由于傳感器數量和人工智能(AI)應用快速增多,未來的作戰環境將以豐富的信息和機器速度的決策為特征。因此,美國陸軍指揮官和他們參謀人員將需要有能力篩選大量的信息,更快地做出決策。商業人工智能系統有可能提供這種能力,但美國陸軍不能指望"開箱即用"的商業人工智能系統具有通用能力,因為這種系統需要針對美國陸軍的情況進行充分的訓練。此外,還需要進行研究,以了解軍隊中的人工智能目前可以做到什么和不可以做到什么。總的來說,人工智能往往擅長于主要通過模式識別來解決的任務,以及可以從任務數據中進行預測的任務,如圖像識別、醫療診斷和文本轉錄。然而,目前還不知道人工智能是否可以用于提高美國陸軍信息收集效率。因此,在目前的研究中,探討了以下問題:人工智能能否用于提高美國陸軍任務指揮過程中的信息收集效率?
為了回答研究問題,本文使用了一個商業人工智能應用系統,它反映了軍隊任務指揮部人工智能應用原型的首次開發工作。在這項研究工作中,比較了這個為軍隊量身定做的人工智能系統和其他兩種信息收集方法的參與者在信息收集任務中的表現:傳統的信息收集方法(在計算機文件夾中搜索PDF文件)和非軍隊量身定做的人工智能系統版本。軍隊定制的系統使用軍隊相關的知識來幫助搜索(例如,它知道 "MDMP "等同于 "軍事決策過程"),而非軍隊定制的系統則沒有。我們在以下方面比較了這三種搜索方法:1)參與者找到準確的搜索結果所需的時間,2)參與者搜索結果的準確性,3)參與者對其搜索結果的信任程度,4)參與者對使用該系統工作負荷的看法,5)參與者對該系統可用性的看法。
參與者在使用人工智能系統時比使用傳統搜索方法時既不快也不準確。當使用人工智能系統而不是傳統方法時,參與者對他們的搜索結果也沒有更多信任。然而,在使用軍隊定制的人工智能系統而不是非軍隊定制的系統時,參與者的搜索速度更快,但準確性也更低。最后,在不同的搜索方法之間,參與者對工作負荷和可用性的感知沒有明顯的差異。
這項研究是確定人工智能系統對信息收集效率影響的第一步。總的來說,我們的研究結果表明,人工智能系統可能不會大幅提高美國陸軍任務指揮過程中的信息收集效率,至少不會立即提高。雖然這項研究的重點是在受控實驗室中的無關要害任務(即尋找戰術情況下的理論解決方案),但未來計劃的使用將不會那么無害,這表明需要未來研究來測試假設。對人工智能的投資應該伴隨著對培訓和研究的投資,以獲得人工智能的全部優勢并減少風險。假設人工智能系統是銀彈是不審慎的,事實上,這項研究表明人工智能系統需要被充分審查。
戰爭正變得越來越復雜。陸軍指揮官需要考慮在地面、空中和海上的戰斗,以及在信息和網絡環境中的戰斗(美陸軍部,2017)。隨著社交媒體的出現和計算機的日益強大,在這些環境中的行動可能會導致地緣政治損失,而在過去,只有通過更傳統的行動,如地面攻擊、空中打擊和海上轟炸才能實現。此外,美陸軍指揮官不僅應該期待來自其他民族國家部隊的復雜和有影響的打擊,而且還應該期待看起來不復雜的對手,因為網上零售商使人們很容易購買到過去難以獲得的產品(包括合法的和非法的),如無人機、夜視鏡和槍支。在這一切之上,陸軍指揮官需要在一個前所未有的水平上做出準確和及時的決策,因為人工智能(AI)正在許多軍事職能和領域中實施,如網絡戰、航空和信息收集。這些因素加在一起,為陸軍指揮官創造了復雜的作戰環境。
為了在復雜的環境中有效運作,陸軍指揮官及其參謀人員需要有能力從不同的來源收集大量的數據,并迅速處理收集到的信息,以便及時對信息采取行動。例如,如果對手正在準備一次大規模的作戰行動,信息環境、網絡環境和物理環境中新的但微妙的多變量模式可能會出賣對手的意圖。然而,為了及時發現這些模式,陸軍指揮官和他們的參謀人員將需要有能力快速匯總和分析從各個環境傳來的數據。此外,為了根據這些數據迅速采取行動,陸軍指揮官及其參謀人員需要有能力迅速找到相關的陸軍和聯合理論,以實施戰術和戰略,并吸取經驗教訓,以利用曾面臨類似情況的指揮官經驗。對于這兩項任務--檢測模式和根據模式采取行動--人工智能可能被證明是一個非常有用的工具。
正如其名稱所暗示的那樣,人工智能是由機器而非人類或動物等非人工實體所展示的智能。在這種情況下,智能包括通常與人類相關的認知功能,如推理、計劃、學習和感知。因此,人工智能的主要目的是取代或增強人類的某些任務,如駕駛、飛行和圖像識別(例如,自動檢測和識別人群中的面孔)。例如,谷歌和優步等公司目前正在自動駕駛汽車中使用人工智能,人工智能充當了車輛的駕駛員,因此是使自動駕駛汽車自動化的實體。此外,美國陸軍目前正在探索將人工智能用于自動車輛識別。
人工智能主要通過兩種方式實現 "智能化"。一種方式是通過編程使人工智能的軟件接受某些輸入并根據輸入做出某些輸出。例如,視頻游戲中的人工智能競爭者可能被編程為在玩家向右移動(輸入)時向左移動(輸出),或者在玩家攻擊時進行阻擋。這種方法使用簡單的算法--人工智能要遵循的規則--除了最基本的任務外,其他都是低效的,因為人工智能的軟件程序員必須思考并手動編程每個規則。這樣做很快就會變得不方便,因為許多任務需要許多規則和嵌套的規則--其他規則中的規則(例如,如果接近一個讓行標志,如果有另一輛車出現,則要讓行,但只有當另一輛車在附近時)。此外,思考一項任務的每一個可能的規則很快就會變得困難,即使是人類認為很容易的任務(如駕駛)。
使人工智能智能化的更好方法是使用機器學習,這是一個從數據中創建統計模型的過程,以提高預測和決策的準確性。機器學習不是明確地告訴人工智能系統如何應對其環境中的某些事件,而是允許人工智能系統從其環境中的行動中學習。更簡單地說,機器學習允許人工智能系統從經驗中學習。例如,谷歌通過向人工智能系統提供組成游戲顯示屏的像素,并允許人工智能系統通過游戲控制器對這些像素進行操作,從而訓練人工智能系統成功地玩視頻游戲Atari Breakout(Leo Benedictus,2016)。人工智能系統的程序很簡單,就是通過游戲控制器的動作來最大化其游戲分數,并使用游戲分數來確定一個動作是否有益。起初,人工智能系統在游戲中做出看似隨機的行動,但一段時間后,它開始獲得得分點,并最終學會了一種人類玩家從未使用過的有用技巧。
機器學習讓人工智能在日常生活中變得非常普遍,以至于人工智能被一些人認為是 "新電"(Lynch, 2017)。人工智能傾向于擅長那些主要通過模式識別就能解決的任務。因此,人工智能擅長于圖像識別、醫療診斷和轉錄等任務。像駕駛這樣的任務給人工智能帶來了更大的難度,因為目前自動駕駛汽車上的傳感器無法檢測到標記模糊的道路上的模式(例如,被雪覆蓋的道路)。人工智能對于從數據中進行預測是異常有用的。例如,醫生可以使用人工智能來幫助醫療診斷,因為人工智能能夠處理病人的所有數據,將這些數據與已知的醫療條件進行比較,并從比較中產生醫療診斷。人工智能在視覺搜索方面也很有用。一家公司使用人工智能系統搜索航拍圖像,以尋找住宅區內水浪費的證據(Griggs, 2016)。該人工智能系統能夠通過使用游泳池的存在、灌木的數量和大小以及房屋周圍草地的綠色程度等因素,準確判斷一個家庭是否在浪費水。該人工智能系統能夠以每秒208張航空圖像的速度完成這項任務。
信息收集是人工智能具有潛力的另一項任務。信息收集是指從一個來源,如文件庫或互聯網上提取所需信息的過程。通過使用自然語言處理--人工智能的一個分支,用于處理自然語言數據--人工智能可以從非結構化數據中提取信息,而非結構化數據占世界數據的80%(High, 2012)。與結構化數據不同,結構化數據是以預先定義的方式組織的,包括電子表格和日志,非結構化數據不是以預先定義的方式組織的。非結構化數據包括文本文件、照片、視頻和音頻記錄。人工智能可以用來從非結構化數據中提取相關信息和意義,并以各種方式利用這些信息和意義。例如,美國陸軍和美國空軍正在探索使用人工智能,從車輛維護和車載系統日志中預測車輛故障(Osborn,2017;Vincent,2018)。此外,未來的人工智能任務指揮系統可能會不斷挖掘從眾多來源流入的數據,包括社交媒體、新聞頻道和衛星數據,并使用這些數據來預測戰略競爭對手的行動。這種方法將通過利用過去的非結構化數據(維護日志、社交媒體帖子等),并確定這些數據的哪些特征可以預測車輛故障和競爭者的行動。例如,人工智能系統可能會發現車輛運行溫度和車輛故障之間的關系,并利用這種關系來預測未來的故障。像這樣的關系將形成一個數學模型,當新的數據出現時,人工智能系統將持續更新。
通過使用自然語言處理,人工智能也可能有助于從陸軍條令和經驗教訓中提取所需信息。陸軍有許多條令出版物,指揮官和他們的工作人員經常需要在一個以上的出版物中尋找信息。例如,如果計劃進行一次接觸行動,指揮官可能不僅需要參考作戰條令,還需要參考與指揮官所在梯隊相關的條令;如果指揮官的部隊要通過一個人口中心,還需要參考民政條令;如果指揮官要使用網絡能力,還需要參考網絡戰條令。此外,指揮官可能還需要快速找到相關條令,特別是在面臨對手的意外行動時。在計劃一項行動時,指揮官也可能會查閱陸軍的經驗教訓集,以利用過去進行過類似行動的指揮官的經驗。
也許有可能使用人工智能來幫助指揮官及其參謀人員在條令和經驗教訓中找到所需的信息。要做到這一點,必須采取一些步驟。首先,必須為人工智能系統建立一個語料庫,將條令和經驗教訓的出版物加載到人工智能系統中。從這個語料庫中,人工智能系統可以學習相關的語言,包括術語,并使用自然語言處理建立一個詞庫。然后,人工智能系統可以通過建立索引和元數據對數據進行預處理,使其更有效地處理數據。最后,人類主題專家必須訓練人工智能系統,以使人工智能系統提供更精確的答案和識別模式。訓練可以通過向人工智能系統上傳問題和答案對形式的訓練數據來完成。這種訓練數據不會為人工智能系統提供每個可能問題的答案,但這些數據將幫助人工智能系統學習相關領域的語言模式。一旦人工智能系統被部署,該系統可以通過與用戶的持續互動進一步學習。
通過使用上述方法創建人工智能系統,指揮官及其參謀人員可能會比沒有人工智能系統可供使用時更快、更準確地從條令和經驗教訓中收集所需信息。如果沒有人工智能系統,指揮官將不得不通過手動搜索每個可能與所需信息有關的條令或經驗教訓出版物來尋找所需信息。這種手工搜索是一個耗時的過程,可能不會產生最佳的信息產品,特別是當進行搜索的人有時間壓力的時候。事實上,人類經常會搜索信息,直到達到一個可接受的閾值(例如,做出決定所需的最小信息量),以避免花費太多的認知資源和精力去尋找一個完美的結果(Simon, 1955; 1956; 1957)。然而,通過使用這種方法,人類可能會產生不那么充分的結果。此外,Simon還觀察到,這種方法不太可能產生一個最佳的結果,因為人類通常不會搜索足夠長的時間來找到這樣一個結果。然而,試圖找到最佳結果可能并不理想,因為這樣做需要時間,而當找到最佳結果時,結果可能已經不再有用。因此,如果指揮官試圖找到一個最佳的結果,指揮官可能無法進入對手的決策周期;指揮官需要平衡尋找結果的時間和結果的質量。另一方面,人工智能信息收集系統可能更有可能找到最佳結果,而且人工智能系統可能更有可能在比人類花費更少的時間內找到最佳結果。
盡管在人類信息處理能力有限的情況下,人工智能系統在尋找條令和經驗教訓中的所需信息方面可能比人類更有效率(Baddeley,1992),但這一結果是以人工智能系統經過充分訓練以識別條令和經驗教訓出版物中的語言模式為前提。如果人工智能系統沒有經過充分的訓練,那么人工智能系統的使用者可能會發現次優的結果,并因此對人工智能系統感到失望,最終使人工智能系統被廢棄。此外,人工智能系統只有在人工智能系統的人類用戶適當地校準他們對系統的信任時才會有用(Hancock等人,2011;de Visser, Pak, & Shaw, 2018)。許多人工智能系統由于各種原因,包括環境背景、用戶錯誤和不同背景下的訓練不一致,導致其性能不一致(Rovira, McGarry, Parasuraman, 2007)。例如,一個人工智能系統產生與火力作戰功能相關的準確結果,與機動作戰功能相比,可能產生不太準確的結果。如果人工智能系統的人類用戶完全信任該系統的結果,可能會出現性能下降(Hancock等人,2011)。訓練人類用戶了解人工智能系統何時可能準確,何時不可能準確是至關重要的(de Visser, Pak, & Shaw, 2018)。相反,如果人工智能系統的人類用戶對人工智能系統缺乏信任,那么該系統很可能會被廢棄。因此,人工智能系統不會提高指揮官尋找信息的效率,即使該系統本身在這方面表現出色(Hancock等人,2011)。
盡管人工智能往往擅長于主要用模式識別來解決的任務,以及可以從任務數據中進行預測的任務,如圖像識別、醫療診斷和轉錄,但目前還不知道人工智能是否可以用于提高美國陸軍背景下的信息收集效率,特別是在陸軍指揮官及其參謀人員需要在陸軍條令中尋找信息的背景下。因此,在目前的研究中,我們探討了以下問題:人工智能能否用于提高美國陸軍任務指揮過程中的信息收集效率?為了回答這個問題,我們使用了一個商業人工智能應用系統,這反映了陸軍任務指揮部人工智能應用原型的首次開發工作。在這項研究工作中,我們比較了這個為陸軍量身定做的人工智能系統和其他兩種信息收集方法的參與者在信息收集任務上的表現:一種傳統的信息收集方法(在計算機文件夾中搜索PDF文件),以及一種非陸軍量身定做的人工智能系統。
大數據、人工智能和機器學習代表了當今最前沿的一些技術,并可能成為未來幾十年甚至更久的主導技術。大多數專家都認為,人工智能的發展將比1879年電力發明以來的任何技術都更能改變我們的生活,這一點通常被稱為人工智能或簡稱AI。
可悲的是,在人工智能和無人系統(或用老話說的 "機器人")的編隊協作問題上,熱度遠遠高于光度,其中大部分是由大眾媒體推動的。普通大眾被不斷喂食關于 "壞"機器人的書籍和電影(例如《世界大戰》、《終結者》),甚至是關于 "好"機器人叛變的書籍和電影(例如《2001:太空漫游》和《機器之家》),普遍擔心今天的機器人--使用人工智能的無人駕駛機器--將以我們在2021年只能模糊感知的方式來主宰我們的生活。
當涉及到人工智能的軍事應用時,這些擔憂就會變得異常強烈。許多人表示擔心,美國軍方可能會失去對其無人系統的控制,特別是其武裝的無人系統。這些擔心已經表現在許多方面,最明顯的是谷歌停止了美國國防部的算法戰爭跨功能團隊的工作,也就是所謂的Maven項目。這尤其令人擔憂,因為Maven項目與武裝無人系統毫無關系。
在許多國家,關于人工智能的軍事用途的對話已經變得尖銳,并阻礙了人工智能在美國軍事武器系統中的有效插入。當人工智能、自主性、無人駕駛和武裝在同一個句子中使用時,這些擔憂被放大了。同時,美國的同行競爭者,中國和俄羅斯,認識到了人工智能在控制他們自己的社會以及其他社會方面的價值,并且正在投資數千億于人工智能,其中大部分是為了給他們的軍隊提供一個與美國軍隊不對稱的優勢。
此外,也許更重要的是,由于今天的戰爭速度往往超過了人腦做出正確決定的能力,美國軍隊需要大數據、人工智能和機器學習,以使其作戰人員在戰斗中獲得優勢,特別是在決策領域。美國軍隊--以及其他國家的軍隊--曾發生過決策者在正確的時間沒有得到正確的信息,來支持時間緊迫的作戰決策而導致悲劇發生的一些情況。
重要的是要注意到,做出這些次優決策的軍事人員在手頭的工具下做了他們能做的最好工作。發生的情況是,戰爭的速度往往超過了人腦做出正確決策的能力。事實上,正如美國陸軍研究實驗室首席科學家亞歷山大-科特博士在一次指揮和控制會議上所說:"人類的認知帶寬將成為戰場上最嚴重的制約因素。"
直到最近,將強化決策提高到新水平的技術根本不存在。今天,它確實存在,而且利用大數據、人工智能和機器學習能夠為作戰人員提供的東西,很可能導致海戰的下一個突破,特別是在決策領域。海軍太平洋信息戰系統中心與海軍研發界、工業界和學術界的合作伙伴一起,正在領導各種努力,以確保美國作戰人員有能力以更少的人和更少的錯誤做出更好的決策。
21世紀在世界秩序、地緣政治和戰爭方式方面迎來了巨大的變化。正如美國國家情報委員會的頂點出版物《全球趨勢:進步的悖論》所說:
《全球趨勢:進步的悖論》指出,未來五年,國家內部和國家之間的緊張局勢將不斷加劇。全球增長將放緩,就像日益復雜的全球挑戰即將到來一樣。范圍越來越廣的國家、組織和有能力的個人將塑造地緣政治。無論好壞,新出現的全球格局正在結束冷戰后美國占主導地位的時代。以公眾期望的方式進行國際合作和治理將變得更加困難。Covid-19危機放大了這些困難,暴露了國際合作的極限。擁有否決權的人處處威脅要阻止合作,而信息回音室效應將強化無數相互競爭的現實,破壞對世界事件的共同理解。因此,未來幾年發生沖突的幾率將比近期任何時候都要高。
這一評估在美國國家情報局局長的《世界范圍內的威脅評估》中得到了再次確認,其中部分內容指出。"隨著大國和地區侵略者利用復雜的全球趨勢,同時適應美國外交政策的新優先事項,各國之間的競爭將在未來幾年內增加。國家間沖突的風險,包括大國之間的沖突,比冷戰結束以來的任何時候都要高。"雖然現在評估Covid-19大流行病的全面影響還為時過早,但初步跡象表明,這場危機加劇了美國與其同行競爭對手之間的緊張關系。
2021年,美國仍然在世界各地參與活動。國家安全戰略涉及對美國安全和繁榮的廣泛威脅。這些威脅包括從中國和俄羅斯這樣的高端同行競爭對手,到朝鮮和伊朗,以及以伊黎伊斯蘭國為代表的恐怖主義的持續威脅。在里根國防論壇上的國家安全戰略預演中,當時的國家安全顧問麥克馬斯特將軍強調了這些威脅,并再次確認了前政府的 "4+1戰略",將俄羅斯、中國、伊朗和朝鮮這四個國家以及 "+1"--恐怖分子,尤其是ISIL--列為美國今天必須應對的緊迫威脅。
國際安全范式的這一巨大變化的程度怎么強調都不過分。引起這一新焦點的原因并不神秘,那就是與中國和俄羅斯的大國競爭。事實上,《國家安全戰略》提出了保護美國人民和維護他們的生活方式、促進繁榮、通過實力維護和平以及提升美國在世界上的影響力的戰略愿景。值得注意的是,這個新的、發達的戰略代表了與以前版本的巨大轉變,以前的版本側重于安全、繁榮和國際秩序這三大支柱,都是一些沒有什么具體內容的理想。這個新的國家安全戰略強化了美國對中國和俄羅斯的立場,拋棄了 "朋友 "和 "伙伴 "的字眼,取而代之的是 "修正主義國家 "和 "競爭對手"。
《國防戰略》進一步發展了《國家安全戰略》中提出的主題,更直接地處理了對美國安全和繁榮的威脅。這份文件指出,美國面臨的核心挑戰是被《國家安全戰略》歸類為修正主義大國的長期戰略競爭的重新出現。它指出,越來越明顯的是,中國和俄羅斯想要塑造一個符合其“獨裁”模式的世界--獲得對其他國家的經濟、外交和安全決定的否決權。《國防戰略》發表后不久,美國防部高級官員從詞典中刪除了 "4+1戰略 "一詞,現在以 "2+3戰略 "的方式談論,以承認俄羅斯和中國構成的生存威脅。美國防部領導人已經公開表示,"中國是第一,俄羅斯是第二"。此外,他們還說,俄羅斯仍然是我們最大的近期安全挑戰,而中國是我們最大的長期挑戰。
這份國防戰略繼續說:"與中國和俄羅斯的長期戰略競爭是國防部的主要優先事項,需要增加和持續的投資,因為它們今天對美國的安全和繁榮構成了巨大的威脅,而且這些威脅在未來可能會增加。"
國會研究服務處的一份文件《向國會提交的關于大國競爭和國防的報告》中描述了這種急劇變化的戰略格局。以下是這份報告對今天的戰略環境的描述:
國際關系的后冷戰時代--始于20世紀90年代初,有時被稱為單極時刻(美國是單極大國)--在2006-2008年顯示出消退的初步跡象,到2014年已經讓位于與中國和俄羅斯重新開始的大國競爭以及這兩個國家和其他國家對二戰以來美國主導的國際秩序要素的挑戰,這是一種根本性的不同情況。
在奧巴馬政府2015年6月的《國家軍事戰略》中,大國競爭的恢復與其他考慮因素一起被承認,并被置于特朗普政府2017年12月的《國家安全戰略》(NSS)和2018年1月的《國防戰略》(NDS)的中心位置。2017年12月的NSS和2018年1月的NDS正式調整了美國國家安全戰略和美國國防戰略的方向,明確將主要精力放在與中國和俄羅斯的大國競爭上。國防部(DOD)官員隨后將對抗中國的軍事能力確定為國防部的首要任務。
國會研究處隨后的一份報告《國防初探:地理、戰略和部隊設計》強調了將美國的戰略重點轉向這兩個歐亞大國的重要性,指出:
以下是《紐約時報》的一篇社論如何看待美國面臨的長期挑戰問題。"冠狀病毒可能幾乎改變了一切,但它并沒有改變這一點。美國面臨的全球挑戰還在繼續,美國的對手在測試極限,看看他們能在最小的反擊下取得什么成果。"
雖然通常留給更高級別的文件,但美國海軍的《維持海上優勢的設計2.0》也強調了這種同行(而且明顯不再是 "近鄰")競爭的首要重要性,指出:"中國和俄羅斯正在部署其國家力量的所有要素以實現其全球“野心”......中國和俄羅斯試圖以對自己更有利的條件重新定義整個國際體系的規范"。
