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無人機群可以在海上、陸地、空中甚至太空中使用,從根本上說是一種依賴信息的武器。迄今為止,還沒有任何研究從信息戰的角度來研究無人機群。本文利用開源研究和定性推理,探討了這些蜂群對信息的依賴性以及由此產生的與信息戰領域--電子、網絡、空間和心理--的聯系。總的來說,文章對這一重要的新興技術如何融入更廣泛的國防生態系統提供了見解,并概述了加強相關信息戰能力的實用方法。

關鍵詞:信息戰、無人機群、無人系統、網絡戰、電子戰

無人機群來了。在以色列2021年與加沙的沖突中,該國軍隊成為第一個在戰斗中部署無人機群的國家。在俄羅斯和烏克蘭正在進行的沖突中,俄羅斯部署了卡拉什尼科夫KUB-BLA游蕩彈藥,據說這種彈藥能夠(或將會)形成蜂群。俄羅斯還擁有一種尚未部署的柳葉刀彈藥,具有創造空中雷區以瞄準無人機和其他飛機的潛在能力。

美國及其盟友和對手正在尋求合作性的無人機群技術。這種追求并不奇怪。無人機群在每個沖突領域的每個軍種都有應用,從步兵支援和后勤到核威懾。整個聯合部隊的軍事領導人必須考慮,隨著技術的成熟和進入戰場,無人機群與現有能力和戰爭形式的關系。這些想法應貫穿于未來的概念、采購決策、演習、訓練、計劃和行動,以考慮到友好和敵對的使用。本文研究了一個更大挑戰:無人機群和信息戰。

盡管無人機群可以在陸地、海上、空中甚至太空中行動,但它們從根本上說是依賴信息的武器。每個蜂群的共同點是需要在無人機之間保持穩定的通信聯系,確保信息得到有效和適當的處理。事實上,蜂群是 "能夠協調其行動以完成共同目標的多個無人駕駛系統"。 蜂群的許多獨特優勢也來自于信息共享。

無人機群的優勢來自三個關鍵領域:機群規模、定制化和多樣性。擁有更多傳感器和彈藥的大型機群能力更強,可以進行大規模攻擊;但是,機群必須處理來自更多無人機的輸入。靈活的蜂群可以增加或刪除無人機以滿足指揮官的需要,可以分成較小的群體,從多個方向攻擊或打擊不同的目標,并在增加或刪除無人機時處理信息輸入的變化。多樣化的機群可以納入不同類型的彈藥和傳感器,并允許緊密結合多領域打擊,增加新類型的信息源,并在無人機以不同的速度和不同的環境風險移動時產生協調挑戰。信息失效意味著碰撞的風險和能力的喪失。

這些能力使信息共享所支持的新型戰術成為可能。正如保羅-沙爾寫道:"蜂群將是一種更有效的、動態的、反應迅速的戰斗組織模式。"蜂群可以集中火力攻擊目標,也可以分散和重組以反擊。實現這些壯舉需要高水平的穩定通信。

支持技術也依賴于信息。機器視覺--機器的觀察能力--需要大量的數據來訓練算法。感應器無人機使用這些算法來收集和分享關于敵方防御、可能的目標和環境危害的信息。與單個無人機一樣,蜂群作為一個整體或外部控制系統必須處理在現場收集的大量信息。處理速度會影響蜂群的戰場價值,因為較慢的算法速度意味著較慢的決策速度。雖然蜂群可能不包含機器視覺,但隨著蜂群規模的擴大,人類控制者將面臨類似的挑戰。

信息依賴性意味著必須在信息戰的背景下考慮無人機群。根據美國國會研究服務部的說法,美國政府對信息戰沒有一個正式的定義。實踐者通常將信息戰定義為 "使用和管理信息以追求競爭優勢的戰略,包括進攻和防御行動"。這種戰略包括電子戰、網絡戰和心理戰。也包括空間戰,因為位置、導航、時間信息和基于衛星的通信是無人系統的關鍵信息來源。

當然,注意到信息依賴性并不意味著行為者會成功地認識或利用這種依賴性。盡管俄羅斯軍方早已認識到電子戰在對抗無人機方面的重要性,但在烏克蘭沖突期間,軍方似乎在落實這一知識方面遇到了困難。例如,社交媒體上發布的視頻似乎顯示,烏克蘭無人機在沒有俄羅斯電子戰保護的情況下靠近俄羅斯車輛。俄羅斯軍方和其他國家也可能在網絡、太空和心理戰領域努力實施這種知識。

本文研究了無人機群與信息戰四個方面(電子、網絡、空間和心理)的關系,并探討了人工智能(AI)和機器人技術,它們支持其他領域并影響無人機群的信息戰脆弱性。文章最后提出了政策建議

電子戰

在巴德學院無人機研究中心對反無人機系統的審查中,電子干擾是最受歡迎的反無人機攔截系統。這種受歡迎程度并不令人驚訝;電子干擾代表了一種潛在的廉價、可重復使用的擊敗無人機的方法,不管是否是蜂群。人類必須向無人機提供任務參數、發射決定,有時還必須進行實際控制。中斷蜂群內的控制和信息共享會擾亂無人機。如果通信中斷,人類就不能設定或修改任務,或指揮打擊或發布撤退命令。無人機群更依賴于通信,特別是電磁波譜上的通信。

盡管無人機可以根據簡單的規則創建蜂群,但通信對于復雜的行為來說是必不可少的,特別是在軍事背景下的蜂群,因為戰場上的地形各不相同,戰斗人員的數量和配置也在變化,而且采用了一系列的戰斗戰術。因此,通信對于防止無人機-蜂群的碰撞以及協調運動和攻擊決策是必要的。如果無人機無法溝通,蜂群就不能作為一個統一的單位運作,不能協調搜索目標,也不能分享成功的識別結果。此外,無人機不能協調攻擊,即一些無人機攻擊一個目標,另一些則攻擊另一個目標。沒有通信,無人機群的價值就會喪失。

電子攻擊可以模仿友軍信號,操縱整個蜂群的通信。例如,據報道,2011年,伊朗通過干擾無人機的通信并操縱全球定位系統迫使其在伊朗降落,從而俘獲了一架洛克希德-馬丁公司的RQ-170 "哨兵 "無人機。如果一個國家允許無人機在沒有人類控制的情況下開火(這絕不是肯定的),對手也可以發送信號,表明對手在一個友好的位置,可能會導致蜂群向該位置開火。

蜂群通信架構--因此,破壞或操縱無人機蜂群的方法--在不同的蜂群中是不同的。蜂群通信通常依賴于電磁波--無線電波(例如Wi-Fi)、紅外線和光學--但聲學信號對于水下無人機可能是必要的,因為電磁信號在水下傳播得不好。因此,頻譜管理對于確保蜂群內部和蜂群之間以及任何控制站的信號是不沖突的非常重要。蜂群控制結構要求將信號傳遞給正確的無人機,如果蜂群中的無人機被禁用或破壞,這將是一個挑戰。

信息在整個蜂群中的傳播方式也可能不同,這可能會影響破壞或維持通信的機制。在集中控制的蜂群中,一個領導者可以協調分配給蜂群中每個成員的任務。在分散控制的蜂群中,無人機與離它們最近的無人機溝通,導致出現成群行為。從理論上講,這種行為消除了全球通信的需要。但是,實現分散控制的簡單算法可能不足以應對復雜、動態的軍事環境。

未來的發展可能會減少蜂群對電磁波譜的依賴。新技術根據不同的物理原理提供通信渠道,如量子通信。另外,無人機可以通過stigmergy間接地協調它們的行動。螞蟻等昆蟲會在潛在的食物來源上留下信息素痕跡,而跟隨的螞蟻如果也找到了食物,也會留下它們的信息素。先進的無人機群可以采用類似的方法。

螞蟻為無人機群提供了另一個教訓:角色的多樣性。蟻群中的螞蟻采用專門的角色,最明顯的是在蟻后和工蟻之間。同樣,蜂群可以納入通信無人機,將可用的機載功率用于加強信號,作為交換通信的備用節點,或使用不同的信號類型來發布撤退命令。無人機群還可以混合集中式和分散式的通信方法,以提高復原力。例如,蜂群可以依靠分散式通信,并有一個備用的集中式通信系統來對抗干擾。這種方法將需要大量的技術開發,以防止兩種通信方式之間的沖突。

隨著無人機群越來越自主,來自群外的基于電磁頻譜的信息就越來越少,對人類輸入的需求減少意味著對一些通信渠道的需求減少。然而,這種自主性是有代價的,那就是操縱或破壞自主系統的新機會。

從理論上講,先進的無人機群可以獨立于外部控制,但政策和技術上的挑戰給自主權設置了上限。美國防部目前的政策不允許無人平臺上的半自主武器在通信功能下降的情況下選擇和攻擊目標,也不允許自主武器在沒有有意義的人類輸入的情況下用致命武力攻擊人類。自主的、復雜的戰略決策,如評估目標對整個戰爭結果的價值,如果沒有通用的人工智能,可能是不可能的,而通用人工智能在短期內不太可能出現。因此,在可預見的未來,將需要一些電子通信。電子戰也越來越與網絡戰聯系在一起。

網絡戰

網絡攻擊可能試圖使無人機群失靈、控制、操縱或滲出信息。蜂群必然擁有單個無人機的所有網絡安全漏洞,包括容易受到反認證攻擊(阻止控制器操作無人機)、代碼注入和代碼更改、利用零日漏洞以及數據外流。更多的無人機也意味著有更多的機會來攻擊系統。

網絡攻擊可以通過反認證攻擊或代碼注入或更改來實現無人機控制系統。使人類控制失靈或改變代碼,使無人機引擎或螺旋槳不能動彈,可能會導致蜂群崩潰。墜落的無人機可能與其他無人機或其他友好資產相撞。禁用傳感器可能導致無人機群盲目飛行,導致碰撞或阻止識別對手的防御系統和其他感興趣的目標。作為一個民用例子,研究人員在2015年7月利用網絡漏洞使一輛吉普切諾基?的剎車失靈。限制無人機的移動為對手提供了戰場優勢。更巧妙的是,網絡攻擊可以利用無人機群的信息處理算法。通過提供不正確的數據、重放攻擊(重復或延遲有效的信息傳輸)、注入惡意的代碼或改變現有的代碼來實現對無人機控制和任務分配算法的簡單操縱,可以造成重大破壞。如果操縱使無人機無法檢測到彼此,它們可能會發生碰撞。如果不能檢測到環境危險,可能會導致崩潰,只需輸入舊的視頻或圖像數據,使蜂群不能 "看到"它前面的建筑物。由于錯誤是不可避免的,增加錯誤風險(但不一定導致錯誤)的代碼修改可能會在很長一段時間內沒有被發現。對手引起的錯誤可能會出現在正常的計算機錯誤中。另外,網絡操縱可能會減緩信息處理、決策或物體識別,使蜂群更容易受到反蜂群防御的影響。算法破壞甚至可能發生在生產過程中。

