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來源：騰訊 　　在數字時代的大背景下，數實融合發展不斷深入，數字孿生作為產業數字化核心技術之一，其大規模應用還處于起步階段。但面對著諸多領域的轉型升級需求，其發展勢頭十分強勁，成為政產學研用等各界的重點關注領域，數字孿生儼然已走到了新時代的聚光燈下。 　　近日，騰訊發布了《騰訊數字孿生云白皮書》（以下簡稱“報告”）。該報告由騰訊研究院、數字孿生產品部、智慧行業八部、智慧交通事業部和智慧行業五部門共同編制，全面闡述了數字孿生的發展背景、技術體系、應用場景和演進趨勢，多維且深度地解構了數字孿生全鏈條。 　

　　同時，報告還從數字孿生云底座、核心技術能力、典型行業服務等方面展示了騰訊深耕數字孿生的決心和成果，其“堅持開放生態與合作共創”的理念也得以彰顯，騰訊也能夠以此為契機，攜手各界伙伴共同探討并推動數字孿生產業發展，這也是該報告發布的初衷。

數字孿生持續迭代升級 讓“萬物孿生”逐漸照進現實

　　據報告顯示，數字孿生已成為科技戰略和產業轉型的關鍵抓手，為搶抓數字孿生發展機遇，美國、歐盟和中國等從數字孿生技術、應用、投資、生態等維度進行了積極布局。美國方面，主要以國防科技戰略為驅動，完善數字孿生頂層設計，進行數字孿生項目投資，推動跨行業應用，培育產學研生態；歐盟方面，頂層設計與項目投入同步進行，加大數字孿生在不同領域的落地布局，推動數字孿生在環境保護、城市建設、生產制造等領域的投資和應用。 　　我國數字孿生政策布局早已開啟，經過不斷演進，逐步形成了“技術＋應用”的雙輪驅動體系，為產業發展營造了良好空間，借著十四五規劃的東風，國家層面和各個地方都在推動數字孿生技術創新，拓展數字孿生在泛行業的縱深應用。 　　報告指出，經過持續的技術迭代和實踐探索，數字孿生以“模擬仿真”為起點，經過多年的實踐和理論發展，逐步形成了“幾何+機理+數據驅動”的應用范式。從內涵定義上看，數字孿生是對物理實體的數字化表達，以歷史數據、實時數據為基礎，融合幾何、機理、數據驅動等多種數字模型，實現對物理對象的映射呈現、分析優化、診斷預測以及閉環控制。在實施層面，數字孿生需要達到“能交互、可計算、易應用”三個要求。 　

數字孿生實施參考架構圖

　　報告還指出，數字孿生技術體系涉及數字支撐、孿生構建、人機交互三大類技術，這些技術不斷進行創新升級，共同提升了數字孿生的實時性、精準性、靈活性和交互性。 　

數字孿生技術體系

　　其中，幾何建模及展示技術路徑呈現出多樣化趨勢，推動了數字孿生向建模高效、實時展示、部署靈活的方向發展；物聯網、數字線程、大數據為數字孿生提供了數據支撐能力，人工智能也促進了數字孿生預測能力；仿真建模開始向集成和實時演進，助力數字孿生構建精確模型；數字支撐技術進行持續迭代，夯實了數字孿生的基礎能力；XR技術基于沉浸式交互能力，拓展了數字孿生的應用空間。 　　 完善標準、構建生態 數字孿生產業發展“任重道遠”

　　縱觀數字孿生的應用規劃和實踐，不同領域對數字孿生有著不同的應用場景和價值訴求，報告總結了“制造、能源、城市、建筑、交通、水利”六大行業和“設計/仿真、生產/作業、服務/運營、安全/管理”四大場景，借助數字孿生可優化規劃設計結果、提升生產作業效率、變革服務運營范式、提高安全管理水平，數字孿生的探索應用逐漸向行業全生命周期滲透。 　　報告還分析了未來數字孿生發展過程中面臨的諸多挑戰，在標準體系建設方面，數字孿生的應用包含了不同結構、不同來源、不同對象的數據以及多尺度、多物理場、多學科的模型，因此，數據層面和模型層面的標準均亟需統一，另外，產品互通等標準的缺失也限制了數字孿生產品間的協同配合，所以，產品層面的標準也需進一步完善；在開源生態構建方面，數字孿生作為當下再次興起的交叉技術，需要進行多角度布局，比如，需要里程碑式的開源項目將其技術推向大規模工程化應用，需要實力雄厚的基金會等長期資金支持，需要產業參與者提高開源及貢獻意識，需要豐富的開源生態將活力注入其發展進程中等等。 　　報告還指出，大規模、多尺度的數字孿生可視化與仿真分析將成為未來城市、工業、交通等多類行業共性需求，但由于物理世界的連續性和復雜性，全息精細的刻畫和模擬仿真仍存在難點，融合了機器學習、多尺度建模以及分布式高性能計算的技術將是解決此類問題的關鍵。對此，騰訊亦可結合自身AI、云計算等技術優勢，助力數字孿生持續演進。 　　展望未來，數字孿生對數實融合發展的重要性不言而喻，隨著政策環境和用戶需求的變化，其在助力產業互聯網發展過程中價值越發明顯。相信不久的將來，數字孿生將成為千百行業數字化工具，萬物孿生逐步照進現實。 　 具體內容如下

來源：國家智慧城市標準化總體組

　　當前，智慧城市建設已成為推動我國經濟改革、產業升級、提升城市綜合競爭力的重要驅動力。其中，標準是引領和支撐智慧城市規劃設計、建設運營、迭代升級的重要抓手。 　　近年來，智慧城市相關理念認知不斷演化、智慧城市實踐不斷豐富，新的標準化需求不斷涌現。為響應國家相關戰略要求及各相關方標準新需要，國家智慧城市標準化總體組組織編制了《智慧城市標準化白皮書（2022版）》。 　 　　白皮書系統梳理了當前國內外智慧城市發展現狀，研究分析了國際、國內智慧城市標準化工作現狀和主要問題，提出了智慧城市基本原理及參考框架。在此基礎上，構建了新版智慧城市標準體系總體框架，提出了擬研制的標準項目清單、標準化工作建議。 　 　　本白皮書是我國新時期智慧城市標準化工作的總體性、體系性規劃，既可以為政府、企事業單位等智慧城市相關方的標準化工作提供指導，也能夠促進標準在保障各地智慧城市建設發展方面發揮實效。 　 　　智慧城市參考框架