邁克爾-吉爾德伊上將在就任美國海軍作戰部長后的指示中,強調了這種對高端作戰的需求,以及與美國海軍陸戰隊整合的重要性,在他的FRAGO 01/2019中指出:"我們將確保作戰能力和致命部隊的整體性,使分布式海上作戰、遠征先進基地作戰和有爭議環境中的瀕海作戰效益最大化。"
雖然是聯合部隊集體為國家作戰,但海軍部隊在應對大國競爭方面的重要性在一份題為《海上安全和大國競爭》的報告中得到強調。《維護以美國為首的國際秩序》,其中部分內容指出:
這并不是說海軍比美國其他軍種更重要,也不是說像一些海軍專家所建議的那樣,海軍應該在有限的國防預算中獲得更大的份額,而是說大國競爭的前線是,而且可能繼續是廣闊的歐亞大陸的沿海地區。南中國海的持續摩擦只是大國競爭中的一個爭論點,還有很多其他爭論點。
美國在2020年12月發布的新海洋戰略《海上優勢》毫不含糊地將海上事務置于這一大國競爭的最前沿,其中部分內容指出:
自我們上次在2015年發布《21世紀海權合作戰略》以來,安全環境發生了巨大的變化。一些國家正在爭奪關鍵地區的權力平衡,并試圖破壞現有的世界秩序。我們的對手的重大技術發展和積極的軍事現代化正在侵蝕我們的軍事優勢。遠程精確導彈的擴散意味著美國不能再假定在沖突時可以不受限制地進入世界海洋。
自21世紀初以來,我們的三個海務部門一直在警惕地注視著中國日益增長的海軍力量和俄羅斯聯邦日益增長的侵略行為。我們部署在全球的海軍部隊每天都與中國和俄羅斯的軍艦和飛機互動。我們親眼目睹了他們越來越復雜和越來越有侵略性的行為。中國代表著最緊迫的、長期的戰略威脅。
《國防戰略》高度關注技術,并指出,如果不利用先進的技術來支持我們的作戰人員,美國將無法實現它所尋求的安全和繁榮,并指出:
安全環境也受到快速的技術進步和戰爭性質變化的影響。開發新技術的動力是無情的,以較低的準入門檻擴大到更多的行為者,并以加速的速度發展。新技術包括先進的計算、大數據分析、人工智能、自主性、機器人、定向能、高超音速和生物技術--正是這些技術確保我們能夠打贏未來的戰爭。
新的商業技術將改變社會,并最終改變戰爭的性質。許多技術發展將來自于商業部門,這意味著國家競爭者和非國家行為者也將有機會獲得這些技術,這一事實有可能侵蝕我們國家已經習慣的傳統的超強對抗。保持技術優勢將需要改變行業文化、投資來源和保護整個國家安全創新基地。
《全球趨勢》中強調的發展。《全球趨勢:進步的悖論》以及《國家安全戰略》和《國防戰略》中強調的發展,在美國軍方的未來展望出版物《2035年聯合行動環境》(又稱JOE)中得到了呼應。《聯合作戰環境》的副標題是 "有爭議和無序世界中的聯合部隊",它著眼于20年后,研究未來將如何影響作戰和聯合部隊。《聯合作戰環境》強調,即使在伊拉克和阿富汗的沖突逐漸結束時,美國軍隊在本十年的剩余時間和以后將面臨越來越大的壓力。
《2035年聯合行動環境》有一節專門討論技術。報告的作者解釋了這樣處理技術問題的理由:
聯合部隊將面臨一個主要由加速的技術變革定義的未來技術環境。在過去的20年里,美國對高技術戰爭的做法鼓勵了對手發展非對稱、非常規、不規則和混合的方法。敵人將繼續創新,應用不同的高低技術組合來挫敗美國的利益和軍事力量。
到2035年,美國將面對一系列尋求在一些關鍵領域實現技術平等的競爭對手。累積的結果將是這樣一種情況,用前國防部副部長羅伯特-沃克的話說,"我們的部隊面臨著非常現實的可能性,即到達未來的一個戰區,發現自己面臨著一個先進的、破壞性的技術庫,這可能會使我們以前的技術優勢被推翻--我們的武裝部隊不再擁有無爭議的戰區準入或不受約束的行動自由。"
很明顯,美國情報界和美國軍方都認識到,世界秩序的變化速度與技術生態系統的快速變化如出一轍。此外,在美國政府的最高層,人們承認美國曾經享有的技術優勢已經被削弱,美國軍隊不能再以純粹的技術優勢來支配其對手了。事實上,一些寫軍事和技術的專家已經預示了這種認識。
軍事歷史學家馬克斯-布特(Max Boot)在他的暢銷書《全新的戰爭》(War Made New)中指出:"我的觀點是,技術設定了可能的參數;它創造了軍事革命的潛力。"他用歷史實例支持他的論點,說明技術驅動的 "軍事革命 "如何改變了戰爭并改變了歷史的進程。重要的是,布特指出了技術的重要性,它使那些迅速創新和運用新軍事技術的國家獲得了戰爭勝利的優勢。
美國軍隊已經接受了技術變革的浪潮,這構成了戰爭方式的真正革命。隨著全球技術變革的步伐加快,美國特別善于運用新技術來應對威脅。正如布魯斯-伯科維茨在《戰爭的新面貌》中指出的那樣:
雖然所引用的兩本書都是十多年前的舊書,但它們關于技術的論述在美國軍隊接受新工具的方式上仍然是正確的。但正如《2035年聯合作戰環境》以及其他高級別政府、情報界和軍事出版物所指出的,雖然美軍一直善于采用新技術用于軍事用途,但這一過程一直處于壓力之下。有許多因素阻礙了新技術在美國軍隊中的應用,包括這些部隊在過去20年中所面臨的高操作節奏、預算壓力和持續的扣押幽靈,以及往往是笨重的軍事采購系統。盡管有這些壓力,各軍種已經找到了接受新技術的方法,這些技術有望使平衡重新向美國的優勢傾斜。
今天,美國軍隊采用的創新技術中增長最迅速的領域之一涉及無人駕駛系統。在過去的幾十年里,美軍使用的無人駕駛飛行器(UAVs)已經從寥寥無幾增加到1萬多架,而無人駕駛地面車輛(UGVs)的使用已經從零爆炸到12000多架。無人水面飛行器(USV)和無人水下飛行器(UUV)的使用也在增長,因為USV和UUV被證明在廣泛的軍事應用中越來越有用。軍事無人系統(UxS)的擴大使用已經在創造十年前不存在的戰略、作戰和戰術的可能性。
武裝無人系統的擴大使用不僅改變了現代戰爭的面貌,而且還改變了戰斗行動的決策過程。事實上,有人認為,無人機戰爭的興起正在改變我們對 "戰爭 "本身的概念和定義。這些系統在伊拉克和阿富汗的沖突中被廣泛使用,并且隨著美國的戰略重點轉向印度-亞洲-太平洋地區以及這一戰略所要求的高端戰爭,這些系統將繼續具有同樣的相關性,甚至更加重要。無人系統,尤其是它們的效用,不是作為獨立的實體,而是作為被稱為 "人-機-隊 "的作戰伙伴,是美國 "第三抵消戰略 "的一個基本原則。
美國防部已經啟動了 "第三次抵消戰略",以確保美國保持對潛在對手的軍事優勢。"抵消"戰略是一種軍事競爭的方法,它試圖以不對稱的方式彌補不利的地位。與其在潛在對手也可能擁有巨大實力的領域進行正面競爭,抵消戰略試圖通過引入新的作戰概念和技術,將競爭的軸心轉向美國具有顯著和可持續優勢的領域。
美國在冷戰期間成功地推行了兩種不同的抵消戰略。這些戰略使美國能夠 "抵消"蘇聯在常規部隊中的數量優勢,而不需要在前沿部署的部隊中進行巨大的投資,因為這需要以士兵對士兵、以坦克對坦克的方式提供超額補償。這些抵消戰略依賴于技術、作戰方法和組織結構的根本創新,以彌補蘇聯在時間、空間和部隊規模上的優勢。
這些抵消戰略中的第一個發生在20世紀50年代,當時艾森豪威爾總統試圖通過利用美國的核優勢來克服華沙條約組織的數量優勢,引入戰場核武器--從而將競爭的軸心從常規部隊數量轉移到美國擁有不對稱優勢的領域。這種方法提供了穩定性并為威懾提供了基礎。
第二種抵消戰略產生于20世紀70年代末和80年代初,因為人們認識到蘇聯已經實現了核均勢。第二個抵消戰略試圖通過追求一種新的聯合行動方式來創造一種持久的優勢,即利用常規精確武器、支持實時精確瞄準的實時遠程ISR(情報、監視、偵察)傳感器能力以及允許這些能力在整個戰斗空間同步執行的聯合戰斗網絡的綜合效應。
幸運的是,構成 "第二次抵消戰略 "的軍事技術從未在與蘇聯的正面交鋒中得到檢驗。然而,在 "沙漠風暴 "行動中,這些技術被部署在一支由蘇聯訓練和裝備的軍隊面前。如前所述,正如《戰爭的新面孔》所描述的那樣,伊拉克的失敗是徹底的,代表了現代戰爭中最一邊倒的運動之一。顯然,美國的潛在敵人注意到技術在這場勝利中發揮的關鍵作用。
在20世紀80年代初引入第二套抵消戰略時,美國是唯一擁有知識和能力來開發、部署和成功執行情報、監視和偵察能力、天基系統以及支持這種方法的精確武器的國家。今天,像俄羅斯和中國這樣的競爭對手(以及這些國家向其擴散先進能力的國家)正在追求和部署先進的武器和能力,這些武器和能力展示了許多與傳統上為美國優勢提供高科技基礎的技術力量,如精確制導彈藥。在俄羅斯在敘利亞的力量投射行動中,可以看到美國技術能力與潛在競爭對手之間的這種日益對稱性。
國際安全環境中出現的越來越多的均勢,使得美國必須開始考慮各種技術、系統概念、軍事組織和作戰概念的組合,這些技術、系統概念、軍事組織和作戰概念可能會改變競爭的性質,使美國比潛在對手更有優勢。這一系列的能力為第三個抵消戰略提供了基礎。如同以前的抵消戰略一樣,第三個抵消戰略尋求在預算有限的環境下,通過確定美國獨特的力量和能力所帶來的不對稱優勢,保持并擴大美國的技術和作戰競爭優勢。第三套抵消戰略確保美國的常規威懾態勢在未來仍像今天一樣強大,并為將這一優勢擴展到未來創造條件。
在解釋《第三次抵消戰略》的技術要素時,當時的國防部副部長羅伯特-沃克強調了無人系統、人工智能、機器學習和自動駕駛方面新興能力的重要性。他指出,這些技術為聯合部隊提供了巨大的優勢,使未來的部隊能夠開發和操作先進的聯合、協作的人機戰斗網絡,在太空、空中、海上、海底、地面和網絡領域同步作戰。人工智能將使聯合作戰網絡的自主性達到新的水平--決策權的有限授權,從而為人機協作和作戰團隊帶來全新的機會。
無人系統、人工智能和機器學習等技術在第三個抵消戰略中,特別是在該戰略的長期研究和發展計劃(LRRDP)中的突出地位很難被夸大。
也就是說,該戰略有一個強有力的組成部分,強調在使用具有日益復雜的人工智能和機器學習能力的無人系統時,要讓人類處于循環之中。事實上,人機協作是現存的 "第三抵消戰略 "文件以及國防部高級官員的演講和訪談中所強調的一個必要條件。雖然深入研究 "第三抵消戰略 "技術主旨的全部細節超出了本文的范圍,但重要的是要注意,該戰略的主要技術路線集中在人機協作和戰斗團隊的概念上。這一概念的五個基本組成部分是:
自主深度學習系統,它將利用機器學習,在人類反應時間太慢的領域 "以光速 "運作,例如網絡攻擊、電子戰攻擊或大型導彈突襲攻擊。
人機協作,這將使機器能夠幫助人類更快地做出更好的決定。工部長列舉了F-35聯合攻擊戰斗機和海軍綜合火控反航(NIFC-CA)作為這些概念的例子。
輔助人類作戰,這將專注于人和機器可以一起行動的方式,通過可穿戴電子設備、外骨骼和戰斗應用等工具,在各種可能的緊急情況下協助作戰人員。
先進的人機作戰團隊,將側重于人類與無人系統合作作戰;其中一個例子是海軍的P-8 "海神 "與MQ-4C "海神 "的作戰。展望未來,團隊合作的下一個層次將研究蜂群戰術和合作自主。
網絡支持的、網絡硬化的自主武器,將有彈性地在電子戰和網絡環境中運行。目前的一個例子包括戰術戰斧Block IX,其目標可以在飛行中更新。
知識淵博的外部觀察家參考了《第三次抵消戰略》,并強調了無人駕駛系統在實現美國戰略目標方面的重要性。前歐洲盟軍最高司令官詹姆斯-斯塔夫里迪斯(James Stavridis)上將在其發表在《外交政策》上的文章《新三體》中指出,無人系統是這個新三體的三大支柱之一,他指出:"新三體的第二個能力是無人駕駛車輛和傳感器。三合會的這一分支不僅包括空中攻擊無人機,還包括空中、地面和海洋表面的無人監視車......這種系統有一個明顯的優勢,即不需要所有最昂貴的部件:人。"
美國陸軍的一份報告描述了在2014年首次闡述的第三次抵消戰略,而且遠在美國開始稱中國和俄羅斯為同行競爭對手之前,該戰略必須在21世紀的第三個十年中變形和改變:
蘇聯軍隊在數量上的優勢促成了前兩個抵消戰略。隨著美國軍事技術進步的應用已經擴散到近似的對手,它已經有效地重新平衡了戰場。為確保第三次抵消戰略的成功實施,國防部與美國政府必須就我們試圖抵消的東西以及如何平衡這些優先事項以對付處于巨大不同區域和能力的對手達成一致。
第三抵消戰略的運用將恢復美國的力量投射能力,通過可靠的拒絕和懲罰威脅來加強常規威懾力,并作為長期競爭的一部分對潛在的對手施加代價。平衡或擊敗對手能力的能力需要資源,為確保有效運用該戰略,我們必須解決我們試圖抵消的問題。
鑒于第三個抵消戰略的強烈技術重點,在美國尋求在本十年及以后實施這一戰略時,這一戰略的表現將由聯合部隊放置在戰場上的軍事平臺、系統、傳感器和武器所代表。同樣明顯的是,美國各軍種--特別是美國海軍--已經表示希望將無人系統作為其部隊結構中一個日益重要的部分投入戰場。
在國會作證時,前國防部長邁克爾-埃斯珀回答了一個問題:"美國防部技術現代化的首要任務是什么?"他指出,"對我來說,是人工智能。我認為人工智能將可能改變戰爭的特征,我相信誰先掌握了它,誰就會在戰場上主宰很多很多年。這是一個根本性的游戲改變者。我們必須先到達那里。"
美國軍方有許多理由主動利用大數據、人工智能和機器學習來使其武器系統變得更好。也許最令人信服的理由是,我們的潛在對手--特別是我們的同行競爭對手--正在積極地這樣做。一個古老的觀點是軍事術語,"敵人有投票權"。在這種情況下,俄羅斯正在用盧布投票,中國正在用人民幣投票。
這些國家正在對這些技術進行巨大投資。雖然這兩個國家出于國內原因進行這些投資,但他們正在有意和有條不紊地將這些技術盡可能快地插入他們的軍事系統,以便創造一個與美國軍隊不對稱的優勢。鑒于俄羅斯和中國注重保密,這些舉動似乎有悖常理,但這兩個國家都沒有試圖對這些目標保密。
在一次被廣泛宣傳的講話中,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京這樣說。"人工智能是未來,不僅是俄羅斯的,而且是全人類的。它帶來了巨大的機遇,但也有難以預測的威脅。誰成為這個領域的領導者,誰就會成為世界的統治者。"
很明顯,其他 "大國 "將人工智能的發展視為一場競賽,并將從中利用競爭性軍事應用。
從美國的角度來看,以及從一些美國盟國的角度來看,這場競賽在很大程度上是,盡管不完全是,軍事競爭的一個方面。美國和盟國對一個或多個潛在對手在人工智能發展中領先的可能性表示擔憂。第三套抵消戰略被設想為一種在人工智能等新技術的軍事競爭中保持領先的方法。
軍事大國競爭的歷史表明,人工智能競爭,本質上是一場軍備競賽,是一種自然發展。然而,比技術跨越更令人擔憂的是,美國的軍事對手--所有某種形式的專制政權--可能不會像以前那樣致力于維持 "人在回路中 "的方法,將人工智能納入軍事事務。這在目前俄羅斯的軍事人工智能發展中似乎尤其如此。
俄羅斯、中國和美國這三個主要軍事大國都認識到,大數據、人工智能和機器學習有可能應用于軍事能力。在政府參與人工智能研究、他們愿意在人工智能發展中承擔的風險、他們將在多大程度上讓位于人工智能系統的自主權以及他們尋求的直接應用方面,這三者的近期目標都有所不同。
鑒于潛在對手將大數據、人工智能和機器學習植入其軍事武器系統的程度,美國軍方非常有必要采取同樣的措施,以確保這些國家不會獲得不對稱的優勢。也就是說,美國軍方的重點必須是證明人工智能武器系統將 "首先不造成傷害"。因此,將人工智能插入軍事系統不是一個 "非此即彼 "的問題,而是一個 "多少?"的問題。換句話說,美國軍方必須專注于在正確的時間和地點應用適量的人工智能。
正如我們前面所指出的,美國防部已經接受了第三套抵消戰略,試圖為美國提供對同行和其他對手的不對稱優勢。雖然這一戰略有許多方面,但其中一個支柱涉及技術,而這一支柱在很大程度上取決于大數據、人工智能和機器學習來獲得這一優勢。作為這一技術重點的一個子集,人機合作被認為是利用人工智能的無人系統獲得軍事優勢的一種方式。
在軍事系統中找到這種恰到好處的自主權平衡所需的能力必須利用許多仍在出現的技術。軍方知道它想實現什么,但往往不知道它需要什么技術或甚至能力,以使系統在自主性和人際互動之間達到適當的平衡。這種探索的一個關鍵因素是,不要擔心機器本身擁有什么屬性--速度、耐力和其他屬性,而是要關注機器內部的東西。美國國防科學委員會的報告《自主性在國防部系統中的作用》是這樣說的:
關于將人工智能植入軍事系統的一些爭議源于術語的不精確。幫助澄清這種模糊性的方法之一是確保在使用自主性一詞時,它指的是人和機器之間的關系。在一段時間內執行某項功能,然后停止并等待人類的輸入,然后再繼續,這樣的機器通常被稱為半自主或有人類在環。可以完全依靠自己的力量完成某項功能的機器,但有一個人在監督,并能夠在機器出現故障或失靈時進行干預,通常被稱為人類監督下的自主或人類在環。能夠完全獨立完成某項功能而人類無法干預的機器通常被稱為完全自主或人類不參與的機器。
這表明,我們需要重新調整關于自主武器的一些辯論,以更準確地區分增加武器的自主性和自主武器。在這個意義上,自主性不是指機器的智能,而是指它與人類控制器的關系。對于相對較少的無人系統將用武器與敵人作戰,這種平衡是至關重要的。在發射武器之前,無人平臺需要向操作者--必須有一個操作者在其中--提供一個關于發射決定可能帶來的利弊的決策矩陣。
可以說,即使是一些在美國軍事人工智能領域工作的人,對于將人工智能插入美國軍事武器系統也會有一些矛盾。也許解決這個問題的最好方法是考慮二戰中最知名的照片之一。這張照片由美國信號部隊的約翰-摩爾中尉拍攝,描述了德懷特-艾森豪威爾將軍在1944年6月5日,即入侵諾曼底的前一天與第101空降師的士兵交談。在此之前,艾森豪威爾已經聽取了空軍元帥利-馬洛里的匯報,101師是入侵期間將遭受80%傷亡的兩支部隊之一。
那些研究無人系統對軍事行動的影響的人--特別是那些大力提倡無人系統的人--看了這張照片,可以設想艾森豪威爾將軍不是與美國空降兵對話,而是與他將派往戰場的機器人對話。那些害怕無人系統的人可能會想象美國空降兵就像照片中描述的那樣,但他們會設想一個機器人來指揮這些士兵,而不是艾森豪威爾將軍--顯然這是一個站不住腳的情況。但是,那些深思熟慮地考慮人工智能無人系統對軍事行動的影響的人,會設想艾森豪威爾將軍向一隊美國空降兵講話,與他們的機器人伙伴站在一起。顯然,需要做更多的工作來充分解決人機合作對今天的軍隊意味著什么。
但這種利用大數據、人工智能和機器學習的普遍愿望未能解決一個關鍵問題,即我們希望這些技術能夠幫助作戰人員執行哪些具體任務。問題的根源可能是美國軍方沒有能力將作戰人員的需求轉化為大數據、人工智能和機器學習所帶來的技術解決方案。除非或直到這樣做,否則這些技術不太可能被充分利用來支持美國的作戰人員。
作為上個世紀最具代表性的電影之一,斯坦利-庫布里克的《2001:太空漫游》將機器人(當時的無人駕駛車輛)的自主性問題作為其中心主題。看過這部電影的人很少能忘記這樣一個場景:宇航員大衛-鮑曼和弗蘭克-普爾考慮斷開HAL(啟發式編程的算法計算機)的認知電路,因為他似乎錯誤地報告了航天器的通信天線中存在故障。他們試圖隱瞞他們所說的話,但不知道HAL能讀懂他們的嘴唇。面對斷線的前景,HAL決定殺死宇航員,以保護并繼續其程序化的指令。
雖然今天很少有人擔心21世紀的HAL會背叛它的主人,但在使用日益自主的無人系統方面所涉及的問題是復雜的、具有挑戰性和有爭議的。庫布里克1968年的電影是有先見之明的。半個多世紀后,雖然我們接受了無人系統其他方面的改進,如推進力、有效載荷、隱身性、速度、耐力和其他屬性,但我們仍在處理多少自主權是足夠的,多少可能是太多的問題。這可以說是我們在未來十年內需要解決的有關軍事無人系統的最重要問題。
這些正在進行的辯論已經催生了一個山寨的書籍產業,試圖解決人工智能、自主性和無人系統的問題,特別是武裝的軍事無人系統。諸如《為戰爭而生》(Wired for War)、《遙控殺人》(Killing by Remote Control)等書。無人駕駛軍隊的倫理;無人駕駛。無人機、數據和完美戰爭的幻覺;反思無人機戰爭;無主之軍。自主武器與戰爭的未來》和《無人機下的國家》只是試圖以深思熟慮的方式解決這一復雜問題的書籍中的一個例子。
無人系統將變得更加自主,與它們感知環境和適應環境的能力成正比。這種能力使無人系統能夠實現更高的決策速度,并使友軍能夠在對手的OODA(觀察、定向、決定和行動)環路內行動。隨著環境或任務的變化,感知和適應的能力將使無人系統能夠找到實現其任務的最佳解決方案,而無需依賴人類操作員的持續監督、輸入和決策。然而,雖然我們需要無人系統在敵人的OODA環內運作,但我們是否準備好讓它們在沒有我們的決策下運作--在我們的OODA環內運作?
《經濟學人》雜志的一篇文章《道德與機器》以這種方式討論了自主權和人在回路中的問題:
隨著機器變得越來越聰明,越來越普遍,自主機器最終必然會在不可預測的情況下做出生死攸關的決定,從而承擔--或者至少看起來承擔--道德機構。目前,武器系統有人類操作員 "在環",但隨著它們越來越復雜,將有可能轉為 "在環 "操作,由機器自主執行命令。
隨著這種情況的發生,它們將面臨著倫理上的困境。一架無人機是否應該向已知目標藏身的房屋開火,而該房屋可能還藏有平民?無人駕駛汽車是否應該轉彎以避開行人,如果這意味著撞上其他車輛或危及車內人員?參與災難恢復的機器人是否應該告訴人們正在發生的真相,如果這有可能引起恐慌?