機器學習和相關技術的進步使對手能夠創建和傳播高度復雜的假圖像和視頻,或利用網絡滲透將其注入數據收集中。假數據可能導致圖像和視頻分析軟件得出錯誤的結論,錯過威脅,或將非戰斗人員作為目標。如果在多個無人系統中使用相同的軟件,對手可能會造成大規模傷害。

最重要的是,對手可以通過改變控制算法的代碼或提供不正確的數據,使無人機群認為一個友好的目標是一個對手,從而將無人機群的能力轉為自己的利益。另外,敵方可以命令蜂群離開受威脅的區域或進入敵方的火力范圍。對手也可能使蜂群安全地進行收集和研究,以獲得關于蜂群能力的獨特情報。對網絡操縱的脆弱性和自主性水平是相互關聯的。

更多的自主性意味著更復雜的計算系統,有更多的利用機會和更大的錯誤風險。具有自主導航、運動或瞄準系統的無人機可以在沒有人類控制的情況下運行,并可以被操縱。同樣,對于更大的、異質的蜂群來說,協調可能更加困難,這提高了災難性失敗的風險。識別滲透在大型蜂群中也更具挑戰性,因為對手可能只攻擊蜂群中的一架無人機。

最后,對手可以通過訪問無人機之間或無人機與控制站之間的通信鏈路或無人機本身的內部控制系統的軟件和固件,尋求從蜂群中滲出數據。這些策略可以讓對手收集關于蜂群位置和活動的情報,以改善防御,從預期的攻擊區域撤退,或酌情準備反措施。通過更好地了解使多架無人機以蜂群形式運作的算法和程序,數據滲出也可能促成更多的破壞性行動。這種理解也將更好地使行動者能夠創建他們自己的蜂群。

空間戰

無人機群通常依靠空間資產進行地理定位,而在地平線上行動的無人機群需要空間資產進行指揮和控制。如果衛星被禁用或摧毀,蜂群可能無法有效運作,或者根本無法運作。然而,最近的技術發展表明,隨著時間的推移,空間領域的依賴性可能會降低,而且信息戰的最有可能的層面不再是無人機群的要求。

許多無人機群依靠全球導航衛星系統(GNSS)來引導它們,GNSS航點可用于定義所遵循的路徑或要避免的區域,識別感興趣的目標(如用于情報收集的對手設施的位置),并引導機群返回發射位置。衛星也可以作為指揮和控制信息的中繼站。

目前,無人機群在相對較短的距離內運行,沒有必要進行衛星通信。隨著技術的發展,無人機群可能在更遠的距離上運行,這些更遠的距離可能需要基于衛星的通信來更新任務目標,給予許可,或提供其他命令。在未來,蜂群中無人機之間的通信甚至可能需要空間資產來覆蓋長距離。

停用或摧毀衛星將使依賴衛星進行地理定位或指揮命令的蜂群無法有效運作。無人機將變得無效,并開始徘徊而不知道該做什么或去哪里。在一個敵對軍事力量主要依賴無人系統的世界里,在大范圍內禁用地理定位可能被證明是毀滅性的。

技術的進步可能減少或可能減輕基于空間的風險。蜂群可以使用外部的全球定位系統節點來幫助定位。一個研究小組使用與全球定位系統相連的浮標,讓水下無人機在不直接進入該系統的情況下定位其位置。一個類似的概念可以通過使用從已知位置(如支持車輛)傳輸的信號來幫助地面或空中車輛進行地理定位。另外,新的導航概念可能會消除對全球導航衛星系統的需求,盡管這些概念在軍事上的成功程度還不清楚。與電子戰一樣,更多的無人機自主性降低了對外部、天基信號的需求。

心理戰

無人機群與心理戰的關系最小。但可能用于傳播宣傳小冊子是個例外,然而,與現有的宣傳手段相比,蜂群似乎沒有什么有意義的優勢。然而,無人機群和更廣泛的自主武器可能會成為錯誤信息、虛假信息和惡意信息的對象,因為全球和公共規范圍繞著機群和自主武器的使用形成。由于擔心對平民的風險和放棄人類控制的道德問題,越來越多的運動正在尋求禁止自主武器。越來越多的人支持這一運動,包括在一些北約成員國。例如,根據2019年1月的益普索民意調查,%的德國人反對使用自主武器。同樣,由于大規模傷亡的可能性和目前機器視覺系統的脆性,武裝的、完全自主的蜂群可能會帶來類似于傳統大規模殺傷性武器的心理影響和風險。"大規模殺傷性武器 "一詞帶有強烈的規范意義,圍繞其使用和擴散的污名。

無論這些公眾運動是否轉化為全球政策的變化,它們都可能為戰略信息行動創造機會,以播種分裂。例如,行為者可能會放大關于使用蜂群和自主武器的說法,以鼓勵內部和伙伴國家反對戰爭努力。反之,行為者可能會對他人進行虛假指控,以達到同樣的效果。核實自主武器是否真正自主的挑戰使得真相與虛構難以區分。無人機群的自主性可能更容易證明,因為一個人有可能控制一個由幾十架無人機組成的小群,但沒有人能夠合理地控制幾千架無人機。駁斥關于無人機群自主使用的錯誤說法則要難得多。

人工智能和機器人技術

人工智能和機器人技術的進步是無人機群所有方面的基礎,并影響到對信息戰的脆弱性和復原力。這些技術的改進可能會導致更好的瞄準算法、蜂群任務分配算法和更大、更復雜的蜂群,也會影響可能被蜂群使用或對抗的電子戰、網絡戰和空間戰系統。在戰場上更多地使用人工智能和機器人技術也可能為心理戰創造更多機會。

機器人和人工智能可以改善進攻性電子戰和網絡戰能力。機器學習可以加強電子戰的目標定位,創造更有效和自動化的網絡攻擊。例如,機器學習可以實現更好的頻譜和功率分配、網絡釣魚檢測、網絡入侵檢測和其他活動。事實上,據報道,中國人民解放軍戰略支援部隊正在將機器學習與網絡戰和電子戰相結合。此外,機器學習的進步可以使用戶通過網絡手段向友好或敵對的數據集添加更好的深度假象。研究人員也在探索使用機器人作為電子攻擊和網絡攻擊的平臺。

人工智能的進步也有可能改善電子、網絡和空間對抗措施。基于人工智能的網絡防御技術為網絡入侵檢測提供了巨大的好處,包括提高準確性、自動響應和吞吐量。另外,機器人系統可以被用來在其他系統退化或被破壞的地方形成一個臨時的通信網絡。例如,Swarm Technologies的SpaceBEE衛星為互聯網連接的設備形成了通信網絡。單個或多個機器人可以作為中間人,支持穩定的通信。

機器人系統非常適合太空戰;它們不需要維持生命的設備,這使它們的成本更低。天基機器人可以用來攻擊對手的衛星或收集信息。多個天基機器人可以操縱空間碎片進入軌道,以打擊對手的衛星或發動分布式的協調攻擊。當然,天基蜂群可能有不同于地面蜂群的技術挑戰,特別是成功的移動和協調。

戰場上更多的人工智能和機器人意味著有更多的機會指責對手違反新生的自主武器規范,因此,有更多的機會發動心理戰。人工智能的改進可能會抵消這種擔憂的一部分。活動家們的一個擔憂是,眾所周知,機器學習是很脆弱的,因為訓練數據可能是有偏見的或不完整的。加強測試和評估、合成數據和數據共享可能會減少風險,并提供反信息的機會。如果不仔細檢查訓練數據,就很難判斷機器學習系統有多強大,甚至不可能。敵人可能會謊稱機器學習系統未經測試且設計不良,導致平民面臨高風險,而反駁這種說法將非常困難,甚至不可能。因此,廣泛部署這些系統可能會導致對違反戰爭法的指控增加。

政策建議

無人機群對信息戰的依賴對軍方的成功行動有幾個影響。

對無人機群和信息戰之間的關系進行更深入的研究是必要的,應該探索信息互動的技術特征,信息環境如何影響戰術使用,以及戰術使用如何影響作戰和戰略環境。一些研究可以進行建模和模擬,以評估不同的無人機群配置對信息攻擊的復原力。模擬和戰爭游戲可以探索無人機群在特定信息相關角色(如電子攻擊)或作為反衛星武器的相對價值。

分析的重點應該是信息競爭在不同類型的沖突中如何變化(同行對同行,同行對近同行,以及不對稱),不同形式的通信對電子攻擊的彈性和無人機群如何適應更廣泛的頻譜分配,以及納入無人機群的新概念以及它們如何與信息戰互動。

友好無人機群的研究和開發必須包括對信息攻擊的加固。蜂群內的通信渠道、信息處理系統以及較遠距離的指揮和控制系統都必須得到保護。某些系統(如物體探測算法)將不針對蜂群。一些有希望的信息加固研究已經開始,如國防高級研究計劃局關于可在GNSS否認的環境中操作的蜂群的工作。無人機群的加固程度應取決于任務以及機群可能面臨的基于信息的攻擊的可能性和類型。

美國還應該對各軍種的信息戰能力進行全面審查。有跡象表明,美國空軍和美國陸軍面臨著電子戰的挑戰,盡管美國海軍沒有。美國陸軍卓越網絡中心的指揮官約翰-莫里森少將直言不諱地說:"當涉及到電子戰時,我們的武器不夠用。我們被同行和接近同行的競爭者所淘汰。"最近的報告也描繪了軍事網絡安全的負面形象。2018年10月政府問責局的一份報告 "發現從2012年到2017年,[國防部]測試人員經常在幾乎所有正在開發的武器系統中發現關鍵任務的網絡漏洞。"國防部在招募網絡戰士方面的困難以及硅谷和該部門之間日益擴大的分歧加劇了這一挑戰。 美國在太空也面臨越來越多的反對。國防情報局最近的一份非機密報告發現如下。

  • 俄羅斯等的軍事理論表明,他們認為空間對現代戰爭很重要,并將反空間能力視為降低美國和盟國軍事效力的一種手段。俄羅斯等都發展了強大和有能力的空間服務,包括天基情報、監視和偵察......。俄羅斯等都在發展干擾和網絡空間能力、定向能武器、在軌能力和地基反衛星導彈,可以實現一系列可逆轉到不可逆的效果。

該審查應評估軍事信息戰的真實狀況及其與對手發展的一致性,確定改善信息戰能力和組織的具體建議,并為國防工業和知識分子提供一套非保密的建議和指導,說明他們的努力如何能夠支持更廣泛的信息戰活動。

