（2020年2月5日，美海軍陸戰隊網絡空間司令部的海軍陸戰隊員在馬里蘭州米德堡拉斯韋爾大廳的網絡作戰中心觀察計算機運行情況。海軍陸戰隊開展進攻性和防御性網絡作戰以支持美國網絡司令部，并操作、保護和保衛海軍陸戰隊事務網絡）

沖突的勝負取決于軍事抵消，也就是國防單位可以用不對稱的方式來打擊對手的優勢。隨著大國競爭、對手技術的超常發揮以及不斷擴大的戰場，傳統的抵消手段往往被人工智能（AI）所增強。然而，國防部（DOD）將人工智能投入使用的能力剛剛起步。五角大樓采用的最初的人工智能計劃側重于將商業能力轉移到國防部門，因此強調技術性能，不強調以任務為導向的功能。因此，最初的試點項目未能進入現實世界的作戰環境（OE）。

人工智能的實用化

實用化取決于這樣一種認識，即人工智能不是一種最終狀態，而是實現軍事優勢的一種方式。為此，人工智能相關方法的技術執行必須與作戰環境相結合。這種考慮與傳統思維不同，因為人工智能解決方案的開發通常是為了實現某種統計閾值（例如，召回率、精確度），而不是軍事目標（例如，增加對峙距離）。

這一動態被 "算法戰"一詞所混淆，目前該詞混淆了技術和軍事特征。算法戰旨在減少處于危險境地的作戰人員的數量，在時間緊迫的行動中提高決策速度，并在人類無法操作的時候和地方進行操作。然而，這些目標都不涉及數學或計算機科學；它們完全建立在軍事最終狀態之上。問題是，在五角大樓走上人工智能的道路之前，科學、技術、工程和數學學科與軍事目的之間的橋梁從未建立。

所需的橋梁是一個指導和評估人工智能實用化的框架，一邊是算法性能，另一邊是任務效用。這樣的組合確保了數學方程可以證明或從數字上驗證一個人工智能系統，而定性的基準則保證了實際應用。其結果是算法戰不僅基于統計數據，而且基于更廣泛的作戰相關性架構。這種相關性體現在五個要求上：

• 最低限度的生存能力。
• 適應未知和不可知情況的能力。
• 將洞察力置于信息之上。
• 應用所需的自主性水平，以及
• 戰場準備就緒。
• 這些要求首次為評估軍事人工智能項目和定義成功奠定了基礎。

將技術方法和國防條令結合起來

為軍事人工智能項目制定有效性措施（MOE）需要將研究和技術方法（例如，基礎理論）與美國防部的條令相結合。如果沒有這種映射，算法戰就會淪為算法開發過程，而不是作戰部署。例如，一個旨在檢測視頻中目標的計算機視覺算法（如地理空間情報分析）被簡化為該模型發現的車輛數量或其發現這些車輛的準確性。那么，成功是指該算法在85%的時間內正確找到車輛。

但在軍事行動中，85%的時間檢測到車輛有什么用？這就是維護理論的完整性所帶來的背景。以上面的例子為例，評估同一算法時不是看它正確探測車輛的頻率，而是看它對任務的影響：由于該模型的存在，分析人員識別感興趣的車輛的速度提高了95%。這樣的方法將算法的設計與任務的部署聯系起來。雖然這似乎是常識，而且這種關系甚至可能在項目文件中被模糊地表示出來，但在國防部的任何地方都沒有一個表示的標準。

評估標準仍然需要保持解決方案的獨立性（即，無論情報類型、使用的算法、部署的作戰環境或任務要求如何，這些標準都適用）。因此，在這項研究中，人工智能原則被編入可量化的屬性和指標中，與系統和程序無關。評估標準也以 "去 "與 "不去 "的方式進行表述，以創建一個符合邏輯的、自上而下的層次結構，與相關的聯合出版物同義。其結果是規范、監測和評估國防部人工智能系統的基線。

國防人工智能運作的框架

如前所述，可實操化的人工智能是由任務效用的五個方面定義的人工智能：最低限度的可行性、適應未知和不可知情況的能力、洞察力優先于信息、應用所需的自主性水平以及戰場準備情況。這些MOE中的每一個都是算法戰的基礎。對這些信息的分析產生了一個全面的框架，其中包括每個MOE的指標和效果。整個框架是以條令定義和程序為基礎的。

（2017 年 11 月 1 日在華盛頓特區舉行的 NVIDIA GPU 技術大會期間，顯示屏展示了用于執法的車輛和人員識別系統。該大會展示了人工智能、深度學習、虛擬現實和自主機器。）

衡量有效性

衡量有效性的軍事程序依賴于一個自上而下的架構。這意味著，只有當一項措施的每一個指標也存在時，該措施才會存在。同樣，一個指標只有在該指標的所有影響也存在時才會存在。這是一個二元的、全有或全無的過程，可以像常規軍事活動一樣隨時適用于人工智能。

在傳統的高價值目標（HVT）生命模式分析中，一個MOE定義了軍事行動的一個預期結果（例如，高價值目標移出責任區[AOR]）。該MOE的所有定義指標必須得到滿足，因此不能任意或有選擇地稱之為成功。例如，情報應該表明：(a) 在新的責任區發現了HVT，(b) 在新的責任區發現了已知的HVT同伙，以及(c) HVT在新的責任區獲得了基本的生活支持系統（例如，住房，交通）。隨后的效果遵循同樣的過程：支持指標 "a "的效果可能包括識別已知的物理特征和探測通信信號。

因此，盡管常規和人工智能MOE在戰術執行上有所不同，但決策驗證的基本系統是相同的。只有在對人工智能領域有基本了解的情況下，才能驗證人工智能MOE，這與情報部門制定的MOE不能由作戰部門驗證的情況是一樣的。

描述有效性--技術浪尖

算法戰是通過人工智能手段進行的戰爭。人工智能手段是指那些不僅是智能的（收集和應用洞察力），而且是人工的（以人類無法做到的方式對智能采取行動）。在沒有人類干預的情況下，系統必須學習如何為自己表示數據。這方面的另一個術語被稱為機器學習。有不同類型的機器學習，但當涉及到戰場時，無監督的機器學習將成為黃金標準，因為它的靈活性和從未知和非結構化信息中獲取輸出的能力。在這個黃金標準中，一種被稱為深度學習的特定方法是獨一無二的，它能夠更精確地表示復雜的問題。鑒于戰場的動態性質，更精確地表示復雜問題的能力是最重要的。

因此，算法戰只能通過以下方式實現：(a) 工作系統（最低限度可行）能夠（b）從未知和不可知的場景（無監督）中自行學習，同時（c）將復雜的戰場環境轉化為有用的洞察力（啟用深度學習）（d）幾乎沒有無指導（自主）和（e）在實時任務環境中（戰場準備）。這些MOE和圖中的架構是人工智能實操化的第一步；它們為如何凝聚技術和操作因素奠定了基礎，同時也使任何人工智能項目的 "成功 "標準化。

（圖 數字算法(人工智能)戰爭的有效性度量）

人工智能作戰必須發揮作用

最低限度的可行性檢驗了算法戰是否積極地改變了作戰環境。"積極改變作戰環境 "意味著存在著競爭優勢和性能改進，證明人工智能的部署是合理的。該理由來自行業指標（技術因素）、針對類似系統的排名以及對人類操作員的效用。

在翻譯的例子中，一個自然語言處理算法在以下情況下是最可行的：（1）行業指標證實它準確地將地面真相數據翻譯成正確的語言；（2）該算法在同一技術類別和OE中優于其他可用算法；（3）機器翻譯優于人類。

與最低生存能力相關的競爭優勢和性能改進因素是必要的，因為如果沒有這些因素，非算法衍生的戰爭將更加有效--因此，否定了對可操作人工智能的需求。

靈活和適應性強的系統

無監督算法是實戰任務的理想選擇，因為它們的靈活性和即使在未知情況下也能得出洞察力的能力。簡而言之，無監督系統可以在沒有預設信息的情況下運行，并在新信息出現時學習。

可以從敵人交戰的例子中得出一個常規的等價物。例如，部署的服務成員在交火結束之前并不知道交火會如何發展。然而，他們被期望在沒有警告的情況下對敵人的火力做出適當的反應，并對新的對手的運動和活動得出相關結論。

成功的算法戰項目將需要在戰術執行和長期學習能力方面表現出與軍人相同的適應性。

減少任務的復雜性

回顧一下，深度學習可以降低復雜性。在實際任務中降低復雜性是關于如何表示和理解信息。正如人類一樣，有效的算法戰是以模式檢測、推理和問題解決為前提的。

模式檢測本質上是獲得知識，然后可以概括地預測未來的未知情況。假設一個部署在機場的非航空部門的軍人看到一架直升機從頭頂飛過。這個人注意到該直升機獨特的物理特征，如整體尺寸或串聯旋翼。這些獨特的特征將直升機與其他變化區分開來，隨著時間的推移，服役人員可以利用學到的視覺線索在整個機群中選擇正確的直升機。人工智能以同樣的方式識別視覺模式；在隨后的觀察中反復學習直升機特征。然后，這些特征被概括為區分一架直升機和另一架直升機或一架直升機和非直升機。

推理改進了知識的獲得，以便發現環境中的微妙之處，并將這些微妙之處邏輯地聯系起來。例如，如果在某些天氣模式下從未見過直升機，推理將推斷出天氣（OE的次要元素）影響了飛行能力。有了人工智能，惡劣的天氣會增加二次確認，即沒有旋翼的飛行物不是直升機。

最后，順序問題的解決將一個大問題（即如何駕駛直升機）分解成更小的問題（即飛行路徑是什么，有多少燃料，需要多少飛行員，等等）。因此，如果不降低復雜性，算法戰將缺乏將信息轉化為洞察力的能力。

在很少或沒有指導的情況下運作

由于算法戰假定利用了非人類的手段，人工智能必須獨立地制定和裁決行動方案。而人工智能必須根據自己的決策、反應能力和對形勢的認識來完成這一裁決。

決策是一個在環境中發展和解決選擇的問題。在一個慣例的環境中，一個指揮官面對相互沖突的情報、監視和偵察飛行路線，會制定一個資產優先級矩陣，然后根據這些要求進行沖突處理。這不僅僅是一個產生可行方案的問題，而且還要弄清楚這些方案中哪個對整個任務最有利。為了做到這一點，系統必須能夠融合決策標準（例如，資產的數量、收集要求、飛行時間等）。必須有傳感器來定義決策標準（例如，飛機燃油表或人類/口頭提示）。然后，必須對所有可用的選項進行修剪。最后，系統必須認識到當前狀態的變化，并對該變化產生的新信息做出反應（例如，航空資產的駐留時間結束，所以不再需要解消沖突）。

響應性是對決定性的補充。也就是說，系統能否在規定的時間內對它從未見過的情況作出適當的反應？要做到這一點，系統必須具備必要的態勢感知功能：攝入、處理、迭代和行動。所有的指標都能確保可操作的人工智能改善決策時間表，而不是抑制它們。

將人工智能推向現實世界

戰場準備度是衡量系統是否能在實際任務空間中運作的標準。由于任務限制是巨大的，人工智能不能在實驗室里開發，而不預先考慮它將如何在現實世界中運作。明確地說，實驗室人工智能的局限性并沒有被戰場所規避，而是被放大了。開放式架構受到軍事基礎設施的限制。不可知的管道被孤立的、傳統的系統所困。普及的高速網絡一旦部署到前方就會變得零星或斷斷續續。而商業部門普遍存在的未經審核的專家則被訪問受限的用戶社區取代，他們幾乎沒有人工智能的專業知識。

簡而言之，人工智能必須補充，而不是混淆正在進行的行動。從一開始就解決任務限制，然后必須包括與現有系統的整合和溝通。此外，這種整合應該進行測試或鑒定，以便在部署前證明效用，以及這種效用的左右限制。這就像軍事人員被授予可部署性的范圍一樣，或者反過來說，糟糕的體能測試會導致不可部署性的發生。

五個可操作的人工智能MOE共同代表了初始和完全操作能力（IOC/FOC）的標準閾值。使用MOE框架中的決策門做出的IOC/FOC決定將加速人工智能的采用并改善美國在算法戰爭領域的定位。

（圖 軍事人工智能發展的目標之一是在人類智能代理團隊中將戰場上的士兵與無人駕駛車輛直接聯網，這將加速情報收集、目標識別和火力任務執行。）

建議

如果沒有一個支持算法戰的人工智能操作框架，當前的美國防部計劃將會失敗。本文提出的框架是第一個在國防人工智能領域定義成功的框架，并將為政府監督提供必要的問責措施。

雖然本文的意圖是對算法戰爭的不可知的解決方案，但額外的研究是必要的。應指定資金用于將這一框架串聯到具體的系統、學科和項目。為了支持這一努力，獲取機密材料和對機密系統進行定量實驗將是至關重要的。定量實驗不僅可以驗證本文的前提，還可以開始創建一個網絡來比較和改進國防人工智能測試和評估。也就是說，在多種環境、系統和問題集中持續、一致地使用MOE架構將使人工智能項目在一個單一、共同的評估框架下保持一致。為此，本文介紹的MOE架構支持兩種功能：（1）通過迭代改進 "走-不走 "決策門的結果來實現更有效的系統；（2）通過比較各自的MOE來決定各種系統。

從戰略上講，圖中概述的架構應該被整合到國防部的采購、技術和后勤流程中。目前的范式不是為人工智能項目的指數增長和非傳統性質而建立的。圍繞普遍的評估標準校準當前和未來的國防部人工智能解決方案將實現標準化，同時加快耗時的采購流程。此外，負責企業人工智能活動的組織應在其工作中實現框架的標準化，以便更迅速地將應用研究和開發過渡到業務使用。

不過，組織的努力不應停留在政策上。目前，國防部沒有利用軍事人員進行人工智能活動的機制。具體來說，沒有與人工智能相關的軍事職業專業（MOS），也沒有官方系統來識別和分配熟練人員到人工智能項目。其結果是缺乏可用的混合人才；也就是說，既精通人工智能又精通任務的人員。建立一個數據科學或以人工智能為導向的MOS，類似于在網絡領域發生的情況，將使人工智能能力的運作更具可持續性。它還將以越來越多的合格軍事人員來充實小規模的合格人工智能專業人員庫。另外，傳統的MOS可以適應現代戰爭的特點。例如，在一個多情報融合普遍存在的世界中，特定學科的情報分析員可能并不重要。修改或增加人工智能技能標識或專業將遏制MOS相關性的下降。

在戰術上，五角大樓對人工智能的推動需要伴隨著一場自下而上的運動，這樣采用人工智能的組織就不會簡單地被賦予一種沒有背景的能力。相反，他們應該在他們帶來的抵償中擁有積極的發言權。基層的努力可能包括在IOC/FOC設計計劃之前在單位層面進行影響分析和壓力測試，以了解脆弱性和優先需求。

結論

人工智能的操作是一項以任務為中心的努力，必須在戰術上有意義，才能產生任何戰略影響。在為地面部隊帶來切實的投資回報之前，人們對算法戰爭的價值普遍猶豫不決；因此，對抗性的超限戰將成為一個越來越無法獲勝的現實。

國防部不能在沒有操作這些項目的框架下繼續執行人工智能項目。本文介紹的架構正是通過加速和規范政府通過高度創造性的、具有操作性的技術發展人工智能能力的努力來實現的。

圖 陸軍現代化工作延伸到陸地、空中、海洋、太空和網絡空間，以確保未來的部隊能夠在任何戰場上發揮優勢。

根據"美國陸軍現代化戰略：國會監督考慮"，美國不再對其近鄰對手保持質量和數量上的優勢，而且陸軍的許多領導人和士兵都沒有接受過對抗近鄰威脅的訓練。因此，美國陸軍必須將自己轉變為一支多域的部隊，能夠在競爭、危機和沖突中實現超常發揮并擊敗其近鄰對手。這一挑戰是艱巨的，但卻是必要的。在 "多域作戰：推動變革以贏得未來"一文中，帕金斯將軍寫道，需要改變陸軍的作戰概念。帕金斯（2017）解釋說：