　　本白皮書提出智慧城市基本原理（1.0版）如下圖所示。確立了數據治理、數字孿生、邊際決策、多元融合以及態勢感知5個智慧城市核心能力要素，揭示了當前及未來一段時期智慧城市發展重心在于信息技術與社會發展的深度融合。 　

圖1 智慧城市基本原理（1.0版）

數據治理

圍繞數據這一新的生產要素進行能力構建，包括數據責權利管控、全生命周期管理及其開發利用等。

數字孿生

圍繞現實世界與信息世界的互動融合進行能力構建，包括社會孿生、城市孿生和設備孿生等，將推動城市空間擺脫物理約束，進入數字空間。

邊際決策

　　基于決策算法和信息應用等進行能力構建，強化執行端的決策能力，從而達到快速反應、高效決策效果，滿足對社會發展的敏捷需求。 　 多元融合

　　強調社會關系和社會活動的動態性及其融合的高效性等，實現服務可編排和快速集成，從而滿足各項社會發展的創新需求。

態勢感知

　　圍繞對社會狀態的本質反映及模擬預測等進行能力構建，洞察可變因素與不可見因素對社會發展的影響，從而提升生活質量。 　　結合智慧城市基本原理（1.0版），設計提出智慧城市參考框架（1.0版）如下圖所示。參考框架指明智慧城市建設與發展主要面向城市治理、惠民服務、生態宜居、產業發展等城市場景的構建服務能力。對于服務場景的構建，不僅需要技術與平臺、基礎設施等方面的共性技術支撐能力構建和數據要素支撐，還需要安全保障體系、建設運營體系的建設以及產業環境、信息環境等環境的支撐。

圖2 智慧城市參考框架（1.0版）

　　智慧城市標準工作現狀

　　白皮書系統總結了智慧城市國際、國內標準化工作現狀。在國際標準方面，ISO/TC 268（城市可持續發展技術委員會）、IEC/SyC Smart Cities（智慧城市系統委員會）、ISO/IEC JTC 1/WG 11（智慧城市工作組）、ITU-T SG20（物聯網和智慧城市研究組）中，我國專家承擔了副主席、召集人、秘書等諸多重要職務，主導了近50%的智慧城市國際標準項目。在國內標準方面，相關技術委員會共已立項69項國家標準，覆蓋術語、評價、參考模型、數據融合、基礎設施、共性支撐平臺、跨系統交互、信息安全、智慧社區、智慧停車等方面。GB/T 33356-2016《新型智慧城市評價指標》等國家標準已成為各地智慧城市建設的重要技術依據，得到了廣泛應用。 　

圖3 智慧城市標準體系總體框架（2022版）

　　本白皮書在2015版智慧城市標準體系（試行稿）基礎上，對智慧城市標準體系總體框架進行了更新。新版智慧城市標準體系總體框架如圖3、圖4所示。 　

圖4 智慧城市標準體系結構圖

　　未來智慧城市標準化工作

　　對于未來智慧城市標準化工作，白皮書重點給出了5方面建議：持續完善工作機制，營造良好環境；推進關鍵標準研制，完善標準體系；創新服務體系建設，促進標準實施；不斷深化國際合作，提升國際標準化水平；注重人才培育工作，構筑智力支持底座。

具體內容如下

2022年4月16日，美國蘭德公司發布研究報告**《擾亂威懾：技術對21世紀戰略威懾的影響》**，研究中對八種新興技術領域的軍用現狀與前景進行分析，分別為：(1)先進的網絡戰和電子戰技術、(2)生物技術、(3) 決策支持系統及其技術、(4)定向能技術、(5)高超聲速系統、(6)信息和感知操縱技術、(7)量子信息和傳感系統，以及(8)機器人和(半)自主系統。本文詳細分析列舉上述技術的技術能力現狀、近期和長期的軍用領域與前景，以及發展的限制因素，僅供參考。

蘭德：八大新興技術軍用前景分析

編譯：學術plus觀察員 大麥茶，譚惠文

本文主要內容及關鍵詞

《擾亂威懾：技術對21世紀戰略威懾的影響》報告概況介紹

**1.先進的網絡和電子戰技術：**二者融合將影響未來軍事作戰和民用的所有領域，影響領域最為廣泛 **2.生物技術：**重點關注生物傳感器、分子電子學、生物仿生與混合材料的應用 **3.決策支持系統及其技術：**智能決策支持系統；數據分析處理，提高戰略預測與決策能力 **4.定向能技術：**總體軍事應用有限，近期重點是導彈防御、反衛星和反UAS **5.高超聲速系統：**預計未來十年內可實現攜帶核武器或有效載荷的該類系統，技術局限明顯 **6.信息和感知操縱技術：**深度偽造deepfakes，微靶向，機器學習驅動的程序，欺騙算法，技術上依賴算法，易被出錯或被利用 **7.量子信息和傳感系統：**使能技術是關鍵（激光器、半導體、環境控制技術等）已有小規模商業部署，軍用進程較漫長，成本與技術限制仍存在 **8.機器人和(半)自主系統：**具有最為直接的軍事意義，未來5-10年將發展處多種具有戰略能力的技術系統，限制因素主要來自于道德與法律約束