根據審查結果,美國軍方將能夠在研究和發展進攻性信息戰能力(例如,電子干擾和進攻性網絡武器)方面進行有針對性的投資,以擾亂、操縱或以其他方式擊敗可能被用來對付美國軍隊的對手無人機群。這種投資也將有利于未來戰爭的其他方面--從對抗無人系統和依賴信息的戰爭概念到破壞敵方的供應鏈。

相關的能力應該在組織上進行整合,機器人技術、電子戰、網絡戰和太空戰的發展應該為無人機群的獲取、研究和開發、戰爭游戲、概念和理論發展以及相關培訓提供參考。由于無人機群的信息挑戰對每個軍種都是一樣的,因此應盡可能在聯合層面開展活動。更好地整合信息領域的各個組成部分對非蜂群無人系統也是有用的,因為本文的許多分析也適用于它們。

對敵方無人機群和相關信息戰方面的情報收集也很重要。針對無人機群技術操作的情報收集將幫助軍方了解如何操縱或破壞對手的無人機群,并確定秘密行動的機會,如毒害用于機器視覺算法的數據收集。其他明顯的情報收集目標是結合信息戰能力的對手組織(例如,中國人民解放軍的戰略支援部隊)。收集到的信息將有助于軍方了解可能針對美國和戰略伙伴無人機群部署的能力。

在部署無人機群之前,未來的指揮官應評估戰場上的信息戰情況,以告知將使用的機群類型及其組成。例如,指揮官可以包括更多的通信無人機以提高生存能力。應該建立培訓、演習和戰爭游戲,以幫助指揮官發展和行使這種判斷。此外,將信息戰要素納入更廣泛的戰備和訓練活動中,將使指揮官了解失去對信息環境控制的挑戰。指揮官還可以考慮部署反電子戰武器,以支持無人機群在被拒絕的環境中使用。

如果美軍尋求大量使用無人機群,它還必須計劃減輕由此產生的心理戰風險,并采取措施使這些行動更加透明,確保適當的人力控制,前提是這種透明不會給對手帶來好處。例如,美國可以通過將國防部指令3000.09 "武器系統的自主性"下的現有限制變成具有約束力的法律,或通過關于自主武器能力的新的透明度政策,對自主武器采取更有力的限制。這些限制可以伴隨著昂貴的承諾,如投資于自主武器的核查措施。

結論

與其他任何武器系統相比,無人機群更依賴于信息。幾乎每一種與蜂群有關的能力都需要掌握信息流,使蜂群規模擴大,采取復雜的行為,并同時在多個領域運作。然而,這些優勢也構成了一個重要的弱點。癱瘓、破壞或操縱蜂群通信、信息處理和地理定位可以使蜂群喪失能力或被打敗。

沒有任何軍事技術存在于真空中。軍事是一個高度復雜的系統,許多技術領域是相互依存的。高級領導人必須考慮新技術在更廣泛的軍事生態系統中的作用,因為近視和失敗是快速的朋友。

扎卡里-卡倫伯恩

扎卡里-卡倫伯恩是沙爾政策與政府學院的政策研究員,是美國國家恐怖主義與反恐對策研究聯合會非常規武器與技術項目的研究成員,是ABS集團的高級顧問,并被正式宣布為美國軍隊的 "瘋狂科學家"。他是自主武器、無人機群、大規模殺傷性武器和涉及大規模殺傷性武器的恐怖主義方面出版物的作者。

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利用海軍水面作戰中心開發的建模與仿真工具箱(MAST),我們使用最先進的實驗設計,有效地執行了27250次海軍陸戰隊濱海團和中國海軍(PLAN)水面行動組(SAG)之間的模擬戰斗。圖1描述了建模環境和模擬中的一些智能體。

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從 27,250 次模擬交戰中,觀察到一些趨勢,這些趨勢不僅回答了研究問題,而且提供了為 2030 年部隊設計決策和倡議提供信息的機會:

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1 引言

在面對同行競爭對手的遠程精確火力威脅時,已經提出了很多關于重新加強西方空中優勢的新作戰概念。大多數專家主張采用更加綜合的軍隊方法,以高節奏的方式將多種軍事困境強加給對手。基于網絡協作的有人和無人資產將重新獲得戰斗力和機動能力。這樣一來,對手將被迫根據不確定的選擇做出決策,從而危及其行動結果。這樣一種新模式涉及多域作戰(MDO)概念。

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這可以通過一個被稱為多域作戰云(MDCC)的包容信息技術和通信(IT & COM)的生態系統實現,形成一個由跨域的可操作傳感器、效應器和C2節點組成的作戰網絡。利用北約的C3分類法,MDCC將提供一種手段,以實現和加強北約國家和合作伙伴的互操作性,從而提高作戰效率。

下文將通過2040年的一個虛構的作戰場景來說明整合和輔助的原則,并強調其在作戰角度和MDCC功能要求方面的結果。

2 在行動的早期階段,MDCC作為一個包容性的助推器

虛構的作戰場景從"空軍保護"開始,在一個國家對其少數種族進行了令人無法接受的突襲之后,隨后轉變為空中前沿基地作戰(A2BO)。聯合國(UN)授權北約進行一場軍事行動。北約部隊包括一個擁有新一代戰斗機(NGFs)和遠程航母(RCs)的下一代武器系統(NGWS)中隊,一些增強型傳統戰斗機,一個C2機載平臺,加上光學、雷達和通信衛星群,油罐車,網絡資產和地面特種部隊。一個帶有兩棲部隊的航母戰斗群也加入了該作戰區。

關于空軍保護,目標是防止任何空襲和對少數民族聚集地的騷擾進行反擊。在這個階段,聯合部隊司令部決定將空軍指定為受援部分,受援部分是特種部隊和海軍。因此,聯合部隊空軍部分指揮官(JFACC)負責戰術層面上所有空中平臺的指揮。

為了應對襲擊,JFACC需要一個由多領域傳感器輸入(空中、陸地、太空和網絡)建立的完全認可的畫面。探測特定社交網絡上的公眾騷動,結合特種部隊和天基資產的實時情報監視偵察(ISR),就可以從NGWS在動亂地區上空迅速展示武力。此外,任何支援該國家并呼吁對少數種族實施暴力的社交網絡都將受到網絡反擊,使其無法運作。

在行動的這一階段,MDCC是基于共享的開放式IT和COM架構,將所有可用的傳感器互聯起來形成包容性的助推器。它正在提供一個由實時ISR收集和過去情報融合形成的共同畫面。這樣一來,MDCC提供了一個高水平的態勢感知能力,以便根據JFC的指令,從JFACC到未來作戰航空系統(FCAS)任務指揮官層面,可以適當地開發和提出軍事行動選擇。

3 多域作戰中的不同需求

該突襲國家向少數種族聚集地發射了幾枚地對地中程導彈,造成了人員傷亡,局勢迅速惡化。此外,該國家啟動了他們所有的綜合防空系統(IADS),特別是遠程導彈。根據新的聯合國決議,北約立即決定改變其軍事態勢。聯盟下令破壞該國家的綜合防空系統,同時確保北約的戰略主動權,以便在以后需要時進行兩棲攻擊。

總體目標是堅定地應對襲擊,同時保持對升級態勢的控制。JFC收到來自戰略層面的指令,進行空中前沿基地作戰(A2BO),以消除該國家的空軍基地,阻礙其奪取少數種族聚集地控制權的 "既成事實"戰略。這些A2BO的目的是擴大空軍的行動選擇,同時減輕所有航空資產在脆弱作戰基地的風險。A2BO還必須提供更大的靈活性和超越該國家行動的能力。在戰斗附近,分散的空中作業點(AOL)可能有助于空中打擊,但也將有助于對方反介入空中阻斷(A2/AD)。

在從JFC分配額外的資產后,JFACC現在負責用地面、海基NGWS和來自防御與干預護衛艦(FDI)的巡航導彈對該國家空軍基地進行交戰。然而,根據局勢演變和對航母戰斗群可能出現的突發威脅,JFC在JFACC和聯合部隊海上組成部分指揮官(JFMCC)之間保持NGWS和FDI的反應性和動態重新分配。因此,JFMCC在與JFC立即同步后,將能夠向JFACC提出實時空中任務指令(ATO)或空域控制指令(ACO)的變更要求。

因此,這些由北約領導的持久前線空軍必須能夠使用彈性的、低特征的、低維護的、大量的有人和無人駕駛航空資產進行防御性和進攻性反空作戰。其目的是通過建立更加分散的、有彈性的和難以定位的AOL,形成針對A2/AD能力的效果,而不存在力量集中的相關脆弱性。這支部隊包括NGFs、各種RCs(包括傳感器和效應器)、增強型傳統戰斗機和空中戰術運輸機,作為戰區內武器、無人平臺、燃料和后勤支持的運輸工具,所有這些都通過動態利益共同體運作。根據AOL和NGF之間的通信狀態,特定的 "多域戰術功能 "將被委托給駕駛艙,以允許FCAS任務指揮官承擔 "動態目標 "和 "時間敏感ISR "的控制權。由于戰區的延伸,NGF加上衛星群將從擴展的態勢感知中受益,并在需要時承擔更廣泛的控制責任,與C2機載平臺上的 "前線控制小組 "已經承擔的責任并列。

4 復雜MDO中MDCC內的網絡可選系統

將A2BO與JFACC和JFMCC的網絡結合起來,可以在MDCC內實現 "網絡可選系統"。這種 "網絡可選系統 "在可用時利用 "集中式網絡",并在與上級當局隔絕時在戰術邊緣的可用平臺中形成 "機會網絡"。在這里,MDCC是這種復雜MDO的助推器。一方面,MDCC整合了從JFC到戰術指揮官的所有決策過程(從計劃到評估再到執行),包括部隊分配和效果同步,為跨領域的動態支持/支援框架鋪平了道路。另一方面,它提供了所有指揮官之間的輔助性,允許在盡可能低的級別上授權C2,如AOL和NGF。

在成功的A2BO之后,北約希望利用這一情況,并指揮開展兩棲行動,以充分保障少數種族的安全。在這次行動中,JFMCC被指定為被支持的司令部,空軍和特種部隊則是被支持的司令部。所有平臺都有可能在海軍的授權下用于兩棲作戰。MDCC將使JFMCC能夠將所有領域的傳感器和平臺整合到大型海軍計劃演習艦隊中,并在需要時將C2授權給最佳海軍平臺指揮官。