• 多域作戰是一個由主動選擇驅動的概念，并以失敗的威脅為依據。它是陸軍作戰概念的演變，詳細說明了對俄羅斯新一代戰爭以及中東地區持續挑戰的回應。它承認，美國正在到達一個可以通過選擇進行變革的時期的終點，而不至于遭受嚴重損失。陸軍必須發展和改變。(p. 9)

因此，最近和未來的條令尋求將陸軍從一支注重反叛亂的部隊過渡到一支注重多域作戰（MDO）的部隊，體現出多域作戰的原則。陸軍必須以無與倫比的團結努力來接受這些信條，以建立一支靈活的部隊，能夠建立融合和決策主導權，具有鞏固成果的耐力，并有能力在沖突和大規模作戰行動（LSCO）之前保持競爭。為了在多域環境中獲得成功，陸軍需要新的指揮和控制系統，更現實和苛刻的訓練，靈活和適應性強的編隊和能力，以及了解任務指揮和紀律性主動性是在競爭、危機和沖突中取得成功的基本要素的領導人。

競爭、危機和沖突

圖 2022年11月23日，在波蘭Bemowo Piskie舉行的Bull Run實彈演習中，被分配到第1騎兵師第3裝甲旅戰斗隊第8騎兵團混沌連的士兵在一輛布雷德利戰車的火力支援下向目標前進。

美國打了二十年的雙線反叛亂戰爭，沒有鞏固任何實質性的成果，也沒有取得任何道義上或實際上的勝利。然而，在同一時期，近鄰對手卻在重大沖突以下的競爭時期推進、訓練并鞏固了成果。俄羅斯入侵格魯吉亞，并在入侵前花了幾個月在烏克蘭邊境集結。如果美國繼續允許競爭對手保持其主動權，未來的沖突就不可避免。

道格拉斯-麥克阿瑟將軍在西點軍校的告別演說中稱贊柏拉圖說："只有死去的人才看到戰爭的結束"（MacArthur, 1962, 第26段）。競爭和危機導致美國與一個近似的對手發生沖突，這只是時間問題。在不久的將來，以小規模沖突或為爭奪資源而進行的小規模交戰，或在俄羅斯入侵前為保衛烏克蘭等國家而進行的沖突，越來越有可能。這些沖突也可能導致為捍衛國家利益的大規模戰斗。陸軍還沒有準備好。陸軍部長在其年度講話中概述了陸軍的六個目標，前兩個目標專門針對近鄰威脅。第一個目標是 "在不確定性中使陸軍走上可持續發展的戰略道路"（Wormuth, 2022, 第3段）。第二個她說："陸軍必須找到一種方法，在面臨日益增加的財政壓力的同時，將我們所需的尖端編隊投入戰場，以開展MDO"（沃姆斯，2022年，第3段）。因此，陸軍在應對近鄰威脅時的可持續性和成功在于其執行多域行動的能力。現在是準備和訓練的時候了。

在陸軍領導人了解他們需要如何準備和訓練之前，他們必須了解他們需要如何對抗已經使用自己版本的MDO的近距離威脅。每個梯隊的陸軍領導人都必須了解MDO及其基本原則，并對他們自己和他們的組織進行任務指揮培訓，并在最低層行使紀律性的主動權。MDO的基本原則是敏捷、聚合、耐力和深度（陸軍部，2022，第3-2頁）。敏捷、耐力和深度對陸軍在多域作戰中的成功至關重要，但本文試圖討論融合、成功運用任務指揮和決策主導之間的關系，作為多域作戰成功的基礎支柱。

融合

如果美國陸軍要在多域作戰中取得成功，我們必須成功地運用所有的原則。這首先需要對編隊進行重組，并對多域能力進行重組。具有多域能力的編隊必須在需要的戰區內進行部署。融合要求部隊在所有的領域都有姿態和能力取得成功。陸軍部（2022）指出：

• 融合是一種結果，它是通過協調使用來自多個領域和梯隊的能力，對任何領域的決定性點進行組合，對一個系統、編隊、決策者或一個特定的地理區域產生影響。(p. 3-3)

簡單地說，融合是指為實現一個更高的目標而統一使用來自多個梯隊和領域的能力。融合使用多領域的能力，但依賴于在空間的正確時間使用這些能力和效果，同步實現一個更高的目的或目標。融合是多域行動的一個關鍵原則，但其成功需要有效的任務指揮和決策主導。顧名思義，指揮和控制（任務指揮）以及有紀律的主動性能夠實現融合，因此對執行決策主導權至關重要。指揮官必須堅持訓練和演練使用任務指揮的原則，以成功運用他們的多域能力。

任務指揮

圖 2013 年 9 月 1 日，分配給美國陸軍航空日本營的一架 UH-60 黑鷹直升機準備降落在太平洋海上的日本海軍驅逐艦村雨 (DD 101) 。這次歷史性的著陸標志著這是美軍直升機第一次降落在日本艦艇上。

根據陸軍部（2019年）的說法，任務指揮是 "陸軍的指揮和控制方法，賦予下屬決策權和適合情況的分散執行權"（第1-3頁）。指揮官將指揮和控制作為行使其權力和提供組織指導的方法，以完成任務目標。當陸軍編隊有未經訓練和未經證實的下屬時，指揮官必須提供更多的控制和指導，以確保任務的完成，但這并不是首選的方法。當下屬領導在指揮官的意圖或戰區戰役的意圖范圍內執行有紀律的倡議時，就會出現分散執行。沒有有能力和有意愿的領導人，就不可能有有紀律的主動性。為了實現和促進有紀律的主動性，指揮官必須將信息傳播到最基層，以促進組織的共同理解。

共同的理解取決于兩個關鍵的基礎要素，即當前形勢和指揮官的意圖。當前的情況就是現在的作戰環境。作戰環境是復雜的、快速變化的、不斷發展的，因此信息流必須是持續的。指揮官的意圖提供了明確的目的，并詳細說明了指揮官期望的最終狀態。它是任務指揮的一個重要原則。指揮官必須了解公布其意圖的重要性，而不是依靠參謀部為他們做這件事。根據柯林斯（2020）的說法：

• 太多時候，參謀部在沒有指揮官意見的情況下計劃和制定行動。指揮官在計劃過程中沒有發揮積極作用，因此沒有充分提供所需的意圖。沒有指揮官的意圖，下級就不能利用他們的判斷力和主動性來做出促進上級指揮官意圖的決定。其結果是層層遞進的行動與指揮部可能真正想要執行的行動相去甚遠。(第3段)。

一個有效的指揮官意圖提供了什么，為什么，以及如何導致有效的任務指揮和完成。當指揮官提供一個可靠的指揮官意圖時，他們就會建立一個共同的理解，士兵們就能取得無限的成就。喬治-巴頓將軍有句名言："永遠不要告訴人們如何做事情。告訴他們該怎么做，他們會用他們的聰明才智給你帶來驚喜"（庫克，2015年，第2段）。為此，指揮官的意圖有助于下屬形成共同的理解，使他們能夠在沒有命令的情況下迅速行動，并抓住、保持和利用主動權。紀律嚴明的主動性還要求指揮官接受風險，允許下屬在最初的指導下進行，以實現戰役的意圖和期望的最終狀態。

指揮官做出決定并承擔可接受的風險，以奪取主動權并完成任務，但在這種情況下，接受風險的目的是賦予下屬權力。根據陸軍部（2019年）的說法。

灌輸風險接受與創造一個不僅鼓勵下屬承擔風險，而且容忍錯誤的環境是相輔相成的。指揮官認識到，下屬最初可能不會完成所有任務，而且可能會出現錯誤。指揮員訓練下屬在不確定的情況下按照指揮官的意圖行事。指揮員給予下屬犯錯和學習的自由。(p. 2-7)

在艱苦的現實主站部隊訓練中，風險的接受尤為關鍵，在戰斗訓練中心（CTC）的輪換中達到高潮。下級通過指揮官、下級領導和CTC的觀察員教練/訓練員（OCTs）的良好指導學習最佳做法。這些活動促進了整個指揮系統的相互信任。士兵們學會行使良好的判斷力和有紀律的主動性。各級指揮官、領導和士兵都必須明白，有紀律的主動性超出了散兵坑和前線的范圍，這一點至關重要。

成功地執行匯合和實現決策主導權取決于指揮所和戰術行動中心（TOC）的工作人員和人員，以及他們快速處理信息和做出決策的能力，為敵人提供多種困境，保持作戰節奏和陸軍編隊內的重點。

圖 第 3 步兵師第 28 步兵團第 1 營的士兵在日本 Aibano 訓練區的城市地形軍事行動訓練中等待另一個小隊清理一個房間，同時與日本地面自衛隊成員進行雙邊演習-國防軍第 15 快速部署團在 2021 年 6 月 7 日 21 日至 2 日的東方之盾演習中。東方之盾是美國陸軍和 JGSDF 最大的雙邊野戰訓練演習，正在日本各地進行，以增強互操作性并測試和完善多域和跨域作戰。

指揮和控制系統

如果沒有訓練有素的士兵、經過測試和驗證的流程、網絡和指揮所，就不可能實現融合。人才管理對于軍隊組織內指揮和控制系統的成功至關重要。指揮官必須了解人才管理對于融合、實現決策主導權和成功執行MDO所必需的重要性。陸軍部（2021年）指出：

• 創新和變革的加速將增加對我們人員的技術和認知要求，產生新的人員和培訓要求。我們正在改變我們的戰斗方式，我們用什么戰斗，以及我們如何組織，但我們也必須改變我們的訓練方式。(p. 27)

訓練對成功至關重要。指揮官必須明白，人才管理要求他們不要把他們的參謀部變成不合格和不稱職的士兵的垃圾場。士兵和領導都必須保持熟練，并不斷接受新的和新興技術的培訓，這些技術旨在傳輸實時和預測未來作戰環境的變化，以及敵人的組成和行動，這些都是過渡到千年發展目標。參謀人員必須成為訓練有素的信息渠道，使指揮官和下屬領導能夠快速做出明智的決定（陸軍部，2021a）。

決策主導強調指揮官、領導和所有梯隊的士兵在幾秒鐘內而不是幾小時或幾天內處理信息，然后在摩擦點上做出決定，或向指揮官提出知情建議，以便快速決策。快速解讀和傳遞具有時間敏感性的情報有助于指揮官及其編隊行使紀律性的主動權，并在指揮官的意圖范圍內果斷行動。決策主導權的核心是為了鞏固成果，防止敵人獲得主動權和實現自己的目標而進行的知情和迅速的侵略行為。訓練有素、有能力、有紀律的士兵和領導人需要高效、有效、經過驗證的程序、網絡和指揮所來推動決策主導權的成功。

決策主導權

決策主導權是一個與陸軍對MDO和LSCO的關注有關的熱門詞匯，但這個詞并不新鮮。近二十年前，梅里克-克勞斯將 "決策主導權 "作為一個作戰概念，建立在之前的 "基于效果的行動和快速決定性行動 "的概念之上（克勞斯，2003年，第1-2段）。克勞斯的定義側重于通過支配敵人的決策過程來剝奪他們的決策能力，而不僅僅是摧毀軍事資產和平臺。它的中心思想是："當敵人因為沒有可行的選擇而無法有效作戰時，它就會停止戰斗，也許在雙方發生重大傷亡之前"（克勞斯，2003，第5段）。克勞斯和今天的陸軍領導人一樣，相信通過利用技術和取得長期的成功，可以實現決策主導權（克勞斯，2003）。

在 "陸軍多域轉型：準備在競爭和沖突中取勝 "中，陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍討論了技術的重要性和軍隊轉型的需要。在陸軍部（2021年）中，麥康維爾指出："這種大膽的轉型將為聯合部隊提供尖端技術的范圍、速度和融合，這些技術將提供贏得下一場戰斗所需的未來決策主導權和過度匹配"（第i頁）。為了完成決策主導權，陸軍指揮官和領導人必須首先了解它是什么。陸軍部（2020b）指出。"決策主導權是一種理想狀態，在這種狀態下，指揮官的感知、理解、決定、行動和評估比對手更快、更有效"（第8頁）。這個現代定義是對克勞斯最初定義的擴展，他沒有解決融合、指揮和控制（任務指揮）以及決策支配力在深度和廣度上的關系。

結論

如果不培養多域的領導者，陸軍的多域概念就無法在第一次交戰中存活。指揮官、他們的參謀人員、下級領導和整個陸軍的士兵必須接受并理解有效的指揮和控制、多域組織和決策主導權之間的聯系。如果美國要在競爭、危機和與近鄰對手的沖突中取得成功，將進行這種變革。新的指揮和控制系統，靈活和適應性強的編隊，以及新的能力是成功的必要條件，但領導人要推動行動。領導人必須明白，任務指揮和有紀律的倡議是成功實施和執行千年發展目標的基本要素和關鍵。軍隊需要那些接受變革需求的領導人，學習成為主題專家，并使用以任務指揮為基礎的艱苦和現實的訓練，使他們的部隊為現代戰場做好準備。

似乎戰爭的未來掌握在技術手中：無人機和機器有可能成為明天戰場上的主要角色之一。然而，那些認為人類將被完全剝奪戰爭藝術的人是錯誤的。在未來，人類將不僅僅是來自幕后的角色。人的因素將是決定性的，就像在亞歷山大三世、凱撒大帝和拿破侖-波拿巴的時代那樣。顯然，我們需要一個 "新的軍事人物"，一個能夠以有效和成功的方式結合不同理念的人。本文試圖在兩個基本概念的基礎上勾勒出這個人物。將考慮到蜂群（一種自古以來就使用的戰術，現在主要用于無人機）和人機協作（一種在軍事科學和技術領域正在獲得勢頭的概念）。這里的意圖是要了解這些想法是否能夠產生一個能夠解釋并贏得未來戰爭的新角色。

殺戮機器時代的新（人類）主體

今天，技術在世界范圍內占據了突出的位置。例如，想想工業生產或商業物流。當然，軍事界也沒有遠離進步--事實上，情況恰恰相反。目前，機器正被用于戰爭的各個方面，從偵察到消除目標。正是在這里，人們來到了一個非常重要的問題。這篇文章將討論未來戰爭的一個可能的新主體，但它不會是機器--而是人。由于巨大的技術優勢，這個人將有能力做出偉大的事情，但他們仍然是人。

既然有機器，為什么還要用人？例如，考慮一下無人機。無人駕駛飛行器（UAVs）是可消耗的，在資金和培訓方面都很便宜，而且能做士兵能做的一切，甚至可能更好。這是一些技術和軍事界人士的想法。但情況真的是這樣嗎？前提是，本文無意討論無人機的弱點，目前，無人機戰爭的情況出現了幾個問題。研究表明，遙控飛機（RPA）人員表現出與駕駛飛機的同事一樣的心理問題（例如，創傷后應激障礙，或PTSD）。此外，美國在全球反恐斗爭中使用無人機，不僅激化和煽動了對手，而且帶來的結果在戰略意義上遠非決定性的。當然，使用無人機的成本在經濟和政治方面都比較低（因為對于一個民主國家來說，發射一架無人機比部署少量士兵更容易被接受），但節約并不總是意味著勝利。雖然無人機無疑將繼續向好的方面發展，但世界大國的黑客攻擊能力也將繼續發展。在戰場上保護無人機方面已經發現了一些缺陷；例如，欺騙，即對手發送偽裝成真實的通信信號來劫持無人機，仍然對無人機構成嚴重威脅。只需點擊幾下就能讓一群無人機出現缺陷，這和以往一樣不方便。