01

網絡戰和電子戰技術******網絡戰。網絡戰目前通常被定義為在虛擬領域進行的戰爭，通過攻擊來破壞對手國家的計算機或網絡以達到破壞或中斷的目的。這些行動可在網絡空間中產生明顯的拒絕效應(即降級、中斷或破壞)，或導致在物理領域中出現拒絕的操縱，網絡攻擊可分為兩大類：(1)戰略網絡戰，為了影響目標國家的行為”而發動的攻擊；或(2)戰術網絡戰，**包括戰時針對軍事目標和與軍事相關的民用目標的網絡攻擊。電子戰分為探測、攔截和中和威脅的電子戰支持措施、電子對抗措施和電子對抗措施。 網絡空間作戰和電子戰在美國軍方都有不同的歷史和作戰應用，隨著與電磁頻譜使用相關的技術能力的融合，網絡空間和電磁戰領域目前被認為是沖突或作戰連續體的一部分。 隨著網絡格局的演變，這種作戰協同或網絡戰與電子戰的融合將影響未來軍事作戰和民用的所有領域，包括空間作戰和系統；定位、導航和授時系統等應用；無線網絡、5G、物聯網設備、智慧城市；關鍵基礎設施(如電網和水庫、銀行和金融系統以及信息傳輸系統)；軍事通信系統；甚至無人機和海上交通工具。其中，物聯網、人工智能和5G等兩用技術的未來發展可能會為對手創造機會，破壞基于傳感器的關鍵基礎設施，或為“無處不在的ISR”創造有利環境。此外，還應注意，網絡戰和電子戰與人工智能、量子計算和定向能等新興技術重疊，并可能受到它們的直接影響。 當前能力總結：先進的網絡戰和電子戰有能力破壞關鍵的網絡信息系統。目標包括5G和IoT空間系統和定位、導航和定時；全球定位系統和傳感系統；區塊鏈和分布式賬本技術。攻擊形式包括欺騙、篡改和GPS干擾。 潛在的軍事應用：在軍事應用中，網絡戰和電子戰的效果最為直接且顯著。信息安全和電子戰也是美國軍方的重中之重。**5G通信網絡的興起和日益互聯的物聯網正在創造新的漏洞，美國的對手可能會利用這些漏洞。**這些技術在直接軍事行動(例如，攻擊美國信息和決策系統)和更廣泛的領域(例如，試圖在危機或戰爭期間造成民用社會的嚴重破壞，以使對手喪失能力)都有潛在的應用。 近期國家安全應用：未來五到十年可能會出現功能齊全的5G通信網絡，這將促進物聯網設備在軍事應用中的指數級使用，提供無處不在的傳感、通信和分析，以提高態勢感知能力(例如，軍事物聯網、戰場物聯網)。這些技術的軍事用途可能對通信/信息、任務操作、人員甚至供應鏈的安全造成威脅。 長期的國家安全應用：空間可能會出現星座的擴散，特別是納米衛星星座，這可能會提高復原力并擴大覆蓋范圍。隨著物聯網設備、傳感器和網絡的激增，管理和保護物聯網環境的需求可以通過使用區塊鏈技術來滿足。 發展的挑戰或制約因素：關鍵網絡信息系統(民用和軍用)日益網絡化的本質使更易受到網絡攻擊和電子戰的攻擊，可能會減緩新發展的速度，因為在取得進一步進展之前必須解決這些弱點。

02

生物技術

生物技術指利用生物過程、有機體、細胞和細胞成分來開發新技術或新產品。生物技術可分為以下幾個分支學科：

• 醫學和人類健康，如新藥、療法和疾病治療的開發

• 工業過程，如創造可再生能源

• 農業，包括開發轉基因植物以增加作物產量或提高抗蟲性

• 生物信息學、計算機科學和芯片技術交匯處的信息處理能力

• 海洋和水生環境中的過程

• 營養生物技術，如酒精和奶酪的發酵

• 領域內的法律、合規和道德問題

• 武器和戰爭的應用

當前能力總結：常見的應用有醫療(如抗微生物劑)、農業(如轉基因生物)和工業(如生物燃料)。 潛在的軍事應用：生物技術發展速度非常之快，以至于很難做出準確的技術預測。但可以明確的是，**生物技術可能會影響到作戰物資和系統、優化戰士的健康和作戰性能、提高軍事醫學水平、以及化學和生物防御技術。**例如，生物傳感器可以保護地面部隊免受戰場上看得見和看不見的威脅。在更遙遠的未來，生物傳感器網絡甚至還可以增加傳感器和情報來源，為指揮官提供更完整的戰場圖像。生物材料、仿生材料和混合材料的研究有可能徹底改變傷口愈合過程以及相關系統功能設計。生物技術領域的其他進展還可能有助于設備的小型化以及對軍事設計和作戰具有關鍵價值的生物能源的開發和優化。 主要近期國家安全應用：生物傳感器(檢測有害物質)、分子電子學(高速信號處理和通信、體積數據存儲)、材料(改善傷口愈合能力和戰場設備的形狀、配合和功能)、后勤(小型化和生物能源的開發和優化)和治療學。 長期的國家安全應用：產品的規模、范圍、復雜性和速度都有可能增加，參與的角色和類型將更加多樣化。在更遙遠的未來，生物傳感器可以增強其他情報來源，提供更完整的戰場圖像。 發展的挑戰或限制：要使生物傳感器技術發揮作用，靈敏度和特異性都需要提高。傳感器還需要更小，更便攜，能夠承受惡劣的環境。

03

決策支持系統及技術

決策支持技術旨在增強或部分取代人類的決策。其中，**智能決策支持系統（DSSs）是一種新興的決策支持系統，結合了人工智能、系統工程和信息技術等，并使用人工智能來處理這些非結構化或半結構化的問題。適用于具有高度不確定性的決策，并試圖用推理來模擬直覺，人工智能支持的DSSs可以幫助、配合或取代人類決策者。 當前能力總結：增強技術可以提高決策、數據報告、分析和解釋的速度和效率。如DARPA的在競爭環境中的目標識別和適應(TRACE)項目，埃隆·馬斯克的Neuralink(腦機接口初創公司)，IBM的沃森。 **

在國家安全中的應用包括：提供數據處理和分析支持、對不同的行動方案進行復雜的分析、優化計劃和制定戰略。人工智能已經在一些任務自動化和決策支持方面發揮作用，包括協助情報組織篩選數據。可實時分析的決策支持也能極大地改變軍事行動，雖然目前仍處于概念階段，但隨著人工智能系統復雜性的成熟，其發展前景可期。 近期國家安全應用：決策支持技術在國家安全中的應用包括提供數據處理和分析支持，對可選擇的行動方案進行復雜的分析，優化計劃和制定策略。將增強的數據分類和分析能力與人類行為模型的發展相結合，可以提高決策者做出戰略預測的能力。 長期國家安全應用：用自動化人工認知代替戰略決策仍是一個長期目標。 發展的挑戰或限制：機器學習的一個關鍵限制是，這種數據驅動的方法依賴于底層數據的質量，因此天生對數據偏差和欺騙敏感，并且不善于識別新事件或在高度不確定的環境中操作。

