現代無人駕駛技術正在經歷快速發展,包括民用和軍事應用。自動駕駛汽車、無人機送貨以及用于救援和消防服務的無人機已成為當代基礎設施不可或缺的一部分。然而,這些技術在軍事領域的意義尤為重大,它們為未來的民用應用設定了標準和方向。
從歷史上看,軍事發展往往超過民用發展,為最新技術的應用鋪平了道路。如今,無人駕駛系統發展的一個關鍵方向是將其整合成群體或 “蜂群”,這需要專門的軟件來協調和同步眾多設備的行動。這些系統不僅必須自主,還必須能夠在包括電子戰(EW)在內的主動反制措施下有效運作。
現代作戰行動要求無人系統具有高度自主性,能夠適應不斷變化的條件,并能實時協調行動。在為軍事目的開發支持蜂群技術的軟件時,必須考慮一系列要求,這些要求不僅要確保功能性,還要確保安全性、抗干擾能力和高度自主性。以下是潛在客戶可能提出的要求示例清單:
蜂群(SWARM )協議是為應對所有這些挑戰而開發的一個概念。它包括創新的解決方案,可在無人機之間提供穩定、自適應的通信,即使在主動電子戰對抗措施下也能確保無人機的協調性和自主性。
蜂群協議在設計時考慮到了各種使用場景,使其能夠適應不同的任務條件。主要操作模式包括
蜂群協議包括自適應加密機制,可根據當前條件自動選擇數據保護級別。在高威脅環境中,如作戰行動或電子戰(EW)對抗措施,會使用 AES(高級加密標準)。這種方法通過使用對稱密鑰和復雜的加密算法提供高度安全性。
在標準任務或訓練任務等不太重要的情況下,則使用 Fernet--一種所需計算能力較低的對稱密鑰加密方法。這樣既能確保更快的數據處理速度,又能保持足夠的安全級別。
該協議可在加密方法之間動態切換,利用預測性機器學習算法實時分析威脅。這樣,系統就能在數據傳輸速度和安全性之間保持平衡,尤其是在存在主動電子對抗措施的情況下。
在瞬息萬變的作戰環境或復雜任務中,蜂群協議支持網絡拓撲的動態形成和重組。這使無人機能夠自動調整其連接,確保即使在蜂群組成發生變化或單個節點出現故障時,網絡也能保持可靠和彈性。
NetworkX 庫用于創建和管理網絡拓撲結構,從而實現高效的圖形管理和執行復雜的計算操作,如尋找最短路徑和實時重組網絡。
當檢測到網絡發生變化時,如增加新的無人機或現有無人機發生故障,拓撲結構就會自動更新。這不僅能確保網絡彈性,還能優化數據傳輸路線,最大限度地減少延遲,提高通信可靠性。
協議支持在多個通信信道(包括射頻、Wi-Fi、Li-Fi 和光信道)上同時傳輸數據。這為通信提供了高度的靈活性和可靠性,尤其是在存在主動干擾或信道擁塞的情況下。
該協議包括一個自動信道切換機制,可適應當前的通信條件。這使得它可以通過改變使用頻率或切換到其他信道(如 Li-Fi 或光學信道)來繞過干擾,這在對抗電子戰攻擊時尤為重要。
在現代作戰或復雜的任務場景中,SWARM 協議采用情境感知路由,在選擇最佳數據傳輸路由時會考慮各種任務參數。
機器學習模型: 該協議包含經過訓練的模型,可分析網絡負載、信號強度、響應時間和通信信道類型等參數。這些模型可預測數據傳輸的最佳路徑,最大限度地降低數據丟失和延遲的風險。
情境感知路由的使用使協議能夠適應不斷變化的任務條件,即使在復雜多變的環境中也能提高數據傳輸的效率和可靠性。
SWARM 協議包括自動檢測和響應黑客企圖或未經授權訪問的先進機制。這些機制可確保高度的安全性和系統在主動反制措施下的恢復能力。
機器學習模型: 該協議使用 Isolation Forest 算法檢測系統性能異常,并使用 RandomForestClassifier 進行事件分類和威脅級別確定。這些算法在大量數據集上經過訓練,能夠有效識別和應對潛在威脅。
當檢測到異常或入侵企圖時,系統會自動激活備份通信通道,切換到更安全的加密算法,并實施其他措施來保護網絡和數據。
在激烈的戰斗或關鍵任務中,災難恢復系統是 SWARM 協議不可分割的一部分。它確保網絡在故障期間的可操作性,包括切換到備份通信信道和恢復數據。
該系統包括利用機器學習方法進行的網絡監控。這樣就能及時發現潛在故障并實施預防措施,包括自我修復和自動切換到備份資源。
在執行各種任務和使命時,SWARM 協議使用數據包記賬系統,該系統支持多種隊列類型,用于管理數據流。這樣就能根據任務優先級和當前條件優化數據傳輸。
隊列運行模式:
隊列處理模式的選擇取決于任務類型和當前條件。SWARM 協議可在不同模式之間自動切換或組合,以確保最佳性能和最小的數據傳輸延遲。
為了成功執行任務,SWARM 協議通過 Raft 等共識算法確保無人機行動的同步性。這對于在整個網絡中保持決策一致性和執行同步行動至關重要。
該協議提供分布式共識,即使在與中央指揮點失去連接的情況下,無人機也能做出集體決策并協調行動。這在需要快速可靠決策的作戰環境中尤為重要。
根據 SWARM 協議運行的無人機具有高度自主性,能夠根據當前數據和任務環境獨立做出決策。自組織算法允許無人機適應環境變化、恢復連接并與其他無人機協調行動。
該協議包括自組織和共識算法,使無人機既能獨立運行,也能作為蜂群的一部分運行,從而確保在連接中斷和其他不可預見的情況下網絡的彈性和任務的執行。
在戰斗情況下,SWARM 協議支持無人機行動的協調,包括任務的自動分配和無人機之間的互動。這包括自動頻道切換、激活干擾生成模式以對抗敵方無人機,以及無人機之間的實時任務分配等功能。
該協議確保了執行作戰任務的靈活性和適應性,使無人機能夠有效應對攻擊、協調行動,并確保無人機本身及其保護的地面部隊的安全。
SWARM 協議即使還處于概念開發階段,也具有影響未來軍事行動和技術的巨大潛力。在無人機(UAV)逐漸成為軍事戰略重要組成部分的今天,制定這樣的協議對于保持全球競爭力至關重要。
近年來,烏克蘭已成為無人技術領域的重要參與者,在實戰中使用了無人機群。這些經驗使烏克蘭不僅能積極采用新開發的技術,還能調整這些技術以執行復雜的作戰任務。盡管電子戰系統的反制措施最為強大,但烏克蘭在使用無人機群方面表現出極高的效率,使其成為該領域的領導者之一。
俄羅斯也在積極發展無人技術,重點是電子戰和反無人機措施。俄羅斯軍方同時使用進攻型和防御型無人機系統,這強調了全面應對現代戰爭的重要性,而無人機在現代戰爭中發揮著至關重要的作用。
美國、英國和澳大利亞在 AUKUS 計劃下進行的聯合軍事演習是測試和整合蜂群無人機技術的重要一步。這些在英國舉行的演習使參與國能夠交流先進的人工智能模型,并在盡可能接近實戰的條件下聯合測試無人機系統。這種合作清楚地表明,這些技術的未來將由能夠最有效地在其武裝部隊中整合和發展無人機群的國家來決定。
隨著蜂群無人機技術的發展,與其有效使用和反制措施相關的挑戰也在不斷增加。包括美國、中國、俄羅斯和烏克蘭在內的國家都在積極開發進攻性和防御性系統,因此需要全面的解決方案。SWARM 協議即使還處于概念階段,也已經在這方面發揮了重要作用。它的進一步發展可以大大提高軍事能力,有助于在國際舞臺上保持安全和技術領先地位,并為民用應用開辟新的前景。
因此,SWARM 不僅能應對當前的挑戰,還為蜂群無人機技術的未來發展指明了方向。在全球爭奪該領域主導權的競爭中,無論是硬件還是軟件,每一個新的發展都對未來的軍事和民用應用具有巨大的意義。
參考來源:cyberdefensemagazine
無人自主技術的出現從根本上改變了現代戰爭,突破了常規和非正規軍事戰術的界限。這些技術與人工智能(AI)的融合擴大了其影響,提高了精確性、適應性和戰略洞察力。這種融合不僅重新定義了沖突,而且重塑了軍事理論,要求在交戰規則、監視和精確打擊方面采用新方法。在努力應對這些進步的同時,它們的影響遍及全球軍事領域,創造了機遇,也帶來了挑戰。