但是，如果在未來，正如一些人預見的那樣，無人機逐漸由人工智能（AI）來指揮呢？在這種情況下，人類將遠離戰斗的身體和心理危險，而機器將做出決定。拋開這種選擇所帶來的巨大的道德和人道主義辯論，一些問題仍然存在。至少可以說，"機器理性地、無懈可擊地完成人類的工作 "這一方法是值得懷疑的。人工智能需要持續的最新信息以達到最佳運行狀態，而戰場會呈現出如此多變和非線性的場景，這將挑戰人工智能獲取精確數據的方式，因為這項技術是在有限的信息樣本上進行測試的。但人工智能最缺乏的是人類最主觀和最難計算的特征之一：判斷力。根據Avi Goldfarb和Jon R. Lindsay的說法，在軍事方面，判斷力包含了指揮意圖、交戰規則、行政管理和道德領導。這些功能無法通過狹隘的人工智能技術實現自動化。因此，對人工智能的日益依賴將使人類對軍事力量更加重要，而不是減少。

這是一個關鍵點。技術，無論是通過無人機還是人工智能來表達，都是不可阻擋的。有一天，機器可能會擁有人類的情商，因為人類對進步沒有限制。但由于本文討論的是近期而非遠期，因此有必要思考最現實、最可能的解決方案--可由人與機器之間的互補關系提供的解決方案。畢竟，戰場上沒有可預測的車轍，而是變化非常快的流動物。此外，正如其他軍事事務革命（RMA）的情況一樣，擁有技術從來都不是獲勝的條件。每一項軍事技術的背后都必須有一個能夠判斷其最佳用途的指揮官，并評估其在一場戰役中使用的所有戰術、行動和戰略影響。關于人工智能引導的無人機，也可以做這樣的論證。機器可能是不可阻擋的、自動化的和廉價的，但這并不意味著人們應該對它們有盲目的信任。如果沒有人類準備好打斷它們的運行周期，機器可能而且會在未來犯錯。

在這個意義上，保羅-沙爾談到了 "半人馬作戰"，在這個領域，人和機器都可以發揮自己的優勢，相互補充。然而，有一點特別重要，他指出了這種配對中的一個弱點：速度。循環中的人類降低了人工智能犯錯的可能性，但卻拖慢了人工智能的決策過程--而速度是戰爭的根本。另一個潛在的問題是人和機器之間可能缺乏溝通，這種情況在戰區發生。假設沙爾是泛指各種武器系統，本文作者認為，尤其是蜂群可以緩解這些問題。

蜂群（Swarmer）：人機混合

Swarmer這個詞來自于集群的概念。在進入這個話題的核心之前，有必要為本次討論的目的解釋一下什么意思。蜂群指的是一種軍事配置，涉及自主或半自主單位向敵人的聚合攻擊；它由獨立的小團體組成，可以使用非常高的信息水平和分散的組織。20多年前，約翰-阿基拉和大衛-隆費爾特試圖對這個概念進行定義：

• 蜂群看似無定形，但它是一種有意識的結構化、協調的戰略方式，通過可持續的武力和/或火力脈沖，從各個方向進行近距離以及對峙位置的打擊。如果它主要是圍繞著部署無數的、小型的、分散的、網絡化的機動部隊而設計的，那么它的效果將是最好的--也許只有它才會起作用。

這種配置在軍事史上并不新鮮。在13世紀征服亞洲期間，蒙古人應用蜂群取得了巨大成功。他們掌握了騎馬和使用復合弓的藝術，但這些并不是他們唯一的優勢。蒙古軍隊的各個單位享有極大的自主權和主動權，他們利用這些權利來提高他們在戰斗中的機動性和決定性。這些因素，再加上強大的態勢感知能力，使他們能夠有效地一窩蜂地對付任何對手。蜂群的一個較近的例子可以在第二次世界大戰期間的不列顛之戰中找到。1940年軸心國征服法國后，德國領導人阿道夫-希特勒想入侵他最后的敵人：英國。然而，為了讓他的入侵部隊穿越英吉利海峽，有必要獲得空中優勢。德國空軍的任務是殲滅皇家空軍（RAF）及其支持基地。為了自衛，皇家空軍戰斗機司令部協調自主的戰斗機群，逐漸削弱了德國對英國島嶼的空襲。

近來，蜂群主要被應用于無人機，也就是大家熟知的無人機。無人機群可以在幾個方面發揮有效作用；例如，它們的大量數量可以進行仔細的偵察，它們也可以壓倒現代防空系統，因為這些系統不是為打擊密集的小敵人群而設計的。美國軍方的測試表明，無人機和蜂群在未來將是一個有利可圖的比賽。值得報道的是，美國海軍在2021年進行了一次演習，讓無人機群參與摧毀一個海軍目標。甚至美國的主要競爭對手也在這一領域進行投資。中國正在大力投資無人機群的應用，而俄羅斯正在利用在敘利亞的經驗教訓，俄羅斯軍隊在軍事行動中部署了大量的無人機。

然而，正如本文開篇所述，無人機戰爭帶來的問題，在戰場上可能成為負面意義上的決定性因素。與無人機飛行員相反，掠奪者不會與它的 "技術伙伴 "相隔數千公里，而是真正地將它打扮起來：它將是一個配備了高科技外裝的士兵，因此是一個真正的未來半人馬；通信將是即時的，速度也不會有缺陷，因為兩個核心實際上將合并為一個。

在增強士兵的能力方面，有人談到了基因改造和手術。同樣，這位作者對未來可能發生的事情沒有任何限制，但在這種情況下會出現機器所特有的非人化問題：被占領國家的平民會對這種 "突變體 "感到恐懼；當然，他們不會在同一平面上看待它。因此，"蜂群 "將繼續是完全的人類，由一套能夠在戰場上為他們提供重大優勢的裝備來加強。與機器不同，用美國陸軍中校羅伯特-B-里格的話說，這種新的軍事主體不僅具有破壞性，而且還具有占有性，這意味著它將有能力攻擊以及處理和持有它所征服的東西。通用原子公司的MQ-9 "死神 "無人機可能是致命的，并在戰斗人員和非戰斗人員中引起恐懼，但它永遠不會有以身作則激勵部隊的能力，也不會與當地人產生共鳴，它也不可能擁有團隊精神，或表現出與偉大戰士一樣的戰術-戰略敏銳性。蜂群不會僅僅因為他們擁有高科技套裝而變得特殊，而是因為他們在戰術和戰場領導方面也將擁有高于平均水平的軍事能力。特別是，他們的優勢將在于在群組中進行機動。當然，這種應用在無人機上也是可能的，但正如已經看到的那樣，到目前為止，最全面的解決方案可能是由密切的人機聯系提供的。

那么，我們的目標是將機動和蜂群帶到一個完全不同的水平。世界上每個大國都在研究和實施常規機動戰，無人機群的使用也是如此，機動和蜂群的結合并不新鮮。但是，如果把對這些概念的現代理解應用于增強的人類，會怎么樣呢？為了更好地處理這種組合，有必要澄清前面介紹的人機合作的概念。正如Margarita Konaev和Husanjot Chahal所寫的那樣，人機合作是一種關系--至少由三個同等重要的要素組成：人、機器以及它們之間的相互作用和相互依賴。

歸根結底，今天的主要國際參與者正在以軍事的方式尋求人類和機器之間富有成效的聯系。一方面，機器能夠實現一個目標，而不會出現記憶或注意力不集中的情況，也不會感到恐懼。另一方面，人類比人工智能有更好的能力來感知細微差別，甚至在進展中制定解決方案。人機合作的目的必須是結合雙方的優勢，彌補雙方的不足。

為了在并不遙遠的未來戰場上有所作為，沼澤者將需要很好地利用技術來增強他們的表現。這種增強可以通過外裝來實現，外裝是一種可穿戴的盔甲，與人類操作者協同工作。人體增強是人們一直追求的目標，但近年來出現了與外骨骼有關的新項目，可以幫助進一步提高士兵在戰場上的表現。其中一個項目是戰術突擊輕型操作服（TALOS），這是由美國特種作戰司令部設計的戰斗服。它包括一個全身外骨骼，提供小武器射擊的保護，以及增強態勢感知。雖然該項目在2019年由于該套裝的電源持續存在問題而被取消，但對全身外骨骼的競賽仍在繼續。例如，俄羅斯企業集團Rostoc正在開發第三代裝甲戰斗服 "Sotnik"，并且已經在設計第四代裝甲服，以進一步提高俄羅斯軍事人員的進攻和防御能力。

掠奪者將需要一種高科技外裝，能夠提高他們的態勢感知能力，并提供全身保護，防止小武器射擊。但這還不是全部。將便攜式個人空中移動系統（PPAMS）整合到外衣中也將是有用的，該系統更好地被稱為 "噴氣背包"。同樣，這也是一項尚未充分探索的技術。理查德-布朗寧的重力工業公司和弗蘭基-薩帕塔的薩帕塔工業公司已經在這一領域開展工作，甚至與一些國家的武裝部隊協同提供原型，而美國國防高級研究計劃局已經表明，它正在尋找這一領域的有效解決方案。這些技術今天不會準備好，但它們遠非科幻小說。

蜂群的部署

在不久的將來，蜂群可能成為戰場上的陰險角色。怎么做呢？首先，它們應該被劃分為質量優于數量的單位：小型蜂群應該以極大的自主權行事，與分散的指揮和控制相聯系，不被等級制度所扼殺。他們將被編入由幾個操作員（理想情況下最多七個）組成的蜂群，由擁有重要主動權的戰術指揮官領導。蜂群還應該得到一個功能性的和基本的后勤系統的支持。為此，重要的是，人機協作要盡可能地簡單和直觀；否則，蜂群在軍事行動中只能是一個技術壓艙物。在過去，蜂群后勤與地形有關，有效地限制了這些單位的行動范圍（例如，蒙古人受限于是否有放牧地）。PPAMS的技術可以克服這一歷史局限性，使蜂群有能力在空中加油，翻越地面障礙物到達補給和維護源，或者相互找到對方以交換補給。

一般來說，蜂群必須盡可能地自我維持。在這個意義上，無人機的使用可能是有用的；正如無人系統已經在民用世界中被測試用于運送和醫療目的一樣，戰場上的無人機可以為最后一英里的運送提供可行的解決方案，這是戰爭中最危險的。蜂群還可以提供智能的、具有成本效益的、人類規模的物流，增加其操作的自主性。這里應該很明顯的是，蜂群和無人機并不是競爭的對象，只是因為它們會執行不同的任務。正是因為這個事實，目標是讓雙方緊密地相互聯系和互補。蜂群和無人機之間的協調只有通過強大的網絡能力才能實現。這必須是蜂群單位的標志之一，它們必須高度連接才能協調運作。網絡提供信息，蜂群必須具有優勢，才能擁有態勢感知能力。這種優勢包括擁有干凈的信息流和破壞敵人的信息。與無人機飛行員不同，蜂群可以意識到地面上的情況，而不會因為他們的飛行能力而產生不必要的危險；事實上，蜂群應該站得足夠高，以避免小武器的射擊，并且足夠輕，以避免被標記為地對空或空對空武器的目標。

值得一提的另一個方面是，蜂群應該能夠抵御網絡或電子攻擊。蜂群可能會出現問題，但會繼續使用更傳統的通信手段進行操作；相反，無人機群需要完整和持續的信息流，如果沒有信息流，它就會直接停止運作，甚至更糟。

這樣的準備，蜂群可以在戰術上運作，在準備和獲取目標的過程中保持分散，然后聯合起來，以速度和決策攻擊敵人。與這種難以捉摸和分散的單位作戰，對任何武器系統來說都將是一個挑戰，無論它的殺傷力和破壞力有多大；此外，在空中移動的能力將有助于蜂群在戰場上的無處不在和非系統化的特性。這些單位決不能取代所有其他武器（如步兵、炮兵或裝甲兵），而應與它們協同工作。蜂群可以成為通過沖擊、通過直接或間接的對峙火力、或通過瓦解它或將它推向友好的常規部隊來瓦解敵方部隊的凝聚力的決定性因素。如果蜂群在信息、技術和機動方面具有首要地位，它們肯定能在未來戰爭中發揮作用。

這種新單位的作戰用途肯定會是在常規戰爭中。回到不恰當的無人機與蜂群的比較，前者已經在反叛亂行動中進行了測試，并顯示出不確定的結果。要想贏得戰爭，僅有精確的殺戮是不夠的。但這種觀點需要改變--無人機非常有用，但需要與其他要素相結合。敘利亞的沖突表明，如果把它們放在一個支持更多傳統力量并得到其支持的明確背景下，它們可以產生巨大的結果。蜂群將把它們的技術優勢與強大的軍事能力相結合，特別是在機動領域。有了這些新的解釋者，機動戰可以有新的細微差別。在今天的多維戰場上，空中、陸地、水面和網絡是同一場斗爭的延伸，蜂群的能力可以恢復，例如，包圍的概念。根據肖恩-J-A-愛德華茲（Sean J. A. Edwards）的說法，包圍在目標的頭腦中形成了一種感覺，即戰斗進展不順利。士兵們意識到敵人在他們的后方，就會擔心他們會失去維持生計和生存的手段--食物、水、彈藥，以及明確的逃生路線。對于一個接受過直線作戰訓練的士兵來說，從一個正面、兩個側翼和一個后方的角度來看戰場，后方出現的敵軍具有深刻的心理影響。腓特烈大帝喜歡說，敵人身后的三個人比他身前的五十個人更有價值。所以蜂群的目標始終是最大限度地擴大攻擊方向。

當然，包圍只是蜂群行動的其中一種方式。這些部隊必須被灌輸最大限度地擴大敵人的損失和最大限度地減少自己的損失的思想；是戰場和當時的突發事件決定了每次如何應用這種心態。如上所述，蜂群憑借其機動性和態勢感知，可以在許多不同的情況下行動。他們可以執行偵察任務，就像迦太基將軍漢尼拔在第二次布匿戰爭（公元前218-201年）中的輕騎兵一樣；這支古代世界的特殊騎兵部隊在意大利戰役中成功伏擊了兩名羅馬執政官，并使他們受了重傷。像他們一樣，蜂群可以跟蹤敵人，獲取信息或破壞他的信息流。此外，由于它們的性質，它們可以避免城市環境中的非常規陷阱。對于盤踞在城市廢墟中的部隊來說，如果他們知道自己面對的是一個難以捉摸的敵人，而這個敵人憑借其卓越的技術和態勢感知能力，可以從上面看到他們而不被發現，這在心理上是令人沮喪的。在這種情況下，敵人可能會失去掩護來打擊蜂群，成為其他等待目標的友軍單位所看到的。

除了這些能力（當然，這些能力也可以由無人機群來完成），蜂群可以用他們的實時判斷來處理情況，自己創造循環，而不是監督它或只是作為它的一部分（就像無人機操作員那樣）。它們也可以被指派在側翼或后方攻擊常規部隊，用對峙的火力打擊它。蜂群可以在高度上移動，以打擊例如火力反應范圍之外的坦克群，或者它們可以在機動中與常規部隊協同移動。對于這種類型的戰術，報告一個具體的歷史事件是有用的：在羅馬-塞琉希德戰爭（公元前192-188年）期間，羅馬領導人西庇阿率領軍隊穿越色雷斯（今保加利亞）。與他同行的是一支努米底亞人的騎兵隊，他們發現有多達15000名色雷斯當地人拿著武器阻礙他們通過。努米底亞人只有400人（還有幾頭大象），他們利用自己強大的機動性，從側面和后方攻擊這支龐大的敵人部隊。他們取得了勝利，而羅馬的主力部隊甚至沒有參與到這場戰斗中。今天，蜂群可以發揮同樣的作用；通過利用他們在前面討論的技能方面的優勢，他們可以粉碎比他們強的部隊，在敵人最不期望的地方對其進行打擊。然而，必須記住，與努米底亞騎兵不同，他們最好的防御是在他們的速度上（事實上，他們沒有很好的盔甲），蜂群應該有不同類型的輕武器的保護。此外，這些 "軍事祖先 "之間還有一個區別：制造沖擊的能力。例如，在漢尼拔的軍隊中，突擊部隊是老資格的布匿步兵；相反，蜂群自己可以創造沖擊，利用對峙的火力。