04

定向能技術

定向能（DEW）技術通過以電磁波或高速粒子的形式施加能量來對目標造成傷害。與傳統的動能武器相比具有幾個重要的優勢：效果幾乎是瞬間感受到的、實際上幾乎不需要彈藥，每次發射的成本通常可忽略不計。一個重要的缺點是極易受天氣條件和大氣環境的影響。 當前能力總結**：定向能技術在軍事領域仍然相對有限。激光還沒有強大到足以對抗堅固的軍事目標，除了在戰略導彈防御中的有限應用之外，粒子武器還沒有被任何國家部署。高功率微波武器已經成功地用于對付各種目標。定向能技術還被用于非致命的反人員任務(例如人群控制),取得了一定的成功。 潛在的軍事應用：導彈防御、反衛星和反UAS仍然是近期投資的最大驅動力。**然而，隨著固態激光器變得更強大，包括反UAS作戰在內的短程防空將成這類研發的主要重點。這對空間系統有著重大的潛在影響：在未來幾年，激光很可能會變得更加普遍，用于攻擊脆弱的目標，如衛星；中國和俄羅斯都處于發展地基激光器的后期階段，這種激光器可以瞄準低地球軌道上的衛星。鑒于其潛力，將粒子束武器用于戰略導彈防御的想法繼續吸引零星投資，人們對使用激光保護飛機免受導彈攻擊特別感興趣。 近期國家安全應用：導彈防御、反衛星和反UAS仍然是近期預警的最大重點。針對旋翼和固定翼飛機(有人駕駛和無人駕駛)的近程防空是幾個陸軍項目的目標。固態激光器變得越來越強大，可能會更頻繁地用于攻擊脆弱的目標，如衛星。**定向能技術近期的重點是戰術用途，而不是戰略用途，但粒子束武器可能在不久的將來用于戰略導彈防御。 **

長期的國家安全應用：固態激光技術的改進，特別是在功率和效率方面的改進，可能會使激光有效地打擊裝甲目標，但這需要多年的研究。在更遙遠的將來，隨著等離子體尾波場加速技術的成熟，電子束武器可能會重新引起人們的興趣。 發展的挑戰或限制：以目前現狀而言，相對低功率的激光武器仍然需要大量的能量，即使在戰艦上也是有限的。因此，這些武器的軍事應用目前受到限制。

05

高超聲速系統

高超聲速武器系統以高超聲速飛行，5馬赫及以上（理論上高達25馬赫）或約5000~25000公里/小時。目前有兩種類型：高超聲速滑翔飛行器(HGVs)和高超聲速巡航導彈(HCMs)。高超聲速系統有三個主要組成部分：發射系統(火箭)(超燃沖壓發動機/沖壓噴氣發動機)、運載系統(HGV，HCM)和有效載荷(常規或核)。HGV和HCM可以從地面、海上或空中平臺發射，相當于美國現有的傳統核三位一體。 **能夠攜帶核武器和常規有效載荷的高超聲速武器系統目前正在開發中，預計將在未來十年投入使用。**美國、中國和俄羅斯是當前高超聲速技術的全球領導者，并且一直在投入大量資源盡快部署一次性高超聲速武器。 當前能力總結：一次性HGV和HCM仍處于開發階段，HGV比HCM進展更快。最近的測試包括2020年3月的普通高超聲速滑翔飛行器(C-HGB)。俄羅斯聲稱，它已在2019年底獲得了首個可部署的HGV美國目前預計在2022年擁有可部署的系統。 潛在的軍事應用：2018年國防戰略將高超聲速武器系統確定為使美國能夠打贏未來戰爭的關鍵技術。目前的發展屬于美國海軍、美國陸軍、美國空軍和國防高級研究計劃局(DARPA)的幾個項目，旨在提供用常規有效載荷快速打擊時間關鍵目標的能力。俄羅斯正在開發兩個主要的高超聲速武器計劃，并認為對穿透美國導彈防御系統和維持核穩定至關重要。 近期國家安全應用：2018年國防戰略將高超聲速武器系統確定為使美國能夠打贏未來戰爭的關鍵技術。**目前，國防部只資助了高超聲速武器系統的作戰原型，但還未最終決定相關采購計劃。 **

長期國家安全應用：預計將為幾個全球實體開發和部署一次性HGV。HCM的開發速度將比HGV慢，因為它們依賴于超燃沖壓發動機。一個潛在的長期發展可能是將HCM集成到可重復使用和潛在載人的系統中。 發展的挑戰或限制：四個關鍵的技術障礙：推進、熱管理和材料、飛行控制以及高超聲速狀態下的測試、建模和模擬。

06

信息和感知操縱技術

信息和感知操縱技術涵蓋多種工具，旨在扭曲個人或人群的感知或信念，以達到預期效果。這些技術通常由人工智能和網絡技術實現，并依賴于處理大量數據。在國際安全的背景下，這套技術使對手能夠實施先進的影響行動。本報告主要研究了四種信息操縱的機制，分別為：(1)深度偽造deepfakes，(2)微靶向，(3)機器學習驅動的程序，和(4)欺騙算法。

當前能力總結：Deepfakes越來越復雜；如果不使用特殊的檢測軟件，很難檢測到。微靶向可以實現消息的定向推送。電話和電子郵件欺騙由于其低成本和低門檻也長期以來被廣泛使用。GPS欺騙正在發展中，由此也使軟件定義的無線電技術越來越便宜且容易獲得。然而，隨著這些技術的成熟，檢測能力也隨之成熟。 潛在的軍事應用**：上述信息操縱技術可以被用來在危機或戰爭中描繪政軍領導人的尷尬、非法或其他應受譴責的行為來破壞國家意志。也可能被用作傳統欺騙和隱瞞行動的一部分，或作為長期破壞對手內部凝聚力的手段。 **