5 結論:MDCC是一個可聯網的按需分配系統

這個虛構的場景說明了通過所有決策過程進行整合和輔助的必要性。這樣做有助于形成一個可靠的技術環境,以高作戰節奏產生全球戰斗力,整合所有領域的機動性,而不存在力量集中的弱點,并因此給對手帶來多種困境。這種技術環境是由MDCC提供的,它可以被描述為一個 "定制網絡系統",包括從后方到邊緣的所有可用平臺。因此,如前所述,MDCC是動態分配部隊和分配C2的MDO助推器。

作為新技術的設計者和提供者,工業界隨時準備支持武裝部隊塑造MDO作為一種新的作戰模式。考慮到利害關系,兩者之間強有力的伙伴關系對于確保徹底掌握需求和設計MDCC而不過早選擇某些技術方案至關重要,因為這將阻礙未來的MDO。在作戰概念和技術解決方案方面,這一旅程仍處于早期階段。只有攜手合作才能應對未來的挑戰。

作者

Brigadier General準將(退役)(法國空軍)1987年畢業于法國空軍學院,2003年畢業于美國空戰學院。他有3000個飛行小時(美洲虎、幻影2000D),執行過122次戰爭任務,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2021年加入空中客車公司,擔任FCAS多領域行動的高級運營顧問。

Thomas Vin?otte上校(退役)(法國空軍)于1987年畢業于法國空軍戰斗機飛行員,2003年畢業于戰爭學院。他有超過3300個飛行小時(美洲虎、幻影F1CR、幻影2000 RDI和幻影2000-5),執行了83次戰爭任務,包括一次彈射,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2019年加入空中客車公司,擔任FCAS高級運營顧問。

Laurent le Quement于1996年畢業于阿斯頓大學。在2010年加入空中客車公司的發射器部門之前,他曾在汽車和轉型咨詢部門工作。在2018年成為FCAS的營銷主管之前,他在業務發展和創新方面擔任過許多職位

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美國海軍部長

托馬斯-W-哈克: 海軍部長(代理)

美國海軍部正在有目的地進行創新和適應新技術,為未來建立一支更具殺傷力和分布式的海軍部隊。為了在一個大國競爭的時代進行競爭并取得勝利,海軍部致力于在先進的自主性、強大的網絡和無人系統方面進行投資,以創造真正的人機一體化團隊,在整個艦隊中無處不在。

這些持續的投資將產生新的能力,遠遠超出獨立的平臺或以人為本的系統的有效性。它們將通過為每一個水手和海軍陸戰隊員提供不對稱的優勢來改變海戰。

美國海軍和海軍陸戰隊現在已經邁出了下一步,調整無人系統愿景,以執行分布式海上作戰(DMO)和有爭議環境中的瀕海作戰(LOCE)。為了確保成功,海軍和海軍陸戰隊正在將需求、資源和采購政策緊密結合起來,以便更快地開發、建造、整合和部署有效的無人系統

美國海軍部的無人駕駛作戰規劃橫跨整個理論、組織、培訓、物資解決方案、領導和教育、人員、設施和政策的構建。這份文件提供了運動計劃的總體框架,并得到了更高等級的詳細實施計劃的支持。它們共同勾勒出一個具體的戰略,其根基是對當今每個領域的現實評估。前進的道路需要一個整體的方法來開發和部署無人系統,確保個別技術可以在一個更廣泛的網絡化作戰系統架構中運行,并得到正確的人員、政策、作戰概念和其他推動因素的支持。

整個海軍企業致力于為美國和每一個水手和海軍陸戰隊員提供人機協作所提供的戰略和戰術優勢,以保證所有人的海洋自由。

美國海軍水手和公務員水手從美國海軍 "赫歇爾 "號上發射一個無人水面飛行器(USV)從USNS赫歇爾 伍迪-威廉姆斯,2019年9月14日。

美國海軍作戰部部長

M. M. GILDAY:美國海軍作戰部長海軍上將

隨著海軍適應日益復雜的安全環境,必須了解未來的部隊在日常競爭和高端戰斗中都需要什么。

無人系統(UxS)已經并將繼續在未來的分布式海上作戰(DMO)中發揮關鍵作用,而且顯然需要部署負擔得起的、致命的、可擴展的和連接的能力。這就是為什么海軍正在擴大和發展一系列無人駕駛飛行器(UAV)、無人駕駛水下航行器(UUV)和無人駕駛水面艦艇(USV),當把重點轉向以更分散的方式運作的小型平臺時,它們將發揮關鍵作用。

一個混合艦隊對于海軍滿足新出現的安全問題來說是必要的。需要平臺在所有領域的多軸上同時提供致命和非致命的效果。UxS將為未來艦隊提供額外的能力--在空中、在水面上和在水下。

該活動計劃將作為實現無人系統作為海軍作戰團隊的一個組成部分的未來的全面戰略。它將是一份活的、反復的文件,闡明愿景,即通過加快技術、流程和伙伴關系中的關鍵使能因素,建立一支更加準備就緒、致命和有能力的艦隊。

注意到過去的缺點,因此其方法是深思熟慮的,但有一種緊迫感。將解決理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人事、設施和政策(DOTmLPF-P)的各個方面,確定并消除能力差距,并努力創建和維護未來的海軍部隊。

MQ-25 T1,左翼下有空中加油站,在坡道上。

海軍陸戰隊司令員的致辭

大衛-H-貝格爾:美國海軍陸戰隊將軍 海軍陸戰隊司令員

美國、盟國和敵方部隊獲得無人駕駛技術的速度要求有一個愿景和路線圖來最大化這種能力。海軍陸戰隊需要無人駕駛的空中、水面和地面系統來充分利用固有的遠征性質和能力。與海軍伙伴合作,將提供一個聯合部隊的海上組成部分指揮部,在居住的獨特海域支持聯合部隊。當在惡劣的條件下以小隊形式在前方作戰時,最大限度地利用無人系統為盟友和對手創造巨大的效果的能力是未來成功的一個關鍵因素。

該戰役計劃作為海軍陸戰隊的一個起點,使其了解到無人系統在不久的將來必須而且將具有更大的重要性。諸如一半的航空機隊在近期到中期內實現無人駕駛,或者大部分的遠征后勤在近期到中期內實現無人駕駛的概念不應該讓任何人感到害怕。相反,這些想法應該點燃海軍陸戰隊的創造性和狡猾的天性,以便前沿部署部隊對聯合部隊更加致命和有用。

大衛-H-貝格爾和海軍作戰司令部(CNO)一起,致力于為海軍陸戰隊的無人駕駛系統制定一個審慎但積極的前進路線。這份文件提供了初步的愿景,并取決于與海軍陸戰隊艦隊、艦友、聯合部隊、國會、盟友和工業界的反復討論。大衛-H-貝格爾希望海軍陸戰隊能接受這種未來的戰爭,并將其轉化為他們在戰場上的優勢;從日常競爭到大規模作戰行動。

一架VBAT垂直起降(VTOL)無人機系統準備在飛行甲板上降落。準備在海軍艦艇的飛行甲板上著陸。一艘海軍艦艇的飛行甲板上。

美國海軍作戰架構

無人系統通過解除對有人系統的限制來提供實現任務結果的能力。僅靠搭建平臺是無法實現任務成果的。為了在無人空間提供整體解決方案,DON 將更加關注開發成功擴展投資經驗所需的推動力。其中一些關鍵推動因素包括:網絡、控制系統、基礎設施、接口、人工智能和數據。海軍和海軍陸戰隊正在設計和實施一個全面的作戰架構來支持 DMO。這種架構將為單位、作戰群和艦隊提供準確、及時、分析的信息。

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信息戰與聯合部隊

今天,人們普遍認為,信息就是力量,雖然這個眾所周知的公理看起來很老套,但近年來,聯合部隊在信息戰(IW,information warfare)環境中經歷了快速變化。軍事資產被賦予聯合部隊或其組成部門,在網絡空間領域的新興工具和作戰云概念的支持下,越來越多連接在部隊范圍或部門間產生。在幾乎任何人都可以進入的信息環境中,實現主導地位目標,在一個跨越物理世界和虛擬世界的新興超級連接現實中面臨新的復雜挑戰。聯合部隊在進攻和防守方面都沒有單獨的責任或權力,這種二分法在新出現的作戰環境中尤為突出,在這種情況下,越來越多的行為者和參與者變得越來越明顯。因此,在聯合和分布式跨域作戰中,未來的網絡攻擊方法將需要從根本上改變和重新調整,以響應聯合部隊作戰空間性質和范圍的根本變化。

聯合部隊調整系統、網絡和作戰方法以在未來的競爭環境中實現優勢,需要對諸如 "信息環境 "和 "信息戰 "本身等分類法所推斷的內容進行重新概念化。即使在今天,我們也應該問自己,什么是IW,它與聯合部隊的傳統軍事行動和活動有何不同,以及它將如何影響全域指揮和控制結構?在為未來建立一支靈活而有彈性的戰斗部隊(包括網絡空間領域)的更廣泛努力中,網絡攻擊的定位是什么?這些都是令人困惑的問題,必須考慮 "權力"的重要因素是如何因信息革命而發生變化的。重新思考當今世界的大戰略是理解聯合部隊必須在理論、規劃和行動方面調整其未來方法的關鍵。越來越多的人以新的和新穎的方式測試和使用IW,聯合部隊使用IW的頻率和復雜性也越來越高,且這種情況只會加快。

信息是分散的力量

信息中蘊含著巨大的力量,雖然 "傳統 "的軍事方法強調并尋找 "新 "的IW效果,但這些可能并不反映聯合部隊的最佳解決方案,也不能提供必要的優勢,因為網絡空間與計劃和作戰周期的融合正在進行中。IW的范圍、性質和特點已經擴大,然而IW在戰術、技術和程序(TTPs)以及大戰略本身的層面上仍然是一個模糊不清、定義不明的概念。信息革命導致了新的組織和行為者的形成,以及商業甚至非國家行為者在聯合部隊 "虛擬 "作戰領域中的重要性日益增加。因此,越來越多的人需要把這些在信息環境和網絡空間范圍內活躍的、最終影響到聯合部隊如何成功執行任務的、日益增長的、不同的利益相關者和行為者集合起來。

變得更有活力和反應能力的目標將要求聯合部隊在其互動和影響或被影響的信息環境中,產生一個更 "真實 "的IW威脅和風險的戰略和行動畫面。安全模式從軍事主導的格局轉移到一個新的格局,這個格局更加分散,跨越了更大深度和廣度的利益相關者和合作伙伴,這說明了在戰略和作戰層面上,網絡攻擊具有不連貫性。要真正理解戰略和作戰環境中正在發生的變化,關鍵是要理解近年來國家權力結構中發生的巨大變化。具有諷刺意味的是,很少有一個正式的政府部門或機構或作戰單位只關注信息力量,負責控制和分配這種權力。然而現實情況是,信息力量被稀釋在一系列的機構和組織中。

隨著聯合部隊向跨領域綜合作戰能力的轉變,這些能力本質上是由信息領域促成的,而信息領域從本質上講是一個不透明的領域,模糊了物理世界和虛擬世界,因此越來越需要在與空戰或陸戰相同的水平上認識IW。

試圖現在聲稱或圍繞什么是信息力量的要素設定界限,對聯合部隊和類似的其他部隊來說,都將是徒勞的。這有令人信服的理由,即處理分類學和組織關系,以及無法為IW任務設定明確的界線和資金。針對越來越多的政府和軍事機構的任務,只會阻礙一個連貫的、綜合的國家信息主導戰略的發展,在這個戰略中,整個軍隊,特別是聯合部隊是多個組成部分中的一個。在過去,聯合部隊或其組成部分的作戰C2僅由 "他們 "各自的指揮部負責,他們有自己的通信系統,但現在情況不一定如此。例如,問一下,誰在戰略層面上控制著信息力量和信息資源?如果不是聯合部隊,那么聯合部隊怎么可能成為IW的關鍵C2機構?

