而，有證據表明，這種威脅將在未來五年內成為主流。本研究采用案例研究法進行定量研究，以證明研究問題。因變量是恐怖分子使用復雜的無人機系統行動。自變量是簡單性、供應和規模。研究評估了三個恐怖組織：庫爾德工人黨、Hayat Tahrir al-Sham 和博科圣地。研究結果表明，獲取無人機系統技術很容易，但由于技術限制，擴大行動范圍卻很困難。此外，報告還指出了當前文獻和研究中亟待解決的問題，如組織如何獲取上述技術并籌集資金來開發項目。報告還強調了美國和國際社會在應對無人機系統威脅方面取得的進展，同時暴露了立法和法規方面的明顯差距。研究的意義表明，美國及其盟國在抵御威脅方面已經落后。

目前，將人工智能技術融入美國軍隊的勢頭非常強勁。這包括將該技術用于指揮和控制目的。這些努力的前提是人工智能和機器學習能讓美國指揮官以更快的速度做出更好的決策。然而，人工智能不斷融入軍事決策過程，有望將決策要素從人類手中下放，這對強調果斷、直覺和大膽指揮官這一英雄原型的長期軍事傳統提出了挑戰。因此，本文試圖探討，面對這些相互競爭的觀點，將戰爭決策權下放給 "智能機器 "的前景是如何獲得目前的發展勢頭的？本文認為，可以通過關注二戰后時代出現的特殊戰爭愿景，特別是與美國軍事思想中的速度和知識主題相關的愿景，來解決這一難題。通過結合使用計算文本分析技術和系譜學方法，本文揭示了美國國防架構成員對速度和知識及其與戰爭關系的構想和優先次序的轉變。本文說明，在有關人工智能的優點及其在軍事決策中的作用的辯論中，這些變化充當了一種修辭資源，有助于鎖定與現代指揮相關的新含義和實踐并使之正規化。這些發現對于如何分析軍事文化、技術和戰爭實踐之間的關系具有重要意義；因此，這些發現指出了技術和戰爭的想象如何交織在一起，并對未來沖突如何展開產生了重大影響。

速度與知識

除了人工智能技術和軍事指揮實踐之外，本文還關注速度與知識這兩個主題之間的緊張關系。速度是戰爭不可或缺的要素，長期以來一直為實踐者、理論家和學者所強調。盡管如此，盡管速度作為戰爭中的一個關鍵因素經常被闡述，但其部署在不同時期和背景下并不完全一致。軍事思想經典都強調與速度有關的要素。例如，《孫子兵法》指出，"雖聞戰之愚急，而智不與久耽"。因此，孫子在指出行動過快的風險的同時，也指出了快速而巧妙的行動可能帶來的好處。不過，在這里，他也指出了與戰爭持續時間過長的風險有關的戰略計算。其中包括財政成本。不過，孫子也簡要提到了指揮官 "迅速 "決策的可能優勢，以及 "迅速 "行軍到意想不到的地點以達到戰術奇襲的目的。盡管如此，他在此也告誡人們不要無節制地追求快速、強行軍，因為這會造成組織混亂和供應鏈問題。從這個意義上說，對孫子來說，速度并不是統一的優勢。他建議 "疾如風，密如林"，就是對這一觀點的總結。看來，對孫子而言，速度和維持軍隊組織的必要性都不是萬能的。

提綱

本文的論述過程如下。第二章評估了以往關于戰爭與技術關系的文獻。它指出了四種可能的替代解釋來源，并強調了每種方法如何無法提供適當的工具包來回答本論文的研究問題。在對文獻進行回顧之后，第三章提出了一套研究軍事實踐與技術之間關系的工具，將關系/實用主義社會理論和科技研究的元素與一種方法論相結合，既有譜系研究方法，又有計算文本分析方法。

第四章是 "鋪墊 "一章，從歷史技術軌跡的角度討論人工智能。本章旨在為讀者提供人工智能的基礎知識、該領域的技術歷史、當前發展情況，以及在軍事和非軍事環境中應用人工智能時仍然存在的基本問題。

第五章采用計算文本分析方法，追蹤二戰后美國軍事思想史中的速度與知識主題。它表明，在當今時代，速度的認知要素以及信息和知識在戰場上的重要性在軍事專業期刊的討論中處于相對高點。這些趨勢為我的論點提供了證據，即在美國國防架構中，新的 "成功 "戰爭方式正在被構建和討論。

第六章和第七章為計算結果提供了更多背景資料。依靠對美國國防和軍事相關文件的細讀，這兩章提供了二戰后速度（第六章）和知識（第七章）主題的譜系，展示了更廣泛的美國軍事思想中的特殊變異。這些變異和相對穩定是修辭資源的 "池塘"。然后，每一章都展示了這些修辭資源是如何在有關人工智能的辯論中被部署到指揮決策中的。