在過去二十年里,無人飛行器(UAV)、自主陸地戰車和無人海上系統已從實驗性概念過渡到戰爭的基本工具。它們的可負擔性、可獲取性和先進性促使國家和非國家行為者廣泛采用。這一演變反映了技術創新與戰場智慧交織的范式轉變,重新定義了作戰行動。
例如,在伊拉克和阿富汗,簡易爆炸裝置(IED)曾一度主導著非常規戰術。現在,價格低廉的商用無人機已經占據了中心位置,其在當前俄烏沖突中的廣泛應用就是例證。烏克蘭軍隊將這些設備重新用于偵察、精確打擊和直接交戰。2024 年 7 月,一名烏克蘭操作員成功地使用商用無人機摧毀了一架俄羅斯米-8 直升機,突顯了這些工具在非對稱戰爭中的快速發展。
無人機的普及帶來了更令人擔憂的可能性:綜合自主系統。這些系統將無人機、機器人技術和人工智能結合起來,執行復雜、協調的行動。ELECFREAKS 等公司生產的機器人套件可以相對容易地實現武器化,而英國公司則為烏克蘭提供了能夠偵察和探測誘殺裝置的機器狗。俄羅斯軍隊以及美國海軍陸戰隊已嘗試用狙擊步槍和火箭發射器武裝這些機器人。
各國在人工智能驅動的無人偵察機方面取得的進步進一步凸顯了這些系統的日益先進性。無人機可繞過傳統安全措施。這些工具可以支持非正規戰爭中的情報搜集或秘密行動。雖然在這些設備上安裝武器會引起道德方面的擔憂,但它們在不對稱沖突中的潛在作用是不可否認的。
在自主技術方面的快速進步凸顯了現代戰爭的一個重要方面——近距離競爭,而各國正在積極推進其全面的無人機現代化計劃。這場競爭正在重塑戰爭,其影響遠遠超出戰場。空中、地面和海上的自主飛行器提供了前所未有的速度和精度,并減少了對人類操作員的依賴。這種能力對傳統的防御戰略提出了挑戰,因此有必要重新評估軍事理論。
無人機群是現代戰爭中最重大的挑戰之一。這些人工智能制導系統可以壓垮防御系統,實施協同打擊,破壞重要基礎設施。它們在極少監督的情況下自主運行的潛力放大了其影響。2024 年,美國陸軍測試了針對多達 40 架無人機群的反制措施,這說明了開發有效防御系統的緊迫性。
這些創新預示著未來無人機將在空對海、地對空、海對陸等各個領域投送自主飛行器,模糊了科幻小說與戰場現實之間的界限。
無人駕駛和自主系統的興起帶來了復雜的倫理和戰術挑戰。雖然這些技術降低了人類的風險并提高了作戰效率,但它們的可獲取性使非國家行為者能夠利用它們造成破壞性影響。現成商業技術武器化的例子說明,可輕易獲取的工具可以被重新用于軍事用途。
此外,將人工智能整合到這些系統中還會引發對問責制和決策制定的擔憂。能夠在極少人為干預的情況下執行任務的自主網絡對傳統的指揮和控制概念提出了挑戰。這些發展需要嚴格的監督、國際監管和道德準則,以防止濫用和升級。
無人自主技術正在重塑現代戰爭,既帶來了無與倫比的優勢,也帶來了巨大的風險。俄烏沖突中的創新和國際人工智能驅動的進步說明了這些系統的變革潛力。然而,它們也凸顯了對反制措施、道德標準和戰略遠見的迫切需要。
隨著這些工具的發展,它們將繼續模糊常規戰爭和非常規戰爭之間的界限,迫使世界各地的軍隊迅速適應。如果不能應對這些挑戰,就可能開創一個新的沖突時代,人類與機器之間的界限將變得越來越模糊。通過促進國際合作與創新,可以駕馭這一危險的局面,確保技術進步與全球安全之間的平衡。
參考來源:smallwarsjournal
自主無人機已成為任何國家戰爭和國防新層面的焦點。軍用無人機中的人工智能正在改變操作動態,并提供以前幾乎不可能實現的功能。
如今,無人機以自動駕駛模式飛行,幾乎不需要操作員的輸入。這一切都要歸功于集成人工智能。它可以執行從監視到精確打擊等復雜任務,在很大程度上不依賴人類輸入。
人工智能在軍用無人機中的主要優勢在于其自主性。這些無人機可以比人類飛機飛行更長時間,在沒有人類操作員的情況下穿越崎嶇地形。
對人工智能驅動的無人機的日益依賴為國防系統帶來了新的面貌,當今世界許多國家的軍隊都將這項技術作為收集情報數據和應對風險的手段。
本文將討論
軍用無人機變得越來越智能和自主的主要原因是人工智能和機器學習的融合。這些技術使它們能夠以非常精確的方式導航、識別目標和應對威脅。
來探討一下軍用無人機中的生成式人工智能開發是如何提高其各種關鍵功能的性能的。
有了人工智能技術,軍用無人機的導航能力大幅提高。傳統無人機主要依靠 GPS 導航。人工智能允許集成更復雜的系統,以適應實時條件。
通過將人工智能算法與激光雷達、攝像頭和雷達等傳感器集成,無人機可以了解周圍環境并自主導航,即使是在復雜地形或 GPS 信號缺失的環境中也是如此。
在軍用無人機中使用人工智能有助于動態規劃航線。如果無人機遇到障礙物或突發天氣狀況,它就會在不受人為干擾的情況下改變航向。
這種靈活性在軍事行動中至關重要,因為意外情況可能會導致任務失敗。無人機具有很強的起飛、著陸和其他飛行能力,不易發生故障。
人工智能在軍用無人機中的主要特點是其精確打擊的能力和對平民的最小影響。集成了人工智能的無人機標志著,通過集成紅外攝像機、光學圖像和雷達系統,目標跟蹤成為可能。
機器學習算法可以讓無人機從過去的項目中吸取經驗教訓,提高目標定位能力。它們改進算法,以做出更好的預測和決策。因此,無人機可以識別高價值目標,如敵方車輛或建筑物,并對其進行精確打擊。
此外,無人機還能區分實際軍事目標和非戰斗人員或民用基礎設施,以免對不必要的目標造成破壞。有時,人工智能甚至會根據緊急程度或對部隊的戰略價值來判斷應該攻擊哪個目標。這樣,軍方就能有效應對動態威脅。
軍用無人機中人工智能的另一個重要功能是識別和處理威脅。人工智能可以從視頻、雷達和紅外圖像等傳感器中獲取大量數據。這些數據有助于人工智能輔助無人機找到敵軍或任何危險物體的位置。
這種實時處理意味著無人機可以比人類飛行員更快地關注并采取行動。在機器學習算法的幫助下,無人機的威脅識別能力得到了增強。
人工智能還能定位敵軍的動向,并估計他們下一步可能采取的行動。這有助于控制無人機的行動。例如,無人機可能會改變方向,以躲避以其為目標的導彈威脅,或進行機動以躲避敵方的雷達鎖定。
與威脅探測相關的另一個重要特征與人工智能無人機使用的蜂群策略有關。通過集體協作,無人機可以提高對環境的分析能力。
這些無人機以編隊或蜂群的方式行動,相互交流威脅信息并協調應對措施。蜂群行動提高了軍事行動的總體效率,使敵人發動反擊的能力受到限制。
機器學習是軍用無人機人工智能的核心,因為這些機器會從以前的行動中學習。每次派出無人機時,它都會收集有關環境、交易和操作的數據。
系統會將這些信息反饋回去,讓人工智能調整其決策過程。隨著經驗的積累,無人機能更好地識別模式、預測威脅,并改變策略來識別這些威脅。
在城市戰爭等復雜場景中,無人機可以識別隱藏或偽裝的威脅,如叛亂分子或路邊炸彈,否則人類士兵可能很難發現這些威脅。這種適應能力和學習水平使得軍用無人機中的人工智能在動態和高風險環境中越來越有效。
無人機通過提供實時情報、執行精確的戰術打擊以及徹底改變戰略防御規劃,增強了國家安全。軍用無人機中的人工智能使軍事行動更高效、更經濟、更安全。以下是一些案例研究,說明無人機如何改變和加強國家安全:
在阿富汗等公認存在戰斗的國家,美國國防軍在執行監視任務時越來越多地使用無人機。
這些無人機的高分辨率相機、紅外傳感器和雷達等功能有助于協助對大片領土進行持續監視,實時了解敵人的位置、動向和意圖,以及對行動成功的潛在威脅。