不可否認的是，發展蜂群涉及大量的經濟開支和技術研究。然而，如上所述，戰爭的各個組成部分都在迅速發展。一些國家，最引人注目的是中國，正在向本文討論的領域投入資金。例如，在2020年，中國撥出8500萬美元（USD）用于各種研究，包括人機聯手和蜂群。遲早，歐洲會出現一個霸權國家，它將在這些領域投入大量資源。如果美國想繼續保持軍事上的優勢，它必須超越常規思維。蜂群將使美國在不太遙遠的將來更迅速、更有力地投射其軍事優勢。

結論

無人機肯定會成為未來戰場的主角之一--這一點是毫無疑問的。但它們決不能替代人類。正如已經表明的那樣，人類和無人機在以協同和互補為特征的關系中共同發揮其最佳作用。這對組合的最佳應用可能是由蜂群提供的：擁有巨大的技術和信息優勢的士兵，但仍然是被賦予判斷力和情感智慧的人類。他們的能力將允許速度、沖擊和機動的靈活性，這在未來的戰場上可能被證明是決定性的。當然，談論目前的情況是不現實的。人們已經看到，這個項目的道路并非沒有障礙：TALOS項目的命運必須是一個銘記在心的教訓，也是一個奠定新基礎的基礎。總的來說，必須有勇氣將時間、金錢和研究投入到直到幾年前還被認為只在科幻電影中才可能實現的事情上。畢竟，如果一個人不想落后，那么他必須著眼于未來，但不能忘記過去和自己是誰。僅有機器是不夠的，因為正如安東尼奧-卡爾卡拉等人所斷言的，"高技術武器需要高質量的人員"。

元宇宙（元空間），是展示國防界想象力的最新流行語，但幾乎同樣引起了興奮、嘲弄和困惑。雖然沒有正式的定義，但從體育和娛樂到時尚和工程等領域的技術專家們有一個越來越普遍的理解：元宇宙是"一系列相互連接的持久性和沉浸式的虛擬世界，為其用戶提供一種存在感"。這種情況現在正在發生。投資正涌向那些已經在建設支持元宇宙的技術的公司。它有望徹底改變平民生活和政府，特別是國家安全和國防。借鑒Improbable公司為商業元宇宙應用開創的技術，國防業務正在探索將這些工具應用于軍事建模和仿真（M&S）。本文探討了元宇宙技術可能影響傳統軍事M&S工具的各種方式，包括從能力開發和采購到培訓和教育、任務演練等一系列應用領域。本文還借鑒了對國防專業人員的有針對性的采訪，以證明這些技術如何有可能改變北約內部的軍事準備和凝聚力。

1 引言

1995年，比爾-蓋茨與大衛-萊特曼坐在一起，試圖描述一個新興的現象，萊特曼稱之為 "互聯網"。按照比爾-蓋茨的描述，互聯網是一個 "人們可以發布信息的地方 "或 "發送電子信息"。萊特曼提到，他聽說人們可以在互聯網上觀看棒球比賽，但他仍然不相信它的效用，問道："廣播有印象嗎？" 當蓋茨說，與廣播不同的是，個人可以在他們的閑暇時間聽一場比賽，萊特曼打趣道："錄音機有印象嗎？" 蓋茨試圖說服萊特曼，社會正處于真正變革的風口浪尖，但他的描述仍然不夠。萊特曼的最終結論是，這個 "互聯網"將歸于平淡，或者如他所說，"太糟糕了，[計算機和互聯網]沒有錢" [1].

蓋茨在解釋互聯網方面的掙扎，與今天許多元宇宙支持者的掙扎并無二致。在當時，互聯網似乎是模糊的，定義不明確的。它似乎是重復性的。商業部門普遍認為，我們正處于一個類似的拐點：今天的元宇宙就是1995年的互聯網，而且，像互聯網一樣，元宇宙驅動的未來的經濟潛力估計是巨大的。事實上，最近的研究估計，在未來十年內，元宇宙技術有望為全球GDP貢獻2.8%，即3.01萬億美元[2]。為了實現這個虛擬的未來，商業行業對支持任何未來元宇宙的技術的投資已經激增，娛樂、零售、制造、旅游、房地產、教育和醫療等不同行業都看到了其未來采用的真正價值[3]。國防機構也同樣注意到了這一點。英國國防部正在支持對元宇宙的研究，而美國空軍已經為他們未來的SpaceVerse申請了商標[4][5]。同樣，北約也已經開始通過贊助研究和會議來涉足這個虛擬未來[6]。元宇宙--無論是在商業領域還是在國防領域--已經成為時下最熱門的詞匯，幾乎同樣引起了人們的興奮、嘲笑和疑惑。

3 元宇宙在國防中的應用

3.1 國防M&S領域中的元宇宙應用

我們不可能準確地預測元宇宙將如何發展，更不用說確定它將如何影響國防建模和仿真。然而，通過研究其他行業的相似之處并預測它們如何影響國防，提出可信的假設是可能的。本節探討了元宇宙技術如何影響北約建模與仿真總體規劃[27]中規定的傳統M&S應用領域中的國防M&S工具。然后，它考慮這些技術如何通過在北約成員國和更廣泛的聯盟內實現快速適應和人員管理實踐來更廣泛地改變國防活動。

下圖3-1顯示了北約建模與仿真總體規劃[27]中概述的建模與仿真的應用領域，并以兩根軸線示意，這兩根軸線代表了使M&S在應用中最具挑戰性的因素：被建模或仿真的主題的復雜性，以及需要建立和使用模型或仿真的緊迫性。

主題的復雜性在這里用Cynefin概念的四個層次來定義[28]：簡單的、復雜的、復雜的和混亂的。主題越復雜，M&S就越需要復雜和靈活。簡單的任務可以利用更簡單、可重復的合成環境，而復雜的任務則需要由多個模型和多個數據源組成的合成環境。復雜的任務需要M&S來適應人類對復雜未知現象的探索和思考，而混亂的任務則處于或超越了分析工作的極限。

需要建立和使用模型或模擬的緊迫性被顯示為一個非常粗略的對數時間尺度，從幾十年到幾毫秒。迫切性決定了可能需要自動化的程度，因此對M&S的簡化和有效性都有要求。那些不那么緊急的挑戰則需要更多的實驗性方法，需要更多的人參與來處理不確定性。

這兩個因素結合起來，描繪出一個可以使用M&S的空間。然而，并非所有的空間都同樣可行。M&S的現狀（特別是我們為合成環境組成和收集數據的能力）意味著有足夠的時間可以有把握地使用M&S來支持圖3-1左下方的應用，但沒有足夠的時間可以有把握地使用M&S來支持右上方的應用。這里的信心是由M&S的嚴謹性和穩健性、它對挑戰的所有重要部分的覆蓋、以及用戶能夠理解和利用M&S輸出的程度等因素共同造成的。

每個M&S的應用領域在圖3-1中顯示為一個連續體，跨越了不同的復雜程度和緊迫性。例如，對人員進行簡單的可重復任務的培訓可能在幾小時、幾天甚至幾周內就能完成，但培訓領導人在面對復雜行動時的適應性和反應能力可能需要幾年甚至幾十年。

圖 3-1：建模和仿真應用領域

3.2 能力開發

能力開發（制定政策、戰略、部隊結構和作戰概念）顯示在圖3-1的左上方。支持能力發展的活動是復雜的，而且可能是高度不確定的。因此，M&S的結果可能需要幾年或幾十年才能體現出來。目標是讓政策制定者、戰略家和規劃者評估武裝部隊在未來可能被使用的方式。當對未來進行預測時，從能力發展的角度來看，存在著巨大的不確定性。我們不可能完全清楚需要什么樣的能力來實現，在哪里，為什么，與誰，如何，以及最后針對誰。這種復雜性進一步加劇，因為每一種能力都必須與可能處于類似或甚至相鄰和競爭領域的其他潛在能力進行評判。支持關于發展哪些能力的決定，需要M&S來比較在廣泛的潛在未來中運作的不同力量，這往往需要多年的時間，由大型團隊使用廣泛的模型和模擬來研究這個問題的不同方面。即使已經做出了重大的能力決定，也必須對其進行更詳細的完善，這就需要應用更多的模型和模擬來幫助能力規劃者發展、測試和完善他們的概念。

為了將這些問題的復雜性限制在可管理的范圍內，大部分的M&S工作都是在北約成員國內部孤立進行的，而且往往是由各個部門或這些部門的能力部門單獨進行。模型和模擬往往是為它們所設計的筒倉而專門設計的，往往有類似現象的定制表示--如視線或探測算法--并有共同信息的定制數據集，如地形。由于能力發展的定制性質，幾乎沒有能力對屬于不同筒倉或領域的系統之間的相互作用進行建模和理解，模型和數據往往在各部門、各成員國的機構間進程以及整個聯盟中以巨大的代價重復。

第2節中所描述的元宇宙組件的組合，可以使一些能力發展的孤島被打破--進一步加強北約內部各部門和各成員國之間的互操作性。雖然不太可能存在一個單一的、可預測的、詳細的北約元宇宙"萬物模型"，并在每個領域產生連帶效應，但元宇宙技術有可能為聯盟提供快速開發元宇宙的能力，以 "模擬最重要的東西 "給特定客戶。由于內容的重復使用，這些 "元宇宙"將在每個元宇宙中大體上保持一致，但可能在其復雜性方面保持相對的限制，以通過可解釋性來加強理解，同時也通過其運行時間來確保組成的速度。這種針對不同客戶的模型之間的一致性應該給這些客戶以及他們的工作帶來更大的一致性。因此，一個國家的海軍能力的規劃可以被另一個國家的空中能力的持續規劃所充分告知，反之亦然。這種方法的另一個主要好處是在整個能力發展過程中的一致性--從早期的概念性兵棋推演到更嚴格的模擬和大規模實驗。事實上，一個為北約服務的元宇宙，如果它真的是一系列無縫連接的元宇宙，就可以實現現代兵棋推演教父彼得-佩拉所說的 "研究循環"--一個通過反復的兵棋推演、模擬、實驗、分析和其他方法來尋求理解問題及其解決方案的循環[29][9]。

表 3-1：國防元宇宙為能力開發帶來的機遇

表3-1顯示了國防元宇宙為能力開發帶來的一些機會。關鍵主題是：

• 通過以下方式加快能力開發決策

  • 加快開發、重用、合成、運行和理解M&S輸出的過程

• 通過以下方式提高對能力開發決策的信心

  • 安全的真實世界數據實時更新和校驗M&S

  • 更安全、可審計、可解釋的數據路徑，從內容到組成再到產出

  • 更快的運行時間，允許對問題空間進行更大的探索

  • 網絡和接口允許用戶一起查看、協作和探索模型

• 更加復雜和綜合的能力開發決策，通過

  • 聯網和接口，允許用戶一起查看、協作和探索模型，實現共享理解和大眾化分析

  • 更快的運行時間，允許使用更復雜的模型

• 通過以下方式降低M&S的成本

  • 豐富的內容生態系統，允許對模型和數據進行更多的重復使用

  3.3 采辦

一旦決定需要什么能力，作為采購過程的一部分，建模和仿真被廣泛用于選擇、設計、測試和建造軍事裝備。圖3-1中左圖所示的采購決策是相對復雜和緩慢的。這些決定從需要數年的復雜決定（例如，選擇或設計復雜的系統，如潛艇）到需要數天或數周的復雜決定（例如，選擇一個小型的商業現貨零件或完善一個小部件的設計）。與能力發展一樣，許多工作由于簡單的原因而受到限制，這意味著系統是在相對狹窄的情況下設計和測試的。設計通常是手工完成的，測試則是通過虛擬和實際測試和評估的混合方式進行。這個過程可能需要數年才能完成。

一些與元宇宙相關的技術已經被采用來加速采購。尤其是一種數字工程方法，基于模型的系統工程，已經幫助提高了主要武器系統的設計和開發速度[30]。例如，美國空軍的地基戰略威懾大項目正在采用基于模型的系統工程，迅速評估數十億種情況，幫助采購專業人員確定核發射井中彈藥的精確設計和位置，因為他們正在努力取代美國核三系統中的陸基部分[31]。該項目為數字工程提供了一個強有力的成功案例，現在已經成為美國空軍所有大型項目的標準做法[32]。然而，這些復雜的武器系統的數字版本卻沒有相互之間的互動。它們也很少被整合到復制未來競爭和沖突的復雜性的模擬中。國防元宇宙提供了將用于采購的虛擬環境與用于能力開發或培訓的虛擬環境相連接的可能性，使采購專業人員能夠在模擬未來操作環境的虛擬世界中快速測試和評估他們的設計，同時提供實戰環境可能無法提供的一定程度的操作安全性[33]。這應該支持進一步的設計和安全改進，同時縮短需求開發、架構設計和測試的迭代周期[8] [34]。

也許最令人激動的是有機會取代標準的客戶-供應商采購模式，即要求各公司通過開發孤立的解決方案來競爭需求，并采用靈活的軟件開發實踐。國防元宇宙可以通過解決方案設計和開發的互動過程促進共同創造。政府客戶可以以模擬場景的形式提出挑戰，用戶可以對其進行迭代。這種方法可以幫助凝聚和加速縱向的采購過程（允許客戶與供應商快速探索創新的想法，同樣，也讓供應商更好地了解客戶的需求）。它還可以從橫向上加快進程（使供應商能夠合作并在彼此的設計基礎上發展）。因此，這可以極大地加快新系統的設計過程，并幫助政府從孤立地采購單個系統，以適應部隊結構中的特定位置，轉向同時采購系統中的系統，同時開發多個系統的設計。

表 3-2：國防元宇宙為采辦帶來的機遇

表3-2顯示了國防元宇宙為采購帶來的一些機會。除了能力開發的關鍵主題外，還出現了兩個新的主題：

• 通過以下方式更便宜、更快速地設計、測試和評估以及生產國防設備

  • 在建造和在實戰范圍內試用系統之前，采用合成程序測試設計和發現設計缺陷
  • 網絡物理接口，將生產的數字孿生體與真實的系統及其生產設施連接起來，實現對生產過程的實時監控和優化。
  • 網絡和接口允許客戶和供應商同時查看相同的M&S，從而更快地解決需求。

• 通過以下方式開發更加復雜和綜合的系統的系統

  • 加強安全性，使通常是競爭對手的公司之間能夠加強合作，同時設計連接的系統，而不共享其數字雙胞胎的所有工作原理

3.4 訓練與教育

盡管在裝備采購方面花費了巨大的努力，但人在軍事能力的產生方面也發揮著同樣重要的作用。人員的發展是通過招募、培訓、教育、管理和領導來實現的，所有這些都在一定程度上得到了M&S的支持。然而，培訓是迄今為止M&S的最大消費者。培訓人們發展技能以承擔從簡單到復雜的任務可能需要幾個小時、幾天甚至幾周的時間，而教育則可能需要幾個月或幾年的時間，以確保人們能夠有效地承擔復雜的挑戰。因此，培訓和教育在圖3-1的左中部顯示。

可以說，武裝部門多年來一直在采用各種培訓元器，盡管是笨重和孤立的元器[18]。自20世紀80年代，軍方首次創建SIMNET（"模擬器網絡 "的簡稱）以來，一直在為訓練目的而拼接虛擬世界，這是為集體訓練和任務演練的廣泛模擬器網絡的首次展示[35]。在過去的二十年里，像DIS和HLA這樣的標準促進了不同訓練模擬的整合，使作戰人員能夠在一個合成空間內體驗戰斗的 "霧和摩擦"[15]。雖然這種訓練無可否認是有用的，但不同類型的虛擬和建設性訓練的整合長期以來并不完善--許多這些應用被設計成單體，模塊化或互操作性是事后才想到的[18] [36]。然而，即使是在目前的互操作性挑戰下，訓練界的很大一部分人仍然渴望一個遙遠的未來，讓人想起《安德的游戲》，在那里，作戰人員可以在一個真實的沉浸式世界中進行無縫訓練。在某些方面，這反映了目前對元宇宙的概念化，因此，從虛擬訓練到國防元宇宙的自然飛躍并不奇怪[37] [9]。