第八章的重點是，在美國對人工智能指揮的更廣泛理解中，速度和知識的配置是如何緊密聯系在一起的。此外，至關重要的是，本章說明了與人工智能和指揮決策相關技術傳統沖突所產生的修辭封閉性。相關的技術批判已被戰略性地歸入更廣泛的技術論述和戰爭表達中，其方式現在與人工智能聯系在一起。這種形式的修辭封閉性使人工智能指揮的支持者能夠超越反駁論點，從而在美國防部政策中鎖定一種特定形式的穩定關系，并日益制度化。最后，第九章就我們如何在人類與人工智能系統緊密結合的當代社會技術配置中構想軍事決策提出了一些結論和思考。

本文采用對稱視角研究軍事技術及其對城市關系的潛在影響，從而審視當代城市戰爭的空間化問題。雖然城市和建筑研究走在了解決此類緊迫問題的前沿，但占主導地位的批判方法在很大程度上仍然是社會建構主義和人類中心主義的。技術被視為權力的被動投射；它們既不分解也不進化，缺乏與用戶和環境相關的能動性。不接受解釋既有權力結構和社會體系的宏大敘事，而是強調有必要將城市戰爭的空間化作為一個過程來研究，這個過程可以在軍事技術的日常運作層面得到更好的解讀。在這個層面上，生存能力成為一個至關重要的問題，一個有爭議的問題。對生存能力的探索使我們能夠審視將士兵的身體與技術物品和城市景觀聯系在一起的世俗關系政治，在人類和非人類之間構建新的關系。

論文將軍用裝甲車作為動態和不斷發展的技術對象進行分析，并通過其功能和故障追蹤在城市戰爭的平凡層面上引發的生存性關系政治。值得注意的是，將這種關聯追溯到美國軍方在上世紀伊拉克和阿富汗戰爭期間為恢復生存能力和應對致命的爆炸威脅而尋求的 MRAP 型車輛。

分析表明了生存能力是如何成為一個有爭議的問題，一個令人擔憂的問題，成為軍方技術和條令發展的基礎。如果不考慮士兵、裝備和任務/系統的生存能力，就無法投射力量。這種生存能力是兩個相互依存的關鍵過程的結果：具體裝甲概念、材料和技術的技術發展；士兵與裝甲車輛之間的社會技術關聯。從實用專利中分析前者，這些專利記錄了在一系列不同發明中解決裝甲對抗的過程；從軍事出版物、政府政策文件和二手資料中分析后者，這些資料將人類和非人類的工作聯系在一起。實用專利可以幫助解釋實驗室中的技術改進和發展歷程，而軍事出版物和其他資料則可以幫助解釋戰車在戰場上的部署及其遇到的挑戰和故障，無論是與戰斗有關還是無關。此外，還分析了與裝甲車相關的建筑和城市特征，在這里，裝甲車被視為移動的加固圍墻，以一種多功能的關系方式將士兵的身體與不同的環境連接起來。

因此，本文對城市研究、建筑人文學科和 STS 的討論做出了三方面的貢獻：1）論文提出了生存能力與軍事技術物體的功能有著內在聯系這一認識論立場；2）論文擴展了建筑與城市作為一種連接方式的關系理論，裝甲車輛將建筑與城市研究的范圍擴展到了靜態建筑的形象之外；3）論文回答了一個方法論問題，即利用技術物體研究城市戰爭的空間化以及將景觀還原為地形的問題。這三篇文章都從實用主義的角度，通過人與非人之間的相互依存關系，探討了生存能力的關系政治。

軍事創新過程在戰時和平時具有不同的特點。戰時創新有戰場的直接反饋。和平時期的創新必須考慮到各種可能的未來，同時還要面對信息不完善所帶來的不確定性。軍事創新研究表明，實驗為克服這一挑戰提供了工具。現有的學術研究將實驗描述為一個迭代學習的過程，它能產生關于未來戰爭的新數據，并引用了美國航母戰和德國聯合武器演習等歷史實例。

本文認為，要理解實驗如何支持和平時期的創新，這種觀點并不全面。與其說實驗揭示了未來戰爭的本質，倒不如說實驗作為一種建立共識的工具最具價值。和平時期的軍事實驗是一個社會過程，在這一過程中，組織、團體和行動者影響著國防政策子系統內的意識形態競爭。社會過程包括構建知識，并就 "什么是真實的 "和 "什么是有效的 "達成共識。在戰爭期間，這一過程是通過戰場上的共同經驗實現的。在和平時期，這一過程發生在實驗過程中。軍事實驗需要高層領導的支持，但僅靠支持并不能在關鍵群體中達成足夠的共識。為了提高實驗向創新過程的實施階段過渡的可能性，國防政策制定者利用宣傳網絡（由國防政策制定者和政策影響者組成的松散聯盟）在整個國防政策子系統中建立共識。