在這種情況下,持續監視是無人機帶來的另一大好處,因為它通常是在對人類來說非常危險的環境下進行的。例如,無人機可用于偵查叛亂分子的動向、監視塔利班的動向,更重要的是,可用于威懾突然襲擊。
無人機也已成為傳統行動突襲或常規殺手襲擊中的基本穩定力量;甚至在老式沖突(圖10)中,尤其是在中東,無人機也是高級武器。剛剛從這架飛機上發射的帶有精確制導導彈的現代 “死神”,就是美軍用來對也門、巴基斯坦和索馬里的高價值Q/T目標實施定點攻擊的人工智能無人機類型,今天的敵人,即基地組織和ISIS,大部分已被消滅。
在這種情況下,與其他空襲相比,無人機技術允許軍隊消滅敵人和目標,而對周圍其他人員造成的損害相對較小。
這就是為什么對這一能力的分析引發了關于定點清除的法律和道德允許性以及非戰斗人員死亡概率的激烈討論。在此類行動中使用無人機引發了對國際體系中主權、責任和沖突升級的擔憂。
以色列是最早采用無人機技術保衛國家的國家之一。無人機一直是以色列應對地區內和來自哈馬斯和真主黨等鄰國威脅的戰略中非常重要的一部分。
以色列國防中的無人機可用于偵察、監視,也可用作武器。例如,“蒼鷺 ”和 “艾坦 ”無人機用于邊境偵察和遠程偵察。
無人機還被納入以色列國的防空系統,作為 “鐵穹 ”導彈防御系統的一部分,用于搜索、識別和消除威脅。
無人機可以監視敵方領土,在威脅到來之前攻擊可能的威脅,并在不損失訓練有素的士兵的情況下維護國家安全,這就是無人機對以色列如此重要的原因。此外,無人機還部署在加沙地帶和戈蘭高地等地區上空,以獲得監視,從而檢查和防止可能的攻擊。
采用蜂群技術,即同時使用多架無人機來壓制防守方。蜂群技術可以改變空戰的面貌,對有價值的目標進行快速協同攻擊。能夠在沒有人類直接干預的情況下進行操作的自主無人機代表著軍事行動的重大轉變,人工智能驅動的系統很可能主導未來戰爭。
將無人機用于國家安全給國際關系和軍事戰略帶來了巨大變化。一方面,它為精確打擊和監視提供了強有力的武器,使國家能夠針對威脅采取迅速有效的行動。
然而,無人機技術的普及也帶來了新的挑戰,包括平民傷亡、侵犯主權以及非國家行為者將無人機武器化。
無人機遠程監視和發動攻擊的能力引發了許多問責問題,因為追蹤誰發動了此類攻擊,尤其是在外國領土上發動攻擊,變得非常具有挑戰性。
另一個方面是無人機戰爭的興起,導致各國都在開發反無人機技術,以保護自己免受無人機的威脅。一個持續爭論的領域是無人機襲擊的道德影響--尤其是當戰斗人員和平民之間的界限非常模糊時,特別是在沖突地區。
軍用無人機改變了現代戰爭的游戲規則,因為它們具有成本效益,能降低人類風險,并能精確執行復雜任務。來討論一下使用人工智能軍用無人機的好處:
軍用無人機改變防御戰術的最有力論據是其經濟性。與有人駕駛飛機相比,軍用無人機中的人工智能在集成、維護和使用方面的成本更低。它們不需要昂貴的人類導航員、機械人員或昂貴的培訓計劃。
無人機還更小更輕,因此不僅需要更便宜的材料和設計,而且運營成本也更低。例如,一架 MQ-9 “死神 ”無人機的造價約為 1600 萬美元,而一架普通戰斗機的造價約為 7000 萬美元。
在軍用無人機中整合使用人工智能的另一個重要優勢是,在微妙的行動中可以挽救人的生命。
無人機可以在敵區或戰區等危險地區執行任務,在這些地區,生命岌岌可危。無人機執行的其他高風險任務包括監視、偵察和攻擊。
這意味著士兵要遠離危險區域。在敵軍擁有優勢地面或火力的地方,無人機能以較小的風險完成任務。這在很大程度上降低了損失的幾率,提高了完成任務的效率。
無人機能夠執行對人類操作員來說危險甚至致命的任務。
它們可以執行長航時監視、快速精確打擊等任務,在任何氣候條件下都能發揮作用。它們可以執行高端行動、持續監視、精確打擊,甚至可以在最惡劣的地形中獨立工作。
無人機還能同時執行多種任務,如監視、消除威脅、識別威脅以及在需要時發動攻擊,所有這些任務都能提高無人機的作戰能力。
無論是進行精確空襲、向偏遠地區的部隊運送補給品,還是在傳統飛機無法到達的地區執行任務,軍用無人機都能提供無與倫比的靈活性和有效性。
使用人工智能驅動的軍用無人機在自主武器的道德問題和沖突的意外風險方面提出了非常重大的挑戰。
自主武器的道德困境
關于軍用無人機中的人工智能,主要的道德問題之一是對自主系統所做決定的道德責任。
目前,由人類操作員控制無人機攻擊,并確保對隨之而來的所有后果負責。目前還不清楚,如果無人機誤將平民當作敵人或違反國際法,誰將承擔責任。人工智能算法經過訓練,可以識別模式并識別威脅,但它們并不完美,可能會出現判斷錯誤。
例如,無人機可能會將民用車輛識別為軍事目標,從而造成意外傷亡。這就將人類決策者的道德責任轉嫁給了機器,造成了我們在生死攸關的問題上應該在多大程度上信任機器的兩難境地。
自主沖突風險
另一個令人擔憂的問題是自主沖突的風險。由于無人機可以獨立運作,人工智能驅動的系統有可能加劇緊張局勢,或在沒有人類干預的情況下發動軍事行動。
在瞬息萬變的全球環境中,許多國家都在開發先進的無人機技術,自主系統的故障或溝通不暢可能會導致意外的敵對行動。
例如,配備人工智能的無人機誤讀競爭對手的軍事活動,可能導致報復行動,在沒有人類影響的情況下升級為全面戰爭。對自主無人機自行行動的恐懼反過來又會刺激軍備競賽,各國競相開發更先進的自主武器,這種循環可能會造成全球不穩定。
隨著人工智能增強了軍用無人機的威力,無人機戰爭目前正處于重大轉變的邊緣。
在接下來的幾年里,無人機將變得更加獨立、富有成效,并能熟練地完成更復雜的任務,而無需飛行員操作員的進一步協助。
軍用無人機中的人工智能正在徹底改變國防戰略。無人機具有其他任何技術都無法比擬的精確性、自主性和高效性,可在降低人類生命風險的情況下執行快速反應和復雜任務。
從監視到戰術攻擊,人工智能驅動的無人機正在從根本上改變軍隊收集情報、應對威脅和保障國家安全的方式。
然而,隨著對人工智能的日益依賴,倫理問題也隨之而來:自主行動中的問責制,以及可能導致的沖突升級。 隨著技術的發展,軍用無人機將繼續演變,在未來戰爭和國防戰略中發揮核心作用,同時也需要謹慎的監管和監督。
參考來源:Felipe Hicks
自 2022 年 2 月俄羅斯烏克蘭戰爭爆發以來,戰爭一直受到可消耗廉價無人機以及快速增長的無人駕駛和機器人系統的影響。總體而言,這些技術正在重新定義軍隊發動現代戰爭的方式。由于戰爭雙方都急于確保技術優勢,戰場正在轉變為以越來越多的自主和遙控系統為后盾的常規部隊之間的沖突。烏克蘭和俄羅斯都不斷投入越來越多的資源來開發這種技術,以求領先對手一步。
戰場經驗反映出,在最危險的任務中,以及在面對愿意派遣越來越多的人力進行大規模正面攻擊的敵人時,烏克蘭正在轉向使用無人系統來增強或試圖取代人類操作員。基輔部隊在過去三年中投入使用了大量自主系統和機器人系統,烏克蘭官員開始將自己的國家描述為 “未來戰爭實驗室”--這向盟國和合作伙伴強調,由于這些技術將對未來戰爭產生重大影響,烏克蘭正在進行的戰斗為此類系統的持續測試、評估和改進提供了最佳環境。歐洲和美國的許多公司都在烏克蘭測試過自己的無人機和其他系統。在沖突的這一時刻,這些公司正努力為自己的產品爭取 “在烏克蘭經過實戰檢驗 ”的資格。
例如,美國國防科技公司 Anduril 于 2024 年 10 月在烏克蘭成功進行測試后,最近開始銷售其新型自主無人機。烏克蘭和西方無人機制造商已開始在無人機和某些類型的人工智能開發方面開展更緊密的合作。美國軍方正尋求通過其 “復制者”計劃加快廉價自主系統的部署,并與私營部門密切合作,在烏克蘭測試可能用于未來沖突的系統和技術。