近期國家安全應用：Deepfakes的使用可能引發公眾輿論的不穩定甚至是大規模劇烈反應，并由此增加決策的不確定性。微靶向能夠通過虛假信息宣傳或瞄準軍隊中的特定個人或群體發送威脅信息。機器學習可以增強數據收集和分析能力，開發更精確的目標系統，但也可以促進信息戰和影響作戰。GPS欺騙可以捕獲、誤導對手設備、或掩蓋相關設施或活動，增加對手鎖定的難度。 長期國家安全應用：Deepfakes預計將變得越來越復雜，并更廣泛地為公眾所用。針對個人的微靶向能力正在提高。從長遠來看，電子欺騙技術預計將變得更加豐富和復雜，反電子欺騙技術也將持續發展。 發展的挑戰或限制：在這組技術中，應用于信息和感知操作的機器學習面臨著固有的局限性：算法依賴于訓練數據集，因此容易復制錯誤，可能不知道如何處理數據集中不包含的信息。算法還有可能被操縱來學習不正確的信息，容易被對手利用。

07

量子信息和傳感系統

量子科學結合了數學、計算機科學、工程和物理科學的元素來研究物質和能量的最小粒子：光子和電子。量子力學一直被推崇為破解許多現有數據加密代碼、創建無法破解的代碼、擊敗隱形技術、實現人工智能和機器學習、使海洋透明、創造新材料以及發現和治療疾病的解決方案。主要分為三類：量子傳感和計量(測量)、量子通信和量子計算。 量子器件的實際創造進展緩慢。**其中起決定作用的因素是使能技術，包括高度調諧的激光器、半導體和用于控制量子物體可以有效運行的環境的技術。**目前量子技術已經在實驗室中進行了演示，在小規模上進行了部署，或者進行了商業部署。然而，應用到國防或商業中，仍需要在可靠性、性能和成本方面進行改進。但可以預計，量子技術今后將有可能為作戰、信息安全、人工智能、材料科學、醫學、地質學和空間探索帶來重大變革。 當前能力總結：一些量子技術(例如，芯片級磁力計、芯片級原子鐘、量子慣性導航系統)已經在實驗室得到驗證，在小規模部署，或在商業上部署。在量子應用開發方面，量子計量和傳感技術已經展示了最高水平的軍事和商業實用性和就緒性。量子計算，另一方面，量子計算機仍然是高度實驗性的，在可用的量子計算機投入使用之前，必須解決許多技術難題。 潛在的軍事應用：量子科學和技術對國家安全的影響仍然更多地停留在理論層面。然而，預計將對通信和密碼學等軍事問題產生重大影響。量子傳感的潛在應用，特別是量子慣性導航系統和重力儀，在短期內很難達到足夠小、輕、低功耗或經濟高效的程度；量子通信和計算仍處于高度實驗狀態。 近期的國家安全應用：在計算方面，實體機器是最為基礎的，現有的量子計算機在很大程度上建立了原理證明；軟件和算法也處于類似的新生階段。最重要的潛在量子應用包括密碼學和密碼分析，在GPS拒絕的環境中實現精確定時和導航，識別水下和地下移動物體，揭露隱身效果，并精確定位電場傳感器和通信接收器。**然而，在未來十年中，這些技術類別很難發展到能夠部署在戰斗系統上或支持作戰行動的程度。 **

長期的國家安全應用：如果沒有軟件和算法，量子計算硬件本身無法發揮作用；研究人員估計，從系統設計計劃最終確定，建造和演示一臺大規模、容錯、基于門（gate-based）的量子計算機將需要至少8到10年的投資。目前還未有這樣的計劃。量子慣性導航系統和重力儀在短期內可能不會達到足夠小、輕、低功耗或低成本的水平。 發展的挑戰或限制：一些量子技術目前面臨著尺寸(體積太大而不能放在軍用飛機上)、精度或生產成本的限制。技術本身的固有限制如：由于無法超越光速，量子通信不能使數據傳輸更快。技術挑戰如：易受黑客攻擊、大量信息的存儲問題以及訪問所需的天基資產支持等。

08

機器人和半自主/自主系統這種系統可能對軍事行動甚至戰爭的性質產生重大影響。**美國及其主要競爭對手正在對UAV/UAS技術進行大量投資，并計劃應用于各種軍事任務。**一些研究表明，小型低成本無人機可以大量成群工作，可以攻擊對手的防御和自我保護系統，**其結果將導致未來戰爭將由自主系統所主導。**雖然該技術類型的成熟周期很可能超出預想的時間，但相較其他技術類型，無人系統發展較為成熟，即使其潛力未能全部發揮，也能對軍事行動產生巨大影響，并對威懾構成新的風險。 機器人和半自動系統的范疇包括：

當前能力總結：當前軍用無人機的特點是先進平臺和有效載荷的廣泛多樣性，但自主算法有限。**目前具有一定自主能力的無人機類型包括：**中等高度、長航時ISR和空對地打擊(MQ-9Reaper)；高空、長航時(HALE) ISR (RQ-4全球鷹)；以及低空ISR和有效載荷投送(FLIR Sky Raider)。 潛在的軍事應用：在網絡戰和電子戰之后，機器人和半自動系統具有最直接、也許是最大規模的潛在軍事意義。這些系統已經在反恐中廣泛使用；ISR并且在未來可能成為各種傳感、精確打擊、網絡戰或電子戰裝備投送、甚至空對空交戰的主導平臺。 近期國家安全應用：半自動無人機目前用于反恐和反叛亂行動，并作為許可的空氣環境的使能器。截至2019年，美國空軍幾乎連續不斷地保持70架MQ-9機載。**預計在未來五到十年發展的戰略能力包括對有人駕駛飛機的非致命支持；**協同集群情報、監視和偵察以及在被拒絕空域的輔助打擊：和遠程戰略轟炸和/或ISR。 長期國家安全應用：預計將長期發展的戰略能力包括在空對空戰斗中更容易區分敵友的能力(忠誠的僚機平臺)和更快、更大規模的協同ISR和在封鎖空域中對集群的輔助打擊。一系列地面、水面和海底以及太空領域的自主無人駕駛飛行器也在開發中。 發展的挑戰或限制：目前，大多數平臺的自主性僅限于各種形式的航路點飛行。此外，目前，一些平臺(如MQ9“收割者”和RQ-4“全球鷹”)在被拒絕或競爭的環境中生存能力很低。依賴人工智能DSSs的無人機也可能面臨一些與目標保真度相關的相同挑戰。在某些情況下，無人機的使用可能會面臨道德或法律約束，這可能會危及或限制R&D對此類系統的預算。