這些問題導致了 "機器倫理"領域的出現,其目的是讓機器有能力做出適當的選擇--換句話說--分辨是非。工程師、倫理學家、律師和政策制定者之間需要更多的合作,如果讓他們自己來決定,他們都會制定出非常不同的規則。
在《紐約時報》的一篇題為 "智能無人機 "的專欄文章中,比爾-凱勒這樣描述無人系統的自主權問題:
如果你覺得使用遙控戰士無人機令人不安,想象一下,殺死一個可疑敵人的決定不是由遠處控制室的操作員做出的,而是由機器本身做出的。想象一下,一個空中機器人研究下面的景觀,識別出敵對活動,計算出附帶損害的風險最小,然后,在沒有人類參與的情況下,扣動扳機。
歡迎來到戰爭的未來。當美國人在爭論總統是否有權下令用無人機進行暗殺時,強大的動力--科學、軍事和商業--正在推動我們走向將同樣的致命權力讓給軟件的那一天。
最近,雖然看起來有些反常,但對自主機器和人工智能的擔憂也來自于在開發這些技術能力方面最為突出的行業。《紐約時報》的一篇文章,題為 "機器人霸主?也許不是",引用了電影《機器之家》的導演亞歷克斯-加蘭(Alex Garland)的話,他談到了人工智能,并引用了幾個科技行業領導人的話。
美國防部正在把人類對無人系統的控制問題作為第一要務來處理,并發布了政策指示,以確保人類確實保持在OODA循環中。時任美國防部副部長阿什頓-卡特(Ashton Carter)的一項指令發布了以下指導:
這些指令和討論是--而且應該是--政策制定者、軍事領導人、工業界、學術界和科技界之間對話的一部分,因為明天的自主系統的設計和運作是經過深思熟慮的。正如當時的國防部副部長羅伯特-沃克在新美國安全中心國防論壇上發言時指出的那樣,"我們堅信,人類應該是唯一能夠決定何時使用致命武力的人。但當你受到攻擊時,特別是在機器的速度下,我們希望有一臺機器可以保護我們"。
發布政策聲明是一回事,但實際設計自主系統來執行預期的計劃又是另一回事。從政策的角度來看,這是一個關鍵點,因為盡管人們可以選擇把各種層次的決策權交給自主機器,但卻不能逃避對由此產生的行動的責任。在高度自主的系統中,系統對操作者來說變得不透明,這些操作者經常會問一些問題,如:。它在做什么?它為什么要這樣做?它接下來要做什么?如果被問到這些問題,很難看到操作者如何能履行對自主系統行動的責任。
由于這些原因,美國政府,特別是美國軍方要向美國公眾證明它不會失去對機器人的控制,其門檻是異常高的。許多人表示擔心,美國軍方可能會失去對其無人系統的控制,特別是其武裝的無人系統。這些擔心已經表現在許多方面,最明顯的是谷歌停止了國防部算法戰爭跨職能團隊的工作,也就是所謂的Maven項目。這尤其令人擔憂,因為Maven項目與武裝無人系統無關。
在美國最高級別的政策和戰略文件中,無人系統被作為聯合部隊未來作戰方式的一個重要部分。最近的《四年期國防審查》(QDR)指出:"延續1990年代末開始的趨勢,美軍將增加對無人系統的使用和整合。" 在QDR的其他地方,無人駕駛系統被確定為。"保持我們投射力量的能力"。重要的是,《QDR》強調無人系統是國防部致力于創新和適應的一個關鍵部分。
美國國防部對無人系統的愿景是將這些系統納入聯合部隊。由于無人系統被所有軍種使用,國防部發布了一個路線圖,為軍隊使用無人系統提供一個總體愿景。在新的路線圖發布后不久,《海軍內部》雜志發表的一篇文章指出:"國防部新的30年無人系統計劃--四年來第一次更新路線圖--旨在為快速發展的無人系統技術領域制定一個三十年的指南。"最近的路線圖,即2017-2042財年無人系統綜合路線圖,特別指出需要加強無人系統的自主性,指出。
2017-2042財年無人系統綜合路線圖接著列出了四個感興趣的基礎領域,將加速無人系統的整合。這些領域包括:
互操作性。互操作性在歷史上一直是,并將繼續是無人系統集成和運行的主要推動力。載人和無人系統已經越來越多地將其能力協同起來,重點關注使用開放和通用架構的關鍵需求。一個強大的互操作性基礎提供了一個結構,將使未來的作戰取得進展。
自主性。自主性和機器人技術的進步有可能徹底改變作戰概念,成為一個重要的力量倍增器。自主性將大大提高載人和無人系統的效率和效力,為國防部提供戰略優勢。
網絡安全。無人系統操作通常依賴于網絡連接和有效的頻譜訪問。必須解決網絡漏洞,以防止破壞或操縱。
人機協作。如果說互操作性奠定了基礎,那么人機協作則是最終目標。人類力量和機器之間的協作將實現革命性的合作,機器將被視為重要的隊友。
報告接著討論了機器人和無人系統的聯合概念(JCRAS),它為這些系統在未來戰爭場景中的應用提供了一個愿景,直到2035年。JCRAS與之前討論的2035年聯合行動環境直接保持一致,指出了機器人和自主系統(RAS)給聯合部隊帶來的八個關鍵屬性:
學習能力。未來的RAS將通過與環境、人類的互動以及訪問網絡資源來學習。
更強的態勢感知。未來的RAS將通過收集、處理和優先處理來自先進傳感器網絡的信息來增強意識,這將為作戰人員將數據轉換成知識。這將使復雜、擁擠的戰斗空間中的行動更加有效。
實現更高的性能。與載人和可選擇的載人系統不同,RAS沒有人類生理上的限制(如疲勞)。這允許在單一平臺上延長射程和徘徊時間,進行持久監視,并對傳感器和有效載荷進行全新組合。
提高效率和效益。能力更強的RAS將能夠在軍事行動范圍內執行更多的聯合任務,如戰區內空運、地雷行動、打擊大規模殺傷性武器、供應和維持,同時提高部隊的效率和效力。
提供更大的靈活性。未來的RAS系統將可以通過交換模塊硬件和/或下載新的軟件來快速重新配置,從而賦予新的能力。未來的RAS多任務功能將使聯合部隊能夠快速適應,以滿足不同或不斷變化的任務要求。
通過以機器速度運行來提高節奏。RAS以不斷增加的機器速度 "思考"。RAS可以融合來自網絡ISR傳感器的數據,機動到一個有利的位置,并比對手的人類和RAS更快采取行動。先進的數據分析、實時處理和替代性決策框架將使指揮官能夠比對手更快地做出決定和采取行動。
提供產生大規模的潛力。目前聯合部隊的載人庫存是基于相對較少的高能力、復雜和昂貴的武器裝備,無法迅速再生。RAS提供了使用大量廉價系統以產生大規模的機會。
啟用分布式和分散式行動。敵方的技術將以更高的精度和范圍瞄準美國部隊,使傳統部隊面臨更大的風險。使用RAS進行分布式和/或分散式作戰將提高未來作戰環境中的能力。
正如《質量發展報告》和《無人系統綜合路線圖》都指出的那樣,在美軍面臨具有強大防御能力的同行競爭者的那些地區,無人系統是特別重要的資產。聯合行動準入概念認為,"無人系統,可以在目標區域內徘徊以提供情報收集或火力",是一種關鍵能力,在對手擁有大量防御設施,可以限制美國和聯軍進入的地區,這種能力特別有價值。 此外,無人系統是在西太平洋等高威脅地區執行美國 "空海作戰概念"(現更名為 "全球公域準入和機動聯合概念",簡稱JAM-GC)的一個關鍵組成部分,在這些地區,對手的防御系統對有人駕駛飛機和水面平臺構成了不可接受的高風險。
海軍部已經為海軍和海軍陸戰隊的無人系統開發制定了雄心勃勃的目標。在一份備忘錄中,負責研究、開發和采購的海軍助理部長James Geurts閣下強調了無人駕駛系統的重要性,他在求職信中指出:
這份詳細的備忘錄繼續指出:"無人駕駛和自主技術正在改變各國開展軍事行動的方式......無人駕駛和自主系統的使用將改變我們的戰斗方式。" 美國防部的無人系統愿景隨后引出了無人系統戰略和計劃,最后引出了一系列高級無人系統目標:
通過載人、無人和自主能力的綜合團隊實現空中優勢。
通過擴大我們的海底星座的全球范圍來實現海底優勢。
通過載人和無人自主能力的綜合團隊,實現地面優勢。
吸收我們未來的地面戰斗力。
實行多領域的無人駕駛和自主系統。
實現無人駕駛的大規模。
通過整合無人駕駛和自主系統,實現持久的供應、支持和維持。
實現全面的無人操作能力和先進的自主性和機器學習。
這八個高層次目標中的每一個都有一個段落來支持,該段落提供了關于總體目標所需的更多細節,以及海軍部打算采取的步驟來實現這些預期結果。備忘錄接著詳細介紹了近期的促進因素和塑造努力,然后在結論中指出。"增加無人駕駛和自主系統的作戰使用,有望為我們的海軍部隊釋放出一種革命性的能力。"
最近,海軍部公布了期待已久的《無人駕駛作戰框架》。該文件旨在協調整個部門的無人系統工作,列出了雄心勃勃的目標,旨在幫助使無人系統成為海軍平臺庫存中越來越重要的一部分。該框架有五個目標。
在海軍和聯合行動的全部范圍內推進有人-無人的團隊效應。
建立一個數字基礎設施,快速和大規模地整合和采用無人駕駛能力。
激勵無人駕駛系統的快速增量開發和測試周期。
分解共同的問題,一次解決,并跨平臺和領域擴展解決方案。
為無人駕駛貢獻(平臺、系統、子系統)創造一個以能力為中心的方法。
盡管如此,這份38頁的報告確實為海軍部打算如何將無人駕駛系統引入艦隊和緬因州部隊提供了一個組織動力和指南。
大多數人都熟悉兒童寓言故事《金發姑娘和三只熊》。當金發女郎品嘗三碗粥時,她發現一碗太熱,一碗太冷,還有一碗恰到好處。當美國防部和各軍種尋求實現自主性和人類互動的最佳平衡--平衡這兩種經常對立的力量并使其 "恰到好處"--在一開始就將這種能力設計到未來的無人系統中,而不是試圖在事后將其固定下來,這可能是唯一可持續的前進道路。如果我們不能做到這一點,幾乎不可避免的是,對我們的武裝無人系統將具有 "HAL"式的力量并超出我們的控制的擔憂將破壞這些重要作戰伙伴的承諾。
在用于軍事用途的無人系統中建立適當程度的自主性的一個關鍵是要記住一句老話:"你站在哪里取決于你坐在哪里。" 用戶和設計無人系統的人經常從不同的--通常是明顯不同的--觀點來對待他們試圖完成的任務。海軍研究咨詢委員會的一份報告指出,在設計具有適當程度的自主性的無人系統時,必須調和四個不同的觀點:
用戶觀點。我可以給這個平臺一個任務,并相信它能在沒有持續關注的情況下完成它嗎?它能識別和處理意外事件或模糊的任務嗎?
機器人學觀點。我能否建立一個實用的機器人,在正確的時間做正確的事情?我可以動態地控制、導航、執行和測量我的機器人嗎?它能管理和融合數據嗎?
機器學習觀點。我的機器能解釋復雜的傳感器嗎?它能理解口頭語言,解釋手勢,或識別人或物嗎?
認知的觀點。我的機器能不能復制人類智能的元素,如認知、推理和推理?
隨著美國軍方出于各種原因增加對無人系統的依賴,它最好在某個時候決定該平臺是否足夠好,也就是說,它具有執行任務所需的速度、耐力和其他物理屬性。一旦確定了這一點,那么正如國防科學委員會報告所建議的那樣,軟件開發的艱苦工作必須成為優先考慮的因素。
利用大數據、人工智能和機器學習的普遍愿望未能解決一個關鍵問題,即我們希望這些技術能夠幫助作戰人員執行哪些具體任務。問題的根源可能是美國軍方缺乏將作戰人員的需求轉化為建議由大數據、人工智能和機器學習實現的技術解決方案的能力。作為前美國海軍軍官和艦艇指揮官,我們思考這個問題的方式讓我們很自然地想到海軍的例子。
開始解決這個問題的一個方法是思考海上的指揮官需要什么信息。無論是1812年8月艾薩克-赫爾艦長試圖帶著憲法號對蓋瑞爾號采取行動,還是今天的航母打擊群指揮官考慮將他的艦艇帶入一個可能有爭議的地區,指揮官需要三個主要東西來幫助他做出最佳決定。
他或她需要知道部隊前方的情況,需要將這些信息傳達給旗艦,并需要做出明智的決定。雖然今天的海軍指揮官擁有豐富的資產來幫助實現這些目標,但現在大數據、人工智能和機器學習可以幫助彌補一些差距。
一個打擊小組的指揮官擁有許多資產,可以展望部隊未來,以評估戰術形勢。他可能使用MQ-4C “海衛一”無人機系統來執行這種偵察任務。今天,"海衛一"操作人員會收到MQ-4C看到的流媒體視頻。但這需要他連續幾個小時盯著這段視頻(海衛一的續航時間為30小時),看到的主要是空曠的海洋空間。
利用大數據、人工智能和機器學習,MQ-4C可以被訓練成只發送它遇到的每艘船的視頻,從而大大壓縮了人類的工作量。更進一步,"海衛一"可以對每一次接觸進行機載分析,以標明其可能的興趣。例如,如果一艘船在航道上運行,已向海事當局提交了航行計劃,并提供了AIS(自動識別系統)信號,那么它很可能只值得操作者注意,“海衛一”將相應地標記它。然而,如果它不符合這些標準(例如,該船突然改變航線,離開了航道,或者沒有AIS信號),操作人員將被提醒。隨著這項技術的不斷發展,“海衛一”或其他無人機系統最終可能會配備分類算法,有可能導致自動識別目標。
一旦“海衛一”處理了這些信息,大數據、人工智能和機器學習可以幫助確定如何與旗艦溝通。在今天有爭議的電子戰環境中,不同的通信路徑具有不同程度的脆弱性。在 “海衛一”號發射之前,指揮官可以確定可接受的通信截獲風險水平,以及泄露打擊群存在的風險。
掌握了這個指揮官的意圖,并利用大數據、人工智能和機器學習,"海衛一"可以評估電子環境,從多個通信路徑中進行選擇,并確定哪條路徑提供最小的攔截漏洞。鑒于 "海衛一"號的尺寸和增長潛力,它甚至可以攜帶一個較小的無人機,并將其發射回部隊,以傳遞這種監視信息。
在旗艦上,指揮官必須了解他的傳感器所收集的數據,然后做出一些時間關鍵性的決定。他應該繼續前進,等待,還是撤退?他應該在前面偵察,還是在另一個方向?他是否應該調用其他部隊,或者他的有機資產是否足以成功地完成任務而不會給他的部隊帶來不必要的風險?
這就是大數據、人工智能和機器學習可以做出重要貢獻,幫助指揮官做出關鍵決策的地方。
如果指揮官選擇勇往直前,強制進行交戰,大數據、人工智能和機器學習可以做到今天的初級戰術決策輔助工具無法做到的事情--提供一系列選擇,并評估每個選擇的利弊。重要的是,這些技術并不--也不應該--做出決定,而是為指揮官提供足夠的、經過精心策劃的信息,以便他能比對手更快地做出最佳決定。
對于致命的軍事無人系統來說,在授權無人作戰伙伴發射武器之前,操作者必須知道什么,或者像經常發生的那樣,建議上級當局授權采取致命行動,這個標準更高。例如,考慮軍事操作人員管理一系列正在進行的無人駕駛航空系統飛行的情況,他們一直在觀察一個恐怖分子,并等待上級當局授權使用從該無人駕駛航空系統發射的空對地導彈來消除威脅。
利用大數據、人工智能和機器學習,操作者可以訓練無人駕駛航空系統預測上級主管部門在授權發射前會問什么問題,即使不能提供點解決方案,至少也可以提供百分比概率或信心水平的問題,例如。這個人是預定目標的信心水平是多少?這種信心是基于什么?是面部識別、聲音識別、行為模式、與某些人的聯系、與已知家庭成員的接近或與已知同伙的接近?對家庭成員、已知同伙或未知人員造成附帶損害的可能性是什么?等待與現在出擊的潛在影響是什么?
這些考慮只是操作者必須訓練其配備致命武器的無人系統處理的問題的一個子集。用大數據、人工智能和機器學習來增強這些系統,并利用它們在敵人和我們的決策圈內運作的能力,遠不是把致命的權力讓給無人系統,而是使這些系統能夠在戰斗的壓力下把人類操作員從不得不做出實時的、往往是即時的決定中解放出來。從一開始就將這種能力設計到無人系統中,最終將使它們成為其軍事操作者的有效伙伴。
這使我們回到了美國防部副部長羅伯特-沃克提出的一些擔憂。他指出,當敵人以 "機器速度 "攻擊我們時,我們需要利用機器來幫助保護我們。建立具有強大的大數據、人工智能和機器學習水平的無人系統,能夠與操作人員合作進行這項工作,才能最終確保我們建造的無人系統充分發揮其潛力,幫助我們的作戰人員在戰斗中獲勝。
有令人信服的證據表明,美國,特別是美國軍隊,必須在利用大數據、人工智能和機器學習方面超過我們的同行競爭對手。人工智能國家安全委員會在其2019年的臨時報告中明確分析了人工智能將如何成為游戲規則的改變者。"人工智能將塑造權力的未來。"2020年,《未來國防工作組報告》這樣提出將大數據、人工智能和機器學習插入美國軍事武器系統的必要性:
我們通過使用無人機系統的例子討論了插入大數據、人工智能和機器學習的影響,在這種情況下,MQ-4C “海衛一”,因為當插入這些技術的問題出現時,這是大多數人想到的戰爭領域。但還有一個領域,大數據、人工智能和機器學習可以在戰爭中產生更大的影響,那就是決策領域。
伊恩-托爾在其獲獎的美國海軍誕生和成熟的歷史《六艘護衛艦》中,不僅記錄了海軍的早期發展,還記錄了它在多場戰爭中的掙扎。67很少有人在讀完這本書后,會對1775年至1815年間海軍和國家的生存是如何的近在眼前。
雖然我們很容易被托爾的敘述所吸引,像讀小說一樣快速閱讀這段歷史,但至關重要的是,不要錯過決策在海軍的勝利和失敗中的重要性。從在哪里建造這些護衛艦,到選擇它們的活動區域,到它們要打哪場戰役和避免哪場戰役,以及其他一系列的決定,主要是使國家能夠在那危險的幾十年中生存下來的正確決定。
雖然今天美國海軍的平臺和武器與迪凱特、普雷布爾、班布里奇、赫爾、佩里、勞倫斯等艦長的海軍沒有任何相似之處,但今天的艦長仍然必須做出他們的前輩所做的那種生死攸關的決定。大不相同的是今天的決策速度。像憲法號、星座號和其他早期護衛艦的艦長往往有幾個小時甚至幾天的時間來做出關鍵的選擇,而今天的艦長必須在幾分鐘甚至幾秒鐘內做出決定。
軍事史上不乏這樣的例子:做出更好決定的指揮官獲得了勝利,即使他們的對手擁有地理或物質優勢,這些事件在此無需重述。值得注意的是,在過去的幾個世紀里,各級領導人有幾個小時,甚至幾天的時間來做出關鍵決定。但到了上個世紀中期,戰爭的變化極大地壓縮了決策周期。
在朝鮮戰爭期間,俄羅斯的米格-15戰斗機和美國的F-86 "佩刀 "戰斗機為爭奪制空權展開了激烈的戰斗。空軍上校約翰-博伊德(John Boyd)為了找到一種減輕美國戰斗損失的方法,創造了我們今天所知的OODA循環。OODA是指:觀察、定向、決定和行動。
博伊德的概念是,勝利的關鍵是創造一個比對手更快地做出適當決定的環境。博伊德的構思最初是一種在空對空作戰中獲得成功的理論,是根據他的能量-機動性理論和他對米格-15戰斗機和北美F-86佩刀戰斗機在朝鮮的空對空作戰的觀察而發展出來的。哈利-希拉克--F-16戰斗機的總設計師在談到OODA理論時說:"時間是主導參數。在最短的時間內完成OODA循環的飛行員占了上風,因為他的對手在應對已經發生變化的情況時被抓住了。"
即使是非軍事觀察員也清楚,空對空作戰可以說是壓力最大的軍事行動之一。但是,軍事領導人越來越意識到,壓力--尤其是無法處理信息--導致軍事操作人員開始出現自己的OODA環,并做出次優的決定。
在壓力下做出關鍵軍事決策的挑戰在1965年的電影《貝德福德事件》中進入流行文化。這部電影松散地基于美國海軍艦艇和蘇聯潛艇之間的一些冷戰事件,其情節線圍繞著美國驅逐艦貝德福德號(DLG 113)和一艘蘇聯潛艇之間的貓捉老鼠游戲。
貝德福德號的船員在長達數日的潛艇搜尋中變得越來越疲憊。隨著尋找蘇聯對手的緊迫性加劇,貝德福德號的船長無視他的船員在壓力下萎靡不振的警告,提高了他的要求,甚至碾壓了柴油潛艇的呼吸器。當有人問船長他是否會對他的對手開第一槍時,他回答說他不會,但 "如果他開一槍,我就開一槍"。一個疲憊的少尉把他的船長的話誤認為是 "開一槍 "的命令,于是發射了一枚反潛火箭,摧毀了潛艇,但在它發射一枚核武魚雷之前,潛艇就被消滅了。
雖然是虛構的,但《貝德福德事件》對55年后的一個真實世界的事件卻有可怕的預見。雖然對2020年1月伊朗革命衛隊擊落一架烏克蘭噴氣式客機的全面調查需要幾個月,甚至幾年的時間,但今天已知的是,在戰斗的壓力下,伊朗剛剛向美國軍隊發射了一連串彈道導彈,該國對美國的反擊保持高度警惕。
在伊朗情報或軍事指揮系統的某個地方,發出了巡航導彈來襲的警告。負責一個防空導彈組的軍官試圖聯系他的上級指揮中心,以獲得開火的授權。可悲的是,他無法接通,帶著不完整的信息,他發射了兩枚防空導彈,176人死亡。
這些事件--一個是虛構的,一個是非常真實的--有一個共同點:人類被迫在信息不充分或錯誤的情況下做出關鍵決定。在《貝德福德事件》中,它是人類之間相隔幾英尺的空氣間隙。在烏克蘭飛機被擊落的案例中,是無法溝通,以及對威脅的錯誤認知。
很容易將上述事件視為難以置信的虛構或不如美國軍隊的決定,但這將是一個悲劇性的錯誤。美軍人員做出錯誤決定導致生命損失的引人注目的事件已經困擾了美國軍隊四十多年。
1987年5月,美國海軍斯塔克號(FFG 31)在兩伊戰爭的禁區邊界附近巡邏。由于錯誤地認為交戰雙方都不會以美國軍艦為目標,當斯塔克號試圖與來襲的飛機進行溝通時,艦長一開始并沒有感到震驚。伊拉克的 "幻影 "噴氣機發射了兩枚 "飛魚 "導彈,造成37名美國人死亡,近二十人受傷。
1988年7月,懷著對斯塔克號艦長未能采取行動保護他的艦艇的回憶,在兩伊戰爭仍然激烈的情況下,當他的艦艇被伊朗炮艇圍攻時,文森斯號(CG49)的艦長錯誤地認為,一架接近的飛機正在接近并以攻擊姿態下降。他發射了一枚SM- 2ER導彈,擊落了伊朗航空公司655號航班,機上290人全部死亡。
1994年4月,兩架美國空軍F-15 "攻擊鷹 "在伊拉克上空擊落兩架美國陸軍UH-60 "黑鷹 "直升機,認為它們是伊拉克的米-24 "雌鹿 "直升機,機上26名軍人和平民全部死亡。空軍AWACS控制飛機和 "攻擊鷹 "之間的誤傳,以及自動識別敵我系統的故障,是造成這場悲劇的近因。
2001年2月,在瓦胡島以南10英里處,在為VIP平民游客進行的演示中,美國海軍格林維爾號核潛艇(SSN 772)進行了一次緊急壓載打擊機動,并在日本漁船愛媛丸號下浮出水面。船上的三十五人中有九人死亡。
2017年6月,美國海軍菲茨杰拉德號(DDG 62)與集裝箱船MV ACX Crystal相撞。她的七名船員被殺,其他幾人受傷。僅僅三個月后,美國海軍約翰-S-麥凱恩號(DDG 56)與懸掛利比里亞國旗的油輪Alnic MC相撞。她的10名船員在這次事故中死亡。
雖然所有這些悲慘的事故背后有多種原因,最明顯的是涉及美國海軍菲茨杰拉德號和美國海軍約翰-S-麥凱恩號的致命碰撞,但很明顯,在每個案例中,都有可用的數據,如果使用得當,可能會打破安全專家所說的 "事故鏈",并防止悲劇的發生。
值得注意的是,做出這些次優決策的軍方人員是在手頭的工具下做了他們能做的最好工作。發生的情況是,戰爭的速度往往超過了人腦做出正確決定的能力。事實上,正如美國陸軍研究實驗室的首席科學家亞歷山大-科特博士在一次指揮和控制會議上所說,"人類的認知帶寬將成為戰場上最嚴重的制約因素"。
美國空軍技術地平線報告這樣描述這一挑戰:"盡管今天人類在許多任務上仍然比機器更有能力,但人類的自然能力正變得與技術提供或要求的巨大數據量、處理能力和決策速度越來越不匹配。更緊密的人機耦合和增強人的表現將成為可能和必要。"由于這些原因和其他原因,海軍需要大數據、人工智能和機器學習,以使其作戰人員在戰斗中獲得優勢。
對于我們今天使用技術的人來說,這一挑戰應該不足為奇。正如任何擁有智能手機的人在打開機器后不久就知道的那樣,獲得足夠的數據很少是個問題。有時讓人不知所措的是對大量的數據進行分類,并試圖只挑出當下必要的數據。從戰爭的角度來看,這意味著系統只向決策者提供經過精心策劃的信息,以幫助他或她做出更好的決定,而且往往是在戰斗的壓力下。
每年春天在海軍戰爭學院舉行的當前戰略論壇是美國海軍的年度會議,討論和評估海軍對國家和國際安全的貢獻。雖然每個論壇都有其亮點,但2017年的活動可能會被人們記住,因為海軍作戰部長在會上用手說話。沒錯,約翰-理查森上將,一個核潛艇兵--而不是一個戰斗機飛行員--用他的手說話,把聽眾帶回了70多年前發明的航空戰術。
CNO將時鐘撥回到20世紀50年代的空軍上校約翰-博伊德和OODA循環。理查森上將用OODA環路來討論美國海軍正在使用的各種新技術。他指出,海軍已經在博伊德分類法中的觀察和行動部分進行了大量投資。他指出,在大數據、機器學習和人工智能等新興技術出現之前,我們對OODA環路中的 "觀察和決定 "部分無能為力,但今天我們可以。
這正是CNO在他的講話中使用博伊德的OODA循環的原因。他解釋說,今天的海軍作戰人員有大量的--甚至是壓倒性的--數據需要處理。他們需要大數據、人工智能和機器學習來整理這些數據,只呈現那些有助于決策者和扣動扳機者更快做出更好決策的信息。不難看出,這種將數據轉化為戰術上有用的信息的努力對作戰的所有方面都很重要,而不僅僅是戰斗機戰術。
現在可能是時候在美國海軍幾十年來幫助作戰人員做出更好決策的努力基礎上再接再厲了。海軍在利用技術幫助作戰人員在緊張的情況下以更少的人和更少的錯誤更快地做出更好的決定方面一直走在前列。在20世紀80年代,海軍研究辦公室啟動了一項計劃,研究作戰人員如何在高度緊張的情況下做出更好的決定。這項計劃被稱為TADMUS(壓力下的戰術決策),它利用認知科學在了解決策者如何做出決策方面取得了新的突破。這導致了海軍太平洋信息戰中心的科學家和工程師設計了幾個原型(多模式觀察站、知識墻和其他),并進行了測試,在幫助決策者實現改進決策方面取得了令人鼓舞的成果。