在商業世界中，教育被認為是一個已經成熟的領域，可以通過元宇宙進行顛覆。教育家和商業創新者們設想了一些體驗式的機會，在這些機會中，國防部的學生不是通過傳統的教學方法來學習軍事歷史，而是親身見證或參與戰斗[38]。北約也不能幸免于這一思路，而且確實可以從元宇宙技術的整合中受益。北約目前有七個 "實體 "教育設施--位于意大利羅馬的北約防御學院、位于德國上阿默高的北約學校、位于希臘蘇達灣的北約海上攔截行動訓練中心、位于葡萄牙埃拉斯的北約通信和信息學院、位于挪威斯塔萬格的聯合作戰中心、位于波蘭比得哥什的聯合部隊訓練中心以及位于葡萄牙里斯本的聯合分析總結中心[39]。雖然很有價值，但正如Covid-19恐慌事件所揭示的那樣，實體機構將無法滿足整個聯盟的學習需求。教育機構需要增加分布式學習的機會，讓作戰人員和指揮官在他們需要的地方獲得寶貴的教育機會。除了通過實時培訓系統獲得的經驗外，還可以通過允許人員在探索中學習，使用為能力發展和采購開發的兵棋推演和比實時更快的工具來擴展。經驗機會已被證明具有特殊的價值，因為它們可以提高學習者的表現[40]。Metaverse技術可以增加整個聯盟的這些經驗選擇，同時也為個人提供量身定做的反饋。此外，跨聯盟的學習數據可以提供有價值的指標，以迭代課程大綱、兵棋推演和模擬，確保學習機會滿足教育目標。

表 3-3：國防元宇宙為訓練與教育帶來的機遇

表3-3顯示了國防元宇宙為培訓和教育帶來的一些機會。除了之前應用領域的關鍵主題外，還有三個新的主題正在出現：

• 更便宜、更快速的培訓
  • 通過更逼真的沉浸式界面，縮小模擬與現實的差距，向受訓者灌輸信念
  • 通過更快的內容構成實現快速的定制培訓
• 更高的學習深度和培訓信心
  • 通過直觀的視覺界面，彌合兵棋推演和模擬之間的差距的內容，以及更快的運行時間，所有這些都使人員能夠通過比實時更快的挑戰探索來加強理解，推動更強的學習保持力
  • 通過網絡物理接口將數字孿生與真實系統連接起來，提高了對工程師和用戶的教育的有效性，使其了解軍事系統的工作、故障以及操作和維修的方式。
  • 通過分布式賬本，能夠安全地跟蹤個人一生的表現，允許根據個人需求進行定制培訓。
• 開發更加一體化的團隊
  • 通過更快的運行時間，允許使用模擬更復雜的模型，允許對多領域的操作進行更綜合的培訓
  • 通過網絡和界面，允許用戶一起查看、協作和探索模型，即使在遠程操作時，也能共享理解和加強集體訓練。

3.5 軍事行動支持

模型和模擬用于支持軍事行動，幫助情報分析員理解情報系統提供的數據，幫助規劃人員在規劃系統中制定和測試計劃，然后通過指揮和控制系統進行溝通，并幫助操作人員通過作戰系統實現其目標。

在行動中做出的決定可能和其他應用領域（如能力發展）的決定一樣復雜，指揮官在高度流動的情況下面臨巨大的不確定性。從建模和仿真的角度來看，這些是迄今為止最具挑戰性的支持領域，因為它們比其他類似復雜性的決策要迫切得多。對行動的支持應用領域在圖3-1中顯示為一條線，從右下方的戰術決策到圖中上方的戰略決策。

• 盡管戰術決策通常是復雜問題，意味著它們可以用現有分析方法的變體以相當高的信心來解決，但它們也是最緊急的，有時需要在幾分鐘或幾秒鐘內做出。因此，人類很少有時間去建立、運行和解釋M&S來幫助這些決策。相反，M&S主要是在行動前用來提供數據集和簡單的規則或啟發式方法，這些都可以包含在作戰系統中或通過培訓教給人員。有時，M&S被用作作戰系統本身的一部分，例如，用于改進武器目標選擇。

• 有更多的時間來支持復雜的作戰層面的決策，可能是幾天或幾周，但即使在這個時間范圍內，人類也很少有時間來開發和迭代能夠捕捉作戰問題復雜性的模型。相反，規劃者有時會得到情報分析員和作戰研究人員的支持，他們受過專門訓練，可以在巨大的時間壓力和不確定性下操作，充分利用簡單的工具，并盡可能地將它們應用于手頭的問題。

• 需要在幾周或幾個月內做出的戰略決策很少得到M&S的支持，因為它們所應對的挑戰具有混沌、多變和定性的特點，因此很難建立和保持對解決這些問題所需模型的信心。

在所有這些情況下，成功或失敗的后果都很嚴重，促使人們對所使用的M&S的有效性和高信心的要求。這通常是通過提前鎖定（測試和評估）可預測的性能來實現的，而不是使用實時反饋來支持自我修正的行為。

元宇宙技術提供了大幅提高M&S在該應用領域的適用性的機會。通過網絡物理接口連接的實時數據管道提供來自情報源和藍色（即友好）系統中眾多傳感器的反饋，可以實現模型的不斷完善、校準和驗證。這將極大地提高M&S的質量，以及用戶對其適用性的信心。

英國的機器人增長伙伴關系[11]已經提出建立一個 "網絡物理基礎設施"，使許多民用系統和它們的數字孿生體直接連接。一個北約范圍內的版本可以使20年前的北約網絡能力概念得以實現，這可以說是領先于實現它所需的技術[41]。

其他元宇宙技術，特別是用戶界面和網絡，可以通過促進多個遠程用戶的實時協作，而不是用戶孤立地操作和定期合并他們的工作，來大大增強人類對情報、規劃和行動的參與。這可以通過每個人從自己的角度對相同的信息進行可視化和注釋來加強團隊合作，創造共同的理解，并促進不同心智模式和計劃的交流。與這些類似的能力已經被開發用于一系列民用應用，包括商業、游戲和娛樂部門，而作者的公司已經證明，這些好處可以很好地轉化為軍事規劃人員的作戰決策支持工具[42]。同樣的技術也可以使規劃者從對手的角度來看待局勢。然后，綜合兵棋推演和模擬可以被用來測試計劃，并確保其對這些已確定的威脅的穩健性。最后，人工智能、數據科學和模擬的融合可以使人工智能作為決策者的智能顧問發揮更有用的作用，使他們能夠形成真正的認知優勢[43]。

表 3-4：國防元宇宙為軍事行動支持帶來的機遇

表3-4顯示了國防元宇宙為支持行動所帶來的一些機會。除了之前應用領域的關鍵主題外，還出現了兩個新的主題：

• 通過以下方式更快地將情報轉化為計劃和行動

  • M&S通過網絡物理接口與指揮、控制和情報系統相連，使情報直接轉化為計劃，計劃直接轉化為自主系統

• 通過以下方式提高對計劃的信心

  • 將M&S與指揮、控制和情報系統連接起來，使其具有更大的有效性
  • 通過人工智能、數據科學和模擬內容的融合提供人工智能顧問服務

3.6 任務演練

任務演練可以被看作是培訓和教育的一個特例，用戶接受的是針對特定任務的緊急準備，而不是不那么緊急的、旨在為一系列未來任務集做準備的更通用的培訓和教育。因此，影響訓練的許多問題同樣適用于任務演練。然而，任務演練的時間敏感性和局限性意味著它被顯示在圖3-1的中下部。對于任務演練，已經制定了一個計劃，可能沒有足夠的時間來探索其他的選擇。

元宇宙技術，如更快的運行時間、計算和合成環境組成的工具，可以使任務演練的情景和模型的開發更快。這可能會增加演練的時間，或者提高準確性，從而使演練所用的M&S有信心。此外，演練過程的部分自動化可以使參與者專注于那些被認為需要大部分時間的場景（也許是那些具有最高風險的場景），同時允許人工智能運行建設性的模擬（即在模擬運行中沒有人類輸入，因此能夠比實時運行快得多），然后向用戶強調關鍵的經驗教訓。

表 3-5：國防元宇宙為任務演練帶來的機遇

表3-5顯示了國防元宇宙為任務演練帶來的一些機會。與之前的應用領域相比，出現了一個額外的關鍵主題：

• 通過以下方式增強準備工作的信心
  • 更加逼真的沉浸式界面，為對抗任務中的壓力提供更好的預防措施。

3.7 未來軍事 M&S 應用：超越傳統 M&S 領域

正如任務演練可以被看作是培訓和教育的一個特例，培訓和教育為人們提供了對未來任務的一般準備，但任務演練通過針對具體和緊急的要求進行補充，圖3-2顯示了三個類似的特例，即緊急、定制、能力發展、采購和支持行動。在下面強調的每個案例中，隨著元技術的發展，M&S將越來越多地支持北約成員。

• 快速適應能力（M&S可用于調整現役部隊的使用和配置方式）。

• 在役支持（M&S可用于管理和優化在役軍事系統的使用和配置方式）。

• 自主性（M&S是單個系統和系統組控制系統的重要組成部分，控制它們的使用和配置方式）。

圖 3-2：其他建模和仿真應用領域

3.7.1 快速適應能力

長期以來，部隊的快速適應一直是軍隊的一個目標，但由于能力發展速度緩慢，所以它極具挑戰性。元宇宙技術不會克服與能力發展相關的所有挑戰，但它們可以通過快速調整使用概念或戰術來實現發展（或增強）能力的新方式。迅速改變軍事系統的使用、配置和整合方式提供了一個讓對手吃驚的機會，而且可以很容易地通過戰爭游戲和模擬進行試驗。向許多國防專業人士、公司和學術界（甚至可能是公眾）開放國防元宇宙，創造了能力分析大眾化的可能性，理論上將成千上萬的人帶入支持北約的創新生態系統。根據最好的想法來調整武裝部隊的任務仍將具有挑戰性，但開發更好和更令人驚訝的操作方式的機會可能會大大增加。

3.7.2 在役支持

今天的軍事開支大部分是用于維持能力。M&S已經被廣泛用于支持在役系統，例如在物流、優化供應鏈和維護計劃，或預測艦隊的未來作戰能力。通過廣泛使用數字孿生來預測這些系統的性能，并通過網絡物理接口將其與來自傳感器網絡的現實世界的系統性能數據聯系起來，這種能力正處于大幅提升的邊緣。通過網絡物理基礎設施[39]進一步擴展這個網絡，可以實現整個系統網絡的優化，例如，通過優化系統之間的任務分配，最大限度地減少特定部件或系統的故障導致整體任務失敗的風險。

3.7.3 自主性

"對行動的支持"的應用領域主要集中在由專家分析用戶支持人類決策者運行的M&S。如上所述，元宇宙技術可以提高這個企業的速度和復雜性，通過聯網、共享信息和使用邊緣計算的分布式規劃工具，從而實現鑲嵌式戰爭或多領域整合的概念，使北約部隊更加強大和適應。元宇宙技術也有可能降低目前被認為可以安全地委托給機器的決策門檻。詳細的模型已經被嵌入到許多軍事系統中，作為其實時自動控制系統的一部分。例如，預測射彈軌跡的算法被用來瞄準武器系統。然而，驗證和測試這些算法的過程是非常緩慢的。

提高M&S的構成和發展速度，再加上對這些具有實時數據管道的模擬的持續驗證（從而持續改進），可以大大加快對控制系統中使用的算法的驗證和接受服務的過程。此外，更強的計算能力和更快的運行時間使分析更加穩健，也應導致對這些M&S結果的更大信心。盡管改進算法的能力增強了，但釋放不斷 "改進 "自己的自主系統所帶來的倫理挑戰仍將是一個主要的政策問題。

3.7.4 人事管理

招募、保留和管理國防人員是國防部隊開展的一些最重要的活動。但今天使用的許多方法與幾個世紀以來使用的方法相同。例如，將人員分配到崗位上主要是人的努力，人員本身的參與有限，并且基于人事記錄，這些記錄被批評為不充分--缺乏關于個人技能和潛在才能的復雜性和廣度的信息。國防元宇宙可以將人事記錄與元宇宙中其他地方發生的活動--從培訓到實驗和教育--進行整合并自動更新。元宇宙還可以提供替代性的途徑，以確定未來的軍事領導人（或特立獨行者），他們是唯一適合未來戰斗的人。事實上，隨著大型多人在線角色扮演游戲的出現，企業注意到，游戲環境往往能培養出擁有適用于企業環境的技能類型的領導者：對風險的舒適感、接受失敗的意愿、出色的人際交往能力，以及對迭代和敏捷改進的渴望[44,45]。

由于元宇宙從根本上說是一種社會建設[46]，北約軍隊也可以利用它為其成員提供新的互動機會，讓人們建立新的關系，最好能增強他們生活的社會元素。就像軍事基地提供社交和建立社區的機會一樣，元宇宙也可以提供社會活動，從士氣、福利和娛樂項目到醫療保健和財務指導。例如，《堡壘之夜》的玩家有機會出去玩或交朋友[47]，現在美國空軍游戲社區[48]已經邁出了第一步，通過視頻游戲在數字環境中連接分布式空軍，為領導力發展、團隊合作、士氣建設以及支持軍人的心理健康提供機會，特別是那些在18至30歲之間長大的狂熱游戲玩家。軍事元宇宙可以作為這個社區的延伸，帶來其他非游戲活動和連接。

雖然國防元宇宙的某些方面可能會與商業元宇宙隔絕（就像北約有自己的機密網絡一樣），但互操作性可能會帶來額外的好處。傳統上，軍人每兩到四年就會更換工作地點--這不僅給軍人帶來壓力，也給他們的家庭帶來壓力。配偶往往必須找到新的就業機會，孩子必須在陌生的學區入學并適應。商業或民用元宇宙可以讓平民配偶在與軍事伙伴改變地點時保持他們的就業，職業活動幾乎沒有中斷。將國防元宇宙與商業元宇宙相互連接可以簡化這一過程，使北約軍隊能夠迅速向平民專業組織提供資源和指導，以緩解任何必要的過渡。軍人的子女也可以通過沉浸式的混合學習機會與他們以前的學術機構保持聯系，使他們能夠過渡到一個新的地方，而不必切斷以前的教育聯系或友誼。

3.8 打破傳統和未來M&S領域的壁壘

元宇宙技術為每一個傳統的M&S應用領域提供了巨大利益的可能性，如上所述，它將開辟幾個新的應用領域。但是，如果從一開始就在這些虛擬環境的設計中優先考慮互操作性，也許最大的好處將通過各種國防虛擬世界的相互連接而出現。整合整個北約的虛擬活動應該創造一個反復的反饋回路，確保從訓練、任務演練或行動支持中獲得的經驗可以在能力開發和采購中得到利用，反之亦然。隨著越來越多的人能夠接觸到國防元宇宙的信息，實驗、分析和規劃就有可能變得越來越大眾化，從而更容易在整個國防界征求意見和反饋。甚至國防元宇宙的社會層面也可以產生戰場上的改進，因為它有可能聚合信息，使人們深入了解諸如士氣等因素，從而為部隊設計或訓練提供信息。

在某些方面，這反映了亞馬遜、YouTube和Pinterest等平臺所提供的好處[49]。通過促進互補性產品和服務的發展，平臺產生網絡效應[50]。一個平臺內的互補元素越多，網絡就越有創新性和力量。就企業而言，這促進了巨大的經濟利益，創造了創造和交換巨大價值的生態系統。國防元宇宙與許多平臺一樣，也應促進M&S、數據和解決方案的重復使用，幫助降低每個應用領域的虛擬環境成本。例如，用于能力開發的部隊模型理論上可以在采購、培訓和模擬或行動支持等應用中重復使用。目前，這些模型往往是單獨購買的，而且M&S和數據的重復使用往往被表述為一種要求，但很少實現。其他部門的平臺已經證明，信息、產品、軟件工具和服務有可能在平臺生態系統中被廣泛分享和重用，就像GitHub已經成為開源軟件程序的存儲庫，或者虛幻引擎有一個內容市場和游戲商店一樣。