近日,美國陸軍參謀長蘭迪-喬治上將指出,俄羅斯烏克蘭戰爭 “證明了小型、可隱蔽無人機在戰場上的價值”。這種相對廉價平臺的實戰應用為五角大樓提供了一個機會,讓它看到如何在整個美國國防部內將尖端軟件與可擴展的無人機技術相結合,從俄烏戰爭中吸取經驗教訓,為未來潛在的沖突做好準備。
2024 年 12 月,烏克蘭部隊首次僅使用無人地面戰車和第一人稱視角無人機成功對俄軍陣地發起攻擊,進一步發展了烏克蘭在戰場上利用無人技術的方式。據參與此次攻擊的 Khartiia 旅中士 Volodymyr Dehtiarov 稱,在哈爾科夫以北的 Lyptsi 附近部署了數十個機器人和無人系統,包括配備機槍的地面無人戰車和第一人稱視角空中無人機。雖然這些都是遙控系統,仍然需要大量人員操作,但這是烏克蘭逐步部署更多作戰機器人并最終將更多自主系統帶入戰場的第一步。此前,烏克蘭還在 2024 年 9 月對庫爾斯克州的俄羅斯戰壕進行攻擊時使用了地面機器人,還有許多其他例子表明,此類系統正在迅速建造并投入實戰。烏克蘭只能最大限度地利用技術,因為在長達八百英里的戰爭前線,烏克蘭和俄羅斯之間的人力差距仍然很大。
雖然在這場戰爭中技術發展的速度非常快,但很明顯,將整個部隊中不同單位對不同系統的聯合研究、開發、測試、評估和使用系統化是至關重要的。因此,2024 年 2 月,烏克蘭總統沃洛德梅爾-澤連斯基簽署了一項法令,成立了國家無人系統部隊,2024 年 6 月,瓦迪姆-蘇哈雷夫斯基上校被任命為指揮官。2024 年 12 月,俄羅斯軍方緊隨其后,宣布成立無人系統分部,以更好地整合其部隊對自主和機器人技術的使用,并確保不同軍種能夠吸收和編纂在烏克蘭作戰的經驗教訓和戰術。
兩國還聲稱各自軍隊在無人機以及其他戰場系統和戰術應用方面取得了多項人工智能發展成果。抗擊俄羅斯的戰爭已經打響三年,烏克蘭已開始構思大規模開發和應用不同領域和不同任務集的不同無人系統和人工智能技術。預計在 2025 年,烏克蘭將裝備人工智能賦能的無人機群和大量地面車輛,以對抗俄羅斯軍隊。一位烏克蘭官員所說 “我們計算人,我們希望我們的人離前線越遠越好"。
烏克蘭的私營部門已加緊加快自主和機器人技術的開發,以增強瞄準能力,TAF Drones 等公司在 “勇敢者 1”(Brave1)組織的幫助下引領了這一方向。“勇敢者 1 ”是烏克蘭政府建立的一個協調平臺,在幫助私營部門方面發揮著重要作用。烏克蘭的計劃是確保由人工智能驅動的作戰無人機能夠確保該國在戰場上對俄羅斯軍隊的優勢。俄羅斯軍方對其在這場戰爭中的軍事人工智能研究和應用也提出了同樣的要求。
例如,俄羅斯國防部長安德烈-別洛烏索夫(Andrei Belousov)在 2024 年 10 月表示,人工智能無人機在烏克蘭戰場上發揮著舉足輕重的作用,但他沒有進一步闡述。為了更好地了解不同類型的機器人和自主系統在烏克蘭戰斗中的應用情況,俄羅斯國防部于 2024 年 8 月啟動了盧比肯中心,以幫助將經驗教訓系統化,包括人工智能的開發和應用。這一舉措很可能成為俄羅斯組建計劃中的無人系統分部的中心。俄羅斯總統弗拉基米爾-普京還宣布,俄羅斯將在 2024 年把軍用無人機的產量提高到約 140 萬架,旨在跟上烏克蘭自身快速和大規模制造無人機的步伐。
烏克蘭和俄羅斯軍隊都優先考慮盡量減少無人機操作員的參與,以便在復雜的作戰環境中保護訓練有素的資產。烏克蘭對生存的關注往往超過了對致命自主武器系統的道德擔憂。與此同時,盡管最近有消息稱俄羅斯已經在烏克蘭使用了人工智能賦能的作戰無人機,但俄羅斯的軍事人工智能可能主要支持數據分析和快速決策。例如,2024 年 11 月,與俄羅斯結盟的頓涅茨克人民共和國聲稱,其 “頓巴斯穹頂”空域防御和電子戰系統對來自多個來源的不同類型信息進行評估,以評估來襲威脅,據稱是在人工智能算法的幫助下完成的。評估后的數據被傳送給軍方和執法部門,以便采取后續行動。
考慮到俄羅斯軍方試圖了解戰場的情況,此類數據分析工作很可能正在不同的系統中進行,盡管有關其總體效果的公開信息相對較少。俄羅斯國防部門也在進行類似的工作,國家工業巨頭俄羅斯國家技術公司(Rostec)的一家子公司聲稱已于 2024 年開發出用于光學無人機探測器的神經網絡,據稱該網絡可將無人機的探測距離提高 40%。
在戰爭的另一方,烏克蘭官員公開表示,2025 年需要數以萬計的機器人地面戰車來執行作戰和后勤任務。這些官員還指出,烏克蘭部隊一直在使用數十種國產人工智能增強系統,使空中無人機能夠在無人駕駛的情況下到達戰場目標,并在受到廣泛干擾保護的地區保持有效。在戰爭的這個階段,大約有十家烏克蘭公司在國家采購中競爭提供人工智能產品。
烏克蘭官員表示,2025 年,更多具有人工智能瞄準功能的自主無人機將出現在戰場上,有可能為 “真正的無人機群使用 ”讓路。烏克蘭在戰場上使用人工智能的工作得到了西方的幫助,比如總部位于德國的赫爾辛人工智能公司。2024年12月,赫爾辛公司宣布,其指定用于烏克蘭的近四千架配備人工智能的HX-2 “卡爾瑪 ”無人戰車中,首批幾百架將交付烏克蘭前線。顯然,HX-2 能夠在沒有信號或連續數據連接的情況下搜索、重新識別和攻擊目標,從而不受電子戰反制措施的影響,同時允許人類操作員在關鍵決策時保持參與或處于環路中。
俄羅斯技術專家已經承認,“自主飛行機器人”--具有人工智能、可自行確定目標的無人機--已被用于實戰,而且顯然能 “殺傷”人,不過他們通常不會為這種說法提供技術規格。這種發展很可能表明,人工智能在空中無人機中的作用更加有限,比如終端制導和圖像識別,一旦人類操作員批準對上述目標進行打擊,無人機就能自主飛向指定目標。
雖然烏克蘭越來越多地使用人工智能和自動駕駛技術,但許多俄羅斯專家表示擔心,人工智能軍事發展的步伐可能會失控,因此需要 “為了全人類的利益 ”進行全球監管,同時也指出,在戰爭結果懸而未決、國家利益岌岌可危的情況下,很難禁止為軍事目的開發人工智能。盡管如此,俄羅斯軍事專家,如在Arsenal Otechestva等重要軍事刊物上撰文的專家,相信人工智能在軍事應用方面的潛力。這些專家強調,通過快速處理大量非結構化數據,人工智能能夠增強系統自主性、改善戰術決策、實現戰區實時作戰支持、降低機組人員風險并減少不確定性。
俄羅斯決心戰斗到征服烏克蘭為止,而烏克蘭則堅決捍衛自己的自由,因此這場戰爭中的技術軍備競賽仍在加速進行。在這場曠日持久的戰爭中,每個月都會出現新的技術發展和成果,新技術不斷推動創新周期向前發展,這些新技術要么被對手復制,要么被對手反制,從而引發新一輪創新,以實現下一次突破。
烏克蘭的西方支持者正在密切關注此類技術是如何開發并投入實戰的。美國陸軍退役上將、前參謀長聯席會議主席馬克-米利(Mark Milley)預測,在未來 10 到 15 年內,美國軍隊中可能會有多達三分之一的人員由機器人系統組成,而這一評估很可能是基于對烏克蘭戰爭中實戰技術的觀察。可以肯定的是,烏克蘭和俄羅斯軍隊使用的某些系統在充滿反制措施的戰場上比其他系統能更有效地發揮作用,但過去三年中使用的各種自主、機器人和無人技術的總和顯示了快速、大規模實戰化的潛力。烏克蘭和俄羅斯都在不斷加快研發不同類型的戰場無人機和機器人系統,其驅動力是對精確性、大規模使用以壓倒對手、抵御反制措施以及降低人類生命風險的需求。這些進步正在戰術和戰役層面對戰場產生影響,并影響著未來戰爭的進行方式。
參考來源:Modern War Institute