TADMUS與類似的海軍項目一樣,就其本身而言是好的。但正如理查德森上將在其當前戰略論壇的發言中所指出的,直到最近,將強化決策提升到新水平的技術還不存在。今天,它確實存在,而且利用大數據、人工智能和機器學習能夠為作戰人員提供的東西,很可能導致海戰的下一個突破,特別是在決策領域。海軍太平洋信息戰中心與通過海軍研發界、工業界和學術界的合作伙伴一起,正在領導各種努力,以確保美國作戰人員有能力以更少的人和更少的錯誤做出更好的決定。
在美國戰略和軍事指導的最高層,大數據、人工智能和機器學習被認為對為美國軍隊提供作戰優勢極為重要。而且,那些負責將這些技術整合到美國軍事平臺、系統、傳感器和武器的人越來越多地將決策確定為這些技術可以增加最大價值的一個重要領域。
在AFCEA/海軍研究所 "西部 "會議上的講話中,海軍預算主任迪特里希-庫爾曼少將這樣提出了海軍如何能夠最好地利用大數據、人工智能和機器學習的問題。"我們如何利用人工智能,不是為了生產殺人的自主平臺,而是為了讓指揮官在戰斗中獲得優勢?"的確,美國海軍--進而是美國軍隊--想要利用大數據、機器學習和人工智能的本質,不是在沒有人類監督的情況下向遠方發射終結者般的無人系統,而是幫助操作員做出更快、更明智的決定。
軍事作戰人員將始終處于循環之中,并將得到大數據、機器學習和人工智能的協助。軍方希望通過這些尖端技術--無論是應用于無人系統還是戰爭的其他方面--來實現的是進入對手的OODA循環。負責研究、開發和采購的海軍助理部長詹姆斯-格茨閣下在一次軍事工業會議上這樣說:"如果一支部隊能夠利用人工智能讓決策者比對手更快地做出決定,那么它每次都會贏。"
在海軍戰爭學院的一次演講中,美國防部聯合人工智能中心主任杰克-沙納漢中將這樣說。"人工智能對美國國防最有價值的貢獻將是它如何幫助人類做出更好、更快、更精確的決定,特別是在高后果的行動中。"
很明顯,美國國防部已經認識到,淹沒在數據海洋中的作戰人員無法做出有效的決策,并試圖利用人工智能和機器學習等技術來幫助整理數據,只呈現在激烈戰斗中有用的信息。
沙納漢將軍在戰爭學院的講話中談到了利用大數據、人工智能和機器學習幫助作戰人員做出更好決策的機會和挑戰,他指出:"在思考、書寫和談論人工智能與實踐之間存在著鴻溝。卷起袖子,投入到人工智能項目中,這是無可替代的。
最近,國防部聯合人工智能中心的新主任邁克爾-格羅恩中將這樣強調了決策:
在20世紀的戰爭中,衡量軍事優勢的單位是坦克、艦艇或飛機,以及 "勝過槍炮和棍棒 "對手的能力。在21世紀的戰爭中,軍事領導人只有幾分鐘甚至幾秒鐘的時間來做出關鍵的決定,超越對手的思維能力將決定勝利和失敗的區別。
當美國軍方及其國防工業伙伴在21世紀的第三個十年中制定他們的研發投資決策時,早就應該關注一個長期被忽視的領域--我們的軍事決策者的思想,并確保他們能夠做出更好的決定,比他們的對手更快和更少的錯誤。
在21世紀,人工智能侵入了我們生活的各個方面。它通過獲取、存儲和回憶信息,幫助用戶建立對周圍世界的更好理解。最令人震驚的是,每個手機擁有者隨時可以獲得的處理能力超過了第一代計算機的能力。在這種計算能力在私營企業中如此普遍的情況下,軍隊如何將這種技術融入其規劃方法,即軍事決策過程?這項研究探討了人機合作,因為它與陸軍師級的規劃有關。
這項研究解構了MDMP,并提出了與現有人工智能技術及其計算能力,以及人類理解和創造能力相結合的建議。這項分析闡明了通過伙伴式理解的概念獲得的一些流程效率;隨著人工智能學會如何為用戶處理信息,用戶對他們的操作環境獲得了更深的認知理解。這方面的工作也探討了這種整合的成本。
上面的例子在作戰人員的世界里并不是很少發生的。作戰計劃小組必須利用他們的現有資源,最重要的是他們的專業軍事判斷和時間,制定一個計劃供指揮官批準。他們的許多計算、估計和評估將完全取決于他們的集體經驗、理論知識和一些最佳猜測。根據這些計劃和整個陸軍和更大的美國國防部的作戰計劃小組的估計而調整的國家資產,主要是由數據驅動的。將這些數據關聯起來,以更及時的方式提供更精確的人員估計,無疑可以幫助工作人員適應作戰環境,并創造出更多高質量的行動方案、分支和續篇。此外,隨著戰斗的步伐和復雜性的不斷增加,由于通過技術的相互聯系,人類反應、計劃和執行持久行動的認知能力將難以跟上。人工智能技術,總體而言,可能提供了最好的機會,以加強和增強計算解決問題的任務,并減少作戰級規劃人員目前經歷的認知過載。這項技術有可能影響美國陸軍部隊規劃和執行戰爭的方式。
這項研究之所以重要,主要有兩個原因。美國陸軍使用相同的基本規劃方法,即軍事決策過程(MDMP),開展軍事行動已有46年。然而,隨著人工智能在社會應用中的增加,陸軍尚未確定人工智能技術如何在智能任務指揮系統(如XXI部隊旅及以下戰斗指揮系統(FBCB2))之外幫助決策。
其次,思想的全球化已經將人工智能推到了下一次技術革命的前沿。正如20世紀對太空主導權的爭奪刺激了世界主要大國的國家投資一樣,人工智能在21世紀也開始有同樣的投資優先權。人工智能的任何一個領域的重大突破都可能創造出一個在短期內證明不可能克服的優勢。最重要的是,由于我們在政府和私營企業中的信念與敵對國家背道而馳,陸軍和美國處于不利地位。只要專注和精確,軍隊可以從人工技術和軍事規劃的融合中大大受益。
由于本討論的技術性質,術語表是最合適的。以下術語貫穿本專著,為參考提供了基礎。
認知計算--利用各種人工智能技術進行大規模學習、有目的的推理并與人類自然互動的系統
知識庫--精心策劃的數據集或數據體,用作機器學習和認知計算系統的基線。
策劃的數據集--深度學習網絡的基礎知識數據集。
深度學習 - 人工智能的一個方面,涉及模仿人類用來獲得某些類型知識的學習方法。
專家系統 - 人工智能的一種形式,在一個特定的研究領域或專業領域內保持知識。
攝取 - 人工智能系統接收數據的過程。
自然語言處理 - 計算機系統的能力,使用世界知識,通過口頭輸入或書面/打字文本來處理和操作語言,與人類對話。
神經網絡 - 一組處理單元,結構上受人腦啟發,在深度網絡學習中結合一組輸入值產生一個輸出值。
機器學習 - 一個統計過程,從一組數據開始,推導出解釋數據的規則或程序,同時預測未來數據。
伙伴式理解--用戶和人工智能系統之間的迭代對話,其中用戶從系統中獲得更深入的理解,而人工智能系統則獲得對其數據集使用的理解。
強人工智能/通用人工智能--人工智能系統能夠在廣泛的認知任務中表現出明顯的智能行為,至少與人類一樣先進。
弱人工智能/狹義人工智能--人工智能系統能夠成功完成簡單或高度具體的應用。
人工智能技術正在通過私營行業的研究和開發迅速發展。因此,某些技術的許多能力和規格都是專有性質的。這種知識產權的發布對這項研究來說是非常有限的。
本研究假設陸軍師的帶寬分配不會因為作戰人員信息網絡--戰術(WIN-T)的取消而大幅減少或增加。本研究還假設陸軍師在理論上與《戰地手冊》3-94戰區陸軍、軍團和師級行動以及陸軍訓練出版物3-91師級行動的雇傭、組成和能力保持一致。本研究假設在本研究涵蓋的未來五年內,人工智能技術不會有重大突破。最后,本研究假設美國陸軍師提供更強大的網絡帶寬、人員冗余以及與戰場前沿的距離,這將優化人工智能技術的實施。
本專著將直接對人工智能歷史和理論進行簡要概述,以提供對該技術的基礎性理解。隨后,技術系統和軍事規劃的歷史整合將提供與建議在未來應用的相關背景。對MDMP的分析將確定人工智能技術是否可以利用私人產業中的應用進行整合。本專著將討論將人工智能技術納入作戰計劃的潛在權衡和副作用。最后,結論提供了進一步研究和應用的結果和建議。
(第2-3章關于AI的發展綜述請查看原文)
軍事規劃是指令性行動的結果。國家指揮機構指示解決沖突的選項,而軍隊則尋求完成所需的狀態。從本質上講,軍事規劃是一種確定和實施解決方案的手段。在介紹的例子中,相對于應急計劃中完成的研究和規劃工作,作戰規劃小組需要提供與當前作戰環境相關的選擇。技術革命從根本上增加了全球環境的互動復雜性,影響了作戰環境中的區域行為者。美國陸軍學說,特別是陸軍學說參考出版物(ADRP)5.0作戰過程,將規劃定義為 "理解的藝術和科學,設想一個理想的未來,并制定有效的方法來創造這個理想的未來。"對于作戰層面的戰爭,在本專著的其余部分,這被稱為作戰規劃。
在聯合出版物或美國陸軍理論中沒有關于戰役層面規劃的具體定義。然而,作戰水平是國家軍事戰略目標和部隊戰術運用之間的聯系,重點是設計、計劃和使用作戰藝術執行行動。AJP-5將戰役層面的規劃定義為 "在戰役層面進行軍事規劃,以設計、實施和維持戰役和主要行動,從而在特定的戰場或行動區完成戰略目標"。
在這個層次的戰爭中,規劃將戰略轉化為行動。戰役層面的規劃也是概念性規劃和指揮藝術與詳細規劃和控制科學的結合點。這一層次的規劃也最專注于軍事解決方案,在很大程度上擺脫了與戰爭政治相關的模糊性。贖罪日戰爭后的主要行動更關注于實現軍事目標,而不是參與戰爭政治。此外,行動的重點是奪取、保留或利用主動權。例如,在 "沙漠風暴 "戰役的規劃階段,由高級軍事學院培訓的戰役層面的規劃人員不太關心其計劃的政治影響,而是關心如何利用行動藝術來實現軍事目的。
作戰藝術是一種產生理解的工具。因此,戰役規劃在很大程度上依賴于指揮官正確構思問題并將一系列可能的解決方案可視化的能力。陸軍理論指出,作戰藝術是指揮官和參謀部制定戰略、戰役和行動的認知方法,通過整合目的、方式和手段來組織和運用軍事力量。通過對戰術行動在時間和空間上的排序,指揮官和參謀部可以組織系統地擊敗敵對勢力,或在戰役級別規劃開始時確定的戰略目標。與任何級別的規劃一樣,參謀部的經驗對于建立共同的理解尤為關鍵,而且隨著戰爭領域內的行動隨著時間的推移不斷擴大,參謀部的價值將繼續增加。
參謀部很重要,因為他們提供了必要的洞察力,使指揮官能夠做出明智的決定。通過批判性思維、知情分析和經驗,參謀部協助指揮官了解情況,做出并實施決策,控制行動,并評估進展。這些職能推動了行動過程,這是美國陸軍行動層面規劃的基礎框架。
美國陸軍有三種規劃方法,能夠對部隊的使用進行規劃。陸軍設計方法(ADM)和軍事決策程序(MDMP),分別作為戰爭戰略和戰役層面的渠道,而部隊領導程序(TLPs)則只在戰術層面上實現行動。指揮官和參謀部根據問題的復雜性、可利用的時間和參謀部的可用性來決定和使用這些方法的適當組合。沿著規劃的連續性,行政管理的性質大多是概念性的。行政管理的抽象性主要是由于它要解決的業務問題的復雜性。MDMP通過技術還原和基于系統方法的解決方案,很容易解決結構良好的問題。然而,當問題變得更加模糊和不可預測,或結構不良時,軍隊設計方法學提供了批判性和創造性思維的工具,以理解、可視化和描述不熟悉的問題和解決它們的方案。ADM幫助指揮官和參謀部匯總最相關的事實,并提供一種操作方法,以幫助過渡到更詳細的規劃方法,MDMP。雖然概念性規劃需要一些數據來確定進入戰區的力量流動,但MDMP創造了規劃中的大部分詳細行動(圖6)。
圖6. 美國陸軍的規劃方法。美國陸軍,FM3-0,1-20。
軍事決策過程是詳細規劃的起點。MDMP是迭代的、更加明確的規劃方法,建立了將ADM的解決方案框架中表達的概念操作化的框架。MDMP是協作性的,使指揮官和參謀部能夠理解、可視化和描述作戰環境,推進制定執行行動方案的進程。它由一系列的步驟組成,有獨立的輸入和輸出。產出導致了對作戰環境的進一步理解,并促進了MDMP的下一步工作。MDMP在很大程度上是有順序的,這證明了這個過程的嚴格性。MDMP可能是非常耗時的,而且高度依賴于工作人員的知識水平、熟練程度和客觀性。
與任何組織一樣,該部門的工作人員都會帶有無意識的偏見、別有用心的動機和由每個人的經驗所形成的判斷。這些內部動態和戰爭本身一樣,都是人類的屬性。在規劃和決策中,人類的認知偏差是不可避免的,除非工作人員制定了審慎的、客觀的策略來確認假設和調整范式。偏見主要是由于直覺判斷造成的,作者丹尼爾-卡尼曼稱之為系統1思維。利用自然發展的啟發式方法或經驗法則,軍事規劃人員建立了匆忙的認知 "框架",在其中對信息進行分類和處理,從而提高認知效率。 雖然不是所有的偏見都是壞事,但在規劃世界各地的軍事行動時,如果沒有意識到自己的心理傾向,就可能是負面的。
指揮官和參謀人員需要了解作戰環境,以實現共同理解,不僅是為了開展軍事行動,而且是為了敘事,這些軍事行動將向更大的受眾傳播。人工智能可以支持更多的知情決定,同時盡量減少人類的一些明顯的認知偏差。最近在阿富汗使用的人工智能 "瑪文項目 "在減少人類偏見方面被證明是有希望的。算法跨功能團隊讓我們看到了人機合作的潛力。
新興技術與戰爭的結合是一種歷史上出現的現象。自從從長矛和劍過渡到箭和手炮以來,先進的技術不斷提高戰爭的殺傷力和破壞力。然而,并非所有的技術創新都與 "前線戰斗"有關。例如,當普魯士陸軍總司令赫爾穆特-毛奇(Helmuth Moltke)將復雜的鐵路系統納入普魯士的動員計劃時,這項技術主要支持他的后勤和人員補充,積極影響他的作戰范圍。這種 "前線背后 "的技術與機槍的發展和使用不同,機槍直接促進了第一次世界大戰期間塹壕戰的殺傷力的增加。未來的戰爭也呼應了同樣的觀點。
從概念上講,過渡到一個多維的戰場,人工智能技術可以作為 "傳感器"、"戰斗機 "和 "規劃者",或其中的組合來使用。每種角色都對軍事手段的實施和應用有促進作用--在 "前線",或在 "后方"。無人駕駛飛行器(UAV)提供了一個前線傳感器和戰斗能力的例子,這取決于其變體和有效載荷。致命自主武器(LAW)是使用人工智能技術作戰的另一個例子。
直到最近,用于感知和戰斗的人工智能技術是最常見的就業建議。然而,規劃中的人工智能正開始作為 "第三次抵消戰略"的一個要素重新出現,利用新興技術來增強技術優勢。從美國國防高級研究計劃局(DARPA)的戰略計算倡議開始,到當代的機器人和自主系統戰略,美國國防部正在繼續努力將技術融入軍事行動。
美國國防部高級研究計劃局(DARPA)于1983年制定了戰略計算計劃,作為資助和開發日益有效的人工智能軟件的一種手段。該計劃將智能機器作為一個由相互關聯的子系統組成的單一問題來處理。通過大學和工業界的合作開發子系統,戰略計算計劃可以規劃出這些系統與現有技術的連接和接口。從一開始,戰略計算計劃就有很高的雄心壯志;預測在計劃結束時能實現完全自動化的機器智能,而這是在十年后。該計劃試圖分析和回答有關規劃任務的支持或自動化的關鍵問題。研究后來發現,開發完全自動化的規劃軟件既不可能,也不被軍方認為是可取的,但一個支持人類能力的系統是可行的。
這個時代的兩個擬議的軍事應用以專家系統和自然語言理解為中心。通過創建一個有能力解決問題、提供建議、預測并在狹窄的考慮范圍內提供理由的專家系統,開發者試圖為軍事規劃者創建一個知識體系。這種能力將與自然語言理解協同運作,使機器有能力理解自然語言作為一種交流界面。然而,20世紀80年代的計算機技術無法解釋本地語言,也無法可靠地對該信息采取行動。相反,用戶必須使用一種風格化的、正式的計算機語言和非常有限的關鍵詞來向計算機發出命令。雖然當時的技術不支持這一概念,但這一努力所產生的對話將落實到其他具有意義的項目中。
DARPA后來與MITRE公司和卡耐基梅隆大學合作開發了動態分析和重新規劃工具(DART),以分析智能規劃系統的可行性。作為一個基于人工智能的決策支持系統,它在波斯灣戰爭期間被用來確定在世界各地運輸軍事物資的物流要求。美國運輸司令部和歐洲司令部報告了這個項目的成功,因為它抵消了DARPA之前30年的資金使用。在接下來的20年里,這個項目將發展成為聯合發展和執行助理(JADE),一個支持在最短的時間內(一小時)制定大規模、復雜的部署計劃的規劃工具。JADE與聯合行動規劃和執行系統(JOPES)對接,產生今天仍然使用的時間階段性部隊部署數據(TPFDD)。DART和JADE是非常實用的程序,因為它們使軍事規劃人員能夠在問題發生之前就識別和預測。這些系統卸載了人類操作的認知任務,"提示 "這些規劃者計劃中的摩擦點。不幸的是,這些系統采用的人工智能水平高于操作水平,使戰術規劃人員無法使用它們。
美國陸軍通信電子司令部(CECOM)進行了平行的努力,建立了ARES項目,這是一個使軍團級規劃者能夠進行決策的助理系統。ARES項目是一項基礎研究和探索性開發,調查1986年陸軍軍團級組織對人工智能方法和工具的應用。ARES的目標是展示一個基于人工智能的輔助系統,為未來的行動進行規劃并控制正在進行的行動。使用地形分析、形勢分析和行動方案生成工具,該系統以最大限度地提高人機界面為導向。這些能力支持了規劃人員,減少了對緊張環境的認知壓力。
然而,作戰研究發現,當規劃人員必須考慮具有不同能力的若干執行機構的同時行動時,人工智能規劃理論有一個重大問題,即過于復雜。雖然ARES項目未能完成其最初的目標,但其對地形分析和士兵-機器互動的關注將未來的研究重點轉移到智能系統上,刺激了XXI部隊系統的創建。雖然這些系統是有用的,但它們只是提供態勢感知,而不是人工智能系統所要的任務自動化。此外,這些系統為先進的電子戰產生了一個可瞄準的信號,這是復雜戰場的一個缺點。
第三次抵消戰略是一項克服對手均勢、減少軍事力量結構和下降的技術優勢的計劃。這項多年的努力為一系列的重點領域提供了方向和資金。這些領域包括反介入和區域拒止(A2AD)、制導彈藥、海底戰、網絡和電子戰、人機合作以及兵棋推演和概念開發。第三個抵消戰略解決的主要問題之一是,美國有可能危險地落后于那些在先進技術上投入大量資金且沒有自我約束的潛在對手。隨著該戰略繼續在一個概念下調整目的、方式和手段,諸如機器人和自主系統戰略等附屬倡議有非常集中的努力來支持該戰略。
為了應對近似競爭對手的全球部隊現代化努力,美國陸軍在2017年制定了機器人和自主系統戰略(RAS),在一段時間內對投資和能力重點進行優先排序。RAS有五個能力目標:提高態勢感知,減輕士兵負擔,維持部隊,促進運動和機動,以及保護部隊。該戰略的重點是人機協作,也被稱為 "有人-無人協作"(MUM-T)。這一概念將人與自主系統或人工智能結合起來,以提高決策速度--這是當代戰場上急需的屬性。這一戰略應對了未來OE中的挑戰:戰場上行動速度加快,對手越來越多地使用RAS,以及競爭環境的復雜性擴大。
雖然這些目標是第三個抵消戰略的一個子集,但它們提供了一個新的戰術層面的重點。然而,這一戰略需要在更高層次上的補充技術。例如,RAS建議增加營級及以下級別的無人駕駛飛機和地面系統的數量。然而,營級人員的班、排和連的系統的大幅增加可能意味著收集和處理的數據量的指數級增長。如果高層沒有人工智能系統,師部工作人員將無法跟上同步行動的步伐。更糟糕的是,這些工作人員可能會在認知上被傳輸的大量數據所淹沒,使他們無法有效管理整體作戰環境。正如毛奇將軍通過補充性的鐵路運營官員(一種早期的人機合作形式)將鐵路運輸的復雜性引入到戰爭中,這一戰略需要在更高層次上做出平行努力。
人機合作是指系統和人的配對,以抵消兩者的弱點。美國陸軍的無人機系統和AH-64阿帕奇直升機采用了這種概念,稱為人機合作(MUM-T)。通過這一過程,陸軍AH-64阿帕奇飛行員能夠在被認為對載人航空過于危險的環境中使用和控制無人系統。MUM-T使無人系統能夠利用其優勢、對峙距離和目標獲取,以最大限度地發揮飛行員的優勢、殺傷力和反應能力。這一概念可作為人工智能人機協作的基礎。
在人工智能的范圍內,人工思維和人類思維的配對就是這個概念。人類提供目標、創造力和道德思維,而人工智能頭腦提供自學的經驗、直覺和預測能力。這種能力存在于目前的人工智能技術中。例如,通過算法,AlphaGo系統擊敗了世界上最好的圍棋選手,這個游戲估計比國際象棋復雜300倍。前面提到的深藍所使用的技術,對于下圍棋的計算機來說是不切實際的。因此,通過機器和人的合作,軍方可以保持 "人在回路中",同時獲得提示性反應和加強對情況的了解的好處,類似于前面提到的阿帕奇直升機飛行員。
綜上所述,人工智能和軍事應用的融合并不是一個新概念。不幸的是,在最初構想時,這種人工智能系統和人類規劃者的愿望遠遠超過了那個時代的技術能力。計算速度和計算機科學技術在過去三十年中取得了指數級的進步。鑒于私營企業的進步,人工智能的使用成為一種社會規范,并擴散到日常生活的所有其他方面,在過去幾十年里曾經被認為是不可思議的愿望現在可能即將實現。
這項研究確定了MDMP從自動化中受益的地方,同時考慮到與這種行動相關的權衡。此外,軍事決策過程在陸軍總部的各級戰爭中都有使用,但基本分析將以陸軍師為參考框架。在師一級,工作人員將足以通過各種規劃范圍管理多項規劃工作。這項研究將首先對軍事決策過程進行分析,研究一些步驟的具體投入和產出。然后,研究分析最相關的輸出,以確定人工智能是否可以提供輸出或增強人類工作人員的能力,同時也確定目前是否存在這種技術。該研究還將討論在這些下屬流程中獲得成功的基本技術要求。本節還將探討軍事和商業應用中類似的現有技術。最后,研究將討論在該過程中使用人工智能的權衡,提供與一些模擬過程的相似之處,這些過程隨著人類對技術過程的日益依賴而萎縮。
軍事決策過程由七個步驟組成,整合了被稱為作戰功能的專業領域。MDMP有獨立的輸入和輸出,能夠增加對形勢的理解。MDMP是陸軍作戰過程中 "規劃"步驟的基礎,隨后是軍事行動的準備、執行和評估。如下所述,每個步驟都有子過程,在人工智能技術的支持下,這些子過程可能更有效,也可能更及時。那些最好由人工智能支持的子流程如下:
接到任務是MDMP的第一步。這一步涉及剖析上級總部的行動命令,同時使計劃得以啟動。它需要提醒工作人員和其他關鍵參與者,收集必要的工具,并對可用于規劃的時間進行初步評估。接收任務還涉及到建立規劃的計劃--更廣泛的陸軍行動過程的一部分。通常情況下,師部工作人員在上級部門建立行動區域時進行平行規劃,并將產出產品過渡到MDMP中使用。MDMP包含了陸軍設計方法的要素(如作戰方法),ADM過程的概念性需要人類的創造力和批判性思維。作戰方法通過建立上級總部、作戰、規劃門路和敵方時間線之間的時間線來設定過程的節奏和軌跡。第一步的產出是指揮官對規劃方法的初步指導和發布第一個警告命令。
圖7. 任務協助計算(MAC)系統的圖形描述。
在MDMP中,人工智能將利用認知計算方法為該過程提供補充支持,實現深度學習。正如任務指揮系統在MDMP第一步的 "收集工具 "子步驟中被準備和吸收一樣,人工智能系統,任務協助計算或MAC,將被提供一個由高級總部行動命令/附件組成的精心策劃的數據集。這個攝取過程將支持對第一步中產生的最新人員估計進行交叉分析,同時允許與用戶互動,在系統的神經網絡中建立更好的聯系。使用由FM6-0和參謀部生成的預先格式化的警告令模板,系統會自動將來自上級總部的信息填充到警告令中。基于對聯合和機構間系統冗余網絡的漸進式訪問,該系統將對信息進行關聯,以便在MDMP的第二步與參謀部進行分析和討論。(見圖7)
MDMP的第二步是任務分析。這是MDMP中最重要的一步,因為它定義了包含問題的環境背景。通過對形勢的繼續評估,任務分析確定了作戰環境的框架,以產生問題和任務陳述,以及指揮官的意圖,從而推動作戰行動。如果問題陳述、任務陳述或指揮官的意圖從一開始就沒有被充分理解,任務成功的可能性就會大大降低。因此,每一個子步驟在計劃中都是重要的和相關的。下面的插圖討論了這些子步驟。
在一個師的規劃人員的 "整合單元 "中,無論是規劃、未來行動還是當前行動單元,都會有來自每個作戰職能小組的成員負責一個任務分析子步驟。在某些子步驟中,每個職能小組都需要審查、分析并向小組提交相關信息。例如,每個作戰職能部門都必須識別、分析和評估上級指揮部下達的指定的、隱含的和基本的任務。通過其他子步驟,如戰場情報準備(IPB),每個作戰職能部門都要對各自的對抗職能進行分析(如友軍火力資產與敵軍火力資產),但情報作戰職能部門負責管理這一過程。隨著各職能小組在每個子步驟中的工作,集體產品在任務分析簡報中向指揮官傳達了結論(子步驟14)。研究人員選擇了任務分析的第1-3、4和6個子步驟來整合人工智能。這些步驟是數據驅動的,為人工智能提供了最佳用途。
美國陸軍,ATTP 5-0.1,4-6。