為聯合部隊重新聚焦信息戰

如果反擊敵對勢力的行動是海陸空部隊的任務,那么影響 "他們 "行動的網絡攻擊的性質和范圍已經擴大,他們今天將如何處理這些任務?戰斗網絡的設計是可靠的、有彈性的和嚴格的,在某些情況下,它們是唯一的通信手段,但在多領域背景下,敵對勢力為了破壞、降低或延遲今天的行動,還可以在許多方面進行網絡攻擊,例如物流和供應鏈。隨著聯合部隊向綜合跨域作戰能力的轉變,這些能力本質上是由信息領域促成的,而信息領域的性質是不透明的,模糊了物理世界和虛擬世界,因此越來越需要在與空戰或陸戰相同的水平上認識IW。

這一點尤其正確,因為大多數聯合部隊的行動預計將發生在高度競爭和分布式的環境中,在這種環境中,IW將是競爭空間的一個固有特征。然而,隨著預算的限制,威脅的增加,以及更多的行為者出現在這些空間中,聯合部隊的指揮官發現他們處于一個關鍵的決策點。聯合部隊將需要產生新的方法、手段和目的來快速處理大量的信息,并與更多的合作伙伴、客戶和這些信息資源和數據庫的消費者一起這樣做。作為綜合布線的一部分,信息管理、連接和流動將成為核心任務要素,聯合部隊將需要向一個更加綜合和相互依存的現實轉變,以便將信息領域新的關鍵作戰要素和層次納入其規劃和作戰周期。

IW的范圍、性質和特點已經擴大,但在戰術、技術和程序(TTPs)以及大戰略本身的層面上,IW仍然是一個模糊不清、定義不明的概念。

在尋求信息主導權方面的外部相互作用和聯系

對于聯合部隊來說,解決其重點是否應該更多放在進攻性或防御性IW上的問題將是至關重要的。許多人同意,聯合部隊應該發展并保持進攻性和防御性IW能力的平衡,但前者有更多的限制。最終,聯合部隊將需要通過明確其未來的IW目標、能力和目的的范圍來解決這些問題,考慮長期的戰略需求,但要理解什么是對其在短期內有效執行作戰任務而絕對必要的戰術。

信息戰活動將越來越多地使用或依賴商業網絡,或以重要方式與商業網絡互動。這些網絡和工具將阻礙聯合部隊利用傳統的電子戰工具和網絡戰行動。作戰規劃者將需要在IW方面與全新的參與者、網絡、系統和其他因素進行斗爭。聯合部隊將不再在真空中規劃任務,而是越來越需要了解、意識到并與更多的機構和商業行為者進行行動協調。這將是一個非常復雜的挑戰,需要制定必要的合作框架,以允許聯合部隊與情報機構、第三方后勤供應商、聯盟伙伴的各種部隊元素等進行有效的協調和信息流動。

我們可以從很多方面來考慮影響IW未來方向的因素。首先,IW是否存在真正的作戰要素?如果有,誰擁有它,它的控制和影響范圍是什么?任何聯合部隊的IW戰略都不應該只是國家權力工具的一個子集,而應該與之完全融合,跨越所有領域,包括陸地、海洋、空中和太空。隨著聯合部隊學會更無縫地同步效果,對信息環境的支配將成為其整體成功的關鍵。IW將需要從規劃開始就嵌入到所有的活動中,而不是在最后才 "添加 "或孤立地規劃。聯合部隊將需要研究它打算產生什么效果,然后為此選擇適當的武器或行動。從理論上講,真正的跨領域的全方位瞄準應該提供一種可供選擇的動能效果,甚至是純粹的信息效果,作為備選方案。

這將如何影響聯合作戰環境中的C2,以及在認識到信息戰的發展現實、范圍和需求以及所需能力的情況下連接作戰力量的目標是至關重要的。要問的硬問題是:"我們到底在什么方面不能控制?在IW方面,我們到底不能控制什么?在這里,我們需要考慮外國和國內團體網絡行動日益增長的作用和重要性,以及網絡攻擊實際上是一個轉型的概念而不是一個固定的概念。IW不能被孤立,需要分布在安全和情報架構的所有元素中,聯合部隊與之互動并共同運作。新的分類法再次證明了這種方法的必要性。例如,與其把活動稱為IW,為什么不把它們僅僅標為行動?將信息作為力量要素或武器使用并不新鮮,盡管它是聯合部隊指揮官武庫中相對較新的工具,但如果戰場準備得當,這也是一種需要使用的武器,就像其他工具一樣。

結論

信息時代不僅承諾在傳感器和射手、有人駕駛和無人駕駛車輛之間實現超級連接,而且在更廣泛的范圍內,包括后勤、情報和平民本身,因此,在向前發展的過程中,聯合部隊在IW環境的能力規劃方面應該遇到什么?聯合部隊在多領域或全領域作戰中實現信息優勢的目標,將需要在網絡武器中使用復雜的新方法和工具,來作為更廣泛的信息資源和信息力量生態系統的一部分。聯合部隊進行的網絡攻擊將需要與合作伙伴進行更密切的協調,例如,開展欺騙和網絡行動,甚至與假新聞和宣傳活動。

像勒索軟件這樣的威脅將在一端延伸到供應鏈伙伴,另一端延伸到有意識形態動機的非國家行為者。這種將信息環境分成越來越小的子群體的做法,為試圖在完全真空的情況下發展網絡武器創造了巨大的挑戰,對于聯合部隊和一個國家擁有的其他力量工具來說也是如此。事實證明,并且將在未來幾年內繼續強調,IW對于聯合部隊作戰和C2的有效性至關重要,尤其是在作戰云支持的環境中。未來軍事力量的部署和使用將要求聯合部隊的規劃者和作戰者更多地了解情況,更多地進行合作,更多地依賴信息環境中的合作伙伴,如果他們要超越傳統的 "內部 "方法并產生最佳的IW效果解決方案。

作者

埃德溫-"利"-阿米斯蒂德(Edwin “Leigh” Armistead)博士是一名美國退役海軍軍官,他撰寫了關于信息作戰(IO)的博士論文,并撰寫/編輯了關于這一重要主題的三本書。2006年,他參與建立了國際網絡戰爭與安全會議(ICCWS),//www.academic-conferences.org/conferences/iccws/ ,這個年度活動為該領域的學者、研究人員和從業人員提供了一個網絡平臺和論壇,以討論、探索和發展信息戰爭與安全的理論和實踐方面。他還是第9.10工作組(ICT在和平與戰爭中的應用)的副主席和《信息戰雜志》(JIW)的主編--這是美國唯一的雙盲、同行評審的信息戰(IW)學術雜志。

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該項目支持美國陸軍戰爭學院保持一個公認的領導者,并在與美國陸軍和全球陸軍應用有關的戰略問題上創造寶貴的思想。該項目于2018年由美國陸軍訓練與理論司令部總部要求,描述一個新的或修改過的作戰框架,以使陸軍部隊和聯合部隊在多域作戰(MDO)中對同行競爭者成功實現可視化和任務指揮。

由此主要形成一個在2019學年進行的學生綜合研究項目,該項目涉及4名美國陸軍戰爭學院學生和4名教員,由John A. Bonin博士領導。該項目研究了MDO的概念,即它如何影響任務指揮的理念和指揮與控制職能的執行。向MDO的過渡改變了陸軍指揮官和參謀人員在競爭連續體中進行物理環境作戰和信息環境作戰的傳統觀點。

該項目以第一次世界大戰期間美國陸軍引進飛機為案例,研究將新領域納入軍隊的挑戰。該項目還提供了對MDO的概述和分析,以及它正在改變我們的戰斗方式以及軍隊的角色和責任。這些變化將使聯合部隊能夠更有效地進行連續作戰,特別是在武裝沖突之下的競爭中。

向MDO的過渡將需要新的流程,該項目調查了多領域同步周期如何能帶來好處。物質系統、聯合專業軍事教育、聯合和陸軍理論以及總部人員結構將需要改變,因為領導人及其工作人員將需要不同的技能來在這個新環境中運作。

報告總結

陸軍新興的多域作戰(MDO)概念對最近修訂的陸軍任務指揮理論提出了新的挑戰。美國已經有75年沒有與同行競爭者作戰了;因此,個別軍種在概念上側重于打自己的對稱領域戰爭,而較少注意在其他領域支持其他軍種。隨著技術的變化和國防預算的縮減,各軍種正在迅速失去通過純粹的存在和數量來控制其領域的能力和實力。因此,各軍種需要從不同領域獲得不對稱的優勢,以便在其領域作戰中取得成功。

陸軍的指揮和控制方法是任務指揮。這種方法要求指揮官有能力理解、可視化、溝通和評估關鍵決策、風險以及關鍵情報和信息要求。多域作戰的任務指揮將要求指揮官在多個領域以及指揮梯隊之間和內部保持單領域的卓越和知識。同樣重要的是,指揮官必須創造、確保并維持對其自身決策過程的共同認識。風險分析和關鍵的情報和信息需求過程是必要的,以確保指揮官能夠設定條件,賦予下屬領導權力,并在多個領域的范圍內影響分布式行動。因此,為了滿足這些新的要求,需要有新的框架來理解和調整多領域的指揮關系和人員結構。

這些新的框架將需要一個多領域的同步化進程,為指揮官提供一個確定新需求并為其提供資源的方法。與使用軍事決策程序或聯合規劃程序的傳統作戰程序不同,這兩種程序都側重于單一領域的規劃,而多領域同步程序則是在整個規劃和執行周期中,從指揮官和參謀部之間的持續合作中演變而來,跨越所有領域和環境。這種演變創造了對關鍵決策、相關風險以及指揮官認為至關重要的關鍵情報和信息要求的共同理解。