在快速發展的現代戰爭中,技術進步始終在塑造軍事戰略和能力方面發揮著舉足輕重的作用。在這些進步中,自主武器系統 (AWS) 脫穎而出,成為重新定義未來軍事行動的變革力量。這些系統在不同程度上無需人類干預,具有提高作戰效率、減少人員傷亡和革新作戰戰術的潛力。然而,將 AWS 納入軍事武庫也會引發重大的倫理、法律和戰略問題,需要認真加以解決。
過去幾十年來,自主武器系統有了長足的發展,從最基本的自動防御系統發展到能夠進行復雜決策的高精尖平臺。早期的自主武器系統包括自動炮塔和導彈防御系統,旨在攔截來襲威脅,而無需人類直接控制。這些系統依靠對特定刺激的預編程反應,讓人們看到了自主防御的潛力。
人工智能(AI)和機器學習的出現加速了 AWS 的發展,使這些系統能夠分析大量數據、從環境中學習并實時做出決策。現代的自主武器系統涵蓋多種平臺,包括無人機(UAV)、地面機器人和艦載無人機,每種平臺都配備了先進的傳感器、人工智能算法和通信網絡,使其能夠在各種作戰場景中獨立或協同作戰。
在軍事行動中部署自主武器系統會引發深遠的倫理和法律問題,必須加以解決,以確保負責任地使用。這些考慮因素圍繞著人類尊嚴、問責和遵守國際人道主義法等原則。
將自主武器系統納入軍事行動具有深遠的戰略意義,可影響全球安全動態、軍事條令和國防政策。
隨著技術的不斷進步,自主武器系統 (AWS) 的未來既充滿希望,又充滿不確定性。未來幾年,有幾種趨勢和發展可能會影響自主武器系統的演變。
人工智能和機器學習的進步
人工智能(AI)和機器學習的不斷進步有望顯著增強自主武器系統的能力。這些進步將使 AWS 能夠執行更復雜的任務,并在動態環境中有效運作。人工智能和機器學習將產生重大影響的一些關鍵領域包括:
人機協作
人機測試的概念,即人類和自主系統密切合作,作為一種利用人類和機器優勢的有前途的方法,正日益受到重視。這種合作模式旨在將人類的戰略監督和道德判斷與自主系統的精確性和效率結合起來。人機協作的主要方面包括:
隨著 AWS 的不斷改進,一些趨勢和挑戰將影響其未來的發展和部署:
自主武器是一項重大的技術進步,有可能徹底改變軍事行動。人工智能和機器學習的進步、人機協作的采用,以及國際監管和治理的建立,都將決定自動武器系統的未來。雖然 AWS 有許多好處,包括提高作戰效率、減少人員傷亡和部隊倍增,但它也提出了深刻的道德、法律和戰略挑戰。
要應對這些挑戰,就必須采取多方面的合作方式,在創新與責任之間取得平衡。通過發揮人類和機器的優勢,確保遵守道德和法律標準,并促進國際合作,未來的自主武器系統可以走向一條既能加強全球安全,又能堅持人道主義原則的道路。
參考來源:Hemanth Raj
無人機技術的出現已經徹底改變了現代戰爭,但蜂群無人機代表著下一個飛躍。與通常單獨操作的傳統無人機不同,蜂群無人機是一個協調、自我組織的單元。這些自主無人機從蜂群或魚群等自然界中汲取靈感,有可能改變戰爭的面貌。本文將深入探討什么是作戰蜂群無人機、它們是如何工作的,以及它們對未來軍事行動的潛在影響。
蜂群無人機是一組小型無人駕駛飛行器(UAV),它們被設計成可以朝著一個共同目標協同工作。與需要人類直接控制的傳統無人機不同,蜂群無人機依靠人工智能(AI)和復雜的算法獨立運行。蜂群中的每架無人機都能與其他無人機通信,實時共享信息并適應新情況,就像一群鳥在沒有明顯領導者的情況下集體改變方向一樣。
與大型軍用無人機相比,蜂群中的單個無人機通常更小、更便宜,但它們的優勢在于數量。一個蜂群可以由數十甚至數百架無人機組成,通過數量優勢壓倒敵人的防御,同時還具有高度的靈活性和適應性。
蜂群無人機由尖端的人工智能、機器學習和實時數據處理提供動力。蜂群中的每架無人機都配備有傳感器和通信系統,可以與蜂群中的其他無人機交換數據。通過受集體行為模型啟發的算法,無人機可以自主決定飛行路徑、攻擊策略,甚至適應蜂群內的損失。
戰爭蜂群無人機系統的關鍵組成部分:
蜂群無人機有可能改變現代軍事戰略。以下是它們的一些主要應用:
1.進攻能力
在進攻場景中,蜂群無人機可用于實施精確打擊。它們配備了微型炸藥,可以瞄準敵方陣地、車輛或基礎設施。無人機的數量之多可以讓傳統防御系統應接不暇,傳統防御系統或許可以擊落一兩架無人機,但卻難以應對數百架無人機的同時攻擊。
2.監視和偵察
蜂群無人機可部署在敵對環境中進行監視,收集有關敵人動向、地形或其他重要數據的實時情報。無人機群能夠快速覆蓋廣闊區域并協同作戰,確保收集到的數據既廣泛又準確。
3.電子戰
蜂群無人機還可用于電子戰。通過干擾敵方雷達和通信系統,它們可以制造混亂,破壞對手協調防御的能力。
4.搜救
在人道主義背景下,軍用蜂群無人機可用于搜索和救援任務,特別是在難以進入的地形。它們能夠快速覆蓋大片區域,是在災難場景中尋找失蹤人員或幸存者的理想選擇。
雖然蜂群無人機具有顯著優勢,但在戰爭中使用它們也會帶來一些挑戰和倫理問題:
1.自主性和問責制
圍繞蜂群無人機的關鍵問題之一是它們被賦予的自主權程度。由于無人機的運行不受人類的直接控制,因此很難對錯誤或意外損害進行問責。
2.安全性和脆弱性
盡管具有分散性,蜂群無人機仍然容易受到黑客攻擊、干擾或其他形式的網絡攻擊。有能力破壞無人機之間通信網絡的敵人有可能破壞甚至控制蜂群。
3.戰爭升級
自主無人機的發展可能會導致軍備競賽,各國會在無人機技術上投入巨資以保持優勢。蜂群無人機的廣泛部署還可能使戰爭更加頻繁,減少人的參與,增加意外沖突的風險。
蜂群無人機仍處于軍事部署的早期階段,但隨著人工智能、機器人技術和通信技術的不斷進步,預計它們在戰爭中的作用將顯著增強。將蜂群無人機納入世界各地的軍事武庫很可能會改變未來沖突的態勢,既帶來新機遇,也帶來新挑戰。
在不久的將來,蜂群無人機可能成為軍事行動的標準工具,能夠執行高度協調的攻擊、收集重要情報,甚至參與電子戰。然而,隨著這些技術的發展,政府、軍隊和國際機構必須解決它們帶來的倫理和安全問題。
戰爭蜂群無人機代表了自主戰爭的范式轉變,將人工智能的力量與無人機的靈活性結合在一起。它們具有在最少人工干預的情況下執行復雜任務的潛力,這使它們成為未來軍事行動的有力工具。然而,伴隨著這種力量而來的是重大的責任,隨著這些技術的發展,必須仔細考慮使用它們所涉及的倫理問題。
參考來源:Peer-reviewed Journals
在當代戰略環境中,軍事行動受到幾大趨勢的重大影響,包括社交媒體上展開的虛擬戰斗。信息是當今變革最快的行業,其特點是所有通信平臺上的信息廣度和深度都在不斷擴大。在可互操作數字設備激增的推動下,信息正以前所未有的速度在人群中流動。然而,研究表明,這些數據中有相當一部分是虛假的,削弱了其可靠性。
移動技術的廣泛應用,尤其是在發展中國家的廣泛應用,極大地促進了全球信息的獲取和共享。在全球幾乎每一個角落,個人和實體都以各種方式相互聯系,信息技術與人類價值觀、態度、信仰和觀念的融合給美國、以色列和其他西方民主國家帶來了新的挑戰和脆弱性。X(原 Twitter)和 TikTok 等社交媒體平臺已成為全球許多人的主要新聞來源。最近的民意調查顯示,約有一半的美國人依靠社交媒體獲取時事更新。
圖:美國有線電視新聞網(CNN)2023 年 10 月 16 日的一篇報道顯示了這樣的標題:“中東戰火紛飛,錯誤信息蔓延”。CNN 報道稱:"隨著以色列-哈馬斯戰爭第一周的結束,數百萬人轉向 TikTok 和 Instagram 等平臺,希望實時了解這場殘酷的沖突......對戰爭近距離觀察的同樣需求也為虛假信息販子、陰謀論者和宣傳藝術家創造了大量機會--監管機構和研究人員現在警告說,這些不良影響對有關戰爭的公開辯論構成了危險威脅。最近,有 30 多萬用戶觀看了 TikTok 視頻,美國有線電視新聞網(CNN)對該視頻進行了審查,視頻宣揚了有關哈馬斯襲擊起源的陰謀論,包括謊稱這些襲擊是由媒體策劃的"。