參考鏈接：

《數字孿生國防白皮書》編委會成員由工業4.0研究院、翼絡數字公司和天海防務研究院三家單位人員共同組成，工業4.0研究院院長胡權和天海防務北京研究院執行院長李方共同擔任編委會主任。在發布會上，工業4.0研究院院長胡權作為主要執筆人，以《數字孿生國防發展戰略》為題，介紹了“數字孿生國防”概念提出的初衷，以及設計該概念體系的方法，指出了未來10年、5年和1年的工作目標和推進方向。具體落實將依托UXV創新實驗室，加強無人系統的研究，在作戰模式、武器裝備和訓練創新等多方面探索人（無人）機結合和融合，將進一步推進數字孿生國防體系的演進和應用，切實幫助國防事業的發展和創新。翼絡數字國防工作小組的負責人劉繼業對《數字孿生國防白皮書》做了解讀，穿插對國內外主要武器裝備的型號和性能介紹，讓與會人員對“數字孿生國防”的理解更為深入，對數字孿生戰場、數字孿生裝備和數字孿生訓練的應用產生直觀的印象。作為參與《數字孿生國防白皮書》發布單位之一，天海防務北京研究院執行院長李方以《推進數字孿生國防應用的三點思考》為題，闡釋了專業資本跟國防創新的結合之必要，并結合自己的從業經歷現身說法，強調推動數字孿生國防技術專業化分工的必要性。胡權指出，這次發布《數字孿生國防白皮書》對基本概念體系做了定位，以后每年將根據全球數字孿生國防技術進展，結合到該領域的探索實踐，編寫新的《數字孿生國防白皮書》，為國防事業顛覆性創新發展提供理論和實踐的參考。

?世界各地的軍隊正在根據戰爭的發展開發、集成和使用機器人和自主系統 (RAS)。需要進一步思考這一過程在荷蘭境內發生的條件以及可能產生的挑戰和影響。HCSS 項目“軍事背景下的 RAS”試圖為這一討論做出貢獻。

在兩年的時間里，該項目產生了五篇公共研究論文，涵蓋了與在軍事背景下實施 RAS 相關的一系列主題。這些研究論文涵蓋了軍事適用性、倫理考慮、法律論述、合作要求以及 RAS 在軍事環境中的實施。所有論文都合并在此報告中，包括簡要總結分析的綜合報告和一系列六份情況說明書。 研究方法側重于獲取從業人員、研究人員、倫理學家、法律專家、行業專業人士、技術人員、民間社會組織、軍事人員和國防界其他成員的專業知識。這樣做不僅能夠收集對主題的多方面理解，而且還能將這些利益相關者獨特地聯系在一起，并促進他們之間具有挑戰性的討論。在項目過程中，與不同的咨詢委員會成員舉行了五次會議，指導了研究軌跡，并為其立場文件和研究論文草稿提供了寶貴的意見。還收集了來自 200 多名利益相關者的專業知識，參加了六場專家會議，其中涉及各種方法，包括基于場景的討論、設計會議、

次要目標是為公眾辯論提供信息，并在抵制流行的“殺手機器人”觀念的軍事背景下就 RAS 進行更細致的對話。為此，舉辦了關于 RAS 的道德困境的公開研討會，與 BNR Nieuwsradio 合作發布了五個 De Strateeg 播客，組織了會議和圓桌會議，并于 2021 年 2 月發布了一部 18 分鐘的紀錄片。

引 言

2019 年 12 月，普京在俄羅斯國防部董事會會議上發表講話時表示，“機器人系統和無人機正在被嚴格引入并用于戰斗訓練，這極大地提高了武裝部隊的能力。”幾個月后，俄羅斯國防部宣布了一項價值約 420 萬歐元的封閉招標，旨在“研究為新一代人工智能軍事系統創建神經網絡開發、訓練和實施的實驗模型”。雖然中國在公開場合遠沒有那么自夸，但他們的軍事優勢戰略是由人工智能和自動化的發展引領的，這導致一些分析人士認為，解放軍的目標是通過系統沖突和高度智能化的戰爭來主導。

這些觀點意味著一個更大的現象。世界各地的軍隊正在根據戰爭的第四次演變開發、整合和使用機器人和自主系統，需要進一步思考在荷蘭境內進行這一過程的條件以及可能出現的挑戰和影響作為結果。

HCSS 項目“軍事背景下的 RAS”試圖為這一討論做出貢獻。在兩年的時間里，該項目產生了五篇公共研究論文，涵蓋了與在軍事背景下實施 RAS 相關的一系列主題。該綜合將這些主題聯系在一起，并展示了該項目最相關的發現。下面總結了 HCSS 研究對道德要求、法律話語、合作伙伴合作、實施和概念開發和實驗的觀察，然后是關于 RAS 的軍事適用性的初級部分。

RAS的軍事適用性

機器人和自主系統 (RAS) 在軍事環境中提供了大量、重要且影響深遠的機會。為了觀察這些系統在這種情況下的適用方式并評估它們的效用，需要解決一些定義和概念：

1 自主性：人類賦予系統執行給定任務的獨立程度。根據系統自身的態勢感知（綜合感知、感知、分析）、規劃和決策，實現分配任務是自治的條件或質量。自主性是指一系列自動化，其中可以針對特定任務、風險水平和人機協作程度定制獨立決策。自主級別可以包括遠程控制（非自主）、操作員協助、部分自動化、條件自動化、高度自動化或完全自動化。