在收到上級總部的行動命令和附件后,MAC將被加載數據。這一行動使系統能夠在作戰命令數據之間建立聯系,為與用戶結成伙伴式的理解做準備。當陸軍規劃人員需要信息時,MAC準備好提供答案,以及其回應背后的原因。例如,MAC會根據用戶的要求提供高級指揮部的行動概念,以及在命令中發現的任何其他文本信息。隨著用戶對命令越來越熟悉,并需要參考整個附件中的具體措辭,MAC將能夠根據要求提供頁面和其他背景信息,從而使各梯隊人員之間更好地同步。當信息發生變化時,MAC可以進行更新,并提醒下級參謀部注意這一變化,同時也將變化記錄下來,供以后參考。隨著任務分析進入戰場情報準備(IPB),MAC在匯總有關環境的數據以幫助增強參謀部對形勢的了解方面將是至關重要的。
戰場情報準備(IPB)是分析敵人、地形、天氣和民事因素等任務變量的系統過程,以確定它們對敵方和友方部隊行動的影響。IPB通過事實和假設深入了解友方和威脅部隊的互動。通過識別計劃中的關鍵差距,IPB也推動了指揮官的情報收集工作。這些工作產生了情報知識,并進一步完善了行動圖景,為指揮官提供了一個更強大的理解基礎來做出決策。IPB包括四個步驟。界定作戰環境,描述環境對作戰的影響,評估威脅,以及確定威脅的行動方案。用于執行這些步驟的數據從廣泛的來源收集。一旦策劃的地理空間數據、敵方模型數據、基礎設施數據和氣候學數據被上傳,這就允許MAC對數據進行匯編,并提供一些規劃者無法立即看到的關聯性。這種人機合作,或者說是拴住的自主權,支持工作人員通過迭代對話和伙伴式學習,對環境有更深入的了解。
與亞馬遜Echo、Alexa或Google Home技術類似,MAC會回答有關其數據庫內任何內容的問題。例如,"MAC,告訴我關于Atropia的人口中心"。該系統將提供有關人口的文化和人口屬性的信息,以及其中的基礎設施狀況。通過查詢近乎實時的社交媒體數據,該系統可以提供大氣,從而為行動方案的規劃提供依據(例如,敵對與中立的人類地形)。通過自然語言處理(NLP)和問題解答技術(QA),系統可以與用戶進行對話,以促進更好的理解。在這些互動中,用戶將完全控制對話,將對話從數據到信息再到理解的認知層次提升。在本研究中,人類和機器之間這種級別的對話在商業行業中存在。
美國境內的許多家庭已經部署了自然語言處理技術。這項技術的下一步發展是使系統能夠提出探索性的問題,對用戶的詢問提供更好的答復。QA技術也是存在的,最新的例子是IBM的Watson,它利用這項技術贏得了Jeopardy節目。與任何系統一樣,其改進在很大程度上取決于反饋,MAC也不例外。該系統將就提供給用戶的答案征求反饋意見,作為互動的質量保證機制。這些反饋將使數據管理人在必要時對數據集進行調整,同時也對算法進行微調。
在IPB完成后,MAC將提供機動性數據以告知友好和敵對的COA。這將包括通過衛星圖像分析和來自機構間來源的其他數據饋送的實時移動條件,這些屬性在過去幾年中通過人工智能進行了證明。隨著規劃的繼續,除了向用戶發出任何其他正式要求的警報外,MAC將提示規劃者驗證或證明是無效的假設。這種能力擴展了Project Maven所采用的現有技術,Maven項目是2018年部署在阿富汗的人工智能技術,用于支持圖像情報(IMINT)的情報分析員。
用戶和MAC將共同生成整個MDMP中使用最多的IPB產出,即事件模板、初始信息要求、決策支持矩陣和決策支持模板。在協助用戶的過程中,MAC將提供建議的條目,以便進行編輯或完全修改。隨著時間的推移和對已批準產品的觀察,MAC將改進其對用戶的建議,特別是對問題陳述和任務陳述的建議。
任務是指由士兵、單位、組織完成的明確界定和可衡量的活動,可支持任務。特定的任務在上級總部的命令或指導中明確指出。隱含任務必須完成指定任務,盡管這些任務可能沒有明確說明。最后,為完成任務必須完成基本任務。基本任務是特定的或隱含的任務,但在行動中始終是任務說明的一部分。參謀部必須找到、理解并說明每一項必要的任務,以便更好地計劃和執行行動。
通常情況下,參謀部的規劃人員會仔細研究上級總部的行動命令和附件,有時會超過50頁的文本,試圖找出與特定作戰功能相關或涉及的任何任務。雖然這種方法很繁瑣,但它可以提取任何可能對開展行動至關重要的特定和隱含任務。這種方法還能通過在指揮層之間產生澄清來加強工作人員的理解。然而,在更高的層次上,行動命令可能有幾百頁,并有許多附件,處理所有任務的能力可能是壓倒性的。更糟糕的是,這個過程需要時間,很少有工作人員真正閱讀所有的命令來理解,從而導致計劃的失誤。
使用文本掃描軟件,MAC將掃描命令、附件和書面指導,以提供一個與被查詢單位和作戰功能相關的任務的綜合。例如,一名維持計劃人員會問:"MAC,請從第十八軍團第12-345號命令中提取與第一裝甲師和維持作戰功能相關的所有任務。" 然后MAC將顯示結果,同時口頭上提供任務數量的整體描述。在參考了所提供的源網頁的維持計劃確認后,相關的任務會填充到維持運行的估計中。這個過程同時在每個作戰功能中反復進行,將工作人員的精力從無數個小時的閱讀和搜索轉移到分析和綜合知識上,以便進行下一階段的規劃。
問題陳述提供了阻礙實現預期目標或目的的問題或障礙。盡管行政部門為問題的制定提供了參考,但任務分析的次級步驟為行動環境和行動問題提供了適當的框架。問題陳述幫助指揮官和參謀部制定解決方案以實現預期目標。
任務說明是描述組織的基本任務、目的和行動的簡短句子或段落。根據單位的基本任務,參謀部提出任務說明供指揮官批準。上級總部的行動命令和指揮官的指導為一個單位的任務提供了信息,使任務說明變得公式化,從而可由人工智能程序計算出來。
雖然,人工智能有能力匯總、識別和回憶數據,但它仍然缺乏獨立創建問題陳述所需的抽象思維能力。盡管如此,由于任務陳述是公式化的,使用單位指定和隱含任務的具體輸入,MAC可以提出一個任務陳述。使用軍事規劃人員使用的相同方法,該系統將提供建議并不斷接收用戶反饋,從而通過深度學習技術實現長期改進。MAC還將有能力檢查、分析和分類用戶生產的產品之間的因果關系,允許其深度強化學習存儲并為未來的應用產生建議。
該系統將能夠根據任務分析簡報中批準的數據和以前的警告令草案制作最新的警告令。用戶將批準警告令草案的數據字段,根據需要為下屬單位編輯任何信息。此外,系統將為未來行動命令(第7步)提供最新的輸入數據,隨著計劃的制定和完善,更新數據字段。系統還將提示用戶從上級指揮部處理的分片命令中獲得新的信息。例如,如果上級指揮部批準了一個單位邊界的改變以調和戰斗空間,MAC將更新COA開發小組,并建議更新作戰命令模板,提醒計劃人員注意該信息和計劃中受影響的部分。
行動方案的制定是為指揮官提供選擇的方法。使用下屬單位之間同步的戰術行動,行動方案是對所確定的問題的廣泛的潛在解決方案。行動方案的制定包括七個下屬步驟:評估相對戰斗力、產生選擇、排列部隊、制定一個廣泛的概念、分配總部、制定行動方案和草圖、進行行動方案簡報。人類規劃者仍然是完成這些步驟的主要代理人。今天的人工智能技術還沒有展示出協調行動方案的能力,考慮到計劃火力、同步情報資產和安排運動隊列所需的細節水平。MAC將通過使用地形數據、氣候數據和特定車輛的機動性數據,提供隨時間變化的運動分析,來支持每個子步驟。這項技術類似于谷歌地圖,但包含了一個更強大的算法,以考慮到跨國流動性、編隊規模、移動走廊和車輛類型。來自MAC的分析將使時間線的準確性更加鮮明,并為整個計劃提供更好的同步性。當計劃人員為每個行動方案制定同步矩陣時,MAC將按作戰功能將COA小組的投入填充到COA聲明中,以實現協作。一旦選定的行動方案進入下一步,即戰爭博弈,MAC就會協助確定減員和隨時間推移的相對戰斗力。
兵棋使指揮官和參謀部能夠確定與所考慮的作戰行動相關的困難和協調問題。通過對計劃中的假設和行動進行現實測試,各組織可以預見潛在的風險、摩擦點以及會阻礙任務完成的行動(友軍和敵軍)。這一步也影響了指揮官對作戰問題的理解,確定所提議的解決方案是否會帶來所提議的最終狀態。如果提議的作戰行動方案不可行、不可接受、不合適、不完整或無法區分,那么作戰行動方案將回到發展過程中進行完善。
通過這一步驟,MAC將提供兩種功能。最重要的工作是為每個COA建立計算機輔助的模型和模擬。考慮到COA數據需要更新,這個方案非常耗費時間。用戶必須驗證從系統輸入中收集到的數據(如總部、特遣部隊組成等),以便正確地排列部隊和作戰計劃。第二個功能的強度較低,涉及計算每次交戰的結果。這個功能很重要,因為它提供了對一段時間內戰斗力的分析。它還提供了對戰術行動有效性的評估,保留了足夠的戰斗力以實現任務和期望的最終狀態。MAC將考慮到技術武器數據;殺傷概率和車輛軍備數據來提供結果。人類規劃者仍將負兵棋推演方法和兵棋簡報。這一步的產出將不涉及人工智能。
MDMP的最后一步是命令生產、傳播和過渡。在這個步驟中,計劃過渡到行動過程的執行階段。第7步包括制作和傳播行動命令、附件和附錄。在這一過程中,工作人員負責核對由于疏忽或基本計劃的變化而造成的規劃差距。此外,參謀部還與上級指揮部進行聯絡,適當反映作戰環境和軍事計劃的關鍵變化。每個作戰職能部門都有一個指定的部分來完成作戰命令,所有部分都必須確保集體產品的連貫性、全面性和完整性。在一個陸軍師中,單元有一個指定的人負責編寫作戰命令的輸入,同時還有一個指定的人將所有的部分編入最后的命令。
MAC,使用整個過程中的數據輸入,將是在這個任務中執行的主要代理。例如,該系統將從批準的COA草圖中讀取COA聲明,并將此文本作為行動部分概念的基礎。由于系統攝取了上級總部的情況和行動概念的段落,它將提供這些作為對師部命令的建議,并在數據集中進行核算修訂。
同樣的活動將發生在每個作戰功能的附件和附錄中。此外,系統將對照已經提交的支持性文件審查新輸入的數據,提示用戶文件之間的差異或規劃的差距,類似于一個更強大的拼寫和語法檢查,像Grammarly程序。一旦調和,用戶將提交該部分,讓指定的編譯人員完成項目。被指定的匯編者將是批準、編輯和審查計算機上轉寫的數據的系統用戶。這項技術是對谷歌應用目前所使用的智能回復技術的改編。使用能夠編寫電子郵件的深度神經網絡,這種形式的人工智能分析電子郵件的內容,并應用一套復雜的編程規則來構建一個回復。人類沒有參與這個過程;算法正在通過機器學習和接觸內容繼續處理自然語言。
隨著MDMP的完成和訂單的打包分發,MAC將繼續支持工作人員,在附件和附錄中推薦文本條目。隨著整個行動過程中的變化,MAC將繼續為集體工作人員提供提示,以便從更高的命令中進行修改。此外,隨著后續MDMP的發生,MAC將建議對行動環境的演變進行修改。這種迭代過程將持續到該司部署完成,在這種情況下,數據集被分析并適應未來的系統。策劃的數據集將被適當地分類細化,以考慮到以前用戶的反饋,隨著時間的推移創造一個更好的系統。
隨著任何技術的使用,人類從根本上適應于更好地發揮其效用。人類與現今移動設備的互動和依賴最能證明這種認知適應。在尼古拉斯-卡爾的著作《淺灘》中,他討論了由于我們與個人計算設備的互動,人類的注意力持續時間更短,專注能力受阻。隨著人工智能和戰役層面規劃的融合,軍事規劃人員有可能變得依賴技術提供的速度和易用性。這種可能性類似于世界上對谷歌查找信息的依賴(速度和易用性)與深入思考和記憶信息的技能萎縮之間的相關性。在任何一種情況下,美國陸軍都面臨著規劃人員在師級高度競爭和嚴酷環境中適應能力下降的風險。然而,使用退化的系統進行訓練可以減輕這種風險。此外,規劃人員在較低層次上仍將使用沒有人工智能的MDMP,從而保留了模擬規劃的技能。另一個風險是計劃人員各梯隊之間面對面的合作可能減少,因為系統以電子方式拉動和存檔OPORD信息。這種影響類似于電子郵件通訊的增加和實際通訊的減少之間的關聯。這些影響都是不可避免的,但并不嚴重妨礙軍事規劃的進行。事實上,這些風險是值得的,因為將人工智能整合到作戰層面的規劃中,可以提高效率、速度和準確性。
人工智能比以往任何時候都更傾向于社會規范。這項技術幾乎伴隨著人類生活的每個方面。深度強化學習和專家系統技術的進步正在使私人企業激增。然而,美國軍隊只是見證了人工智能力量的一小部分。隨著其他發達國家對人工智能技術的投資成倍增長,美國正在落后于創新曲線。如果不增加、逐步將人工智能納入軍事規劃單元和作戰規劃團隊,那么作戰過程將不會對未來產生有利影響。此外,美國陸軍站在見證一個戰場,讓我們的認知能力無法規劃、準備和執行,適應使用MDMP的行動。
通過人工智能的能力來分析MDMP,這項研究確定了通過部分融合獲得的潛在效率和積極表現。人工智能技術應逐步整合到陸軍師級MDMP中,以發揮其能力。目前的人工智能技術可以支持MDMP的某些方面,但只有在為軍事用途做了具體的調整之后。未來的研究應該調查目前在戰斗環境中使用人工智能技術的陸軍跨職能小組的擴展情況,以便將規劃過程納入其范圍。最后,研究應該調查人工智能在所有作戰功能中的好處。
戰爭的特點正在發生根本性的變化,這些變化對空中力量的影響尤其深遠。多域整合為空中力量和越來越多的空間力量在未來幾年內的一系列轉變做好了準備,這些轉變不僅與技術有關,而且與空軍組織和進行規劃和行動的戰略和作戰概念有關。
迫在眉睫的、不可避免的多域作戰似乎是空中力量的一個明顯的邏輯演變,它可能會引發這樣的問題:為什么我們沒有更早地沿著這些思路思考和發展作戰概念?畢竟,對優化、作戰協同和武力經濟的尋求在空中力量中是持久的。可以說,多年來,空軍及其相關部門事實上已經嘗試以某種方式或形式在多域背景下運作。然而,在整個部隊甚至整個戰區范圍內,為多域作戰(MDO)提出的早期作戰概念(CONCOPS),在多域作戰空間產生作戰協同和效果的努力是前所未有的。
諸如聯合全域指揮與控制(JADC2)這樣的結構闡述了一個作戰云賦能的未來戰爭,其中任務指揮和戰斗空間管理被有效地隱含在整個戰斗部隊中,觀察-定向-決定-行動(OODA)環路被加速到邊緣計算的速度。傳感器和通信網絡決定了空軍承擔幾乎所有傳統任務的功能能力。數據和數據流將變得比空軍傳統上對機動自由的依賴更加重要,并且有效地成為其戰略推動者。空軍力量將越來越多地與網絡而非平臺、數據而非武器系統有關。
任務的成功和失敗一直是由指揮官和作戰人員可用的態勢感知水平決定的。在新興的作戰模式中,空軍以近乎實時的速度收集、處理和利用數據的能力有效地使數據成為最大的工具和最令人垂涎的武器。收集、處理、匯總、分析、融合和傳播大量的數據、信息和知識將需要像未來有爭議的戰場上的事件速度一樣快。目前正在進行的戰爭數字化將導致在未來幾年內將 "大數據"廣泛用于作戰過程。空間領域將在實現全球范圍內連續的、有保障的和安全的通信方面發揮顯著的作用,除了更傳統的遠程監視用途外,它還被用作這種通信的運輸層。
對信息主導地位的追求將以新的和不確定的方式在物理、電磁和虛擬世界中擴展競爭的連續性。隨著空軍對帶有嵌入式人工智能(AI)工具和應用的作戰云的使用,新的風險、脆弱性和故障點將被引入。本出版物收集了來自世界各地領先的思想家的文章和見解,對多域整合和空中力量的信息優勢框架和概念的一些最相關問題提供了深入的觀點。這里的觀點和討論反映了當前對各種戰略、指揮和作戰層面的思考,讀者會發現這些思考對他們更廣泛的理解很有幫助。
這里介紹的專家展望本身既不樂觀也不悲觀,正如我們所期望的那樣,所確認的是各種新技術促成的 "飛躍"機會正在地平線上形成,但其有效利用帶來了復雜和破壞性的新挑戰。在強調其中一些關鍵的挑戰和更好地理解這些挑戰的必要性的同時,正如通常的情況一樣,沒有快速的解決辦法或現成的解決方案。然而,有令人信服的理由認為,今天所預見的眾多挑戰似乎在理論上和技術上是可以克服的,有些甚至在未來幾年內就可以克服。在未來存在的許多不確定因素中,可以肯定的是,空中力量將被徹底重新定義。
美國軍隊的任務是保護國家和維護和平。從歷史上看,這一直意味著要為國家的戰爭做準備,并在必要時進行戰斗和贏得戰爭。軍隊必須始終準備好戰斗和勝利。在這個大國競爭的時代,軍隊也必須積極競爭以保護國家利益。
長期以來,美國通過其軍事力量維護和平。這種力量的很大一部分來自于戰爭威懾能力,這種能力由一支強大而有能力的軍隊提供,再加上世界各地強大而有能力的合作伙伴。
盡管其軍隊仍然保持著超強的實力,但它是短暫的。面對堅定的對手和不斷加速的技術進步,今天必須轉型以應對明天的挑戰。未來的沖突將表現在更遠的距離,跨越所有領域,并以更快的速度,包括物理和認知方面。因此,必須繼續實施21世紀的人才管理系統,開發和使用新的武器系統,改變理論,建立新的組織,并改變訓練方式。這種大膽的轉型將為聯合部隊提供所需的范圍、速度和尖端技術的融合,以提供贏得下一場戰斗所需的未來決策主導權和超強實力。
美國陸軍為聯合部隊提供了獨特的貢獻,以幫助保護美國利益并確保美國人民在國內和國外的安全。在競爭中,國家的目標仍然是通過利用國家力量的所有要素不戰而勝。威懾是成功競爭的一個關鍵部分。為了阻止侵略,聯合部隊必須擁有無可辯駁的、已被證明的戰斗和勝利能力。為了更廣泛地促進在競爭中的利益,陸軍在世界各地保持前沿存在并促進持久的陸地力量伙伴關系。陸軍還利用一系列能力在信息空間運作,并確保國家能夠始終以真理取勝。其提供機動的遠程火力、維持、保護和能夠在對手的反介入/區域拒止(A2/AD)層中進行機動的部隊。通過與聯合部隊的其他部門緊密結合,提高威懾信息的可信度。
正如2020年所展示的,陸軍的高戰備水平和廣泛的專業知識使美國能夠在危機時期提供及時和有效的支持。在1月,美國陸軍幫助展示了美國在海外的力量和決心,以緩和和預防沖突。在COVID-19大流行期間,陸軍科學家支持國家疫苗、治療和測試工作;陸軍工程兵團協助市長和州長開發緊急治療設施;陸軍醫療和作戰單位在全國各地提供了急需的支持。陸軍部隊還為無數的美國社區提供了重要的專業支持,包括對內亂、颶風、野火和洪水做出適當的反應。
美國陸軍面臨著一個拐點,需要在應用戰斗力方面進行創新、創造和創業。美國的對手已經從聯合部隊的質量和數量優勢中獲益。如果陸軍不改變,它有可能失去威懾力和維護國家最神圣的利益。將陸軍的目標點定為2035年,在這一天,陸軍將實現現代化,并準備好在持續的大規模作戰行動(LSCO)中支配對手。2028年是目標點,是全面重新評估對未來的假設并相應調整投資。
變革需要體制、組織和概念上的動力,以擺脫那些不再適用的做法或平臺。這些變革將提高陸軍的能力,并將陸軍影響擴大到海上、空中、太空和網絡領域。未來的戰斗空間將是真正的多領域、快節奏、技術驅動的,陸軍將做好準備。當展望未來時,有一個因素是不變的:人是陸軍和聯合部隊的命脈;人促成了與盟國和伙伴建立的重要關系;人,高適應能力士兵,是提供軍事行動中決定性優勢的首要能力。
美國的國家利益正面臨著一系列前所未有的挑戰。俄羅斯等繼續挑戰基于規則的國際秩序。變得越來越自信,努力推進他們的議程,目的是在全球范圍內取代美國。到2040年,俄羅斯等將把所有的國家權力工具武器化,以破壞美國、盟國和合作伙伴的集體意志,同時培養自己的安全伙伴關系。這將導致一個無序的國際環境,沖突與和平之間的界限變得模糊不清。隨著俄羅斯等繼續使他們的軍隊現代化,聯合部隊將發現越來越難以阻止他們的非法和侵略性行動。
美國對手已經發展出不對稱的方法來破壞其優勢,利用美國的弱點。這方面最突出的例子是他們對反介入/區域拒止(A2/AD)能力的投資,旨在阻止美國投射軍事力量。技術進步使空間、網絡、信息和電子戰(EW)能力的整合成為可能,這些能力可以在美國力量投射開始之前就停止。人工智能、自主性和機器人技術將繼續改變作戰活動的特點,導致戰場變得更快、更致命和更分散。在沖突中,美國對手將通過使用現代化學、生物、放射性和核(CBRN)武器來增加對峙。這種分層的方法削弱了聯合行動的自由,并降低了其他國家權力工具的有效性。為應對這些新出現的挑戰,迫切需要進行轉型變革,這一點怎么強調都不為過。陸軍已經準備好實現這一變革。
2035年的多域陸軍給聯合作戰帶來了轉型變化。到2035年,陸軍將使聯合部隊能夠從競爭到沖突中取得勝利,并通過多域能力的校準,在需要時通過速度和范圍提供超強的匹配。競爭期間陸軍部隊的動態部署和態勢將提供深入的范圍,以穿透復雜的A2/AD系統并實現跨領域的效果--創造機會并提供威懾、降級或迅速過渡以贏得第一場戰斗的選項。陸軍的編隊和能力將提供必要的速度,包括身體和認知,以實現更快節奏、分布式和復雜作戰環境所需的決策主導權。多領域陸軍將為聯合部隊創造條件,以打贏擊敗國家行為者所需的綜合戰役。
現在和將來,第一場戰斗對戰役的結果都是決定性的。贏得第一場戰斗或防止危機中的既成事實將是防止長期沖突和升級的必要條件。地面部隊將通過利用位置和能力優勢來決定性地塑造第一場戰斗,迅速提供應對危機的選擇,并在沖突中獲勝。彈性的、機動的、綜合的和可生存的地面部隊將為聯合部隊指揮官提供一系列不對稱的選擇,以遏制和擊敗所有領域的對手。地面部隊在盟國和合作伙伴的共同努力下,以動態的姿態向前推進,可以從內部陣地擊敗復雜的對手防御計劃,為空中、海上和全域部隊創造走廊,使其得以利用。在所有領域,陸軍的能力將維持、促成、延伸和擴大防御和進攻行動的范圍。
在競爭中,陸軍為國防部提供了塑造環境的基礎能力和能力。陸軍部隊追求相對的位置和能力優勢以支持聯合和政治目標。前者主要是通過與盟國和合作伙伴一起擴大全球陸地力量網絡而獲得的。后者是通過發展能力、部隊結構、理論和訓練來獲得的,以創新的速度支持多領域行動(MDO)。聯合保證力量投射的展示增強了軍事威懾的可信度,使決策者能夠采用正確的外交、經濟和信息杠桿組合,在沖突開始之前就加以預防。
《陸軍多域轉型》描述了美國陸軍必須轉型以加強其核心能力并成為一支多域部隊的原因與方式,在正確的地方擁有正確的能力,以使聯合部隊從競爭到沖突中獲勝。它進一步描述了2018年首次發布的多域作戰概念在競爭、危機應對和沖突中的應用,以支持聯合全域作戰。
聯合作戰環境(JOE)文件提出,到2040年,20世紀國際秩序的衰落將導致一個非結構化的國際環境,沖突與和平之間的界限變得模糊不清。美國的對手在新技術擴散的推動下,將限制美國行動自由并削弱戰略優勢。到2040年,美國對手將發展出新的不對稱能力。如果美國不能解決這些新出現的威脅,聯合部隊將面臨著在競爭中被包抄、全球競爭、分裂和瓦解的巨大風險。
對手試圖在競爭中包抄聯合部隊,將要求美國加強與盟國和伙伴的關系。美國的聯盟和伙伴關系是競爭中的決定性優勢,但在這個時代對地區和全球領導地位的爭奪中,美國保持這一優勢的能力并不是預先設定的。為此,互利的聯盟和伙伴關系對成功至關重要。通過建立互利的關系,美國陸軍使聯合部隊能夠在每一個緊急情況下提供及時的反應選擇。
美國的對手很可能傾向于避免與美國的直接沖突,或者在范圍和時間上限制沖突。這種意圖,再加上正在出現的阻礙美國干預的能力,意味著美國的對手將有意使自己處于不戰而屈人之兵的戰略目標,或者在他們突破美國的武裝沖突門檻之前,迅速奪取他們的目標作為既成事實。
自 "沙漠風暴 "行動以來,俄羅斯等已經研究了美國的戰爭行為,并設計了一些概念和能力來對抗美國的優勢和利用美國的弱點,特別是在力量投射方面。聯合部隊不能再假設國家是一個避難所,或認為 "全球公域 "沒有爭議。聯合部隊的部署將從堡壘到港口再到散兵坑都是有爭議的,削弱了美國投射力量的能力。陸軍和聯合部隊必須考慮如何動員、投射和維持戰斗力,以向作戰指揮官(CCDR)提供所需部隊和裝備。
俄羅斯等的武裝力量試圖通過系統的、持續的壓力來壓倒美國和合作伙伴的部隊,從而奪走友軍的決策空間并使美國的平臺不堪重負。在國外,對手受益于較短的作戰范圍,這使他們能夠建立密集的A2/AD網絡,并從一個戰略上有利的防御態勢進行戰斗。聯合部隊必須準備好從所有領域破壞和擊敗這種方法。
由于對手武器系統的射程、速度、殺傷力和精確度的提高,以及對手的全球存在、基地和行動,聯合部隊將在整個戰斗空間面臨持續的接觸。寬松的空間將是罕見的,國土將不再是一個避難所,這將阻礙部隊組建和部署工作。
對手認識到聯合和聯合整合對美國戰爭方式的重要性,并將采用獨特的多領域組合來打破聯合部隊的聯系。對手試圖分裂和瓦解聯合部隊的行為將表現為三種廣泛的方式:對基礎軍事基礎設施的攻擊、密集的多領域戰爭和多樣化的對手部隊設計。
在競爭和沖突中,聯合作戰將經歷來自電磁頻譜(EMS)、空間和網絡領域的指揮和控制(C2)的持續破壞。缺乏有效的聯合C2將孤立分散的單位,在危機和沖突中面臨失敗的風險。
對手將提出新的能力,以抵消甚至超越聯合部隊的能力。這些能力將通過雙重用途、破壞性技術的出現和民主化而出現,如人工智能、材料科學和生物技術。隨著對手整合21世紀的軍事能力,聯合部隊必須抵消這些能力,否則就有可能降低對對手行為的威懾力,增加戰斗中的戰場風險。
軍事問題
在競爭和危機中,聯合部隊如何保持行動自由,并將其意志強加于所有領域的同行對手,以阻止沖突,同時重新建立戰略優勢地位?