社交媒體作為以信息為名的傳播渠道,在公共話語中占據主導地位,除了宣傳和虛假信息外,還可能被對手利用來達到行動目的。眾多敵對的國家和非國家行為者越來越多地利用信息領域,利用民主國家普遍存在的言論自由和自由價值觀,開展廣泛的信息行動。這些行動的目標是影響地方和全球輿論、決策者以及軍事和安全人員。
例如,影響力作戰通常旨在通過塑造公眾情緒,使其與策劃信息活動的行動者的邪惡利益保持一致,從而對當地政府施加壓力,進而削弱受影響國家的社會凝聚力。此外,這些行動旨在產生廣泛的全球影響,意在玷污其他行為體的聲譽,將其妖魔化和非法化,同時削弱其國際影響力。
鑒于不同行為體對現實的解釋具有主觀性,每個行為體都試圖將自己的解釋確立為公眾輿論中的主流真理。敘事的創造和構架是信息戰的關鍵組成部分,強調了了解相關國家和社會的文化、社會和制度的重要性。這就需要了解他們的歷史、意識形態、社會分化、價值觀、規范等,這些對于有效參與塑造媒體和政治議程至關重要。
圖:2024 年 2 月 11 日,一名示威者在貝魯特聯合國西亞經濟社會委員會總部附近拍照,抗議要求停火并支持加沙地帶的巴勒斯坦人。她的手機上貼著哈馬斯卡薩姆旅發言人阿布-奧貝達(Abu Obeida)的照片。在當前的作戰環境下,具有拍照功能的手機使世界上任何人都能繞過新聞業傳統編輯審查的過濾,這在一定程度上保證了所傳播的圖像和事實得到準確報道并符合上下文。源自加沙沖突的未經過濾的信息大量涌入,使人們對事件的理解變得更加復雜,因為相互矛盾的敘述在全球范圍內傳播。
自 2023 年 10 月 7 日以來,以色列-加沙戰爭中一直充斥著廣泛的信息和宣傳攻勢,政府和非政府組織也在全球范圍內開展了有組織的宣傳活動。
伊朗、俄羅斯等國利用其官方和半官方媒體,以及世界上最大的數字平臺,支持哈馬斯。盡管動機各不相同,但這些國家在全球媒體運動的背景下相互促進。它們將自己視為與美國進行全球力量競爭的參與者,承認任何削弱美國在中東的重要盟友以色列的行為都會削弱美國的力量。包括秘書長安東尼奧-古特雷斯在內的聯合國(UN)幾乎一致采納了以色列對手的談話要點,包括哈馬斯自 10 月 7 日以來一直在散布的宣傳。
這種局面的一個危險結果是,西方世界的各個校園出現了 “帳篷起義 ”現象。這些高度暴力的事件涉及學生占領大學校園,搭建抗議帳篷,譴責 “以色列對加沙居民犯下的罪行”,同時在標語和海報上展示公開的反猶太主義和反以色列的言行。
根據蘭德公司一份報告的定義,影響力作戰(IO)是 “在和平時期、危機、沖突和沖突后,協調、綜合、同步地應用國家外交、信息、軍事、經濟和其他能力,以促進外國目標受眾的態度、行為或決策,從而推進美國的利益和目標”。根據美國國防部的定義,信息作戰是 “在軍事行動中綜合運用與信息相關的能力(IRCs),并與其他行動路線配合,以影響、擾亂、腐蝕或篡奪對手和潛在對手的決策,同時保護自己的決策”。根據美國國防部的定義,IRC 是 “一種能力,是在信息環境的某一維度內使用的工具、技術或活動,可用于實現特定目的”。“[信息作戰]整合武力應用和信息使用,目的是影響對手的感知和意志”。“IRC的這種整合和同步能夠 ”在特定的時間和地點,在[信息環境]中并通過[信息環境]產生預期的效果"。
圖:2024 年 4 月 21 日,在紐約警察局逮捕學生并拆除第一個營地幾天后,哥倫比亞大學的第二個校園營地擺放著支持巴勒斯坦的標語和旗幟。(照片由 Abbad Diraneyya 提供,維基共享資源)
根據蘭德公司的報告,影響力作戰包括旨在影響 “目標受眾的認知、心理、動機、思想、意識形態和道德特征 ”的 “非動能、與傳播相關的信息活動”。這也包括公共事務、信息行動及其大多數學科(尤其是心理行動)、戰略傳播活動,以及軍民行動中更注重公共關系的部分,如民政事務。
影響力作戰已成為一個總括術語,包括軍事(如公共事務、對外交的軍事支持以及軍民行動的部分內容)和民事(如公共和秘密工作)活動。更重要的是,影響力作戰還包括非國防信息活動,如外交(包括公共)活動和情報界的那些影響力活動。
盡管影響力作戰主要以傳播為核心,但其有效性在很大程度上依賴于同步、協調和整合。這可確保傳播工作與實際行動和激勵措施無縫銜接,在更廣泛、更有凝聚力的戰略中和諧運作。這些行動往往比語言更有分量。影響力作戰經常集中精力闡釋和利用有形的行動,對其進行積極的構思,以增進受眾對其的信任。此外,它還通過提供有實地證據支持的信息來反駁對手的斷言,這些信息得到了以可信和值得信賴著稱的當地輿論領袖的認可。成功的影響力作戰需要高水平的 “復雜性、協調性和同步性,以確保各條作戰線的一致性”,同時還要敏銳地意識到維護 “美國在外國受眾中的可信度 ”的重要性。
本研究將深入探討已經討論過的影響力作戰的各種定義及其特點,研究參與這些作戰行動的行為者,探討他們的利益和目標。此外,本研究還將仔細研究這些行為體在加沙戰爭期間采取的行動,并探討以色列為反擊不實指控和為其在加沙的作戰行動進行的影響力作戰工作,其目的是實現兩個主要目標:摧毀哈馬斯的軍事和政府能力以及救援人質。
自 10 月 7 日以來,以色列面對敵對實體在數字媒體領域的虛假信息、錯誤信息、假新聞和影響力作戰。為了應對這一威脅,以色列成立了多個政府部門和機構,包括以色列國防軍發言人、外交部、司法部、僑民部、總理辦公室公共外交局、總理辦公室本身以及國家總統辦公室。
這些政府實體采用各種戰略和平臺來打擊針對以色列的影響力作戰。其方法包括
10 月 7 日之后,以色列國防軍國際傳播辦公室的規模擴大了一倍,達到兩百多人,招募了預備役人員和媒體專家,他們能用十四種語言進行交流。國家公共外交局等其他單元也引進了新的發言人。
參考來源:Army University Press
海軍乃至整個軍隊對自主系統的需求日益增長。無論是地面、空中、水面還是水下,無人系統(UxV)在軍事領域的發展正逐步融入并將繼續融入軍事行動。為了保持與對手的競爭力,無人駕駛技術的研發對于保持領先優勢至關重要。
隨著傳感器和處理能力的不斷提高,部署自動駕駛汽車的能力也在不斷增強。網絡的發展使其變得更加強大和安全,電池技術的發展使其能夠行駛得更遠。海軍在討論自主航行器時,最常提及和研究的兩個平臺是無人機(UAV)和無人潛航器(UUV)。無人水面航行器(USV)是研發界日益關注的話題,更具體地說是無人水面航行器群。
USV 是一種在沒有任何船員或工作人員的情況下在水體表面運行的航行器。由于其配備有可定制的有效載荷,因此可提供廣泛的能力和服務。從商業到軍事行動,其應用各不相同。在商業方面,應用包括氣候監測、測深數據收集、近海石油和天然氣管道維護以及水文測量。水文測量從多波束聲納讀數中收集數據,多波束聲納利用聲波和全球定位系統 (GPS) 數據測量海底和其他水道的深度。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)依靠水文測量來繪制和更新海圖。這些航海圖為商業、軍事和休閑航海者提供服務。它們向水手們告知淺海地貌和海岸線等航行危險。
圖 1.1. 佐治亞州國王灣 - 商業拖船為田納西號核動力戰略導彈潛艇(SSBN 734)護航。