2 機器人：能夠通過直接的人工控制、計算機控制或兩者兼而有之來執行一組動作的動力機器。它至少由平臺、軟件和電源組成

3 機器人和自主系統 (RAS)：RAS 是學術界和科學技術 (S&T) 社區公認的術語，強調這些系統的物理（機器人）和認知（自主）方面。RAS 是一個框架，用于描述具有機器人元素和自主元素的系統。值得注意的是，RAS 的每個連續部分都涵蓋了廣泛的范圍。“系統”部分指的是廣泛（在我們的例子中為軍事）應用領域的各種物理系統。在計算機或網絡上運行的自動化軟件系統，包括“機器人”，即無需人工干預即可執行命令的軟件，不符合 RAS 的條件，因為它們缺少物理組件。“機器人”部分，指的是系統的物理布局，認為系統是無人或無人居住的。所有其他物理方面（大小、形式，無論是飛行、漂浮還是滾動等）都保持打開狀態。

4 致命自主武器系統 (LAWS)：一種武器，在沒有人為干預的情況下，根據人為部署武器的決定，在沒有人為干預的情況下選擇和攻擊符合某些預定義標準的目標，因為攻擊一旦發動，人為干預就無法阻止。

5 有意義的人類控制（MHC）：MHC 包括（至少）以下三個要素：（1）人們就武器的使用做出知情、有意識的決定；(2) 人們被充分告知，以確保在他們對目標、武器和使用武器的背景所了解的范圍內，使用武力符合國際法；(3) 所討論的武器是在現實的操作環境中設計和測試的，并且相關人員已經接受了足夠的培訓，以便以負責任的方式使用武器。MHC 是一個復雜的概念，在許多情況下，上述描述并不是決定性的。荷蘭官方的立場是，“所有武器，包括自主武器，都必須保持在有意義的人類控制之下。”

“殺手機器人”的言論已將公眾對軍事環境中機器人和自主系統的看法縮小為完全關于高度或完全自主系統使用致命武力的觀點。實際上，RAS 可應用于眾多軍事功能和任務，每個功能具有不同程度的自主性（見下圖）。機器人和自主系統的廣泛軍事適用性產生了無數和巨大的機會。未來幾年的挑戰是充分利用這些機會，發揮軍事優勢的潛力，同時降低所帶來的風險。

在這些功能中實施 RAS 會帶來重大挑戰，但也預示著軍隊將面臨更有效、更高效和更敏捷的新機遇。可以根據這些類別評估 RAS 繼續改進/再改進國防領域的潛力。

速度。在促進快速決策和威脅優先級排序的人工智能的幫助下，RAS 已經能夠超越人類的反應時間并縮短 OODA（觀察、定位、決定、行動）循環。

可靠性。將任務委派給機器需要高度的信任，但到目前為止，RAS 還不能證明在所有軍事應用領域都有足夠的可靠性。然而，我們對這些系統的信心將會增加，因為它們證明了它們在執行特定任務時的可靠性和有效性。

準確性。人工智能系統的面部圖像識別和感官能力已經超過了人類的表現水平，盡管無人系統比人類操作員更精確的說法受到廣泛爭議。

大規模效應。由于射程和耐力的增加，RAS 有能力增強對戰場的覆蓋范圍并壓倒對手。這種潛力的最好例子是“蜂擁而至”。

可達性。RAS 極大地增強了監視、情報、偵察和武器系統的可用存在點。

穩健性。在短期內，由于惡劣的天氣和任務的變化等意外條件，RAS 將比人類更容易失敗。這種脆弱性延伸到虛擬域：由于連接丟失、黑客攻擊和其他干擾可能導致系統無法運行。

安全。RAS 可以執行“枯燥、危險和骯臟”的任務，以便人類可以專注于更專業的任務并遠離火線。

成本。盡管最先進技術的獨家使用權將保留給最富有的玩家，但現在被認為是高度先進的系統的成本將在未來 20 年內下降，從而變得更加普及。

維護。考慮到系統的復雜性和涉及的多個（外部）合作伙伴，更新和升級 RAS 軟件和硬件可能會更加困難。

時間效率。RAS 可以 24/7 全天候高標準執行乏味且重復性的監控任務，無需休息，高效解決后勤規劃，快速超越人工多任務處理的極限。

靈活性。盡管 RAS 目前在執行特定任務方面表現出色，但在可預見的未來，人類仍將是最靈活的。隨著開發人員繼續創新當前系統，這種動態可能會發生變化。

適應性。RAS 具有高度自適應性，并且隨著時間的推移在系統生命周期（擴展、擴展、升級等）期間易于重新配置，以便跟上動態環境中出現的新要求。

外部合法性。因此，軍方與 RAS 的接觸必須在他們（可能）提供的先進能力與其所服務的社會的價值觀和規范之間取得平衡。

內部合法性。RAS 的信任和組織規范化將隨著時間的推移而得到加強。隨著對系統的理解、可預測性和熟悉度的提高，它們在組織內的合法性將得到鞏固。

許多國家認識到這種潛力并意識到需要在瞬息萬變的國際舞臺上具有軍事競爭力，因此將 RAS 用作其武裝部隊的一部分（圖 2）。然而，盡管有明顯的機會，但在軍事環境中實施 RAS 并非易事。許多實際和理論挑戰阻礙了實施過程，需要政策制定者、創新者、研究人員、國防界和民間社會成員之間的討論，在許多情況下，這些挑戰考驗著我們賴以監管、開發、獲取、整合和使用其他軍事技術。為了分析這些挑戰，重要的是確定 RAS 系統生命周期的三個階段：開發、集成和使用（圖 3）。下一節總結了在 HCSS RAS 項目期間探索和分析的理論考慮（道德和法律）和實際考慮（私營部門合作和概念試驗與開發）。

RAS的開發是一個硬件和軟件設計和生產的動態過程，在后期根據系統測試、集成、監控和使用的結果不斷地重新審視。RAS的設計和開發需要國防部門和私營部門之間更深入的互動與合作。因此，私營部門在塑造 RAS 生命周期的發展階段和解決與該階段相關的理論和實踐考慮方面發揮著關鍵作用。

這一階段涉及 RAS 的組織嵌入，由此與系統開發者/生產者的關系發生變化，新的參與者（例如實際的軍事最終用戶）出現或獲得更主導的角色。在這個階段，“交接”變化的性質引發了關于不同參與者角色的新問題。