在沖突中,聯合部隊如何在所有領域開展作戰活動,通過贏得第一場戰斗并避免全球和戰略升級來擊敗國家對手?
在未來的沖突中,陸軍部隊將面臨兩個基本挑戰:時間和距離。對手將試圖利用這些挑戰來對付聯合部隊,以便在美國能夠做出有效反應之前迅速奪取他們的目標。由對手日益擴大的A2/AD綜合網絡的范圍和速度所造成的物理距離,或對峙,為惡性行動創造了機會窗口。一旦沖突開始,對手將在全球范圍內對美國的行動提出異議,以便在美國遠征軍到達之前爭取時間鞏固成果并緩和局勢。距離的基本物理學原理,以及調集和部署部隊到戰區所需的相應時間,不能僅靠技術進步來解決。
為了贏得前方戰場的作戰,聯合部隊必須在前方擺好姿態,準備好適當的能力組合,以便在距離和速度上匯合。通過在數月內從本土投射力量與國家行為體進行冷戰,不再是可行的行動方案。除了編隊在有爭議的戰場上的動態存在,沒有其他選擇。陸軍部隊在建立這種存在方面具有獨特的結構,擁有一套提供深度范圍和速度的能力,并受益于與伙伴武裝部隊的廣泛陸軍網絡。競爭性的、經過調整的部隊態勢(CFP)是對聯合部隊能夠向危機或沖突過渡的明確要求。在危機開始時不在狀態將嚴重損害國家決策者將其意志強加給國家行為者的能力,而國家行為者不會給美國提供動員和部署作戰力量的必要時間。陸軍的MDO概念以不對稱的方式應對這些挑戰,以確保在沖突中取得成功。
軍事問題
TORCH行動:促使聯合部隊超額完成任務
多域陸軍將改變聯合作戰方式。在2035年,陸軍--行使主導的陸地力量--將使聯合部隊能夠穿透復雜的、高端的對手防御系統。MDO是陸軍對聯合全域作戰(JADO)的貢獻。陸軍的MDO概念為聯合參謀部新興的聯合作戰概念(JWC)提供了信息,并反過來為其提供信息。到2035年,陸軍將改變其作戰方式,以便 :
在沖突發生之前,陸軍部隊建立起使聯合部隊得以開展的戰區架構。在2035年,這一要求不會改變,但陸軍部隊建立戰區架構的方式將從根本上轉變。陸軍將發展強大的、有彈性的通信、保護和維持網絡,使聯合部隊能夠起訴沖突。
戰區架構和維持的現代化是必要的,但它不會從根本上改變兵力投送中的時間和距離問題。因此,陸軍必須利用創新的方法,對部隊、裝備和人員進行動態調整,以便在第一場戰斗中迅速接近對手并從一開始就取得勝利。在所有作戰領域,陸軍的能力將維持、促成、延伸和擴大防御和進攻行動的范圍。
聯合部隊必須摒棄使用時間和人力密集的陳舊結構來同步維持。到2035年,維持節點將是可存活的,并且能夠快速移動后勤,以使聯合部隊發揮作用。陸軍將為聯合部隊的戰區維持系統提供基礎,該系統是實時整合的,通過數據信息決策來實現,并與對陸軍和聯合部隊維持需求的預見性直覺相結合。
陸軍將利用新興能力和前沿態勢,通過在傳統戰區的 "內部 "和 "外部 "進行機動來擴大戰斗空間。內部部隊在對手的A2/AD區域內行動,以提供可靠的、可生存的能力,破壞區域封鎖戰略。外部部隊由區域和全球遠征軍、增援部隊和國土防御部隊組成,需要控制地形、鞏固成果和確保戰略支持區域。擴大的戰斗空間為聯合部隊指揮官提供了更多的選擇,以便在針對同行對手的全球一體化行動中利用戰略和作戰的間接方法。
作為聯合部隊指揮官的 "內部力量",陸軍通過獨特的、以陸地為基礎的基礎能力,對近鄰對手軍隊所帶來的挑戰提供了不對稱的對抗。非對稱優勢的基礎是陸軍快速機動和通信的能力、遠距離打擊的能力以及在復雜地形中生存的能力--這導致了更大的決策主導權和超強的戰斗力。
在作戰層面,陸軍 "內部部隊 "將進行持續的跨域機動,以進行側翼攻擊和轉向機動。分布在前沿陣地的陸軍部隊,將通過打擊和突襲跨越戰區內的行動路線來創造行動的流動性走廊。同時,陸軍部隊將在各領域和全球范圍內減緩、擾亂、分散或摧毀后續敵軍,為決定性的全領域行動創造條件,使聯合部隊能夠奪取主動權。 .
先進的對手能力和實力將需要大量的低特征、分布式、致命的 "內部力量",它們可以快速機動,根據需要聚集和分散。在大規模的作戰行動中,這些低特征部隊將取代靜態的、高特征的作戰前哨,而不斷的轉移將成為常態:部隊將傾向于擁有寬闊的戰線,很少有安全的側翼,將參與分區的戰斗,并且不會有空中和海上的優勢。這將是一個不連續的戰斗空間,指揮官必須能夠整合遠距離精確射擊,并在多個領域創造效果。
除了提供 "內部力量",陸軍還將在戰略和戰區層面提供 "外部力量",這些力量將有能力確保全球關鍵地形、戰略咽喉、通信線路,威脅對手的戰略側翼,或使其利益受到威脅。這些內部和外部力量的結合對于應對具有全球影響力和陸基遠征能力的同行對手所構成的威脅將是至關重要的。
未來的非線性戰場為非對稱性方法提供了機會。2035年的陸軍將進一步擴大戰斗空間,利用這些方法獲得相對優勢地位,為敵人創造多種作戰困境。陸軍部隊將通過強行進入、突襲和近身搏斗,特別是在分割的地形中,奪取和保留關鍵地形,控制資源,并確保人口安全。如果利用得當,非對稱方法為聯合部隊提供了深入打擊數量上占優、技術上相當的敵人的機會。
利用致命和非致命的跨域效應進行深度打擊的能力,對于在對抗同級對手的行動中創造超額收益至關重要。陸軍多領域部隊將被組織和裝備起來,以將陸基效應擴展到其他領域,提供一整套工具,從一開始就融入到聯合射擊過程中。這包括短距離、中距離和長距離的精確射擊,以深入打擊和摧毀對手的陸地、空中和海上能力。
在戰略、作戰和戰術縱深方面的行動對享有數量優勢和復雜的A2/AD防御系統的同級敵人來說是至關重要的。戰術行動將降低尚未接觸的敵軍的戰斗力,以使近距離地區的部隊有更有利的關聯性。在作戰和戰略縱深的攔截將產生廣泛的作戰效果。
深度作戰使陸軍領導人能夠利用無人系統的獨特特性,實現出其不意、同時性和速度。為了打擊具有最高作戰價值的目標,即那些能夠或準備對美國部隊發動進攻的目標,縱深作戰必須最大限度地提高靈活性。在機器學習的支持下,情報、監視和偵察(ISR)方面的進展將提高深度行動的靈活性和響應性。最重要的是,縱深作戰對于擾亂、破壞和擊敗敵人的作戰計劃是必要的。
陸軍的跨域機動和縱深效應提供了一種不對稱的優勢,它將穿透A2/AD系統,并使聯合部隊有更大的機動自由,以進行戰斗并贏得戰役。
戰場的擴大,加上進行跨域深度打擊的要求,需要對每個梯隊的指揮控制方式進行轉變--也就是陸軍所說的決策主導權。決策主導權是一種理想狀態,在這種狀態下,指揮官比他們的對手更快、更有效地感知、理解、決定、行動和評估。決策主導權是通過融合來實現的,即以速度和規模觀察、感知、通信、射擊和移動的能力,將所有傳感器與最佳射手和正確的C2節點連接起來。
決策主導權的要求推動了陸軍支持全域聯合指揮與控制(CJADC2)的計劃,重點是系統數據標準化、云遷移和基于軟件的聯合社區實驗。融合的目標是讓作戰系統能夠自主地在情報、作戰和火力功能之間進行互動。使用人工智能和機器學習(AI/ML)的知情計算將使指揮官和參謀人員卸下執行時間密集型認知功能的負擔,并將他們的精力集中在加速、優化決策上。
美國陸軍軍團是承擔CJADC2綜合指揮所職能的最佳選擇。多域軍團為聯合部隊提供了一個可定制的戰區級指揮所,用于整合和同步所有領域的行動。多領域軍團將整合跨領域的戰術戰斗,同時為聯合部隊在擴大的戰場上保持持久的全領域作戰和戰略攻擊。
通過擴大戰斗空間和跨領域的深度打擊,陸軍利用速度、射程和尖端技術的融合,為聯合部隊指揮官提供決策主導權和在大規模戰斗中獲勝所需的超額配給。
陸軍部隊將通過執行和促成非線性行動,為未來的聯合部隊指揮官創造超強的匹配能力。考慮到全球有爭議的行動的擴展性,以及數量上占優勢的對手,陸軍部隊通過其在整個戰斗空間深度的攻擊能力--以及在對手的反擊中幸存下來的能力,創造了超額收益。
通過整合聯合傳感器和平臺,陸軍部隊將把復雜的地形轉化為優勢,攻擊并擊敗陸地、空中和海上目標。利用移動作戰攻擊陣地的同步機動、火力和信息,敵人的抵抗意志將被擊敗。這種陸地攻擊陣地的作戰方法充分利用了非線性戰爭的優勢。
2035年的陸軍將繼續為聯合部隊和美國人民履行其戰略角色。陸軍最基礎的戰略作用是在大規模戰斗中取得勝利的能力和實力。陸軍將為聯合部隊在沖突開始時的成功做出重大貢獻,并將以唯一可能的方式鞏固勝利--贏得近距離戰斗。
陸軍部隊通過整合全域效應來奪取并確保關鍵地形的安全,從而在大規模作戰中獲勝。在全球一體化戰役中,陸軍部隊確保全球關鍵地形,如巴拿馬運河和馬六甲海峽,并為國土防御提供基礎。隨著作戰行動的推進,陸軍部隊鞏固了聯合部隊的成果。這種獲勝的能力使國家政策制定者能夠運用國家力量的其他要素,實現戰略目標,并以有利的條件結束沖突。
"鷹擊長空"行動:深度打擊
多領域師和戰術單位,配備了持續互動的傳感器和武器系統,將在復雜的地形中提供技術上強化的決定性優勢,以接近和摧毀敵人。美國陸軍第一個多域任務組(MDTF)正在進行的開發和實驗將提供分析,以解決這些功能的規模。
危機位于競爭連續體的高端--競爭和沖突之間的橋梁,而且往往是火花。在未來的歲月里,陸軍作為聯合部隊的一部分,將繼續在競爭連續體的這一帶受到挑戰。如果一支聯合部隊,不能提出可信的威懾選擇并展示對惡性行動施加代價的能力,對手將繼續自由地利用美國武裝沖突門檻以下的空間。對手將試圖不戰而屈人之兵,或以既成事實的方式迅速奪取他們的戰略目標。從美國政策制定者和作戰指揮官的角度來看,這些攻擊將表現為迅速發展的危機,需要美國做出反應,或者默默接受新的現狀。陸軍的MDO概念為聯合部隊指揮官和國家政策制定者在全球一體化、快速發展的危機中提供了額外的、可靠的選擇,同時也加強了對盟國和合作伙伴的保證。
軍事問題
多域陸軍將滿足危機中的一個關鍵的聯合差距,并為作戰指揮官增加一系列廣泛的選擇,以:
陸軍將提供進行持續監視和偵察的能力,以便進行聯合定位和增強態勢感知。這些能力將為作戰指揮官提供一支 "多領域戰區屏幕部隊",在競爭中獲得聯系,并在危機中保持這種聯系。這些編隊將使聯合部隊指揮官能夠首先感知對手的行動--跨越所有領域,并在對手的目標實現之前啟動行動以破壞或防止對手的攻擊。
陸軍已經開發了多域實驗的組織核心--多域任務組(MDTF)。多域特遣部隊-1總部設在華盛頓州的劉易斯-麥克喬德聯合基地,隸屬于美國太平洋陸軍,是這些部隊中第一個將多域能力帶給作戰指揮官的部隊。多域特遣部隊的全域作戰中心(ADOC)目前正在建設中,它將能夠對所有領域的對手接觸進行全天候監督。下一頁將更詳細地討論MDTF的情況。
多域編隊,如果姿態正確,表現積極,就會向潛在的對手發出一個明確的信號,即他們的利益可以被置于風險之中。將他們的利益置于風險之中的能力是常規威懾的本質。陸軍將從根本上改變那些試圖通過武力實現其目標的對手的風險計算方法。在一個全球一體化的未來場景中,網絡化的陸軍編隊將能夠威脅到不同地區和領域的橫向升級,使對手在行動前有所顧忌。
捍衛民主行動:將對手的利益置于危險之中
如果美國、盟國和合作伙伴的集體努力未能威懾對手,那么前哨的多領域能力與陸軍增援部隊的快速投射的平衡將顯示美國對惡意行為施加代價的決心。歷史分析,如史汀生中心的戰時短期研究,表明武裝力量的動態使用能有效地脅迫競爭對手,而地面部隊對強大的、近似于同行的行為者尤其有效。陸軍將在所有領域提供致命和非致命的選擇,以應對危機。地面部隊的應用向朋友和敵人都發出了一個明確的信息,即美國致力于并愿意在最關鍵的時候派遣最好的力量去應對危險。通過可靠的地面部隊施加的成本將使對手的決策計算復雜化,并迫使他們重新考慮升級的風險,即使是有限的客觀攻擊。
多域特遣部隊MDTFs
作為現代化的組織核心,多域特遣部隊通過在全域機動中進行實驗和測試來加速變革。多域特遣部隊幫助聯合部隊開發新的戰爭方式,為國防部向全域聯合行動的轉型提供信息。
作為戰區級的機動部隊,多兵種聯合作戰部隊在所有領域內對對手的A2AD網絡同步進行精確打擊,使聯合部隊能夠執行其OPLAN指令的作用。
MDTFs 使聯合行動更加自由。MDTFs 是可擴展的(從作戰層面到戰區戰略層面),并可根據聯合部隊指揮官的要求進行調整。它們為被支持的指揮官提供了計劃、整合、控制、跟蹤和評估聯合反-2/AD能力有效性的能力。
這個任務組織的例子說明了計劃中的MDTFs 能力。每個海事工作隊將根據作戰指揮官的需要進行調整。
在競爭中,多兵種部隊獲得并保持與對手的聯系,以支持快速過渡到危機或沖突。在必要的授權下,多兵種部隊在所有領域的機動性使他們能夠確定并確保相對優勢的位置,并從中拒絕、延遲、降低和破壞對手。
在危機中,多兵種部隊通過向作戰指揮官提供靈活的反應選擇來威懾對手并塑造環境。在競爭中取得優勢地位后,多兵種部隊執行非動能和動能機動的組合,以顯示友好的決心,施加代價,改變行為,并在有利的條件下將危機降級到競爭。
在沖突中,多兵種特遣部隊消除對手的A2/AD網絡,以實現聯合行動的自由。在競爭中設定條件后,多兵種部隊采用非動能和動能效應的同步組合來破壞、擊敗和摧毀A2/AD能力。
在危機中,陸軍部隊在當地發出承諾的信號,向其盟友和伙伴保證,并加強他們面對對手侵略的決心。陸軍部隊將根據東道國的準入和存在協議進行部署。對于長期合作的伙伴,多領域的能力將提供他們所需要的持續存在,以及只有地面部隊才能提供的保證。對于新興的合作伙伴,陸軍將與作戰司令部(CCMD)和國防部領導層協調工作,建立關系并為未來的進入和存在創造條件。
美國陸軍將為作戰司令部提供持久的、具有成本效益的和可生存的陸地部隊。部署在陸地上的技術連接和地理上分散的陸軍部隊--無論是群島還是大陸--都給對手的感知和瞄準帶來了關鍵的作戰問題。簡單地說,陸地部隊很難被殺死。
有能力的內部部隊的關鍵屬性是復原力。彈性超越了加固的基地,包含了一系列相互支持的屬性。陸軍的復原力結合了機動性、掩護性、隱蔽性和欺騙性。在機動性方面,陸軍將足夠輕巧和靈活,能夠迅速開展行動,然后在對手的A2/AD區域內沿著陸軍網絡的既定節點重新部署。掩護包括針對對手攻擊的場地加固,這也必須輔之以部隊通過物理、電子和網絡手段隱蔽自己不被發現的能力。欺騙將通過電子欺騙和物理誘餌的組合向對手展示虛假目標。所有這些屬性結合起來,建立了內部部隊的彈性,對于向聯合部隊指揮官提供選擇至關重要。
陸軍將提供可擴展的、適合于威脅和戰區的部隊。他們將具有高度的機動性,有備用和補充的位置,以確保生存能力和不可預測性。這將需要動態的態勢舉措--交鑰匙(turn-key)或熱啟動地點,以提供機動的機會,而不會產生傳統基地或永久基地的成本和東道國的強加。這種態勢將被優化,以便在一個更模糊、更分散、更難瞄準的基礎設施上承載低特征的前沿能力。
面對對手的侵略,包括使用化學、生物、放射性或核武器(CBRN),陸軍將堅持不懈。如果對手的重要利益或其政權的完整性處于危險之中,他們會毫不猶豫地使用CBRN武器。對手已經證明了在未來戰場上發展和利用CBRN能力的傾向,包括 "戰術 "或非戰略核武器(NSNW)、第四代毒劑(FGA)以及具有大流行影響的武器化生物制劑。陸軍部隊必須具備裝備、訓練和準備,以便在CBRN戰場條件下組建部隊,并進行戰斗和維持行動。陸軍部隊將繼續把CBRN防御計劃的考慮納入所有的作戰功能中。提高對當前和新出現的CBRN威脅的準備程度,使戰術和作戰編隊能夠在未來的戰場上作戰、生存和獲勝。
當威懾、降級和強加成本在危機中失敗時,多域編隊將通過促成聯合機動并為擊敗對手創造條件來促進快速過渡到沖突。陸軍通過對遠距離火力、保護、網絡、電子戰和其他能力進行量身定制的組合來實現聯合機動。陸軍將為海上、空中和地面部隊的行動建立必要的 "立足點"。這些編隊和能力將成為作戰司令部聯合瞄準和整合過程的一個組成部分,從競爭到沖突,根據需要提供額外的戰區戰略效果。有了多域軍團、師和其他梯隊的指揮,他們將能夠計劃、整合、跟蹤、評估、指揮和控制多域能力。
陸軍的持續能力提供了各種選擇,擴大了作戰范圍、持久性和行動自由,使聯合部隊指揮官能夠迅速過渡到沖突或降級回到競爭狀態。未來的MDO部隊將依靠東道國的支持、可生存的輕型電源以及作為陸軍預置物資(APS)一部分的分散貯藏。這些小型的、移動的、可定制的材料和彈藥庫將使聯合部隊指揮官能夠做出靈活的反應選擇。
在競爭中,多領域陸軍通過追求相對位置和能力的優勢為國防部創造條件,確保調整部隊態勢--在正確的地方有正確的能力來支持和塑造聯合和外交努力。陣地優勢主要是通過與盟國和合作伙伴擴大全球陸地力量網絡來獲得。能力優勢是通過發展能力、部隊結構、理論和訓練,以創新的速度支持MDO而獲得的。這些優勢的結合,以及有保證的力量投射的展示,增強了軍事威懾的可信度,并使決策者能夠采用外交、經濟和信息手段,在沖突開始之前就加以預防。
陸軍將繼續通過陸軍全面的盟友和合作伙伴的陸軍網絡為國防部的安全合作提供基礎。通過發展有彈性的、網絡化的、分布式的通信線路,以及提高戰斗編隊(外部幾何部隊)的殺傷力和機動性,將繼續展示在全球范圍內快速投射戰略力量的能力。關鍵的多領域能力的校準態勢將在競爭中塑造環境,在危機中阻止升級,并確定聯合部隊在沖突中適應和贏得第一場戰斗的條件。在競爭中,這種 "內部力量 "將大大增加對手的成本和風險門檻,同時在直接和間接競爭中支持盟國和合作伙伴。
多域軍隊將通過大量的活動在競爭中加強聯合部隊,這些活動包括:
軍事問題
在競爭中,陸軍堅持通過培養一個強大的盟友和合作伙伴網絡來建立相對位置優勢。這個全球陸軍網絡是國防部的競爭基礎,為聯合和整個政府的戰略參與創造了突破口和機動空間。
陸軍在維護和擴大這一重要網絡方面具有獨特的資格。與盟國和伙伴的關系是一種無可比擬的戰略和競爭優勢,使美國能夠勝過競爭對手并處于有利地位。伙伴國的軍隊,包括他們的高級領導人,主要是以陸地部隊為中心。在印度-太平洋地區,29個武裝部隊首長中有24個是陸軍軍官,而在北約30個成員國中,有22個國家的武裝部隊首長來自各自的軍隊。通過這種專業的親緣關系,美國陸軍可以在支持美國機構間目標方面發揮巨大的作用,采取整體政府的方式。
陸軍盟友和伙伴戰略(ASAP)和校準部隊態勢計劃與國防部和作戰司令部的優先事項保持一致和協調。這些文件共同提供了與盟國和伙伴建立關系的路線圖,為聯合或外交努力創造了條件。
這種堅持不懈、深思熟慮的做法給對手造成了多重困境,他們將尋求在許多相同的伙伴中獲得影響力。然而,美國陸軍提供了一個決定性的優勢--專業精神、價值觀和安全合作活動的范圍。這些安全合作活動總結如下。
軍事和關鍵領導人的參與(KLEs):陸軍的關系始于高級領導人的參與。它推動了關系的發展,突破了伙伴關系的障礙,并利用了戰略收益。在這方面,KLEs是一個 "第一工具"。僅在2020年,陸軍部長和陸軍參謀長就與國際同行進行了近100次接觸,以在全球范圍內推進陸軍倡議。陸軍軍種指揮官將繼續提供必要的持續參與,以改善安全合作。
教育和培訓:陸軍幫助培訓世界各地的伙伴軍隊和盟軍的未來領導人。利用各種計劃,包括國際軍事教育與培訓(IMET)和國際專業軍事教育(IPME),陸軍建立了良好的關系并加強了互操作性。這些計劃具有巨大的影響力。2019年,陸軍在整個企業的各種課程中培訓了超過7100名外國學生。其中,1200名是參加專業軍事教育課程的外國軍官。陸軍將優先考慮課程分配,以便在未來五年內使參與伙伴庫增長50%,以支持國防部的《聯盟和伙伴關系發展指南》(GDAP)。
通過外國軍事銷售(FMS)提供安全援助:陸軍最大限度地利用這一第22章計劃,通過購買美國技術和作戰設備來提高互操作性。在陸軍和聯合部隊尋求超越對手的同時,也可能超越合作伙伴。陸軍必須確保保持一定程度的互操作性,特別是與傳統平臺的互操作性。陸軍部總部(HQDA)將繼續與陸軍軍種司令部(ASCCs)、國防部長辦公室(OSD)和聯合參謀部在這方面協同工作。