在海軍應用方面,USV 可用于高價值資產的護航任務。在潛艇和水面作戰領域,USV 可提供部隊保護或引導船只進出港口。在艦隊中,目前有美國海岸警衛隊人員、水手或商業工人駕駛小型船只執行這項任務(圖 1.1)。在港口附近較淺的水道中,由于受到吃水的限制,船只和潛艇的機動性和速度都受到了限制。如果潛艇在航行途中受到攻擊,那么經過訓練的部隊保護車輛將承受攻擊,以確保潛艇的安全(防止核反應堆受損和暴露)。USV 還可用于執行情報、監視和偵察 (ISR) 以及搜救行動。這些機器人具有機動性和靈活性,可根據手頭的任務輕松更換有效載荷,從而實現廣泛的用途。
圖 1.2. 當美國海軍約翰-斯滕尼斯號航空母艦(CVN 74)駛入華盛頓州埃弗雷特進行預定港口訪問時,拖船為其護航。
使用 USV 船群的優勢在于可以增加所需的搜索區域的廣度。與一艘載人船只相比,多艘小型自動潛航器執行相同的任務集,還能節省時間、成本和能源。使用 USV 的另一個好處是保證船上人員的安全,而不是讓他們冒險執行危險或耗時的任務。大約 80% 的海船事故是由人為錯誤、疲勞和/或分心造成的。通過使用多艘 USV 作為安全保障層,可以降低船只和船員發生碰撞或損壞的風險。與每次只使用一艘船相比,使用多艘 USV 可使操作員擴大范圍、減少錯誤和/或縮短完成任務所需的時間。
為使 USV 能夠執行這些任務,需要有一種程序能夠指揮每艘航行器的速度和方位,同時對環境因素(如水流或風力)保持彈性。此外,與無人機或無人潛航器領域相比,USV 的研究進展并不多。
典型的海軍艦隊由不同的平臺組成:航母、驅逐艦、巡洋艦甚至潛艇。隨著海軍生產更多大型和中型 USV,它們將慢慢融入常規艦隊編隊。隨著中型和大型 USV 等多種型號的采購,對異構 USV 群的需求也將增加。美國國會研究服務部在一份關于海軍大型無人水面和水下航行器的報告中指出:大型 USV 將補充海軍的有人作戰部隊,以較低的采購和維護成本,降低水兵的風險,提高戰備狀態、能力和所需容量。雖然無人水面航行器是艦隊單元的新成員,但 LUSV 將把堅固耐用、久經考驗的商船規格與現有的軍用有效載荷相結合,以快速、經濟的方式擴大水面艦隊的容量和能力。
海軍未來實施的自主平臺增加了與具有不同動態特性的 USV 群協同工作的機會。從一個點到另一個點時,需要一種能保持編隊的穩健算法,各智能體之間的距離要固定。
本研究的目的是評估兩種算法中哪一種能成功引導異構 USV 蜂群(由不同 USV 平臺組成的編隊)并保持理想的分離距離。不同的 USV 采用不同的動態特性和推進/轉向模式。這些不同的特性關系到它們在每種算法下的表現。從本質上講,異質蜂群比同質蜂群具有更低的協調水平。最終目標是修改和評估現有算法,以控制異質蜂群。
圖 1.6. 無人水面航行器控制的分層軟件任務基礎設施。
目前,有關軍事應用中異構 USV 編隊的工作幾乎沒有。本文包括:
未來海軍應用中的異構 USV 群: 隨著海軍不斷生產多種變型 USV,對能夠適應不同智能體動態的編隊需求也在增加。這項研究探索了多種編隊管理算法中的兩種算法在異構蟲群中的性能。
并列比較 USV 算法: 目前許多 USV 學術文章都只關注一種算法。本論文對兩種不同類型的算法進行了比較,并將它們置于一個可以相互競爭的場景中。
聯合自主工作:列出的算法是美國海軍研究生院和美國海軍學院創建并測試的算法。為了保持在自主研究方面的共同努力,本論文將在這兩所院校之間架起一座橋梁。
未來的軍事指揮官將在一個復雜而又充滿競爭的環境中工作。要戰勝未來的對手,關鍵是要對不斷變化的情況做出快速反應,并有能力在所有作戰環境和層面指揮五個作戰領域的行動。在此背景下,傳統的指揮方法已不足以在未來的多域行動中取得成功。
當前的指揮和控制方法不能完全支持成為多域作戰聯盟的努力,包括規劃、執行和評估所有作戰域活動的能力。缺乏跨域整合、生存能力和靈活性,無法在復雜、動態和有爭議的環境中大規模、快速地開展行動,也無法與其他力量工具、合作伙伴和利益攸關方協作。
北約的軍事力量工具必須超越目前以指揮官為中心的聯合作戰方法,以支持北約轉型為一個具備多域作戰能力的聯盟愿景,使其有能力以協調和同步的方式威懾和擊敗所有五個作戰領域的對手。北約須從多域作戰的角度審查并在必要時調整和推進當前的指揮與控制方法,同時同等重視技術進步以及條令、組織、培訓和領導人培養方面的創新。聯盟將需要擴大使用任務指揮和新方法,如在共同理解指揮官意圖的基礎上,授權跨域和多功能團隊共同協作。
北約的跨域指揮方法將為指揮原則、指揮文化要素和指揮職能提供一個靈活的框架,以便比北約的競爭對手更好、更快地應對復雜、動態和有爭議的情況。這將允許從傳統的指揮和控制方式轉變為一種強調擴展使用任務指揮和協調跨域及各級活動以實現聚合效應的方法。
但什么是協調?它究竟意味著什么?協調是指按照指揮官的意圖,安排和協調跨領域、影響各個層面的軍事活動,以實現聚合效應,支持軍事目標。協調要求在規劃和協調方面具有創造性和靈活性,不斷達成共識,并能適應不斷變化的情況。
技術進步是必然的。作戰指揮層和更高的戰術指揮層將通過一個共同的任務網絡連接起來。相應的戰術單元將通過 "類5G "網絡連接移動指揮所和手持設備。人工智能、高級數據分析和自主能力將有效融入指揮網絡。這些新的技術能力將帶來新的機遇和挑戰。
向跨域指揮方式轉變需要從根本上改變思維方式和組織文化,減少對控制的強調,更加注重協調軍事活動。
參考來源:北約
美國陸軍近年來提出了 "信息優勢 "的概念,即士兵有能力比對手更快地做出決策和采取行動。陸軍現在認為,人工智能是實現這一戰略的關鍵。
人工智能的普及程度和能力都有了爆炸式的增長,ChatGPT 等大型語言模型和其他人工智能系統也越來越容易為大眾所使用。在工業界和美國防部,許多人都在探索將該技術用于軍事應用的可能性,陸軍也不例外。
陸軍賽博司令部司令瑪麗亞-巴雷特(Maria Barrett)中將說,人工智能具有 "真正、真正推動變革的最大潛力......但它也給我們帶來了非常、非常現實的挑戰,以及整個信息維度的挑戰"。
負責政策的國防部副部長辦公室副首席信息作戰顧問、陸軍少將馬修-伊斯利(Matthew Easley)說,軍方正在經歷 "從傳統的信息作戰,即我們如何將不同的信息效果結合起來,為我們的行動創造我們想要的協同效應 "到新的信息優勢概念的轉變。
伊斯利在 6 月份美國陸軍協會的一次活動中說,這一概念的目標是確保陸軍在信息環境中掌握 "主動權","能夠看清自己、了解自己并更快地采取行動"。他說,信息優勢包括五大功能:輔助決策;保護士兵和軍隊信息;教育和告知國內受眾;告知和影響國外受眾;以及開展信息戰。
他補充說:"所有這五個領域都可以利用人工智能和機器學習取得一定效果"。
伊斯利在 2019 年幫助建立了陸軍人工智能兵力工作組。但他說,在他任職期間,該小組在全軍范圍內采用人工智能時遇到了兩個挑戰:遷移到混合云環境和移動設備。
陸軍將 "繼續擁有大量的傳統數據中心,但隨著我們需要激增,我們需要在全球范圍內移動--云環境使我們更容易開展全球業務,"他說。根據陸軍預算文件,陸軍正在為2024財年申請4.69億美元,用于向云過渡和數據環境投資。
巴雷特在 AUSA 會議上說: "沒有數據存儲庫,就無法實現人工智能和機器學習"。陸軍賽博司令部對其大數據平臺進行了大量投資,將 "進入我們平臺的數據流數量翻了一番,解析器翻了一番,我們現在存儲的數據存儲量也翻了一番,"她說。她說:"我們將繼續沿著這條軌跡前進,這意味著我們已經準備好開始利用 "人工智能能力"。