在作戰環境中使用 RAS 會影響軍隊的工作方式、與誰合作以及在什么條件下工作。這是因為相關系統的更大自主性促使操作員和指揮官以“更高的抽象層次”與系統進行交互。除了部署之外，這個階段還包括RAS的維護和服務。

結 論

機器人和自主系統代表了軍事領域的轉變。它們提供了顯著的軍事能力，以擴大軍事行動的質量、范圍、效率和安全性，并正在改變我們現在和未來對抗沖突的方式。RAS 功能正在實施，不僅是荷蘭武裝部隊，還有我們的潛在對手。技術、運營、法律和道德問題，以及這種新興技術的潛在擴散是復雜且相對較新的。

隨著新發展的出現和在運營使用過程中獲得經驗，我們概念化、設計、建造和運營 RAS 的方式將需要反復重新考慮。這也意味著需要不斷的知識開發、概念開發和實驗。為了充分了解 RAS 的潛力及其作為軍事工具箱中重要戰略工具的要求，必須在操作環境中進行實際測試。

要讓行業充分參與這些市場，在這個快速發展的領域中共同開發和共同試驗需要不同的思維方式。在產品完全成熟并且操作使用表明它們被充分理解和可預測之前，RAS 將需要通過短周期創新過程進行不斷調整。

在軍事背景下開發和實施 RAS 將需要持續關注、創造性的大局思維以及與利益相關者（包括政策制定者、學者、倫理學家、律師、行業專業人士、技術人員、民間社會和國防界）的強大合作網絡。

由中國信通院及工業互聯網產業聯盟聯合編寫的《工業互聯網平臺白皮書 2021（平臺價值篇）》（以下簡稱《白皮書：平臺價值》）正式發布。《白皮書：平臺價值》結合工業互聯網平臺應用推廣趨勢與產業界需求，提煉構建平臺賦能價值體系，同時研究分析了價值導向的平臺能力選型。

//www.aii-alliance.org/index/c145/n2781.html

《白皮書：平臺價值》共分為三大部分，第一部分為平臺應用態勢及價值內涵分析，該部分對平臺發展階段進行了判斷，并詳細闡述了平臺應用價值體系；第二部分為平臺應用體系多維分析，通過國內外平臺賦能案例梳理得到“應用價值-業務場景”、“業務場景-平臺能力”、“應用價值-平臺能力”二維熱力圖，并結合熱力圖對平臺應用場景、價值、平臺能力之間的復合關系進行了詳細分析；第三部分為總結及展望，對平臺未來應用價值、賦能場景、提供能力進行了展望。

《白皮書：平臺價值》的發布將為工業互聯網平臺進一步發展及制造業數字化轉型提供參考和借鑒。下一步，中國信通院與工業互聯網產業聯盟還將圍繞工業互聯網平臺其他領域深化研究，推出專題性白皮書，歡迎大家持續關注。

來源：中國信息通信研究院、中國互聯網協會和中國通信標準化協會

　　2021年，中國信通院依托中國互聯網協會“數字孿生技術應用工作委員會”以及中國通信標準化委員會“數字孿生標準子組”平臺，繼續聯合業界企事業單位，第四次發布數字孿生城市白皮書，觀察數字孿生城市發展最新動態，持續引領行業發展。

　　白皮書從政產學研用、五大技術領域等多視角系統分析今年以來數字孿生城市發展十大態勢，梳理數字孿生城市發展中的標準體系和應用場景，并提出了具體創新舉措。

　　白皮書指出，在政產學研用協同推進下，數字孿生城市發展呈現良好態勢，面臨問題與挑戰也更加突出，標準引領、應用驅動的發展方向逐步明晰。

　　一是數字孿生城市共識逐漸形成。隨著數字孿生城市的發展興起，城市信息模型、實景三維城市、物模型、城市仿真等相關概念與技術得以加速發展。業界普遍認為，各條技術路線最終都將走向數字孿生城市，應綜合以上各領域的突出優勢，集地理信息、物聯感知、信息模型、算法仿真、虛實交互等技術能力于一體，支撐構建未來城市發展新形態。

　　二是數字孿生城市發展呈現協同推進態勢。從數字孿生城市主要涉及領域看，物模型標準興起，推動城市感知設施孿生互通互認；空間地理信息進入新型基礎測繪階段，有力支撐孿生底座構建；城市信息模型市場活躍，模型數據深度融合有望實現；城市跨學科仿真、云化仿真推進步伐加快；虛實交互呈現出供給側低代碼構建、需求側跨終端智能體驗的發展態勢。

　　三是進入探索建設期后，標準規范與應用場景將成為數字孿生城市驅動之雙輪。在標準方面，應圍繞地理信息、物聯感知、信息模型、城市仿真、交互控制五大技術體系的集成與互通，加強布局研究、聚焦總體謀劃、建設推進、后期運營三環節全過程的痛點堵點。在應用方面，應進一步體現時代特征與問題導向，發揮數字孿生技術精準映射、虛實互動、智能操控等特點優勢。

導讀：工業智能以工業數據為基礎，人工智能算法為核心，其他先進信息技術為輔助，通過對工業產業鏈中的各個環節、對象進行深度滲透與改造，面向工業場景提供綜合智能技術解決方案，從而達到重塑工業形態、提升工業能效的目的，也即以增量帶動存量，以創新引領革新。工業智能促使工業產業形態躍遷，智能化、網絡化、信息化將成為工業產業下一階段的新標簽，通過重塑工業形態、提高生產效率、優化資源配置、創新生產模式，工業智能將通過綜合智能技術釋放工業產業的巨大潛力。

《工業智能前沿報告》分析了工業智能在全球范圍的發展態勢，并對我國工業智能發展現狀進行解讀，從政策、產業、技術等多視角分析工業智能核心要素。報告針對工業智能所涉及的人工智能數據、算法、模型及其與5G、多模態計算等先進信息技術融合等方面進行具體分析，闡述工業智能發展中相應的技術趨勢以及現存的工程難題，通過研究現有問題，指出工業智能的發展瓶頸和突破方向。最后，給出工業智能發展的相關政策建議，展望工業智能的重要方向。