本論文在三個案例研究中考察了這些論點：20 世紀 80 年代陸軍的摩托化概念實驗、20 世紀 90 年代陸軍的新路易斯安那演習和二十一世紀部隊實驗，以及 20 世紀 90 年代末和 21 世紀初聯合部隊司令部的聯合實驗。就國防政策而言，本文的研究結果表明，國防決策者應集中精力擴大宣傳網絡，將實驗與更廣泛的國防政策子系統聯系起來，以最大限度地發揮實驗的作用。此外，實驗還要求領導者在思想上與新理念保持一致，能夠傳達新理念的價值，擁有可靠的實戰經驗，并參與到宣傳網絡中，將實驗與關鍵群體聯系起來。最后，有效的實驗要求領導者在其職業生涯的早期經常接受必要的教育和體驗。

軍事創新過程

長期以來，軍事采購項目一直飽受詬病，因為能力略有提高所需的開發成本卻呈指數級增長。為應對這一趨勢，最有前景的改革努力之一是開放式系統架構計劃，該計劃采用模塊化設計原則和商業接口標準，以此降低系統升級的成本和復雜性。雖然概念上很簡單，但實踐證明這一努力在實踐中卻異常困難。造成這種困難的主要原因是，開放式系統在開發的早期階段以額外的成本和風險換取日后注入技術的選擇權，但這種選擇權所帶來的好處本身就是不確定的。因此，實際實施需要一個決策支持框架，以確定這些不確定的未來收益何時值得當前承擔的成本和風險，但有大量證據表明，現有的設計方法不足以滿足這一需求。

本研究的目標是開發一個受軍事采購啟發的架構建模與評估框架，通過提供一種方法來衡量與開放系統相關的預期成本、效益和風險，從而解決這一差距。這項工作基于三個假設：(1) 未來技術注入的目的是跟上作戰需求的不確定性發展；(2) 成功的設計必須證明如何利用未來的升級來滿足這些需求；(3) 隨著新信息的不斷涌現，項目經理可以靈活調整之前的決策。有鑒于此，本方法學提出了一種新技術，將運行需求編碼為能力路線圖，而非傳統設計方法中使用的 "最壞情況 "標量值。然后，對現有的技術預測技術進行了新的調整，以此來確定如何利用未來的技術改進來有效地滿足路線圖中表達的需求，并提出了一種新的性能測量方法來量化替代性更新策略的相對價值。最后，受實物期權領域方法的啟發，將一系列決策支持啟發式方法與自動搜索程序相結合，以確定有助于靈活決策的策略，從而對沖不確定性。

然后，將所提出的方法應用于一個空中情報、監視和偵察平臺的示例場景，該平臺有可能在未來增量中升級其傳感器套件。該場景的能力路線圖改編自美國國防部信息主導團隊進行的真實世界貿易研究，預測模型則是通過評估過去十年中商業圖像處理技術的發展而開發的。本研究探討的具體問題是，應如何安排未來技術注入的時機和選擇，以最大程度地滿足成本、性能和風險方面的備選偏好。此外，這項研究還表明，就本研究中開發的性能指標而言，開放式系統架構和集成式系統架構之間的相對優勢和劣勢可以在成本效益框架的背景下進行展示，該框架目前被采購專業人員用于管理復雜的設計決策。本實驗的結論是，所提出的方法可以客觀地識別影響任意開放式系統設計問題的無數因素，并將其匯總到一個單一、直觀的可視化中。由于現有方法不具備這種能力，這就為所提出的方法是一種更優越的方法這一論點提供了相當大的支持。

無人機系統（UAS）是近期顛覆性技術的最佳范例之一，理所當然地成為無數新型軍事和民用應用的主力軍。無人機系統技術已經發展到這樣一個地步：從后勤角度看，部署成群的無人機系統是一項合理可行的活動。然而，完全自主和分布式地控制這些無人機蜂群仍然遙不可及。特別是，如果蜂群成員或它們所支持的其他網絡節點處于通信斷開狀態，那么蜂群的協調工作就會變得尤為困難。此類研發活動的高風險性質和潛在危險后果也使其實施極為罕見。此外，從自動化設計和部署的角度來看，算法的可擴展性問題依然存在。本論文旨在通過模擬和機器人現場實驗解決這些問題，利用生物啟發和強化學習方法為常見的無人機系統應用生成蜂群控制方案。