她說,對于指揮部來說,人工智能主要用于網絡防御,但在 "信息層面 "也有應用。"引入各種不同的信息源......并真正了解特定環境的信息基線,這意味著什么?所有這些都對我們大有幫助,而且我認為這只會不斷擴大"。
伊斯利說,移動設備的普及大大增加了潛在的饋送量,但也會擴大對手的潛在目標。這些設備 "有很多功能,也有很多漏洞。我們必須考慮并使用人工智能......既能保護我們自己,又能管理我們擁有的大量數據"。
陸軍參謀長詹姆斯-麥康維爾(James McConville)將軍在6月的一次媒體吹風會上說,在潛在沖突中,人工智能可以幫助士兵整理所有數據,并將正確的信息 "送到箭筒中"。
根據陸軍預算文件,陸軍正在為2024財年的人工智能和機器學習申請2.83億美元,其中包括用于增強自主實驗的研發資金,以及為集成視覺增強系統、可選載人戰車(最近被重新命名為XM30機械化步兵戰車)、遠程戰車、TITAN地面站和 "具有邊緣處理功能的更智能傳感器 "等系統的人工智能/機器學習項目活動提供資金。
"陸軍部長克里斯蒂娜-沃穆斯(Christine Wormuth)在簡報會上說:"我們當然在尋找如何利用人工智能使我們的能力(包括新能力和正在開發的能力)更加有效。她說,陸軍尤其在 "融合項目"(Project Convergence)演習中使用了人工智能目標定位程序。
融合項目是陸軍對國防部聯合全域指揮與控制概念的貢獻,該概念旨在通過網絡將傳感器和射手聯系起來。陸軍發布的一份新聞稿稱,在2022年底的上一次演習中,參演人員使用了陸軍的 "火風暴 "系統--"一種人工智能驅動的網絡,將傳感器與射手配對",向參加實驗的澳大利亞兵力發送情報。
麥康維爾說,軍方還將人工智能用于預測性后勤工作。他說:"我們正在使用人工智能來幫助我們預測所需的零部件,這對龐大的軍隊來說意義重大"。
除了簡單的維護之外,預測性后勤還涉及陸軍的不同供應類別,如燃料和彈藥,"以及我們如何看待消耗,如何預測在哪里可以將正確的供應品送到需要的地方",負責維持的陸軍副助理部長蒂莫西-戈德特(Timothy Goddette)說。
戈德特在國防工業協會戰術輪式車輛會議上說:"我們的目標是提前計劃這些物資需要運往何處或何時需要進行維護,而不是作出反應。
他說:"如果計劃的維護是正確的,但條件是錯誤的--如果你處于低[操作]節奏,我們如何改變計劃的維護?如果你處于炎熱、寒冷或腐蝕性環境中,你該如何改變維護計劃?這可能正是我們需要思考的地方。"
他補充說,在數字化世界中,陸軍必須 "學會如何使用數據和以不同的方式使用數據"。"我承認,我們還沒有完全弄懂[預測性后勤]。我們確實需要大家的幫助來思考這個問題。
McConville 和 Wormuth 說,人工智能未來的其他應用還包括人才管理和招聘。"Wormuth 說:"人工智能可能有辦法幫助我們以人類不擅長的方式識別優質線索或潛在客戶。
不過,McConville 強調,在使用人工智能時,"人在回路中 "非常重要。
他說:"實際做所有工作的可能不是人,但我們會看到人工智能幫助我們更好地完成工作。"但與此同時,我們也希望有人能說'發射這個武器系統',或者至少能考慮到這一點。"
巴雷特贊同麥康維爾的說法:"每個人都會把[人工智能]當成一臺機器。但是......你猜怎么著:每個玩過 ChatGPT 的人--是的,是人在喂養那臺機器。"
伊斯利說,隨著陸軍引入人工智能系統,士兵們可以做四件事來幫助技術正常成熟:收集和注釋數據;使用這些數據訓練人工智能模型;使用這些模型來檢驗它們是否有效;以及幫助改進模型。
他說,軍方在收集數據方面做得 "很好","但軍隊中仍有很多數據我們沒有完全捕捉到......我們可以利用這些數據來訓練我們自己的大型語言模型。"要使這些模型對我們的領域有效,我們必須在我們的數據上進行訓練。因此,我們必須研究:我們的人力資源數據是什么?我們的人力資源數據是什么?我們的醫療數據是什么?我們的業務數據是什么?我們的情報數據是什么?我們如何在受控環境下利用這些數據來建立更好的模型?
他說,這些模型必須根據軍隊的數據進行快速訓練和再訓練,以便不斷改進。他以自己手機上的餐廳推薦算法為例,"它之所以這么好,是因為它有10年的時間,我只告訴它我喜歡世界上哪些餐廳"。
伊斯利說,雖然他們將來可能會收到人工智能的推薦,但武器系統將始終由人類來管理,但 "其他系統,如果不是那么關鍵的話......[機器]可以做出決定"。不過,他補充說,人類將對人工智能進行培訓,使其在執行陸軍任務時可以信賴。"他說:"你不會質疑你的地圖算法告訴你在城市中往哪里走--你知道該算法比你掌握更好的信息。但是,"我們如何獲得數據背后的真實性,讓我們能夠相信模型的內容、模型是如何訓練的,以及我們是如何使用它的?我認為這都是......人類的努力"。
參考來源:NDIA網站;作者:Josh Luckenbaugh
近幾十年來,安全環境發生了巨大的變化。最重要的是,這對敵對戰爭的作戰方式產生了影響,特別是所使用的軍事方法。軍事革命是戰爭和沖突史上一個不可分割的特征。變化的最重要驅動力之一是技術進步,今天,技術以無與倫比的速度推動著軍事事務的這種轉變。將傳感器技術與精確打擊效應器和通信相結合的無人機作戰能力就是一個最好的例證。人工智能(AI)、機器人、網絡、云技術、納米技術和激光系統是為此目的而采用和整合的技術進步。這些進步得到了小型化、相對低成本的制造和隱身技術的補充。特別是軍用無人機的發展,已經改變了民用和軍用任務。雖然無人機在農業、監測、電影攝影和其他領域有多種民用應用,但本文將討論軍用無人機、無人駕駛飛行器(UAVs)和不同大小的遙控飛機,它們被用來進行對人類人員來說過于枯燥、骯臟或危險的活動。沒有人在機上是軍用無人機的主要賣點,因為這對各種原因都有幫助:首先,它需要更少的飛行員在戰場上冒生命危險;其次,由于沒有飛行設備,無人機更輕,可能非常小。
為了保持武力使用的可控性,限制武力升級的危險,并限制使用武力造成的政治風險和傷害,混合戰爭參與者更愿意使用軍事影響相對較小的限定戰爭方法。無人機戰爭技術,以及無人駕駛和遠程精確武器系統,實際上適合于啟用這種方法。
作為第一步,必須對混合沖突/戰爭背景下現有的無人機使用情況有一個總體的了解,這也是因為盡管無人機的部署越來越多,但它仍然是一種有爭議的戰術。使用無人機是否符合道德?它甚至是合法的嗎?由于缺乏使用軍事無人機的法律框架,以及大量的平民傷亡,這些仍然是高度討論的問題。有必要在歐洲和國際層面上制定關于使用無人機的法律。
這一分析旨在為圍繞武裝無人機在陸軍行動中的使用、風險、挑戰和結果的學術辯論做出貢獻。本文將首先介紹軍用無人機:描述無人機的類型,并對軍用和民用無人機、軍事應用、目的和戰術進行區分。隨后,將分析在軍事行動中使用無人機的法律和倫理爭議。
最后,將解釋兩個案例研究:第一個是關于納戈爾諾-卡拉巴赫爭議地區44天的戰斗(2020年),它提供了一個樣本,說明這些武器可能對特定沖突的結果產生巨大影響;第二個是關于2004至2009年美國在巴基斯坦的攻擊。它描述了缺乏規范在戰場上使用軍用無人機的國際法,以及由此產生的非法殺戮。
這個話題與Finabel MS有關,因為它可能使他們意識到有必要審查與該主題有關的立法,以形成對無人駕駛飛行器的共同理解。此外,在2020年的納戈爾諾-卡拉巴赫沖突中大量使用作戰無人機,可能為Finabel MS將無人機能力與火炮相結合的新戰略鋪平道路。
總之,各國在沒有仔細研究對所有各方(友軍、敵方戰斗人員、平民和社會)的潛在后果的情況下,不得輕率作出決定。