這項研究支持美國陸軍戰爭學院繼續保持在創造與陸軍和全球陸軍應用相關戰略問題寶貴思想方面的公認領導地位。該研究考察了MDO概念的應用,即它如何影響任務指揮的理念以及指揮和控制功能的執行。第一次世界大戰期間飛機的引入提供了一個與當前情況相似的背景,因為1918年的陸軍在如何為大規模的地面行動提供最佳的指揮和控制,以對抗同行的對手,以及如何整合空中對陸地的支持。當陸軍試圖了解如何在多個領域進行整合時,從約翰-J-潘興將軍對飛機的整合中得到的啟示可以說明問題。威廉-米切爾在戰時和戰后的角色說明了我們在試圖執行MDO時可能面臨的一些挑戰,例如在未來大規模地面作戰行動中保衛網絡和空間領域

對MDO的概述和分析將提供陸軍對該概念的定義,并描述陸軍在競爭連續體中的作用。MDO概念將需要新的組織和人員框架來在沖突連續體的所有方面實施MDO。陸軍不能保持一個靜態的組織;陸軍必須既能在陸地領域贏得武裝戰斗,又能幫助塑造競爭以防止未來的沖突。

武裝沖突以下的行動歷來都是聯合部隊和陸軍的斗爭。陸軍在戰斗中指揮和控制的任務指揮方法將不足以組織在武裝沖突以下對對手的日常競爭。陸軍在競爭期間為聯合部隊執行重要的任務,特別是在信息環境中,這些任務在MDO下將會擴大。

目前的作戰流程專注于單一領域,對于支持特定領域以外的功能適用性有限。我們必須有新的流程,允許所有領域的資產同步,以優化我們的效率,同時將這些資產的風險降到最低。盡管適用于所有級別的指揮部,但擬議的流程主要集中在高級行動和戰略層面所需的規劃和數據收集。

從單一領域到多領域的重點變化,使得聯合部隊和陸軍的理論必須進行修訂和更新。聯合專業軍事教育課程和聯合學說將需要進行調整,以教導下一代領導人如何跨域整合。僅僅了解其他部門是不夠的;指揮官和參謀人員需要了解其他領域的能力如何支持他們的工作,以及他們在支持其他領域方面的要求是什么。長期以來,聯合部隊只是名義上的聯合,每個領域都在為贏得自己的戰斗而戰斗。MDO概念使聯合部隊能夠優化其有限的資源,既能應對危機,又能在最好的情況下防止競爭中的危機發生。

表3-1. 陸戰、空戰、海戰和信息戰的特點

圖3-3. 陸軍的指揮與控制方法。ADP 6-0

圖3-4. 多域作戰框架

圖3-5. 信息環境框架下的多域作戰

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引言

未來同等力量競爭者之間的軍事行動將以多域作戰(MDO)方法為特征,其特點是空中、海上、陸地、網絡空間和太空的綜合和并行使用。在整個軍事行動范圍內,從低節奏的維和任務和安全部隊援助到高強度、高節奏的作戰行動,軍方將利用所有的作戰領域,特別是太空領域。隨著作戰速度和節奏的加快,太空領域對于現代軍事活動變得至關重要,并使得指揮控制 (C2) 和戰術層面的決策時間周期縮短。

此外,鑒于民間社會行動者對公共領域開源信息的訪問加速和擴大,目前的軍事活動受到了更嚴格的審查。這樣做的一個后果是更加需要更快速更準確的情報來為軍事行動中的決策提供信息。不斷擴大來源和信息已成為決策的方式和手段,空間在軍事規劃和行動的演變中占據中心地位,而這一演變涉及到軍事人員要經常執行的一系列任務。

太空領域是當今確保持續的跨境情報和態勢感知并促進重要通信的唯一途徑。這一現實需要更加關注空間資產的安全性和未來空間應用的能力規劃。就目前而言,太空領域仍然沒有得到足夠的全球戰略關注。然而,軍方對太空的利用不僅會在未來幾年保留在國防組織和軍事能力規劃者的議程上,而且會變得越來越重要。

地球、太空的地緣政治和不斷擴大的威脅范圍

可以說,早在二戰期間,當德國向英國發射帶有彈道軌道的 V2 火箭時,就在戰爭中見證了太空的使用。在更近的時代,空間領域發揮關鍵作用的第一次軍事行動發生在1991年的第一次海灣戰爭期間。如果沒有使用由衛星支持的全球定位系統,為武器提供精確的導航和目標,并對沖突地區進行天基觀測以了解情況,美國及其聯盟伙伴可能不會在沙漠風暴行動中取得同樣的結果。

自第一次海灣戰爭結束以來,西方軍隊逐漸擴大其在太空領域的使用和嘗試,以此作為引入作戰優勢的一種方式。然而,這種對太空領域日益增長的依賴也為軍事行動創造并擴大了新類型的弱點,而對手越來越有能力利用這些弱點。在這種新出現的背景下,軍隊開始重新關注他們對空間的使用,以規劃和發展與新威脅和戰略弱點相關的空間能力,這一點至關重要。

這是一個需要應對的挑戰,因為很少有人會懷疑大國競爭又回到了全球舞臺上。隨著全球動態的變化,美國一直在重新平衡其全球態勢,將重心轉向亞洲。美國對中東的能源依賴度下降,也引發了關于其長期區域作用的討論。對歐洲來說,未來來自其東部和南部邊界的任何動蕩和不穩定都可能導致難民和流離失所者帶來前所未有的挑戰。在管理這種風險的安全影響方面,歐洲軍隊很可能面臨一個新的現實,即不能把對美國空間資產的依賴或可用性視為理所當然。

太空戰保障(SOA)

與此同時,歐洲自身對戰略自主和主權的決心可能會增強,并延伸到其未來的太空戰略。地緣政治因素和較低的進入壁壘可能會繼續引入新的參與者,追求空間的戰略和戰術使用,開發作戰衛星和地面基礎設施。雖然太空不能分為民用和軍用太空,但“軍事太空”領域將以美國、俄羅斯和中國的傳統大國為特色,但也會看到歐盟(EU)、印度、阿聯酋等其他國家加入。

隨著太空參與者數量的增加,使用和依賴太空進行軍事行動的風險正在迅速增加。空間擁堵是太空中的一個嚴重威脅,尤其是在低地球軌道(LEO)——在地球上空跨越 400-1500 公里的高度——衛星有被摧毀的風險。 LEO 不僅面臨軍事用戶飽和,而且越來越多的商業運營商生產和發射大量小型衛星,以服務于快速發展的商業航天工業。

日益增長的空間擁堵風險是真實存在的——自從2009年2月銥-33與Kosmos 2251的碰撞被廣泛研究以來,在2021年3月,云海1-02與1996年9月發射的俄羅斯天頂2號火箭的碎片的碰撞,加強了衛星作戰的風險。這些最近的碰撞很可能是意外,但最近觀察到衛星對其他衛星的近距離機動,這種近距離接觸可能是攻擊性意圖的結果,旨在使衛星不可靠、不值得信賴甚至完全無法使用。

通過光通信、密碼學、跳頻或精確無線電傳輸來保護數據和信息流將需要作為一個至關重要的能力設計參數

最近觀察到的近距離接觸和行動似乎沒有造成任何明顯的損害,但這些事件已引發太空軍事行動者重新考慮他們的姿態并考慮加強對其資產的保護機制——包括可能通過武器化。 2019 年 12 月,北約明確承認太空是軍事作戰領域。眾所周知,反衛星(ASAT)武器已被廣泛試驗,并可能更容易被開發,作為將威懾和拒絕的邏輯引入空間領域的一種方式,以對付可能尋求利用傳統空間系統漏洞的對手。

這種軌跡會產生重大影響,因為這種發展會在最低水平上產生意想不到的后果和次要影響,僅僅是通過空間碎片散布到大片空間的風險。太空中的對手還將尋求瞄準衛星與支持地面基礎設施或指揮中心之間的關鍵通信中繼。技術欠發達的對手可以攻擊或破壞支持太空作戰的地面基礎設施,例如通過簡單地拒絕物理訪問、切斷電源線甚至物理攻擊和破壞。

太空中不斷擴大的威脅范圍并非包羅萬象——目前,這些威脅主要與 LEO 中的太空資產有關。在這里,軍事規劃人員可以提供一系列針對 LEO 環境的防御性反應——例如,強化支持和啟用地面基礎設施、地對空(反之亦然)通信渠道以及天基資產本身。此外,軍事規劃人員將需要創造新的方法和手段來提高太空態勢感知、太空交通管理、太空機動性、響應能力和有效載荷適應性,以及至關重要的國際合作和成就,以建立基于規則的太空秩序。

地面、通信和衛星強化

對手瞄準支持軍事作戰的太空能力的最簡單方法是專注于地面支持和使能基礎設施。幸運的是,這些太空能力要素是最容易防御的,必要時可以維修或更換。雖然這在減少軍事太空作戰的弱點方面可能最初看起來不太復雜且成本較低,但重要的是不要讓未來太空力量和能力規劃的這一要素脫離戰略設計和規劃過程。

GEO, MEO和LEO衛星

太空中不斷擴大的威脅范圍并非包羅萬象——目前,這些威脅主要與 LEO 中的太空資產有關

隨著信息空間遇到太空,引入了雙重漏洞,特別是對于軍事通信。地面和天基資產之間的指揮與控制 (C2) 和信息通道對欺騙、干擾、阻塞和其他形式的干預高度敏感。通過光通信、密碼學、跳頻或精確無線電傳輸來保護數據和信息流將需要作為重要的能力設計參數。

衛星本身也越來越有可能成為攻擊性機動和作戰的對象,從而使其變得不那么有用甚至無用。太空中的軍事行動者必須開始考慮并解決如何保護天基資產免受物理攻擊、暴露于高能輻射、電磁篡改和一系列來自地球的新威脅。需要開發和實施用于檢測篡改和增強防御和適當對策的特殊防護層、傳感器。

改善空間態勢感知 (SSA)、空間交通管理和機動性

SSA為空間領域提供了精確的實時圖像,并使洞察意外或不尋常的事件成為可能。有了SSA,衛星運營商可以更好地監測和控制其資產接近潛在威脅和碰撞風險,特別是適用于低軌道空間碎片導航。必要的傳感器配置和數據處理技術將能夠對可能的衛星安全入侵提供早期預警。在新出現的情況下,由于準確的歸因成為可能,進攻性演習和行動的可否認性將不再是問題,從邏輯上講,可以實施更有力的威懾模式。