咨詢和協助:陸軍一直通過特種部隊保持著世界級的 "咨詢和協助 "能力。在這一關鍵能力的基礎上,陸軍創建了安全部隊援助旅(SFABs),為盟國和合作伙伴提供常規的建議和援助能力。安全部隊援助旅提高了在更大范圍內執行這些任務的能力,重點是營級和旅級編隊。此外,國民警衛隊的國家伙伴關系計劃(SPP)使國民警衛隊與全球超過84個國家建立了聯系,創造了那些對實現軍隊態勢目標至關重要的軍隊與軍隊之間的慣常關系。
戰略陸地力量的威脅,即陸軍隨時準備發動作戰行動的形式,對于那些喜歡在競爭或危機中取勝而避免長期沖突的對手來說,仍將是一種重要的威懾力。陸軍必須繼續展示能力范圍,通過有保障的力量投射和動態的部隊使用,以新的方法來設定戰場和全球。
有保證的力量投射:至關重要的是,在競爭中為戰區的維持打下基礎,以便在危機和沖突中作出果斷的反應。陸軍和聯合部隊的維持將在多個領域內持續地進行競爭。陸軍必須發展有彈性的戰區架構,包括多個補充性的交鑰匙節點,容納C2網絡基礎設施、APS和維系緩存,以迅速投射和維持從堡壘到港口到散兵坑的戰斗力。這些設施由自愿的合作伙伴和盟友托管,將使聯合部隊能夠在敵方A2/AD區域內進行增援并保持彈性。陸軍正在進行五項努力,以擴大聯合部隊指揮官的作戰范圍、持久性和行動自由,從競爭到沖突。
1)有彈性的綜合維持任務指揮:實現后勤決策優勢,需要完善的權力和指揮關系,提供獲得受保護的后勤信息的機會,促進在斷開連接的分布式環境中有效運作,并發展預測和推動后勤。
2)快速力量投送:保護戰略部署,提供聯合部隊的快速可用性,促進從有爭議的本土到就業點的部署,展示靈活和有彈性的通信線路(LOCs),加強全球部隊態勢,并最大限度地提高戰區內的過渡能力。
3)設置戰區:調整前沿態勢,APS的現代化,建立合作伙伴的能力,并提高互操作性。
4) 工業基地的現代化:現代化的、與先進制造業相聯系的工業基地,擴大美國承包商以滿足戰時需求,減少美國承包商對外國資源的依賴,以及供應鏈安全。
5)為分布式作戰提供支持:與合作伙伴一起建立和維持一個動態的前沿存在,減少需求,用小型平臺增強分布式作戰的機動性,保護局部地區,快速恢復和轉移。
動態部隊使用(DFE):動態部隊使用的創新方法包括從大規模的DEFENDER系列到更分散的能力展示和在對手感興趣的區域內移動。DFE將展示陸軍在競爭中為支持軍事和政治目標所能提供的能力范圍。
聯合演習不僅加強了陸軍、聯合部隊和多國部隊的訓練和JADO的互操作性,它們還展示了快速和大規模運用陸地力量的能力--這是聯合和政治領導人傳遞決心的關鍵工具。這些演習還將展示從任何設施部署到全球任何地方的能力,并迅速進行匯總。這將要求陸軍在支持全球戰役計劃(GCPs)時采取慎重的方法,跨越地域作戰指揮部(GCC)的界限,進行跨領域的應用,并整合信息、拒絕和欺騙行動。
多域能力的具體活動對于塑造競爭空間以支持GCPs和CCMD計劃至關重要。在競爭期間進行機動,并在對手感興趣的區域內進行偶發演示,以確保盟友并阻止惡意行動。內部力量 "將通過擴大的陸軍網絡所提供的校準的和動態的進入和姿態來提供大部分的內容。
多域陸軍將通過發展和展示新的編隊和新的能力,以及改進的領導和士兵,在競爭中鞏固能力優勢。陸軍已經開始了重大的轉型舉措,以實現相對于對手的能力和位置優勢。下一章將概述這些舉措。
為2035年的多領域軍隊建立所需的能力和編制是目標點。以下是對陸軍如何通過從現在到2028年的臨時變化或 "航點 "來確定目標點的廣泛描述。
1)實施連續的分析,通過全面的兵棋推演、實驗和場景開發,指導MDO概念的成熟。這種迭代過程將確保MDO概念與能力發展同步發展,并與聯合作戰概念保持一致。
2)獲得位置優勢,確保正確的部隊在正確的時間出現在正確的地點,以滿足聯合部隊指揮官的要求。這一廣泛的努力包括為每個戰區實施校準的部隊態勢,在有能力的部隊和APS設備可用時,將其投入戰場以支持這些戰區。本文件機密版本的附件A包括每個戰區的校準部隊態勢實施計劃的概述。
3)發展能力優勢,以保持對對手的超強實力,并實現MDO轉型。首先是保留最好的人才--人。這一努力的關鍵是實現陸軍的六個現代化優先事項。區域統一戰備和現代化模式--ReARMM--提供了平衡當前需求和現代化的單位生命周期管理模式。
MDO的概念是由一個持續的連續分析所支撐的。國防規劃方案(DPS)和相應的分析表明了MDO操作概念中所討論的 "內部力量 "的需求。
聯合兵棋推演的結果
陸軍MDO概念對聯合作戰概念(JWC)的發展做出了很大的貢獻。
MDO的大部分內容已經在聯合戰爭游戲中得到了驗證。
許多這樣的戰役揭示了在沖突開始前部署的 "內部部隊 "的效用。
陸軍內部部隊能夠在危機和沖突中實現及時的聯合射擊和有彈性的指揮和控制。
在競爭中,前方的存在向盟國和合作伙伴展示了決心。
陸軍的能力將地理上分布的效應匯聚到多個領域,以贏得勝利。
分析是MDO概念制定和演變的一個關鍵部分,以影響決策。分析工作,無論是陸軍內部的,還是陸軍主導、聯合參與的,或者是陸軍參與、聯合主導的,都提供了形成、測試和驗證MDO的方式。
隨著聯合作戰環境在作戰領域和地理上的擴展,用于生成、分析和評估潛在風險和機會決策的作戰情景必須不斷發展。情景設計必須明確地連接部隊使用、部隊發展和部隊設計的時間范圍。這使得開發和評估真正新穎的作戰方式成為可能。ACA將陸軍分析團體的工作與這三個時間范圍進行了優先排序。陸軍也正在創建一個全球近距離情景,作為ACA的骨干,以便為陸軍高級領導人的決策提供一個有凝聚力的參考空間。全球方案將在四個關鍵背景下改進現有方案。
地理背景:軍隊情景將以全球為重點。同行的對手是具有全球壓力點的全球行為者。他們不遵守整齊劃一的作戰司令部邊界。該方案還承認,在不同的地理環境下,需要不同的勝利理論。
時代背景:敵對國家的政治結構使他們能夠以幾十年而不是幾年為單位進行長期戰略規劃。為了保持相關性和有效性,陸軍必須擴大時間背景,并追求一個從2028年到2035年及以后的一致的知識圖景。
戰略背景:全球近距離情景將跨越競爭、危機和沖突的戰略環境,并將在充分考慮到整個政府的影響的情況下做到這一點。
機構背景:軍隊通過各種進程的匯合而發展,同時也通過理論的演變和概念的發展而發展。陸軍的設想將足夠強大,以促進分析,從而形成國防部的機構投資和決策過程。
校準部隊態勢(CFP)為21世紀的前沿存在提出了一種創新方法。陸軍為實現校準態勢所做的努力始于2020年的一項綜合戰略--印度-太平洋地區陸軍力量的轉型,目前陸軍正在與其他地區的作戰司令部共同制定計劃。
雖然大規模地面作戰的持久能力仍將是歐盟司令部和中央司令部等發達地區前沿態勢的關鍵部分,但CFP將利用多域編隊的強化技術能力,以更低的成本和更小的足跡實現作戰司令部所要求的效果。
作為有效的聯合防御和聯合防御的關鍵。第一島鏈中的聯合和聯合能力將混合反艦、防空和地對地導彈,以威脅對敵方部隊的早期破壞。這些行動將更加經濟實惠,因為它們將與區域伙伴協同進行。
自2018年發布《陸軍愿景》和《陸軍戰略》以來,在六個廣泛的優先事項上追求物資現代化:遠程精確射擊、下一代戰車、未來垂直升降、網絡、空中和導彈防御以及士兵殺傷力。美國國會、國防工業和國際合作伙伴可以繼續相信,重點是不變的。一個審慎的、同步的方法,使戰斗方式、戰斗內容和身份現代化,將產生不可逆轉的勢頭,以建立2035年的多領域軍隊。
六個現代化優先事項將繼續推動多域陸軍的物資發展。整體大于部分之和--正是這些能力的組合將使陸軍能夠實施MDO。
1. 遠距離精確火力使多域部隊能夠穿透并消滅敵人的A2/AD能力,同時確保每個梯隊的軍事優勢。
2. 下一代戰車提高了陸軍的火力、速度和生存能力,使他們能夠在戰場上機動到優勢位置,并與機器人車輛組隊。
3. 未來的垂直升降平臺和技術提高了陸軍飛機的機動性、耐力、殺傷力和生存能力--增加了他們的作戰范圍和對近似競爭對手的有效性。
4. 陸軍網絡的現代化對于指揮和控制分布在廣闊地形上的部隊是必要的,匯集來自多個領域的效果,并在JADO中保持一個共同的態勢理解。
5. 空中和導彈防御能力將保護聯合部隊、盟國和合作伙伴免受有人和無人駕駛的空中和導彈威脅。
6.士兵殺傷力的改善將提高士兵個人快速了解和應對新情況的能力--提高他們的殺傷力、精確度和生存能力。
在每個現代化優先事項中,陸軍正在積極開發一套具體的系統和能力。陸軍的現代化事業由陸軍未來司令部(AFC)領導,并代表著一場全面的學習運動。通過以作戰概念為基礎的迭代式敏捷開發,并反過來影響這些概念,陸軍將有能力加強成功的項目并為聯合部隊提供先進的能力。
陸軍理解對長期研究進行深入投資的必要性。陸軍進行相關的、變革性的研究,以發現、創新和過渡為原則,提供科學技術(S&T)解決方案。陸軍科技部門對基礎和應用研究進行重點投資。陸軍將其實驗室與現代化工作相結合,并與德克薩斯A&M大學和卡內基梅隆大學等研究型大學簽訂外部合作協議。陸軍科技部門通過基于威脅的、概念驅動的和能力告知的工作,高度重視中期和遠期能力。
陸軍也為聯合和集合伙伴實驗和發展的合作活動做出了貢獻。陸軍和空軍正在通過空軍的ABMS(空戰管理系統)和陸軍的 "融合項目",帶頭追求聯合全域指揮和控制(CJADC2),這構成了一個多年的學習活動。融合項目是一個實驗項目,它將科學家與實地的士兵組合在一起。融合項目涉及所有軍種,并且在未來幾年將包括盟友和合作伙伴。陸軍也正在與英國陸軍在五個優先領域進行合作,以確保有效的MDO互操作性。
陸軍不能在真空中轉型;必須繼續滿足聯合部隊指揮官的作戰要求。陸軍的區域統一戰備和現代化模式(ReARMM)是單位生命周期模式,以平衡生產現代化的、高度訓練的和準備好的部隊,以供使用。
更高的作戰節奏(OPTEMPO)和降低的戰備能力削弱了陸軍為沖突提供預備部隊的能力。在OPTEMPO的斗爭中,以減少的部隊支持競爭的單位將有更少的時間和空間來進行有意的現代化改造。更加頻繁地使用士兵和裝備的組合也將消耗戰備能力,阻礙了新平臺、理論和編隊的發展,無法有效地應對國防戰略中提出的未來挑戰。
陸軍優先研究領域
顛覆性能源學:增加發電量,縮小占地面積。
射頻電子材料:利用鉆石材料獲得定向能量。
量子研究:優化的傳感和通信,具有無與倫比的安全性。
高超音速飛行:空氣動力學,材料,和工藝。
人工智能:提高速度和敏捷性,以應對新出現的威脅。
自主性:平臺的可操作性和越野機動性。
合成生物學:反應性皮膚、光譜選擇性材料和反材料特性。
材料的設計:對未來威脅的保護超額完成。
增材制造:增加射程和殺傷力的下一代彈藥。
ReARMM解決了OPTEMPO的問題,同時為陸軍提供了一條從演進式現代化--對現有平臺的增量能力改進--過渡到革命性現代化的道路,即跳過幾代人的能力,實現轉型變革,迎接未來挑戰。
ReARMM將陸軍部隊與主要地區和職能相匹配,以便以可預測的方式向作戰指揮官提供部隊,同時提高戰備狀態,使之成為一支具有多領域能力的現代化部隊,并最大限度地加強人才管理。ReARMM的結構使陸軍能夠應對日常的競爭要求,同時又能對危機做出反應并在沖突中獲勝。
ReARMM通過建立部隊的習慣性調整,加強了校準部隊態勢的努力。這種調整提供了更多的機構知識和與作戰司令部、聯合部隊、盟軍和伙伴部隊的信任,并促進了對計劃、演習和關系的更好理解。習慣性調整將為一系列的軍事行動提供訓練有素的部隊,但要根據作戰指揮官的要求進行任務調整。此外,ReARMM試圖通過對每個師的部隊類型(斯崔克、輕型和裝甲)進行標準化來提高力量投射能力。這種調整通過編纂偶發輪換和提高動態部隊使用的靈活性,提供了長期的可預測性。最后,這種模式通過將正確的能力與適當的作戰司令部相匹配,改善了對全球一體化行動的支持。
目標要求對現有部隊的人員、訓練、裝備和組織方式進行改革,必須從現在開始,在各梯隊發展多領域能力的編隊。在陸軍現代化的每一個方面,從一開始就在追求聯合和集合力量的整合。未來的戰斗將取決于新的聯合和全球一體化水平,以及與盟友和合作伙伴的互操作性。隨著變革的步伐和規模不斷加快,陸軍必須能夠無縫和快速地整合聯合效應。為了實現這一目標,陸軍已經開始將軍團和師、自衛隊和多域特遣部隊(MDTF)與地理上的作戰指揮部相協調。
軍團和師的總部:這些將是多域作戰總部,能夠整合聯合火力、情報和機動。軍團已經在區域上進行了調整。各師將在22財政年度之前進行調整。8個國民警衛隊師部將與現役部隊師部保持慣常關系,以加強訓練和機構知識,并在需要時提供增援。這些增強的總部組合將為作戰司令部提供他們所需的能力,以執行從競爭到危機的JADO。通過習慣性的調整,他們將與陸軍軍種司令部、CCMD、其他軍種和聯合總部以及盟國和合作伙伴發展深厚的機構知識--極大地提高了對計劃以及自然和人文地形的情況了解。
安全部隊援助旅:陸軍創建了六個安全部隊援助旅,作為特別顧問單位,為外國伙伴軍隊提供訓練和建議。安全部隊援助旅的任務包括在世界各地的熱點地區對伙伴國家進行培訓、協助和提供咨詢。
SFABs在推進美國在全球的關系方面具有獨特的能力。在競爭中,自衛隊員建立信任、互操作性和伙伴能力。在危機中,自衛隊員能夠通過加強協調工作使聯合部隊和機構間團隊迅速做出反應。在沖突中,自衛隊可以加強與合作伙伴的協調,并可以擴大到具有完整任務能力的旅。
今天,自衛隊員正在非洲和亞洲各地行動。在未來,自衛隊將把規模較小的小組(小到12人)輪換到不同的國家,并根據需要進行替換,以建立一個持續的軍隊對軍隊的存在。
SFABs使安全援助和合作任務專業化。作為具有常設任務的永久性組織,這些部隊比以前的臨時 "建議和援助 "編隊表現出更一致的承諾,同時也釋放了常規的旅級戰斗隊和特種部隊單位。SFABs使聯合部隊的存在,建立信任并產生對未來危機的反應能力。
陸軍持續作戰為在擴大的戰場上作戰的廣泛分散的部隊提供了選擇,并使他們的作戰范圍、持久性和行動自由得到加強,而且從本土到近距離的局部地區都有延伸。為了向聯合部隊指揮官提供這些持續作戰的選擇和靈活性,陸軍持續作戰的功能概念通過五個方面的努力來實現。有彈性的綜合維持任務指揮部、有保障的快速力量投射、設置戰區、工業基地現代化和維持分布式作戰。陸軍 "維持 "功能概念還確定了三個后勤現代化的優先事項:減少能源需求和對分配系統的要求,聯合部隊的梯隊自動感應(數據可見性),以及聯合多式聯運自主/半自主分配。陸軍打算通過以下科技重點來實現這一目標:先進的電力解決方案、替代水源、先進的制造、分析決策工具/診斷、預知和綜合數據、自主補給、以及下一代材料和彈藥包裝解決方案。
設施作為基于能力的平臺,為陸軍的戰備、復原力和投射提供了基礎。陸軍和聯合部隊在有保障的快速電力投射方面的成功基礎在于陸軍設施的彈性,特別強調電力投射平臺(PPPs)、動員力量生成裝置(MFGIs)和軍事海洋終端(MOTs),以及配套的商業設施,以便在有爭議和退化的環境中繼續運作。
陸軍提供充足兵力的能力取決于有效執行部隊投射的所有要素,如動員、部隊投射和維持戰斗力。力量投射改革的結果是在所有領域的競爭環境中,在退化的條件下,有保證的快速力量投射。這需要財政和智力上的創新,以確保陸軍設施,重點是PPPs、MFGIs、MOTs和商業基礎設施,包括能源和戰略裝運港,都是準備好的、有彈性的和相關的,以便為聯合部隊指揮官提供選擇。
陸軍預置庫存(APS)必須立即做好準備,并需要不斷地進行演練。APS不能再被看作是戰略深層儲存,只能在沖突中使用。陸軍編隊必須練習快速投射部隊,與作戰配置(CFC)設備連接,快速移動到戰術集結區,進行戰前檢查,并為聯合部隊指揮官的立即使用做好準備。
APS正在演變為不僅僅是在危機和緊急情況下的力量投射:它本身就是一個在競爭中建立關系的工具。例如,印度洋-太平洋地區的APS(APS-4)正在與其新興區域伙伴一起開辟道路。這些設施加強了與當地和國家東道國政府的關系,并提高了部隊在危機或沖突中抵達的速度。
在過去,陸軍在資本、技術和人員方面享有對任何潛在對手的競爭優勢。當競爭對手縮小技術差距時,人員將提供持久的優勢,以保持世界上最有準備、最致命和最有能力的陸地作戰部隊。
陸軍致力于在人才管理方面的創新和周到的領導。陸軍的戰備、現代化和改革工作必須得到21世紀人才管理系統和基本生活質量提升的支持,從根本上改善管理重心--人的方式。
陸軍必須保持與其他行業的競爭。這樣做有助于陸軍從工業時代向信息時代邁進,以保持和擴大陸軍的超強實力。陸軍必須通過優先考慮人力資本投資,使人成為其競爭優勢的核心,否則就有可能在潛在的對手面前失去超強的能力。
創新和變革的加速將增加對人員的技術和認知要求。這反過來將產生新的人員和培訓要求。美國正在改變戰斗方式,用什么戰斗,以及如何組織,但也必須改變訓練方式。發展士兵和領導人的技術技能,以便在這個明顯更加復雜的環境中作戰,是陸軍戰略的首要任務。實地演習是不可替代的,例如在作戰訓練中心,但必須用增強現實和合成訓練環境來增加這種訓練,這將極大地提高訓練的質量,而不需要大幅增加成本。諸如陸軍在卡內基梅隆大學的“數據科學家和數據技術員項目”以及在奧斯汀的軟件工廠等投資將為士兵帶來必要的數字專業知識,使指揮官能夠迅速適應未來戰場上面臨的挑戰。
美國陸軍認識到,其轉型努力需要艱難的選擇。陸軍對正在進行的項目進行持續的審查,以確定那些不會對 "瞄準點"設計作出貢獻的遺留系統。通過剝離或減少這些項目,陸軍可以重新投資于現代化項目。
僅在2020年,陸軍就在整個部隊中實現了24億美元的節約,以便在2021財年為陸軍的優先事項重新調整資金。
減少或取消了低優先級的項目,以調整資金用于戰備和現代化建設。
取消了41個項目,減少/推遲了39個與國防戰略或現代化優先事項無關的項目。
通過提高訓練效率,重新調整了2億美元。
美國陸軍將與國防部領導層一起確定效率,確定優先事項,并減少與長期投資決策相關的風險。
美國陸軍為聯合部隊提供強大的、有能力的、準備好的和決定性的陸地力量,在國內和全球范圍內與其盟友和伙伴一起行動。通過轉變前沿態勢、能力和作戰理念,陸軍可以幫助聯合部隊獲得速度、范圍和聚合力,從而提供決策主導權和超強的戰斗力,使國家能夠繼續競爭、獲勝并推進國家利益。美國陸軍致力于今天的轉型,以應對明天的挑戰,這將確保美國仍然能夠通過實力來保證和平,即使是面對堅定的、能力越來越強的大國競爭對手。
當展望未來時,決不能忽視過去永恒的教訓:美國士兵是軍隊成功的關鍵。從列克星敦和康科德,到諾曼底的海灘,再到阿富汗的山區,人民是成功的原因。除非由最優秀的士兵和領導人來操作,否則任何技術現代化、任何全球位置優勢、或任何其他方面的戰爭都是不夠的。人力資源體系將進行轉型,以確保人民仍然是其首要能力,能夠建立關系,適應復雜的戰場,堅持不懈,并取得勝利。
本研究論文使用問題解決框架,研究了美國武器系統如何在采購生命周期的操作和支持階段陷入持續的陳舊和停滯循環,并提供了解決這種情況的方案。一些美國武器系統保持著它們最初在幾十年前投入使用時的能力。關鍵的發現,如厭惡風險的文化、系統要求低于計劃目標備忘錄的切割線、對財務指導的誤解、嚴格的維持法規、繁瑣的采購流程以及高于必要的決策,都被認為是導致根本問題的原因。這篇研究論文提出了幾個解決方案,解決了部分包容性的問題。對解決方案的整體可行性、對作戰人員的好處以及與實施相關的任何潛在風險進行了權衡。最后的建議包括鞏固和利用財務條例對作戰人員的好處,允許增加運營和維護資金的靈活性,允許在F3I重新設計中增加靈活性和性能,盡可能利用領先的商業技術,以及改變維持的心態,從保持準備狀態到保持相關性。結論強調,美國空軍在技術上落后于近似對手,高級領導人必須像對手一樣思考,以確保美國的法規不會抑制空軍比敵人更快地穿越OODA循環的能力。