3.9 風險

上面的大部分章節都集中在元宇宙技術所帶來的機遇上。但是，每一種新的技術進步都伴隨著機會和風險。元宇宙技術也不例外。元宇宙的一些優勢也有其必然結果，可以被看作是風險。表3-6顯示了這些風險，但主要的風險是與安全和安保有關。

充分挖掘國防元宇宙的潛力將意味著把大量有價值的信息集中在一個地方，讓大量的人有意識地接觸到這些信息，并直接連接到一個影響深遠的物理資產網絡。這將使它成為最吸引人的間諜活動、欺騙和虛假信息的目標。網絡威脅將非常高，而這種威脅很可能因為易變的人類用戶而變得更加復雜，他們很可能在一個陌生的環境中異常容易受到欺騙。最后，元宇宙和互聯網一樣，可能會浮現并放大人類的弱點。在過去的幾年里，一些社交媒體平臺所帶來的負面效應使政治極化和社會分裂、放大虛假信息和促進騷擾，已經成為大量討論的主題[51]。國防元宇宙如果結構合理，能夠促進整個軍隊的互動，可以獲得巨大的作戰回報，但前提是它必須保護其虛擬用戶不受一些在物理領域困擾軍隊的有毒行為的影響[52, 53]。

所有這些都意味著，防御、保護和確保國防元宇宙的安全將是一項艱巨的任務，但考慮到潛在的利益，這一努力可能是值得的。北約應該為元宇宙中的行動做好準備，不僅要確保由北約運營的國防元宇宙的安全，而且要在他們自己的民用元宇宙中保護北約公民。這本身就會帶來具有挑戰性的法律問題，即對公民的保護是否延伸到他們在元宇宙中的活動和財產。最后，北約軍隊可能會找到機會，通過在其他國家控制的元宇宙內開展進攻行動，來達到對付對手的效果。

表 3-6：國防元宇宙帶來的風險

4 結論與未來方向

支持元宇宙的技術正在快速發展，用于多種民用領域。將這些技術應用于創建國防元宇宙（或多個國防元宇宙）有可能帶來巨大的利益。

增加緊迫性，改造M&S，改善國防成果。M&S將被改造，變得更便宜、更快、更有效，從而改善那些依賴M&S的國防進程和活動的速度和嚴格程度，如：規劃和決策、設計、測試和評估、生產、學習和準備。此外，元宇宙將有助于跨越這些活動中的傳統壁壘，并可能開辟新的流程，使北約更具適應性。

從上到下的好處。在個人層面上，在縮小模擬與現實的差距和快速配置培訓項目方面的進展，將使學習經驗的定制得到改善，從而提高學習成果。在集體和組織層面，M&S速度、能力和可配置性的改進將改善作戰計劃，提高適應性，加速能力發展，改善集體訓練的交付和有效性。

信心增加，風險增加。盡管元宇宙技術將為決策、訓練和準備提供更大的信心，但也存在風險，特別是對安全和安保的風險。元宇宙技術有可能使用戶對M&S結果的信心比以前更強，從而使培訓、能力發展和采購更有成效，而且還能提高戰場上的成功率。但是，與此同時，間諜、欺騙和虛假信息的風險也在增加。將這么多有價值的信息集中在一個地方，讓這么多人有意識地接觸到這些信息，并直接與這么多實物資產相連，將使軍事元宇宙成為最具吸引力的目標。網絡威脅將很高，而人類用戶在一個陌生的環境中可能更容易受到欺騙，這可能會使網絡威脅更加嚴重。最后，像任何其他人類操作的環境一樣，元宇宙也容易受到人類缺陷的影響。這些風險從一開始就需要被識別和管理，以保持對系統的信任。

復雜度更高的M&S的機會，以增加合作與整合。元宇宙技術有可能通過使支持多種應用的M&S大眾化，大大增加北約各國、各領域和整個國防企業之間的整合。防御、保護和確保國防元宇宙的安全將是一項艱巨的任務，但考慮到它的好處，這一努力可能是值得的。這也意味著北約應該為元宇宙的行動做好準備，不僅要確保由北約運營的國防元宇宙的安全，還要在他們自己的民用元宇宙中保護北約公民，并通過在他人控制的元宇宙中開展進攻行動來達到打擊對手的目的。

元宇宙技術在造福北約M&S方面有很大的潛力，有大量的利用途徑和發展機會。現在是采取結構化方法進一步發展這一概念的時候了，通過各種技術選項進行導航，根據預期結果制定路線圖，并識別和規劃風險和問題。

摘要:

在整個歷史上，宣傳和虛假信息一直被用來破壞敵對勢力的穩定，但美國軍隊對這些方法適應互聯網時代的方式仍然毫無準備。本文探討了虛假信息行動的現代歷史和美國軍隊在面對來自近似競爭對手的行動時的準備狀況，并提出教育是使美國軍人準備好抵御此類行動的最佳方式。

關鍵詞：宣傳、虛假信息、媒體素養、軍事教育、預防

宣傳和虛假信息是強有力的影響工具。前者可以被定義為 "蓄意、系統地試圖塑造觀念、操縱認知和引導行為，以達到促進宣傳者預期意圖的反應。"同時，后者是一種 "基于傳播不真實信息的欺騙技術，目的是欺騙、操縱和誤導"，利用人類情感作為影響手段。美國總統德懷特-艾森豪威爾（Dwight D. Eisenhower）多次承認，"全面戰爭的機會遠遠小于我們在政治戰爭方面面臨的危險。"而且，今天的數字環境意味著虛假的敘述可以比以往任何時候都傳播得更遠更快。

事實上，有證據表明，像俄羅斯這樣的國家已經通過這些策略對對手國家產生了重大影響。眾多學者指出，2016年的美國總統選舉就是一個典型的例子。在這些情況下，虛假信息依賴于利用目標社會中預先存在的緊張關系（例如種族、民族和階級）來制造分裂。因此，這些敘事經常將脆弱的社區置于危險之中，并將由不同群體組成的機構置于壓力之下，包括美國軍隊，因為它需要來自各種社會、文化、宗教、政治和經濟背景的美國人。

虛假信息對這些類型的組織構成了威脅，進而對國家構成了威脅。2019年，英國的數字文化、媒體和體育跨黨派委員會將網上虛假信息的傳播描述為對民主的生存威脅。這一挑戰的嚴重性需要仔細分析。本文認為，教育是對抗虛假信息的最佳策略，確定了從成為虛假信息目標的國家中吸取的教訓，回顧了虛假信息作為信息戰戰術的演變，審視了對手操縱網絡的心理機制，評估了虛假信息對軍隊等機構構成的威脅，并思考了教育在預防目標群體并幫助每個人在日益數字化的世界中生存和發展的潛力。

宣傳和虛假信息如何運作

長期以來，國家和非國家行為體一直利用宣傳和虛假信息來獲得戰略優勢。然而，現代大眾傳媒在20世紀初的到來，使他們的努力具有了全球性的意義。在兩次世界大戰期間，宣傳是實現一系列目標的重要工具。例如，廣播使美國總統富蘭克林-D-羅斯福和英國首相溫斯頓-丘吉爾等主要領導人能夠在自己家里直接向國內觀眾講話，向他們提供信息并影響他們對戰爭的看法。電影也同樣被用來鼓舞士氣和推動招募工作。由奧斯卡獲獎電影人弗蘭克-卡普拉（Frank Capra）執導的《我們為何而戰》系列紀錄片至今仍被認為是此類材料的最佳范例之一。這些努力的影響不能被低估。一些歷史學家甚至認為，盟軍發動的信息戰是勝利的核心。國內的信息傳遞與英國政治戰爭執行局等組織在戰場上的行動相結合，這些組織參與了破壞敵人宣傳的行動，事實證明這些宣傳與事件的現實越來越不同步。

在整個冷戰期間，影響力繼續發揮著核心作用，虛假信息構成了蘇聯積極措施的一個關鍵要素，即 "影響外國社會事件和行為以及行動的公開和秘密技術"，據估計，華約國家從1945年到1989年開展了超過10,000次虛假信息行動。正如約翰-霍普金斯大學的托馬斯-里德所解釋的那樣，"久經考驗的方法......是利用對手現有的弱點來對付自己，將楔子插入預先存在的裂縫。一個社會越是兩極分化，它就越是脆弱。"

俄羅斯利用虛假信息活動仍然是其戰略的一個關鍵部分，并在今天的網絡生態系統中采取了新的形式。俄羅斯的虛假信息可以分解為四個 "D"--否認、歪曲、沮喪和分散注意力，以擾亂批判性思維。社會上有一些觸發性話題，從移民和墮胎到種族和宗教，這些話題很可能引起情緒反應，甚至導致所謂的杏仁核劫持。這是一個心理學術語，指的是當一個人的大腦中控制情緒的部分變得如此激進時，這個人就不能再批判性地思考。換句話說，人們與大腦中控制推理和評估事實的部分失去聯系。

但是，充滿感情的敘述只是敵對行為者利用網上受眾的一種方式，因為他們經常經歷信息過載。人腦由于缺乏能力和時間，無法篩選所有可用的信息。這種時間和認知資源的缺乏意味著個人無法將事實與虛構進行區分，他們使用認知捷徑來處理信息，使他們容易受到虛假信息宣傳的影響。例如，確認性偏見包括尋找、解釋和回憶與自己的信念和態度一致的信息。個人接受與他們的觀點一致的信息，而不是花時間去處理與之矛盾的信息。例如，《科學進展》雜志2019年的一項研究發現，傾向于保守政治的人傾向于分享共和黨人的社交媒體帖子。

網絡行為者能夠進一步利用迅速崛起的技術來利用偏見，包括深度偽造或人工智能操縱的音頻或視頻內容，無論是人工智能渲染、編輯或重新剪輯、盜用或錯誤歸因。深度偽造可能會提高惡意行為者利用情緒和認知偏見的能力。人們發現，圖像比單純的文字更有影響力。文字是抽象的符號，需要重建為現實的心理圖像。相比之下，圖像似乎提供了一個直接的現實參考，減少了操縱的嫌疑。

武裝部隊和虛假信息

就像它所保護的國家一樣，美國軍隊也越來越多元化。2017年，女性占現役部隊的16%，少數族裔目前占軍事人員的42%。這種多樣性可能使軍隊，像整個國家一樣，容易受到虛假信息運動的影響。這些運動對作戰安全和武裝部隊、其盟友和更廣泛的國防界的整體凝聚力構成了嚴重挑戰。

例如，對手一直針對組成北約在愛沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛和波蘭的強化前沿存在的部隊。2020年，俄羅斯贊助的行為者在網上發布了一封偽造的信件，其中波蘭準將里夏德-帕拉菲亞諾維奇似乎在美國領導的 "歐洲保衛者20 "演習中公開批評了美國在他的國家的存在。在同一次演習中，俄羅斯消息人士還聲稱美軍無視與COVID-19有關的旅行限制，盡管美國官員出于公共衛生方面的考慮，縮小了Defender-Europe 20的規模和范圍。"影響的威脅不再僅僅存在于部署期間，也存在于駐軍中，因為 "通信的崩潰性......以及......戰爭和日常生活之間多孔的界限"，這意味著地理環境不再足以作為一種防御。

敵對行為者一直在網上針對美國武裝部隊成員和退伍軍人社區。從2017年開始，美國國會特許的非營利組織越南退伍軍人協會開始了一項為期兩年的調查研究，發現 "外國實體對美國軍人、退伍軍人和他們的家人進行持續、普遍和協調的在線攻擊。"報告顯示，軍人和他們的社交網絡容易受到虛假信息的影響。外國實體將經常能接觸到保密和機密材料的軍方成員視為一個有吸引力的目標。更重要的是，現役軍人和退伍軍人是美國政治生活中的一個重要影響人群。美國越戰退伍軍人研究小組檢查了數百個Facebook頁面和社交媒體賬戶，發現美國軍人、退伍軍人和幾個退伍軍人組織的其他社交媒體追隨者是外國實體的特別目標。他們還發現來自30多個國家的個人管理著他們審查的網站，這些假冒Facebook頁面的管理員滲透到其他公共和私人團體。

冒名頂替的網頁和賬戶通過冒充合法的軍事和退伍軍人團體，如美國越戰退伍軍人組織，建立了一批粉絲，并利用友情和社區作為吸引新成員的方式。這種活動如此之多，Facebook關閉了三分之一的審查賬戶，原因是不真實的行為或 "誤導性行為，欺騙他人關于個人/團體是誰或個人或團體在做什么。"在關閉之前，這些頁面吸引了超過3200萬用戶。外國管理員利用這些平臺 "試圖在不同種族或民族身份或偏見的群體之間制造隔閡，經常使執法者與少數民族對立起來。 "這種行動經常涉及發布旨在分化團體成員的分裂性內容，從分享美國國家橄欖球聯盟四分衛科林-卡佩尼克的照片，到傳播關于有爭議的公眾人物的虛假信息，如國會議員亞歷山大-奧卡西奧-科爾特斯，以及發布 "退伍軍人先于非法移民 "這樣的仇外言論，在移民等敏感話題上做文章。"虛假信息針對社會中的斷層，軍事人員也不能免于這些戰術。

敵人的虛假信息活動破壞了軍人辨別事實和虛構的能力。這些運動滲透到他們的社會網絡中，使他們容易受到陰謀論和極端主義團體的影響，這降低了部隊的凝聚力，并帶來了真正的部隊保護威脅。雖然沒有跡象表明對手對2021年的美國國會大廈襲擊事件負有直接責任，但多年的影響行動最終導致了一種扭曲的認知環境--對許多參與暴亂的人來說是另一種現實，并植入了一種可能持續多年的社會和政治分裂。以這次襲擊為例，對手將繼續積極開展虛假信息運動，并采用所有信息領域的工具來加劇不和諧并加強其地位。俄羅斯利用數字媒體在國會大廈襲擊事件后煽風點火，破壞對民主進程和美國作為全球領導者的合法性的信心。

這些影響提供了明確的證據，網上的陰謀論和虛假信息并不只停留在網上，而是可以而且確實在暴力中達到高潮。雖然虛假信息是陰險的，并在國家、戰略和戰術層面上產生了長期的影響，但它可以通過宣傳和教育得到緩解。

教育：對虛假信息做好預防？

關于如何處理虛假信息的問題存在爭議。來自人文和社會科學的大量證據表明，最好的長期解決方案是教育公眾識別虛假信息。許多組織都強調了教育在打擊仇恨方面的價值。2018年，歐盟委員會制定了一項數字掃盲計劃，供整個歐盟實施。同年，倫敦經濟學院真相、信任和技術委員會呼吁英國政府將媒體掃盲作為其國家課程的一部分。雖然許多國家剛剛開始認識和實施教育計劃，以打擊虛假信息運動，但一些國家已經建立了行之有效的制度。

斯堪的納維亞和波羅的海國家為如何實施這些虛假信息教育項目提供了一個模板。他們的經驗是獨特的，因為 "在過去的四到五年里，很少有[地區]受到更持續的俄羅斯信息操縱，"包括芬蘭，自1917年獨立以來，芬蘭一直是克里姆林宮支持的宣傳的目標。蘭德歐洲公司的分析師認為，有幾個因素有助于芬蘭抵御外國影響，包括高比率的媒體素養。芬蘭政府通過教育活動實現媒體素養，包括2014年的一項倡議，教導學生、記者、政治家和公眾如何識別虛假新聞。小學和中學的學生也接受了識別深度虛假視頻和鍛煉批判性思維能力的測試。這些項目以及其他類似的項目，"只是芬蘭為使所有年齡段的公民為復雜的數字環境做好準備而采取的跨部門方法中的一層"。