通過更準確地了解空間和鄰近度計算,可以更及時地確定要考慮和采取的適當行動,并有效地開發空間交通管理系統。改進的 SSA 將導致減少衛星安全風險,反過來這將減少規避機動的傾向,同時提供更安全的方式來實現和保持太空中的安全導航和機動性。通過啟用空間交通管理,將增強天基系統的安全性,延長衛星壽命,并支持更好地規劃更換、升級和新插入。

改進的SSA將導致減少衛星的安全泡,因為它是構成的,反過來,這將減少規避機動的傾向,同時提供更安全的方式來實現和保持空間的安全導航和流動性。通過實現空間交通管理,天基系統的安全性將得到加強,延長衛星的壽命,并支持更好地規劃替換、升級。

增強衛星的機動性是增強其防護能力和生存能力的一項勢在必行的防御措施。機動性的好處同樣適用于地面單元,機動性加強了保護,但需要解決一系列更復雜的挑戰,如燃料、駐扎時間和戰術、技術和程序(TTP)。

設計、響應能力和有效載荷適應性

如果由于對手的進攻行動或自然環境甚至意外而丟失??衛星,關鍵是要在盡可能短的時間內用同類或改進的系統取代任何失去的能力。事實上,衛星的未來在于微型或納米衛星,與傳統空間系統相比,這些衛星的建造和發射成本更低。當出現對新功能和要求的需求時,新的空間技術將創造新的方式來以更具響應性的方式提供這些功能。設計、制造、測試、程序和發射方面的響應能力需要成為空間能力規劃的關鍵標準,并且需要與工業和知識合作伙伴密切和持續的合作來支持。

在新衛星和空間系統的設計中,可能需要擴展新應用的開發,以便更快、更經濟地建造和發射衛星。通過開發計劃實施新的和不斷發展的需求是不合理的,軍隊必須更好地推動這些需求走向未來的迭代。對空間開發計劃的不斷變化和修改會增加巨大的成本和時間延遲。相反,重點必須放在使衛星更加模塊化或適應性更強,以便可以在不增加成本或復雜性的情況下修改其功能。如果將高度模塊化和適應性構建到當前正在開發的這一代衛星中,它們的可用性和壽命將大大提高。

地緣政治因素和較低的進入壁壘可能會繼續引入新的參與者,追求空間的戰略和戰術使用,運營衛星和開發基于地面的使能基礎設施

國際合作和基于規則的太空秩序

對于較小規模的軍隊,特別是在共同安全保護下合作的軍隊,通過職責和能力分工來分擔負擔具有戰略意義。資產和能力的集中和共享使用將是發展太空能力的一個關鍵特征,這將依賴于國際合作的成果。在缺乏行為規則的情況下,有關空間利用的國際合作還需要解決目前存在于空間中的任何行為者的廣泛自由。到目前為止,擁有先進太空能力的國家數量有限,似乎一直不愿在彼此之間建立更具體的框架和制定長期規則,以避免妨礙未來的戰略可能性。然而,隨著低地球軌道越來越擁擠,太空中新的軍事行動者的出現以及它作為一個有爭議的作戰領域的演變,在沒有最低限度的規則和可接受的風險的情況下,不應再進入和利用太空。

結論

日益擴大的威脅范圍——本質上越來越多地跨域——以及鑒于產生或可用的數據大量增加而需要加速軍事決策,這加劇了作戰人員未來面臨的挑戰。混合戰爭和軍事競爭將需要能夠為軍事規劃者和作戰人員提供預警、卓越的態勢感知和迅速決策的系統。在保證完整性的情況下快速訪問信息對于戰略成功至關重要。在所有這些戰略要務中,太空領域將發揮至關重要的作用。

進入太空領域本身就有足夠的挑戰,但在太空軍事用途的背景下,必須考慮更多。盡管如此,對太空領域的依賴和使用是不可避免的,其能力規劃必須考慮,以提供產生新的戰略和作戰優勢的技術解決方案,并通過推進國際合作來不引人注目地使用太空。不過,最終,軍方不應忘記如何就失去關鍵太空基礎設施的使用權進行談判。在人們認為進入太空是理所當然的時代,地圖和指南針閱讀、野外定向、導航和無通信操作等軍事藝術可能需要保留更長時間。

作者介紹

荷蘭皇家空軍中校(退休)帕特里克·博爾德(Patrick Bolder)專門研究規劃、政策和戰略思維。他曾被借調到海牙戰略研究中心 (HCSS),在那里他從事武裝部隊和國防部委托的項目。他在無人系統、人工智能和太空領域的軍事方面發表了多篇著作。他在無人和空間系統的軍事應用方面具備深厚的知識能力。

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摘要

混合行動由多個行動領域的協調攻擊完成,包括網絡戰和信息戰。檢測混合型威脅的一個關鍵挑戰是如何識別個別事件是對手(精心策劃的)措施的結果,并將所謂不相關的事件聯系起來。由于物理和網絡及信息領域的行動可能發生在不同的時間、不同的地點、不同的速度,作為短期或長期的活動,并且可能是低強度的,因此連接這些點的任務變得更加困難。為了確定與具體任務規劃和執行相關的信息,混合威脅的風險評估必須始終在具體任務的背景下進行,包括其任務目標、行動區域和任務時間范圍。

在本文中,我們描述了兩種情況,在這兩種情況下,對手可能在物理以及網絡和信息空間中進行攻擊,以干擾行動。接下來,我們描述了一個演示器的高級架構,顯示了不同類型的傳感器和信息源是如何連接在一起的。為了應對混合威脅并充分發揮對分析員和決策者的支持潛力,有必要在不同的細節水平上實現態勢感知--從原始數據到高度聚合的風險評估--在不同的領域中共享信息,并在聚合水平上融合它們。

引言

多域作戰(MDO)并不是一個新現象。在戰爭中,長期以來一直在多個領域開展行動。從陸、海、空行動開始,空間和網絡領域補充了對手的組合。為了對付這些,需要不同部門的深入合作。同樣,混合威脅這個詞也不是2020年的發明。一開始是混合戰爭,它與非對稱戰爭、非正規部隊和信息行動等概念混雜在一起。

在早期,重點是傳統的軍事沖突。戰場是傳統的地面,坦克、飛機和艦艇與人員一起是主要的行為者。通信是決定勝負的一個關鍵因素。數字化的開始提供了新的好處和選擇,但也給戰爭帶來了新的脆弱性。今天被稱為網絡和信息領域(CID)的使用在軍事能力方面是一個很大的推動。隨著社交媒體的出現,信息領域發生了巨大的變化,因為它使對手更容易影響公眾輿論和關鍵人物的意見。此外,隨著物聯網中相互連接的設備越來越多,網絡威脅的重要性也在增加。今天的關鍵基礎設施(用于能源、交通、衛生等)比過去更容易受到信息技術的威脅,它們是現代戰爭中的熱門目標。這為敵對勢力的攻擊打開了大門。他們的工具箱不再局限于經典的軍事資產。當然,新興的技術導致了反擊和反擊的措施,以及一場永恒的競爭。

在軍事和民用領域,對信息交流的使用和依賴日益增加,產生了新的攻擊載體,同時也產生了防御這些攻擊的新需求。在今天的沖突中,威脅影響到政治、軍事、經濟、社會、信息和基礎設施等領域。不同的威脅可能是由正規和非正規部隊造成的。這些可能是不利的國家,也可能是出于非政府考慮的團體。

一個關鍵的挑戰是如何在戰術層面上認識到個別事件是對手(精心策劃的)措施的結果,并將所謂不相關的事件聯系起來。在任務規劃或任務執行的風險評估中,這個問題的答案可能會導致對自己的措施無動于衷的決定,如使用通信渠道、部隊保護、路線規劃或反網絡行動。由于物理和網絡及信息領域的行動可能發生在不同的時間,以不同的速度,作為短期或長期的活動,并且可能是低強度的,因此連接這些點的任務變得更加困難。

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摘要

記錄一個系統或集成系統內所有信息變化的出處,這提供了關于正在做出的決定和促使這些決定的重要信息。從取證的角度來看,這可以用來重新創建決策環境。然而,出處也可以為其他兩個重要功能服務。收集的數據可以支持組件的整合,而生成的圖形數據結構可以通過解釋、總結和告警來支持操作員進行態勢感知。混合戰爭將必然匯集不同決策支持能力,因為決策者必須在多個戰爭領域運作。自主代理將可能在計劃和執行過程中發揮作用,有時能夠在沒有人類干預的情況下做出決定,但人類決策者必須意識到這一點。事實證明,證據圖可以轉化為修辭結構圖(RSG),使代理能夠用自然語言甚至多模態交流,向人類解釋他們的行動。證據還被證明可以加強對計劃執行監控,并可用于向人類或自主代理提供通知,當計劃中使用的信息發生變化時,可能需要重新考慮計劃。隨著我們朝著智能機器在復雜環境中支持人類決策者團隊的方向發展,跟蹤決策及其輸入的需要變得至關重要。

引言

出處是關于實體、活動、代理以及這些概念之間關系的信息[1]。這些信息不僅僅解釋了發生了什么,它還回答了關于實體如何被操縱、何時發生以及誰參與了這個過程的問題。我們很可能熟悉關于追蹤藝術作品出處的新聞和虛構的故事。任何實體的創造、破壞或修改的出處都可以被追蹤。在本文中,我們將重點討論軍事系統內的信息。在指揮與控制(C2)內,信息出處對于記錄行動背后的決策過程是必要的,特別是當自主和人工智能(AI)代理深入參與時。參與某一過程的 "誰 "可能是人類或人工智能代理。

信息出處有幾個目的。在取證方面,出處追蹤提供了參與決策的人和代理,以及數據是如何演化為該決策的。美國公共政策委員會指出,數據出處是算法透明度和問責制的一個明確原則[2]。完整記錄的出處可以闡明數據的依賴性、責任流,并幫助解釋為什么采取某些行動。隨著人工智能和自主代理繼續自動化進程,它們在做出關鍵決策時已變得更加不可或缺[3]。

圖1 PROV-DM模型。
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摘要

人工智能領域的進展繼續擴大這組技術的潛在軍事應用范圍。本文探討了信任在人機聯合作戰中的關鍵作用,以及依靠人工智能來補充人類認知的潛在影響。如果依靠人工智能來準確處理傳感器數據,操作自主系統和平臺,或通過擬議的作戰概念(如以決策為中心的戰爭)提供有利的決策支持,設想機器智能的中央指揮和控制作用,那么信任機器智能將是未來作戰中的一個關鍵組成部分。鑒于這些技術和理論的發展,信任的概念對于機器智能在戰術和作戰層面的軍事行動中的使用變得高度相關,正確校準的信任水平是安全和有效行動的基礎。在簡要回顧了機器智能的最新進展和對信任概念的探索之后,本文概述了人工智能在戰場上的當前和潛在應用,以及由不充分或不合理的高信任度帶來的挑戰。