在論文的技術部分中，第 4 章至第 6 章提出了幾種新型蜂群控制算法，以支持通信和其他基于位置的任務。通過對由此產生的新興行為進行數學分析，可以深入了解協調是如何發生的。論文進一步研究了這些算法適應不同環境條件的方式，如通信連接、蜂群規模和角色要求。第 7 章和第 8 章從自動算法設計和實際通信的角度探討了蜂群的可擴展性問題。前者表明，通過多智能體強化學習架構生成的控制策略的移植取決于智能體觀察環境的方式；據作者所知，這是首個此類結果。這一結果允許部署大型蜂群，而無需訓練其所有成員。在后者中，隨著通信信道擁塞程度的增加，出現行為的崩潰也會隨之加劇，從而為衡量此類算法中的出現行為提供了新的衡量標準。

作為一項完整的工作，本論文通過模擬和數學分析，為推動自主蜂群控制的現狀做出了多項貢獻。在可行的情況下，還在真實系統上進行了實驗，以進一步驗證現實世界中的結果。這些貢獻的一個理想結果是提高了利用蜂群控制的系統的可信自主性。

美國空軍越來越關注人工智能（AI）在增強作戰各方面能力方面的潛力。在這個項目中，空軍要求蘭德公司的研究人員考慮人工智能無法做到的事情，以了解人工智能在作戰應用中的局限性。

研究人員沒有試圖確定人工智能的一般限制，而是選擇并調查了四個具體的作戰應用作為潛在用例：網絡安全、預測性維護、兵棋推演和任務規劃。選擇這些應用是為了代表各種可能的用途，同時突出不同的限制因素。在可以獲得足夠數據的三個案例中進行了人工智能實驗；剩下的兵棋推演案例則廣泛探討了如何應用或不能應用人工智能。

本報告是五卷系列中的第一卷，總結了所有應用案例的研究結果和建議。報告面向政策制定者、采購專業人員以及對將人工智能應用于作戰普遍感興趣的人員。

研究問題

• 哪些作戰應用可作為潛在用例？
• 訓練和測試人工智能系統需要哪類數據？
• 人工智能算法有哪些局限性？

主要結論

• 要識別適應性威脅，數據必須是最新的。分布偏移會降低模型性能，這是無法避免的，尤其是對于高維數據。
• 不能依靠人工智能分類算法來學習沒有教過的東西。人工智能無法預測或識別新型網絡攻擊。
• 數據必須可訪問且條件良好。相關的物流數據保存在多個數據庫中，通常條件不佳。如果沒有自動化的數據管道，就無法獲取足夠的數據來實現人工智能。
• 和平時期的數據不能替代戰時數據。人工智能無法彌補適當數據的匱乏。
• 數字化必須先于人工智能的發展。大多數兵棋推演不是在數字化環境中進行的，也不會生成電子數據。數字化是人工智能數據管道的先導。
• 需要新型數據。要實現人工智能，就需要人機交互（HCI）技術來捕捉兵棋推演中目前尚未捕捉到的方面。
• 人工智能遠未達到人類智能水平。因此，它不能代替人類，也不能應用人類的判斷。
• 要應對適應性威脅，數據必須是最新的。必須根據最新情況刷新模型，才能在動態威脅面前生存下來。
• 人工智能在戰術上很聰明，但在戰略上卻很幼稚。它往往通過進入對手的 "觀察、定位、決策、行動 "循環而取勝，而不是通過提出一個巧妙的大戰略。
• 與傳統優化方法相比，人工智能的準確性較低。但它的解決方案可能更穩健，也能更快達成。

建議

• 空軍部（DAF）應進行數據集細分測試，以確定人工智能系統分布偏移的重要性，并確定大致的衰減率和人工智能保質期。
• DAF 應進行人工智能試驗，以改進戰備備件包 (RSP) 的需求預測，并將概念驗證模型擴展到所有飛機。這可能需要在逐個部件、逐個平臺的基礎上進行。
• DAF 應考慮使用人工智能來解決更大的運籌問題，即選擇將哪些部件發送到哪里。
• DAF 應建立一個數據操作管道，以便對多個部件和平臺的飛機維護和 RSP 進行有效的回顧性分析。
• DAF 應將用于開發兵棋推演 AI 應用的資源集中在最有前途的領域：那些調查替代條件或用于評估有明確標準的領域；那些已經納入數字基礎設施（包括人機交互技術）的領域；以及那些定期重復的領域。
• 發展議程應更多地使用數字游戲基礎設施和人機交互技術，特別是在為系統探索和創新而設計的游戲中，以收集數據支持人工智能的發展。
• DAF 應更廣泛地利用人工智能能力來支持未來的兵棋推演工作。
• 國防和安全部隊應考慮如何利用人工智能為面臨突發狀況的無人機制定快速反應政策。
• DAF 應投資開發工具，將強化學習應用于現有的任務規劃模型和模擬中，如仿真、集成和建模高級框架（AFSIM）。