為了一個共同的目標，立陶宛政府經常與這些團體合作，以提高調查公眾對這個問題的學術研究水平，以及專注于揭穿和事實核查的媒體項目。它還提供資金和/或支持開發一個人工智能驅動的平臺來監測媒體（Debunk.eu），并為弱勢群體（老年人、少數民族人口）創建媒體素養項目。

圍繞COVID-19大流行病的虛假信息是一個全球性的問題，與斯堪的納維亞和波羅的海國家類似，其他國家也采取了有效的應對措施來解決相關虛假信息。臺灣政府與臺灣事實核查中心合作。正如吉爾及其同事所描述的那樣，臺灣利用類似于WhatsApp的社交媒體平臺來傳播準確的信息，以對抗網上的虛假信息。此外，政府加強了對虛假信息的監測，以防止其傳播，并與Facebook合作，在Facebook的時間軸上灰色的虛假信息。最后，還制定了關于如何區分真實和虛假賬戶以及可疑和可信信息的指南。Lien和作者指出，這種合作、平臺和指南對于培養臺灣對COVID-19虛假信息的抵御能力至關重要。

推薦的美國軍事媒體素養培訓

美國國防部（DoD）必須授權一個標準化的、多方面的媒體素養項目，為軍人提供對抗虛假信息的技能。武裝部隊所招募的美國人在與虛假信息競爭方面的訓練和準備都嚴重不足。雖然少數美國學校教授媒體素養，但大多數青年和成年人缺乏批判性分析他們所消費的信息的技能。如果這一缺陷不被解決，軍人將仍然容易受到認知缺陷的影響，而意識形態的分裂將破壞部隊的復原力。雖然國防部已經制定了培訓軍人打擊對手影響的舉措，但結合公共部門的最佳做法和國防部的資源，可以產生一個更全面的計劃，包括一個年度在線培訓課程和一個面對面的課程，以武裝國防部人員和家庭對抗虛假信息。

2018-19年，國防部聯合參謀部開發并推出了聯合知識在線（JKO）J3ST-US1396影響意識的計算機課程。這門90分鐘的課程教育參與者了解對手和競爭者影響美國和國防部人員的舉措，討論信息環境中的近期挑戰，并簡要介紹了反影響的工具。該課程不是強制性的，也沒有得到很好的宣傳，而且隨著信息環境的發展，其靜態內容也變得陳舊。盡管該課程的主要目標是提高對在線影響活動的認識，但它是預制的、不靈活的，而且對關鍵的媒體素養技能的關注也不夠。學員無法提出問題，也無法練習在最常使用的個人設備上培養健康的在線信息消費習慣所需的動態技能：手機、平板電腦和筆記本電腦。此外，該課程沒有對學員進行評估，也沒有收集績效數據來指導課程的完善。這些不足嚴重阻礙了該課程武裝國防部人員應對虛假信息的能力。吸收公共部門的最佳做法可以緩解這些不足。

國防部將大大受益于與公共部門的媒體素養領導者合作，開發一個充滿活力的當面培訓項目。諸如國際研究交流委員會（IREX）的 "學會辨別 "和斯坦福歷史教育集團的 "公民在線推理 "等項目，在應對不斷變化的信息環境的挑戰方面取得了長足的進步，并提供了許多軍人所需的核心媒體素養技能。這些私營部門的項目提供了JKO所缺乏的實踐性、真實世界的應用，如測試在線搜索、評估和驗證信息的能力，以及在訪問個人設備時利用健康的媒體素養習慣做出明智決定的實際練習。它們還迫使學生分析消費習慣，并對點擊、分享、閱讀、喜歡或與在線內容互動的決定擁有所有權。學生在離開課程時，對他們的行為如何塑造他們的朋友、社區和國家的信息環境有了更好的理解。這些課程被設計為由輔導員通過容易獲得的、專業指導的現場或在線課程來教授。這些課程的主要缺陷是它們沒有專門針對威脅軍人的對手和競爭者的虛假信息工作，盡管它們可以通過與國防部合作來滿足這些要求。

私營部門的最佳做法和國防部的資源可以結合起來，制定一個全面的媒體素養培訓計劃，包括一個年度在線課程和一個小型面授班，這將使國防部人員和家屬受益。聯合參謀部J-7及其JKO培訓人員和平臺最適合在整個部隊開發和實施基于計算機的媒體素養培訓課程。與年度網絡安全培訓一樣，所有人員--包括文職人員--都應被要求完成年度培訓，該培訓應建立參與者的媒體流利程度的基線，并跟蹤不同人口統計學的變化。參與者的表現數據可以為課程的完善提供信息，而且，與指揮部氣候調查類似，該課程可以匯總有關趨勢，在必要時提請各軍種首長或更高一級領導注意。該課程應測試軍人展示媒體素養技能的能力，如區分事實和意見，核實來源，識別改變的視覺信息，識別冒牌的社交媒體賬戶，識別有針對性的分裂材料，并灌輸在網上分享或與信息互動的責任感。

除了基于計算機的培訓，服務部門還應該在公司層面實施有重點的當面媒體素養培訓。培訓應在小型教室或市政廳舉行，由國防部公共事務或通信戰略和業務部門的主持人主持，他們都接受過公共部門主要從業人員的培訓。培訓應解決年度計算機課程中標明的問題領域，并促進實際應用練習，測試學生使用個人設備識別和反擊虛假信息的能力。實際應用練習將仿照公共部門的主要課程，但將重點關注國防部的情況。面授課程還將為軍人提供機會，討論正在進行的對抗性網絡攻擊、媒體影響、軍事行動、合作伙伴和盟友面臨的挑戰，以及外國對國內事件的干涉。

此外，家庭部署前簡報應納入媒體素養培訓，以提高軍人部署前的意識。雖然國防部不能強制要求家庭成員參加在線媒體素養培訓，但許多人對虛假信息的威脅感到擔憂，并歡迎有機會了解和保護自己免受這些威脅。

國防部授權的、標準化的、多方面的媒體素養計劃，結合公共部門的最佳實踐和國防部的優勢，可以產生一個全面的基于計算機的課程和面對面的課程，為軍人和家屬提供成功對抗對手虛假信息威脅所需的技能。

結論

技術加速的步伐和最近政治中固有的分裂沒有顯示出減弱的跡象。因此，世界將繼續面臨網絡空間中虛假信息的泛濫，而像深度偽造視頻這樣的復雜技術又使之得到加強。這些進步使得確定歸屬或駁斥虛假信息變得困難，并對構成日益多樣化的民主機構造成嚴重威脅。

雖然決策者考慮了各種解決方案，但都不可能像徹底的媒體素養教育那樣產生持久的影響。2017年，前 "參謀長聯席會議主席，小約瑟夫-鄧福德將軍. 2017年，前 "參謀長聯席會議主席小約瑟夫-鄧福德將軍......指定信息為第七項聯合作戰職能。"部隊要想成為有效的戰士，他們必須掌握必要的技能，以駕馭欺騙性的環境，并認識到他們何時以及如何被在線操縱。羅伯特-切斯尼（Robert Chesney）和丹妮爾-西特倫（Danielle Citron）在 "深度虛假和新的虛假信息戰爭 "中認為，"民主國家將不得不接受一個令人不舒服的事實：為了在威脅中生存......他們將不得不學習如何與謊言共存。"如果民主社會要有效運作，每個人都必須學習在復雜的數字環境中生存和發展。

作者

梅根-菲茨帕特里克博士是加拿大國防研究與發展中心（DRDC）作戰研究與分析中心（CORA）的戰略分析員，是一位廣泛發表的關于創傷和復原力的作者。她目前的工作是研究軍隊如何駕馭日益重要的信息環境。自加入DRDC以來，她的研究得到了認可，包括CORA國防分析杰出成就獎。

里圖-吉爾博士擁有卡爾頓大學的社會心理學博士學位，目前是DRDC的一個部門主管。她的研究是研究在線影響活動，特別是互聯網和社交媒體如何影響信息環境，包括對在線受眾的分析，以及對手采用的欺騙技術，如虛假信息，如何影響受眾。她一直是國際防務研究合作的一部分，并且是北約人因和醫學研究任務組 "有效溝通和網絡外交的數字和社會媒體評估 "的共同負責人。

美國海軍陸戰隊的詹妮弗-F-賈爾斯少校目前是一名通信戰略和行動官員，是為指揮官在太平洋戰區的戰略和文化接觸計劃提供建議的外國地區官員，也是海軍陸戰隊空地特遣部隊人員培訓項目的教官。她撰寫了《瓦解虛假信息》。最近，她在國防信息學校的 "DINFOS現場 "發表了關于媒體素養和對手虛假信息的演講。

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。

多域作戰可以被描述為在一個領域內利用來自所有領域的傳感器和效應器產生軍事效果的能力，以及將指揮和控制（C2）下方給盡可能低的級別。倡導平臺整合和C2鏈中的輔助性，構成了重新加強部隊靈活性、復原力和反應力的基線。戰區的聯合部隊指揮官（JFC）將作為MDO的協調者。他們將有能力在戰術指揮官之間分配傳感器和效應器以執行專門的任務，在所有領域之間同步效果，并根據需要將任務的控制權下放到戰術邊緣。

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

空軍將在一個多極世界中作戰，其特點是持續的、低于閾值的交戰，其中多層和多速的戰斗空間延伸到很遠距離。空軍將需要變得高度適應，并能夠通過在高速作戰環境中實時超越威脅，快速從協調過渡到同步，不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性，而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。新作戰優勢的釋放將取決于空軍加強部隊之間的連通性和整合的能力，以便信息共享能夠比以往更快、更廣泛地進行。

空軍已經嚴重依賴跨五個作戰域的作戰能力——但這些域都將變得非常混亂和具有競爭性。空軍將需要改變他們使用的網絡、系統和流程，以及他們廣泛和基本的工作方式，以便能夠在現代戰場的長度、寬度和高度上思考、戰斗和取勝。多域作戰 (MDO) 為空軍引入新的作戰指揮、控制和作戰管理 (C2BM) 提供了先導，這有望以多種方式從根本上提高在跨多域戰斗空間同步部隊要素和協調效果方面的聯合效率，這在以前不可能實現。

本報告通過將關鍵的作戰范式、挑戰和戰略轉型的推動因素相互關聯，以向新的作戰方式演進，綜合了空軍向多域作戰 (MDO) 過渡的最新觀點。

戰略背景

隨著國家競爭再次成為常態，全球競爭正處于新的十字路口。未來的戰略環境將引發新形式的競爭，將包括恐怖組織、叛亂分子、雇傭軍和網絡犯罪分子等非國家行為者在內的敵人聯系起來。對手將在物理和虛擬領域從事合法和非法活動，一方面模糊了和平與戰爭之間的區別，另一方面模糊了本土和遠距離之間的區別。傳統的防御方法將受到可能不承認國界或不遵守國際規范和做法威脅的根本挑戰。

因此，空軍將在一個多極世界中作戰，其特點是持續的低閾值交戰，戰場空間延伸到很遠距離。空軍作為一個在行動中持續活躍的軍種——進行訓練和演習、保障任務或在運輸途中——以保持全天候的任務準備狀態，未來面臨的挑戰尤其明顯。引入多層次和多速度的戰場從根本上破壞了經濟和戰爭的性質，因此空軍將需要加速變革并建立新戰爭方式的能力，使他們能夠在高度復雜和緊張的競爭連續體中贏得未來沖突場景的全部內容，否則就有成為多余的風險。

作戰環境

面對在密集的反介入/區域拒止 (A2AD) 環境中使用先進網絡和武器系統能力的對手，競爭連續體將變得競爭激烈、混亂且受限。隨著空中作戰中心 (AOC)、指揮與控制 (C2) 節點和傳統機載平臺遠離戰斗，空軍執行的全方位保障和戰斗任務將變得更加復雜。因此，空軍將需要新的方法來提高生存能力，并在密集威脅環境中以相關的速度提供效果。空軍將需要變得具有高度適應性，并能夠迅速從協調過渡到同步，以在高速作戰環境中實時超越威脅，不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性，而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。

當代威脅發展太快，通過電子手段的連接來應對威脅至關重要，因為無法再在聯絡層面有效協調行動。例如，考慮聯合空中作戰中心 (COAC) 和防空作戰中心（ADOC）并不總是明確定義為總部，可以將作戰 C2 要素在防御性防空和區域防空方面分開。常規和新出現的空中和導彈以不同的方式威脅，因此防御它們通常屬于不同的指揮機構。由于一個威脅概況對于地面指揮官來說可能太大，而對于空戰指揮官來說又太小，因此需要一個無縫集成的多層全域作戰架構來生成共享態勢感知 (SA) 并確保將正確的射手分配給在正確權限下的相應傳入威脅目標。

未來沖突的結果將有利于那些在競爭中獲得信息優勢的空軍，在競爭中各作戰領域被融合在一起，而不是基于優越的武器系統和獨立的能力。新的作戰優勢的釋放將取決于空軍是否有能力加強部隊成員之間的連接和整合，從而使信息共享比以往更快、更廣泛地發生。在這樣做的過程中，為了實現更有力的協調，指揮關系和結構將需要進行調整，甚至為新的戰爭方式重新定義。多域作戰（MDO）為空軍提供了未來新的作戰指揮、控制和戰斗管理（C2BM）的先導，它有望從根本上提高部隊成員的同步性和協調多域作戰空間的效果，這是以前不可能的。

• “空軍將需要變得具有高度適應性，能夠迅速從協調過渡到同步，以在高速作戰環境中實時超越威脅，不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性，而且在關鍵信息方面也具有敏捷性。”

向多域作戰 (MDO) 的過渡

多域作戰（MDO）的概念與聯合和集合作戰的概念不同，因為它提出了在各作戰領域執行基于效果的、同步的和戰術整合的任務，從而使空軍能夠在現代戰斗空間的長度、寬度和高度上思考、戰斗和獲勝。在過渡到MDO的過程中，空軍將需要對他們使用的網絡、系統和流程以及他們的工作方式進行廣泛和根本性的轉變。為了以相關速度運作，各級指揮官將需要獲得通過聯合共同作戰圖景（COP）提供的強大的、不斷更新的SA，以便比對手更好地了解作戰環境。此外，從機密和公開來源的數據和情報流中收集、存儲、分析、融合、分發和可視化信息的能力，以便在盡可能低的層次上更快地做出決策，這對作戰成功至關重要。

但是，如果沒有適當地過濾和管理，同樣可以創造作戰優勢的大量信息也可能使決策過程不堪重負。除了簡單地將每個傳感器集成到網絡中并集成跟蹤數據之外 從多個來源實時共享，必須對持續流向指揮官的數據和信息流進行智能融合和共享，以便只提供與給定任務或作戰要求相關的數據和信息。在一個信息就是力量、信息可以比以往更快、更遠、但也有太多數據和信息需要處理和吸收的時代，防止指揮官和作戰人員面臨信息負擔和認知超載的危險將是至關重要的。因此，需要新的數字解決方案和工具包，利用自動化和人工智能 (AI) 來支持信息可視化，以便更好地理解和改進決策。

• “在目前的配置中，作戰C2仍然過于人工手動，并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用的大量數據和信息不兼容。”

軍事行動的數字化

信息優勢對于空軍將戰略意圖轉化為及時的作戰和戰術效果，并在現代戰斗空間的流動作戰領域進行協調，將是決定性的。管理、分析、融合、可視化的工具包，以及關鍵的是，更好地理解來自多源情報流的大量信息，將在未來幾年重新定義作戰規劃和執行。空軍將需要利用新興技術來塑造現代戰爭環境的數字層面，因為新的作戰C2可以支持未來戰斗空間所要求的性能水平。

在目前的配置中，作戰C2 仍然過于人工手動，并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用數據大量混亂、信息不兼容。