引言

縱觀歷史,技術已經擴大了武裝沖突的領域,戰術交戰的節奏,戰場的地理范圍,以及指揮官與部隊溝通的手段。技術創新--包括軍事和民用--改變了軍隊的作戰方式以及國家計劃和進行這些沖突的方式。在21世紀,迄今為止,很少有進步能像統稱為人工智能(AI)的一組技術那樣獲得如此多的關注。人工智能正準備迎來一個新的時代,在這個時代,機器智能和自主性正在為軍事行動的規劃和執行產生明顯的新概念。算法戰爭可能會帶來一些獨特的東西:增強甚至取代人類決策過程的系統,其速度可能超過人類規劃者的認知能力。
新興技術的整合提出了任何數量的基本組織和倫理問題,值得關注。本文將采用定性的社會科學方法,重點討論人類-自治團隊(HAT)的一個重要方面:鼓勵對機器智能的適當信任程度。有大量的學術文獻關注自動化或機器人技術中的信任問題,但有關具體軍事應用的工作較少。當人工智能在聯合作戰中被實際部署時,在信任方面有哪些挑戰和機會?在簡要回顧人工智能和概述機器智能在戰場上的可能應用之后,本文在分析鼓勵適當信任水平的陷阱和潛在解決方案之前,探討了信任和信任校準的概念。

人工智能的進展

幾十年來,人類一直對賦予機器某種形式的人工智能的可能性著迷,Nils Nilsson將其定義為 "致力于使機器智能化的活動,而智能是使一個實體在其環境中適當運作并具有預見性的品質"。在數字時代的早期,出現了兩種廣泛的人工智能方法。自上而下的專家系統方法使用復雜的預編程規則和邏輯推理來分析一個特定的數據集。對于具有可預測規則的明確定義的環境--諸如分析實驗室結果或下棋等應用--專家系統或 "符號 "人工智能(基于符號邏輯)的性能主要取決于處理速度和算法的質量。另一大類使用自下而上的機器學習方法,模擬人類通過檢測數據中的模式進行學習的方式。神經網絡是一種以人腦為模型的機器學習形式,能夠通過使用多個(因此是 "深")人工神經元層來識別復雜的模式,是被稱為 "深度學習 "的技術的基礎。通過其在數據集中尋找關系的能力,這種技術也被稱為 "連接主義"。
自上而下、基于規則的符號系統和自下而上的機器學習連接主義技術之間的差異是很大的,特別是關于它們的潛在應用范圍和靈活性。深度學習方法的顯著特點是能夠將學習與它所訓練的數據集分開,因此可以應用于其他問題。基于規則的算法可以在狹義的任務中表現得非常好,而深度學習方法能夠迅速找到模式,并在 "蠻力 "專家系統計算方法無效的情況下有效地自學應用。最近的一些人工智能進展顯示了模仿創造力的能力,產生了有效的解決問題的方法,這些方法對人類來說可能是反直覺的。
然而,總的來說,人工智能仍然是狹窄的或 "脆弱的",即它們在特定的應用中功能良好,但在用于其他應用時仍然不靈活。與人類的認知相比,鑒于機器的計算速度遠遠超過人腦,機器智能在將邏輯規則應用于數據集時要優越得多,但在嘗試歸納推理時,它必須對數據集或環境進行一般性的觀察,這就顯得不足。大多數機器學習仍然需要大量的訓練數據集,盡管新的方法(包括生成對抗網絡(GAN)和 "小于一次 "或LO-shot學習)正在出現,需要非常小的數據集。圖像識別算法很容易被混淆,不能像人類那樣立即或直觀地理解情景背景。這種脆性也延伸到了其他問題,比如游戲。雖然人工智能在視頻游戲中經常表現出超人的能力,但他們往往不能將這種專業知識轉移到具有類似規則或玩法的新游戲中。
 雖然人工智能技術繼續在變得更加適應方面取得重大進展,但任何接近人類的人工通用智能仍然難以實現。評估人工智能的近期前景因該技術的漸進式進展而變得更加復雜。圍繞著人工智能的炒作--在很大程度上被深度學習方法的成功所推動--既導致了對該技術未來的不切實際的期望,也導致了對其非常大的進展的正常化。正如一份報告所指出的,"人工智能將一項新技術帶入普通人的視野,人們對這項技術習以為常,它不再被認為是人工智能,而出現了更新的技術"。盡管象征性的人工智能和各種形式的機器學習構成了該領域最近的大部分進展,也許除了融合這兩種方法的嘗試之外,未來仍然不確定。一些人猜測,機器學習技術帶來的進展可能會趨于平穩,而另一些人則保持樂觀。相關的技術進步,如短期內的計算機芯片設計和長期內的量子計算,可能會影響進一步進展的速度。

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Drone Wars UK 的最新簡報著眼于人工智能目前在軍事環境中的應用方式,并考慮了所帶來的法律和道德、作戰和戰略風險。

人工智能 (AI)、自動決策和自主技術已經在日常生活中變得普遍,并為顯著改善社會提供了巨大的機會。智能手機、互聯網搜索引擎、人工智能個人助理和自動駕駛汽車是依賴人工智能運行的眾多產品和服務之一。然而,與所有技術一樣,如果人們對人工智能了解甚少、不受監管或以不適當或危險的方式使用它,它也會帶來風險。

在當前的 AI 應用程序中,機器為特定目的執行特定任務。概括性術語“計算方法”可能是描述此類系統的更好方式,這些系統與人類智能相去甚遠,但比傳統軟件具有更廣泛的問題解決能力。假設,人工智能最終可能能夠執行一系列認知功能,響應各種各樣的輸入數據,并理解和解決人腦可以解決的任何問題。盡管這是一些人工智能研究計劃的目標,但它仍然是一個遙遠的前景。

AI 并非孤立運行,而是在更廣泛的系統中充當“骨干”,以幫助系統實現其目的。用戶不會“購買”人工智能本身;他們購買使用人工智能的產品和服務,或使用新的人工智能技術升級舊系統。自主系統是能夠在沒有人工輸入的情況下執行任務的機器,它們依靠人工智能計算系統來解釋來自傳感器的信息,然后向執行器(例如電機、泵或武器)發出信號,從而對機器周圍的環境造成影響.

人工智能被世界軍事大國視為變革戰爭和獲得戰勝敵人的優勢的一種方式。人工智能的軍事應用已經開始進入作戰使用,具有令人擔憂的特性的新系統正在迅速推出。與軍事和公共部門相比,商業和學術界已經引領并繼續引領人工智能的發展,因為它們更適合投資資金和獲取研究所需的資源。因此,未來人工智能的軍事應用很可能是對商業領域開發的技術的改編。目前,人工智能正在以下軍事應用中采用:

  • 情報、監視和偵察
  • 賽博戰
  • 電子戰
  • 指揮控制和決策支持
  • 無人機群
  • 自主武器系統

人工智能和英國軍事

綜合審查和其他政府聲明毫無疑問地表明,政府非常重視人工智能的軍事應用,并打算繼續推進人工智能的發展。然而,盡管已經發布了概述使用自動化系統的學說的出版物,但迄今為止,英國國防部 (MoD) 仍然對管理其人工智能和自主系統使用的倫理框架保持沉默,盡管已經做出了一些重大決定。軍事人工智能的未來用途。

英國國防部一再承諾發布其國防人工智能戰略,預計該戰略將制定一套高級倫理原則,以控制軍事人工智能系統的整個生命周期。該戰略是在與來自學術界和工業界的選定專家討論后制定的,盡管政府尚未就與人工智能的軍事用途相關的倫理和其他問題進行公開磋商。該戰略的主要目的之一是向行業和公眾保證,國防部是人工智能項目合作的負責任合作伙伴。

與此同時,在沒有任何道德指南的情況下,計劃和政策正在迅速推進,主要問題仍未得到解答。英國軍隊在什么情況下會采用人工智能技術?政府認為何種程度的人為控制是合適的?風險將如何解決?英國將如何向其盟友和對手證明英國打算采取有原則的方法來使用軍事人工智能技術?

軍事人工智能系統帶來的風險 上述人工智能的每一種不同的軍事應用都會帶來不同的風險因素。作為國防部總部后臺操作的一部分,對數據進行排序的算法會引發不同的問題和擔憂,并且需要與自主武器系統不同級別的審查。

盡管如此,目前正在開發的人工智能系統無疑會對生命、人權和福祉構成威脅。軍事人工智能系統帶來的風險可以分為三類:道德和法律、操作和戰略。

道德和法律風險

  • 遵守戰爭法: 目前尚不清楚機器人系統,特別是自主武器如何能夠滿足戰爭法制定的致命決定和保護非戰斗人員的標準。

-問責制:目前尚不清楚如果出現問題,誰來承擔責任:如果計算機運行不可預測并因此犯下戰爭罪行,懲罰它是沒有意義的。

  • 人權和隱私:人工智能系統對人權和個人隱私構成潛在威脅。

  • 不當使用:在戰斗環境中處于壓力之下的部隊可能會試圖修改技術以克服安全功能和控制。

作戰應用風險

  • 偏見的技術來源:人工智能系統的好壞取決于它們的訓練數據,少量損壞的訓練數據會對系統的性能產生很大影響。

  • 偏見的人為來源:當人類濫用系統或誤解其輸出時,可能會導致偏見。當作戰員不信任系統或系統非常復雜以至于其輸出無法解釋時,也會發生這種情況。

  • 惡意操縱:軍用 AI 系統與所有聯網系統一樣,容易受到惡意行為者的攻擊,這些行為者可能試圖干擾、黑客攻擊或欺騙系統。

戰略風險

  • 降低門檻:人工智能系統帶來了政治領導人在沖突中訴諸使用自主軍事系統而不是尋求非軍事選擇的風險。

  • 升級管理:涉及人工智能的軍事行動的執行速度降低了審議和談判的空間,可能導致快速意外升級并造成嚴重后果。

  • 軍備競賽和擴散:對軍事人工智能的追求似乎已經引發了軍備競賽,主要和地區大國競相發展其能力以保持領先于競爭對手。

  • 戰略穩定性:如果先進的人工智能系統發展到能夠預測敵人戰術或部隊部署的程度,這可能會產生高度不穩定的后果。

本簡報列出了為人工智能設想的各種軍事應用,并強調了它們造成傷害的可能性。它認為,減輕軍事人工智能系統帶來的風險的建議必須基于確保人工智能系統始終處于人類監督之下的原則。

迄今為止,公眾對人工智能和機器人技術進步所帶來的社會變化和風險似乎知之甚少。這份簡報的部分目的是為了敲響警鐘。人工智能可以而且應該用于改善工作場所的條件和對公眾的服務,而不是增加戰爭的殺傷力。

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