自朝鮮戰爭以來,美國在每次交戰中都保持著空中優勢;然而,一些跡象表明,空中優勢在未來的沖突中可能不再有保障。據報道,他們最新的S-500防空導彈系統成功擊中了近300英里外的目標。中國在過去十年中對其軍事進行了大量投資,現在已經達到了一個關鍵的自信點。
這個問題可能源于美國如何運作和資助其軍事項目。美國空軍將 "維持 "定義為維持一個武器系統的現有基線能力。任何改進武器系統超過其現有性能閾值的手段都被認為是開發工程的努力,需要從研究開發測試和評估(RDT&E)撥款中獲得資金。許多系統一旦投入使用就不會獲得RDT&E資金,通常在其生命周期的剩余時間內由運營和維護(O&M)撥款資助。由于對現行財務條例的嚴格解釋,財務經理通常會拒絕使用運營和維護資金來提高系統能力和應對不斷變化的威脅的創造性努力。這使得綜合產品小組(IPTs)沒有什么選擇,只能對他們的武器系統進行意義不大的改變,以保持它們在操作上的相關性。
美國不僅在做錯誤的財務決定,而且在做這些決定時也很緩慢。在過去的幾十年里,采購時間周期已經增加。據美國空軍高級領導人目前的估計,從授予合同到投入使用一個系統的時間超過10年。美國的對手在采購周期上的運作速度至少是其兩倍。在過去的二十年里,一些主要的國防采購項目(MDAP)已經被取消。事實上,國防部(DOD)已經在那些永遠不會投入使用的項目上花費了超過460億美元。
為了解決這個問題,新的倡議,如第804條快速采購和破解國防部5000號文件正受到相當大的關注。雖然它們不能解決撥款問題,但它們試圖縮短采購時間周期。在幾十年來成本成為采購決策的主要因素之后,速度現在被強調為主要考慮因素。使用問題/解決方案框架,本文將研究美國武器系統是如何陷入陳舊和停滯的循環中的,以及可以實施哪些解決方案來有效維持美國武器系統。
本文將首先闡明這個問題,描述綜合維持活動組(CSAG)和空軍維持中心(AFSC)內的幾個低效的供應鏈政策。然后,它將討論系統過時和對商業技術的依賴,接著是國防部緩慢的采購過程。問題部分最后將詳細分析當前的撥款限制以及美國空軍的幾個文化問題。
解決方案部分將首先定義具體的評價標準。該文件將提出幾個潛在的解決方案,以及建議的行動。然后將根據規定的標準對每個解決方案進行詳細評估,包括實施中的任何潛在風險。還將討論其他被考慮但未被推薦的解決方案。最后,本文將對問題進行快速總結,提出最終建議,以及為什么這項研究與美國空軍有關。
隨著美國為大國競爭而重組其軍隊,戰場的有效性將取決于美軍是否有能力超越其近似競爭對手的決策周期。速度是關鍵--軍隊如何快速從其傳感器中收集數據,分析數據,辨別重要信息,將其發送給相關作戰人員并作出最佳反應。一支日益一體化和互操作性的部隊,對共同作戰環境有共同理解,對于軍隊完成能力融合至關重要。
美國防部聯合作戰概念(JWC)描述了全域作戰,并設想了一個聯合殺傷網,它可以通過全域聯合指揮和控制(JADC2)的支持概念,快速有效地將任何傳感器與任何投射能力聯系起來,這就是融合的原則。實現融合要求各軍種之間專注聚焦,確定優先次序并進行協同。美國陸軍將在JADC2中發揮核心作用,因為它為作戰和戰術網絡的發展提供信息;為JWC提供后勤骨干;并在一系列與各部門、機構和國際合作伙伴的合作實驗中測試融合。
議題:隨著美國軍隊為大國競爭而進行的轉型,戰場效率將在很大程度上取決于其超越同行競爭對手決策周期的能力。
聚焦范圍:描述了陸軍和聯合實施JADC2的情況。
觀點:
在2020年以后,美國軍隊必須具有戰略上的敏捷性、反應性和致命性。中國和俄羅斯正在大力投資,以減輕美國在陸地、空中、海上、太空和網絡空間各個領域的能力。
在有可能限制聯合部隊戰略部署和使用其部隊能力的情況下,需要一個現代化的指揮和控制(C2)機構,能夠迅速匯集美國及其盟國的所有能力,以威懾,并在必要時擊敗近鄰和其他競爭對手。
目前的C2項目使用的是幾十年前的平臺,"沒有針對未來沖突的速度、復雜性和殺傷力進行優化"。目前的平臺各軍種不能有效地利用或發送數據、命令給其他軍種,而且它們的結構不能支持實現未來的C2。2018年國防戰略(NDS)強調了C2系統現代化的重要性,指出在退化的環境中未來的戰斗將以速度、更多的自主權和分布式的單位獲勝。
美國防部領導層設想了一個在戰場上沒有界限的未來,圍繞著一個統一的C2系統,其中一個多領域的方法--參與和整合地面、空中、海上、網絡和空間作戰--對于挑戰一個近似的對手是必要的。JWC是一個關鍵的概念,并且正在推動未來的研發和采購,同時也在整合作戰指揮部的審查和服務計劃。因此,該概念的發展是國防部的一個優先事項。
圖:全域聯合指揮與控制(JADC2)通過實時終端用戶報告和協作規劃,協同多個數據源,在國防支持民事當局行動期間,準確地在聯合特遣部隊民事支持(JTF-CS,美軍機構) 可能需要的地方提供支持能力。
注1:聯合作戰概念的四個支持性概念
美國防部JADC2戰略于2021年5月由國防部長勞埃德-奧斯汀批準,闡明了國防部實施JADC2的方法;它將JADC2描述為感知、探測和行動的作戰能力,從而提高從沖突到競爭以及所有領域的互操作性和決策速度。JADC2是一個以數據為中心的持續C2能力框架,它支持JWC,并使聯合部隊能夠迅速匯集有助于威懾的效果,并通過決策優勢使任務取得成功。
JADC2指的是所有聯合C2的實施,包括:
由于速度和規模在未來的戰斗中至關重要,JADC2將建立一個網狀網絡,實時將各部門的數據帶入一個 "可共享的數據湖",將來自所有領域--陸地、空中、海上、太空和網絡空間的傳感器連接起來。利用人工智能軟件、數據庫、處理器和算法,它將把偵察信息轉化為可識別的和優先的目標,比人類分析員更快。目標數據將被發送到處于最佳位置的單位/能力,無論是動能、網絡、電子戰(EW)還是信息作戰(IO)。
JADC2及其網狀網絡可以被看作是一個安全的戰斗互聯網,軍事應用程序在上面進行連接,從所有可用的來源搜尋數據,以迅速將最佳的 "投射 "或 "效應器 "與目標聯系起來。JADC2可以提供無處不在的數據,不同的人類和機械數據可以根據需要使用。歸根結底,JADC2不是一個特定的平臺;它是獲取數據并有效連接。
圖:聯合參謀部的JADC2作戰規劃實驗,允許陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊的節點共享實時的信息,以實現傳感器與投射的聯系,并將其顯示在一個共同的作戰畫面上(美軍聯合現代化司令部)。
所有軍種都同意需要將JADC2作為一項組織戰略。2020年,陸軍和空軍簽署了一項協議,在2022財政年度(FY22)之前分享數據并制定共同的數據和接口標準;在多次實驗中,他們在這方面取得了成功。此外,陸軍、海軍和空軍在2021年初簽署了一項合作協議,以測試、整合和分享數據開發,以實現JADC2。
陸軍現代化戰略描述了陸軍將如何作戰,用什么作戰以及如何組織起來支持聯合部隊。陸軍致力于發展作戰網絡、技術和概念,通過一系列名為 "項目融合"(PC)的演示和實驗來實現超額匹配并為聯合部隊提供信息。這是一場持續的學習運動,旨在迅速 "融合"所有領域(陸地、空中、海上、太空和網絡空間)的效果,并塑造陸軍的新興理論、組織、訓練、能力、研究和發展以及后勤。
通過實驗和學習,"項目融合"有助于確保軍隊在適當的地方擁有適當的人員、適當的系統、適當的能力,以支持聯合戰斗。——陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍
PC由五個核心要素組成:
每項實驗都通過新的架構、編隊和來自陸軍八個CFT的授權來融合現代化舉措,并深化陸軍現代化舉措的整合。這些努力正在加速2018年國防戰略中概述的現代化戰略,該戰略設想未來的戰斗將在退化的環境中以擁有速度、自主性和分布式能力的單位獲勝。
表:陸軍未來司令部項目融合戰略20-22財年
在亞利桑那州尤馬的 "項目融合2020"(PC20)持續了幾個月,展示了人工智能和機器人技術,包括兩次實彈演示。該實驗由士兵、平民、科學家和工程師設計,在最低作戰水平上測試了融合,以挑戰戰術邊緣的決策過程。其中一項測試使用衛星和無人駕駛航空系統:同時感知空中和地面目標;迅速將數據傳遞給平臺,以打擊目標;并在十幾秒內決定性地摧毀該目標。
圖:2021年10月19日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到第82空降師的美國陸軍一等兵丹尼爾-坎達爾斯使用戰術機器人控制器來控制遠征模塊化自主車輛,為 "項目融合"做準備。在2021年項目融合期間,士兵們試驗使用該車輛進行半自主偵察和再補給(美國陸軍中士馬里塔-施瓦布攝)。
對實現JADC2能力的另一個貢獻是陸軍繼續倡導將其從聯合(joint)擴展到 "結合(combined)"--CJADC2--因為任何網絡都需要包括盟友和合作伙伴。陸軍在亞洲和歐洲有著深厚的軍隊間關系,應該站在這種重要努力的最前沿。認識到這一點,陸軍21/22財政年度的PC戰略將參與范圍擴大到了結合伙伴和盟友,增加了指揮層級并使之多樣化,并推動了現代化概念和技術的極限。
注2:項目融合(Project Convergence):項目融合是聯合部隊對速度、射程和決策主導權的實驗,以實現超額完成任務,并為聯合作戰概念和全域聯合指揮與控制提供信息。作為一場學習運動,它利用一系列聯合的、多領域的交戰來整合人工智能、機器人技術和自主性,以提高戰場態勢感知,將傳感器與投射連接起來,并加快決策的時間線。因為誰能最先看到、了解并采取行動,誰就能獲勝。
注3:項目融合的五個核心要素
JADC2要求國防部和陸軍進行轉型,特別是在數據管理和共享、網絡支持能力、人工智能在決策周期中的作用以及為實現這些變化而對部隊結構進行調整。陸軍現代化戰略及其現代化優先事項是持續轉型的框架,以使陸軍能夠在多個領域進行部署與聚合效應。
注4:軍隊現代化的優先事項六大任務
一個用于C2的綜合戰斗管理系統需要在數據共享和標準化數據共享接口方面進行通信;然而,許多遺留系統包含數據共享障礙。2021年初,各軍種之間開始認真工作,制定數據標準以連接他們的JADC2項目,并通過 "發現、理解和與所有領域、梯隊和安全級別的合作伙伴交換數據 "來克服這些障礙。
陸軍的網絡CFT正在試驗網絡的現代化,以實現聯合接口、彈性和能力。它的重點是加強地面領域的數據和網絡傳輸能力,連接人工智能和機器學習(AI/ML),開發戰術云和邊緣計算。
國防部正在制定和實施一套初步的實驗和原型設計的核心原則,以統一國家安全事業。聯合部隊已經確定了幾個原型能力,通過將真實世界的威脅數據納入響應計算,在即將舉行的演習中進行測試。陸軍聯合現代化司令部建立了聯合系統集成實驗室(JSIL)--一個使用持久性環境場景的實驗網絡,允許各軍種、工業界和盟友通過幾個網絡測試數據共享能力。這將有助于對JADC2戰略進行可靠的評估。
由美國太空發展局管理的低地球軌道(LEO)衛星將整合各軍種的戰術網絡,以創建一個網狀網絡的傳輸層。計劃于2022年部署的近30顆衛星將提供一種 "作戰人員沉浸 "能力,其中傳感器、投射和戰術網絡可以與戰術通信連接。PC22將利用這些衛星,開發低地軌道能力。
人工智能國家安全委員會報告稱,國防部有必要在2025年前采用、實施人工智能并為其提供資源。人工智能/ML--陸軍的一個優先研究領域--對于在聯合、全域作戰中實現聯合戰場管理系統至關重要。人工智能的進步提高了對新出現的威脅的反應速度和敏捷性,使指揮官和工作人員能夠將精力集中在加速、優化決策上。
建設網絡安全基礎設施是陸軍網絡計劃的一個關鍵方面,它將為統一的網絡帶來速度、訪問和安全。在平衡這些要求的同時,美國網絡司令部正在與行業伙伴密切合作,擴大用于在國防部、情報界和商業網絡之間傳遞數據的安全共享工具,而不存在被破壞的風險。
圖:作為 "項目融合2020"的一部分,飛馬系列戰術自主系統的一部分在尤馬試驗場進行測試。飛馬系統有能力為無人駕駛航空系統(UAS)、地面行駛履帶式車輛,提供監視能力或創建一個地區的豐富詳細的三維地圖。
決策主導權--在技術和融合的作用下更快地做出更好的決策的能力--將使美國軍隊從其對手中脫穎而出。JADC2有助于實現信息主導權,并促進快速融合,實現速度關鍵優勢,這是未來AI/ML競爭的基礎。
目前,每個軍種都在其各自領域內管理C2的復雜性。隨著戰爭的特點變得越來越復雜,聯合部隊必須同時有效地整合五個領域。這需要新的C2方法。JADC2是建立一支能夠完成國防戰略目標的聯合部隊的基礎。國會的支持、持續的資助和軍種間的合作對于成功實施JWC和JADC2至關重要。
陸軍在實現這一聯合網絡的技術、創新和實驗方面處于領先地位。它的PC學習運動已經證明了它有能力使用新興技術和創新概念來實現軍種間和跨域的融合。陸軍的未來司令部、CFTs、作戰能力發展司令部和軟件工廠正在結合士兵的經驗、工業界的資源和科學家的專業知識來發展和提供未來的戰斗力量。通過實驗和聯合協作,陸軍正在使JADC2成為現實,從而增強戰略競爭中的威懾力和沖突中的超強戰斗力。
美國陸軍協會是一個非營利性的教育和專業發展協會,為美國的全部軍隊、士兵、陸軍文職人員和他們的家屬、行業伙伴以及強大國防的支持者服務。美國陸軍協會為陸軍提供聲音,支持士兵。
近四十年來,美國國防部(DoD)首次制定了旨在對抗先進軍事對手--特別是中國和俄羅斯--的聯合作戰概念。上一次這樣的努力發生在20世紀70年代末和80年代初的冷戰高峰期,以應對蘇聯在歐洲中央戰線的常規優勢所帶來的戰略和行動挑戰。現在,正如2018年國防戰略(NDS)所強調的,聯合部隊必須 "優先考慮備戰",這包括為軍事優勢制定 "創新作戰概念"。由于作戰概念從根本上說是指導未來部隊設計和未來戰爭的愿景,聯合部隊首先必須回答它打算如何打未來戰爭的問題,然后再試圖回答它需要用什么打仗的問題。
然而,如果國防部要轉向 "聯合概念驅動的、洞察威脅的能力發展",它面臨著相當大的挑戰,因為它的聯合概念發展和實驗過程從根本上說是破裂的。 雖然后冷戰時代見證了發展聯合作戰概念的反復努力,但該過程未能產生創新的作戰方法來指導未來的部隊和能力發展。相反,這個過程產生的概念似乎是故意不推動重大變革的。這些概念并不是真正的 "聯合",而是由現有的服務概念組成的最低標準的組合,以服務的優先權為前提。任何能夠通過發展過程的創新的聯合概念都是如此的淡化和模糊,以至于它們不能引起變化(從而威脅到關鍵利益相關者的利益)。在這種環境下,單個服務概念勝過聯合概念,并驅動投資優先權。
然而,作戰概念和關鍵投資必須是聯合的,因為各軍種在作戰層面已經變得越來越相互依賴。此外,目前的戰爭演習和分析表明,這種作戰上的相互依賴將是未來與中國或俄羅斯等能力強大的同行對手發生沖突的一個關鍵方面--是作為一種優勢還是一種弱點,還有待觀察。我們可以預期,一個先進的、適應性強的對手會尋找美軍的任何差距和縫隙,并利用這些差距和縫隙來發揮其優勢。在這方面,目前的聯合部隊還不夠 "聯合",無法與一個已經發展出對抗美國關鍵的、長期的作戰優勢(如空中、海上和信息優勢)的對手進行高端戰爭。正如本文所討論的,在與同行對手的沖突中成功發動戰爭的規模和強度將需要全新的作戰方式,這反過來又需要一種強制功能,將單個服務能力整合到實際的 "聯合 "戰斗力中。最近發展以威脅為重點的聯合作戰概念--如果成功的話--代表了這種結果實際發生的最佳機會。
本文簡要討論了國防部過去在發展聯合概念方面的三種嘗試,包括空地戰、空海戰和最近的努力--先進能力和威懾小組(ACDP)。本報告利用這些例子來展示克服孤立和狹隘的軍種主導的努力所面臨的挑戰,并說明建立以軍種為中心的概念并給它們披上聯合的外衣的弊端。這些案例強調了聯合概念發展過程中持續存在的病癥是如何使冷戰后的聯合概念在鼓勵作戰創新或推動服務投資優先事項的變化方面毫無用處。
正在進行的開發新的聯合作戰概念工作為國防部提供了一個早該提供的機會,將其概念開發集中在具體的威脅和相應的作戰目標上。目前的努力是幾十年來國防部第一次圍繞應對具體的威脅來組織概念開發,而不是支持聯合部隊對模糊或未定義的對手群體進行作戰的理想化概念。然而,如果不對被廣泛認為是沒有促進思想競爭的共識過程做出重大改變,國防部就有可能重復它過去所犯的概念發展錯誤。此外,新的聯合概念必須通過實驗活動進行嚴格的測試和完善,以驗證其對未來部隊設計的可行性。目前還缺少實驗這一塊。
聯合參謀部正在努力重建其聯合概念開發能力,因為多年來它既沒有優先考慮這項工作,也沒有為其提供足夠的資源。產生真正的新的作戰方式,并有可能改變未來的部隊設計,將需要國防部長辦公室(OSD)、參謀長聯席會議主席和副主席(CJCS和VCJCS)的持續關注,以通過該系統推動新的聯合概念。國防部的高級領導層必須克服每個軍種推動共識產品的傾向,這些產品更多的是為了保護現有的優先事項和長期的特權,而不是產生創造性的想法。
該文件提出了以下建議,以改進聯合概念開發過程:
修正流程是開發有用的聯合作戰概念的關鍵的第一步,但國防部還必須確保聯合概念開發從正確的角度出發,專注于正確的問題集,同時保持前瞻性。迄今為止,國防部對中國和俄羅斯的思考集中在保持或恢復聯合部隊在冷戰后 "單極時刻 "所擁有的作戰優勢水平上。然后,聯合參謀部提出的概念,如 "聯合愿景:2010",是以 "信息優勢 "的假設為前提的,這將有助于實現 "全譜系主導地位 "的既定目標。國防部的概念和能力發展應該側重于為中國和俄羅斯創造作戰困境,而不是追逐其現有業務方式的微不足道的邊際回報。
很明顯,國防部仍然被其傳統的作戰方式所束縛。參謀長聯席會議副主席約翰-海滕將軍說,在2020年底一系列兵棋推演的測試中,根據美軍過去30年的運作方式制定新的聯合作戰概念的初步努力證明是完全失敗的。
制定新的聯合作戰概念的最初嚴重地依賴傳統的作戰方式,盡管它打算對抗新的對手和新的作戰挑戰,這暴露了一個倉促的“產品”。一個成功的、以威脅為重點的作戰概念需要全面深入的分析--既要分析對手的能力和概念,也要分析聯合部隊在所設想的時間段內的能力和概念,并在深入研究概念的形成和完善之前需要時間來綜合各種投入。以前的聯合概念開發的趨勢是優先形成“產品”和達成共識,而不是更平凡但必要的深度分析工作,這對目前的努力來說不是好兆頭。
自《國家發展戰略》要求提出新的作戰概念以來,已經過去了三年多。國防部需要全新的作戰方式。如果美國軍隊繼續按照今天的方式運作,就不可能保持對同行對手的競爭力。如果這個過程陷入官方機構的爭論,或者在努力達成軍種共識的過程中只產生微小的變化,那將是一個不折不扣的悲劇。
最后,對作戰挑戰提出的概念性解決方案,無論多么合理,只有得到最高級別的文職和軍警領導人的認可和授權,才能推動計劃的改變。雖然該部門在冷戰后的記錄并不完全令人放心,但發展新的聯合作戰概念背后的政治和官方動力是相當大的,而且中國和俄羅斯構成的戰略和行動挑戰比來自伊朗、朝鮮或恐怖組織的挑戰要緊迫和嚴重得多。如果國防部能夠正確對待這一進程,并專注于為中國和俄羅斯創造困境,那么在聯合部隊的轉型方面的積極影響可能是深遠的。
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