傳統的 C2 指令、結構和流程可以基于 24 小時周期的決策循環，不足以應對未來的破壞性威脅和預期的行動速度。任何水平的技術進步都不會使傳統 C2 對未來作戰的預期步伐更加有效。人工智能、自動化、增強現實和量子技術為過濾、可視化和幫助理解大量信息提供了新的可能性，而利用大數據處理的數據分析和融合引擎將為個人平臺、能力和決策者帶來新的機會從聯合甚至泛政府的角度將其整合到一個共同的數字環境中。

一個共同的數字環境和作戰云的實現將使任何地點的部隊和用戶都可以訪問相同的數據和信息流，無論是實時規劃還是執行，并且以與執行任務相同的速率。高度適應不斷變化的任務要求的數字工具包將需要在作戰云上隨時可用，并使用軍事證書按需訪問幫助各級做出更好更快的決策。指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。

• “指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。”

AOC的功能分布

分布式 AOC 可以理解為同時在不同的地方，而不是在一個或另一個地方，它代表了空軍未來作戰方式的游戲規則改變者。空中作戰中心傳統上由空軍從一個擁有重要基礎設施的固定位置操作，以允許接收大量通信和大量多專業人員。這種集中式 C2 模型在過去為空軍提供了很好的服務，但是隨著威脅形勢的演變，從執行作戰 C2 的單個固定位置的概念使得空中作戰容易受到能力越來越強的對手的攻擊，這些對手可以通過動能和非-動力學手段。在任何接收關鍵通信和提供可操作 C2 的集中位置發生自然災害、火災或停電成為潛在單點故障的情況下，同樣存在風險。

點對點分布的AOC將與位于不同地點的高級指揮部更好地保持一致，而在聯盟的情況下，則與世界不同地區保持一致。分布式AOC還將使空軍有可能與更多不同的專業人員聯系起來--在任何特定時間，在一個以上的地方經常需要這些專業人員--以解決復雜的作戰挑戰。空軍將獲得決定性的優勢，最大限度地減少非周期性工作的需要，以便在需要的地方和時間獲得信息，關鍵是要建立冗余，以提高行動的適應性。隨著AOC功能的分布，空軍將有能力迅速適應動態作戰場景中不斷變化的需求，包括C2網絡中任何關鍵節點的潛在損失，使邊緣作戰人員能夠以更加安全和靈活的方式行動。

然而，分布式空中作戰中心架構所承諾的最顯著的力量倍增效應是使空軍能夠無縫地連接到位于不同位置的伙伴要素和能力。將位于不同地點的盟軍和伙伴空中作戰中心虛擬地聚集在一起，將使空軍能夠整合可用的聯軍能力，以便在任何給定時間和地點利用最有效和最致命的空中力量組合。通過以增強力量和提供綜合威懾的方式整合聯軍能力，可以減輕空軍單獨面臨資源或人員壓力的現實和日常挑戰。因此，空軍將更少地依賴單個平臺能力，而更多地依賴于具有集成作戰 C2 的共享能力架構的力量，該架構從根本上優化了傳感器/射擊者的任務和分配。

MDO 中的 C2BM

作為指導任務和加快行動步伐的過程的一部分，通過替換會減慢行動周期（從而降低反應時間）的傳統方法，必須明確授權給每個級別的指揮部，以便確定決策的優先級可能的最低水平。因此，連接到接收數據和中繼命令的敏捷、適應性強和有保障的網絡的單個指揮官應該能夠專門指揮下屬單位的活動。對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要，但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關——尤其是在對多個任務有明顯壓力的情況下 政府部門將被納入 C2 決策過程。即使授權保持不變，集中控制/分布式執行和任務指揮的模式也可能受到挑戰，因此空軍必須更新正式關系和開展業務的方式。

開放式架構、系統體系(SoS) 網絡，專為高速、大容量而設計，在廣泛而分散的用戶群中進行數據交換對于在需要的時間和地點向合適的人提供相關信息至關重要。Link 16 為互連性和互操作性提供了一個通用標準，對聯軍行動仍然至關重要，但即使有一個在其用戶之間全面設計和實施的現代化計劃，其本身也不夠。更強大的作戰 C2 的基本原理推動了聯合全域指揮與控制 (JADC2) 結構和先進戰斗管理系統 (ABMS) 在美國的發展。JADC2 設想將整個部隊的傳感器、射手和支持平臺連接到主網格網絡，以便作戰指揮控制從以服務為中心的架構有效地推進到高度靈活的聯合全域架構。美國空軍打算利用 JADC2 實時融合來自無數不同來源的數據，而 ABMS 打算通過將正確的傳感器連接到正確的射手來感知、理解并允許指揮官比對手更快地采取行動。

在一個沒有任何單一平臺或武器系統本身能夠確保作戰成功的未來，JADC2和ABMS的目的是用其他系統的優勢來系統地減輕單個組件系統的局限性。沒有與ABMS或同等的作戰管理（BM）系統連接的平臺將具有較低的生存能力，并最終成為多余的。JADC2和ABMS是美國在每個戰爭場景中取得戰斗成功的基礎，它們為未來的作戰C2提供了將正確的傳感器連接到正確的射擊者的基礎。開發一個高度可擴展的、完全集成的、具有明確授權的多分類網絡架構，將是實現信息優勢的關鍵，它使指揮官和作戰人員能夠更有效和高效地執行。目前的網絡和系統需要進行現代化改造和調整，以實現更大程度的戰斗空間信息，然而，全面的網絡整合帶來了相當大的技術挑戰，因為各個系統并不總是使用一種共同的語言或順利地相互連接，特別是在涉及盟國和伙伴空軍的多國背景下。

• “對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要，但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關，特別是在多個政府部門明顯面臨壓力將其納入 C2 決策過程的情況下。”

敏捷和協作戰斗

互操作性是未來戰爭的關鍵，而協同作戰的步驟設想跨所有平臺進行信息交換，而不僅僅是戰斗人員。除了由新的具有指揮能力的戰斗機領導的傳統戰斗機之外，隨著第五代平臺的出現，互操作性將需要擴展到所有平臺，包括遙控飛行器 (RPV) 和自主系統。在強大的聯合任務指揮下，互操作性與綜合規劃和作戰指揮控制將允許加速作戰，以克服具有先進網絡能力和武器系統的對手。將遺留系統調整為單一網格、多域網絡是空軍面臨的最關鍵挑戰，必須進行戰略轉變，優先考慮全面的網絡集成和互操作性以及必要的財務資源、時間和人員。

整合帶來了復雜的挑戰，有時需要比預期更長的時間才能實現結果，正如之前在 Link 16 上采用、適應和實施變化的國家經驗所表明的那樣。空軍必須迫使行業合作伙伴更廣泛地采用數據協議和工程系統的標準化，以便能夠有效和高效地實現未來所需級別的互操作性。同時，空軍必須 打破狹隘的思維方式、過時的數據和信息共享政策以及阻礙他們作為組織利用信息真正力量的文化障礙。軍事背景下與美國前總統羅納德·里根（Ronald Reagan）的話有了新的關聯，他將信息稱為現代的氧氣，因為信息力量是未來戰場上有效作戰的基礎。

將盟軍和合作伙伴的資產、資源和專業知識進一步互連，超出單個固定地點的定位，這將成為空軍在未來沖突中保持競爭力的必要條件。三十年前，可能有二三十人，包括指揮官及其參謀參與作戰計劃、執行和 C2。今天，視頻電話會議和數字應用程序使分布在不同地點和時區的數百名員工的點對點協作和信息共享成為可能。與盟國和合作伙伴互操作性的障礙在邏輯上需要考慮并更緊密地結合在一起 - 旨在確保數字環境得到主動保護和防御的國家網絡安全方法及其警告。依賴網絡空間和在網絡空間中作戰的固有脆弱性將使信息戰在傳統作戰之外占有一席之地。同時，空間領域和量子加密技術的進步將開始通過徹底改變軍事行動中的通信方式來減輕復雜網絡空間威脅的影響。

互操作性和聯盟有效性

互操作性是衡量聯盟有效性的關鍵，并將決定在未來的同行競爭環境中的戰斗成功。在沒有盟友和合作伙伴的幫助下，單獨過渡到全域作戰戰略是不可行的，但從聯盟的角度來看，要實現真正的互操作性，必須對空軍設計和規劃未來能力進行戰略反思。互操作性通常可以通過調整現有的系統而得到改善，但如果要以未來沖突所要求的方式在戰略上推進互操作性，以達到戰斗和勝利所必需的聯盟效力的程度，則需要成為一種采購考慮。

互操作性存在著重要的政策層面障礙，例如，與采購項目的過度分類和軍事系統的轉讓有關。這種對聯盟有效性的障礙在近年來的聯盟作戰活動中已變得很明顯，并促使美國引入新的方法，如國防出口特性計劃，該計劃旨在為優先考慮和追求互操作性的方式帶來范式的轉變。將互操作性考慮納入主要采購項目的初始能力文件的作戰概念（CONOPS），將確保它在未來系統的設計階段得到適當的規劃，并戰略性地納入采購過程本身，而不是作為事后的想法被編入。

美國還將更加強調與盟友和合作伙伴共同開發系統，并以系統的早期出口為目標，這一方面有助于改善整體系統設計和安全性，另一方面也能壓縮開發時間和降低成本。任何空軍都不能假設自己總是擁有最好的技術解決方案和概念，因此，當國際市場上有更優越的替代品時，進口能力將需要更高的優先權。軍事系統的本土開發提供了次要的優勢，如經濟效益的本地化和通過國內創造就業機會來培養高技能的勞動力，但也有一些權衡，如較低的性價比或系統不能與替代品提供的相同水平的性能。

在系統層面上，設備之間的互操作性是至關重要的，但是作戰平臺本身和確保它們的互連性本身并不足以實現互操作性，也不會自動轉化為改善聯盟的有效性。空軍必須通過制定共同的作戰方案和戰術、技術和程序（TTPs）來加強聯盟層面互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、合作和培養工作關系的方式是打開未來作戰優勢的關鍵。建立信任需要時間，而作戰層面的互操作性--相對于系統層面的互操作性--是建立在多年的訓練和并肩工作上的，以了解和推進可以共同實現的目標。不可能在危機時期尋找信任，也不可能期望能夠以未來所需的行動水平和速度來運作。

空軍有必要作出新的努力，以改善與關聯部門以及盟國和伙伴空軍的同步和協調。建立一個更強大的傳感器網絡和發展收集、存儲、處理、分析、融合和分享適當安全級別的信息的能力的途徑始于雙邊討論，隨著聯合演習的推進，并隨著從持續努力和互動中獲得的經驗教訓被廣泛實施到培訓、教育和最終的積極行動本身而得以實現。歸根結底，在擴大力量和試圖實現聯盟伙伴之間的綜合威懾方面，信任的概念將比技術因素更重要。盟友和合作伙伴可以成為非常有價值的見解的來源，空軍必須變得更加開放，不斷地與同行分享威脅情況，并保持思想的持續互動，以支持持續改進。

• "空軍必須通過開發共享的CONOPS和戰術、技術和程序（TTPs）來加強聯盟層面上的互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、協作和培養工作關系的方式是開啟未來作戰優勢的關鍵。"

信任與信息共享

在這個時代，信息被視為力量，但只有當它被分享時才會變得真正強大，在評估盟友和合作伙伴之間的信任時，信息共享的方式是衡量有效性的關鍵。人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周時間的大量信息，然而，空軍的思考和反應速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確和相關的分類信息的能力。考慮到信息共享的三個基本要素（需求方面的理由；使之成為可能的技術和基礎設施；以及受其支配的政策和規則），理由越來越被認為是合法的，使之成為可能的手段在大多數情況下也是現成的。然而，以父權為框架的政策和信息發布規則與文化障礙相結合，阻礙了盟友和合作伙伴之間及時有效的信息共享，甚至經常是根本沒有。

古老的信息可釋放性政策和僵化的數據所有權文化，限制了實時甚至是歷史信息流向需要的地方。盡管空軍擁有與盟友和合作伙伴更緊密合作的動力，但他們總體上仍然落后于更有效作戰所需的信息共享水平。有效的信息共享的障礙和阻礙可歸因于傳統的模式，然而過去有效的東西不一定在未來有效。并非所有的信息都需要與所有級別和所有項目的人共享，但確保正確的人能夠獲得正確的信息是可能的，一方面，重新設計適用的信息共享政策、規則和分類以消除瓶頸，另一方面，通過硬件和軟件解決方案，降低工業規模的信息共享的操作安全（OPSEC）風險。

從商業部門的成功經驗中可以學到寶貴的經驗，即如何安全地改善企業層面的連接和信息共享，關鍵是與外部合作伙伴的連接和信息共享，從而提高生產力，為股東創造更高的價值。建立新的授權、政策和信息保護程序是必要的，以便讓信息在行動領域之間以及在共享的任務伙伴網絡中的不同安全分類之間安全和無縫移動。空軍將需要促進和實施更強大的信息和數據安全，同時通過與聯合和盟國或聯盟伙伴更好地協調技術和程序來建立一個共同的數據結構。跨作戰領域的信息和數據網絡的可訪問性和安全性將成為重中之重，而信息的完整性、可信度和可靠性則是剩余的問題。

• "人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周的大量信息，但空軍思考和反應的速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確的相關信息的能力。"

網絡空間領域和信息作戰

隨著數字技術和創新的加速作用和采用，空軍的運作方式正變得越來越復雜。然而，機遇也伴隨著風險，因為支持空軍的信息技術和系統本身就成為一種威脅。網絡空間對于彌合現代戰斗空間所跨越的巨大距離至關重要，因此將繼續成為軍事行動中一個永久的、日益突出的要素。然而，大量信息的快速收集、控制和傳播產生了一種新的戰爭類型，即產生了傳統軍事系統必須能夠對抗和防御的具有普遍性的持續威脅。網絡空間和電磁頻譜為信息系統、武器和平臺的運作提供了重要的地形，指揮官的首要考慮之一是需要支配流動的作戰領域，使其盡可能受到抑制和保護，以防止可能帶來區域拒絕問題的攻擊。

網絡保護和通過一切必要手段捍衛網絡空間對軍隊來說是勢在必行的，但未來更重視的是數據和信息資源本身，而不是為它們提供地形的網絡。密碼學的現代化對于實現有保障的安全通信至關重要，但對部隊進行數據保護和信息安全教育是空軍需要解決的一個挑戰。軍隊需要重新培訓組織心態，并制定源自零信任文化的標準操作程序（SOP），以便作戰人員嚴重依賴的信息在所有層面上不斷得到認證和驗證。更廣泛地說，軍隊在網絡空間的主要重點仍將是通過網絡安全軟件和計算機網絡操作來保護C2的物理和電子。

盡管在網絡空間建立交戰規則（RoE）的挑戰仍然存在，但在未來幾年，信息作戰將不可避免地成為與傳統作戰一樣的核心能力。軍隊已經觀察到戰斗之王從火炮過渡到空中力量，空中力量穩步發展，可以在任何時候和任何地方使用。盡管在過去的30年里，空中力量是火力的 "首選"，但不確定的是，在未來的30年里，空中力量是否會成為戰斗之王，或者動能能力是否會像其他傳統能力一樣，被更有效、更精確和更經濟的替代品所取代。預測未來總是很困難的，但目前的軌跡表明，非動能能力將最終成為戰斗之王，火力將從硬件過渡到軟件，因為不再需要飛行的效果，因為計算機代碼和遙遠的點擊將變得比動能武器的震蕩效果更具破壞力。

• "軍隊廣泛需要重新培訓組織心態，并制定源于零信任文化的標準操作程序（SOP），以便作戰人員嚴重依賴的信息在各個層面不斷得到認證和驗證。"

利用空間領域

衛星能夠以最快和最安全的方式將信息傳遞到最底層的指揮部，其數據鏈接對于在高度競爭的環境中同步部隊成員，加速觀察、定位、決定和行動（OODA）的循環，以及在行動前和行動中加強部隊的安全和保障至關重要。

空間領域為全球通信、高空情報、監視和偵察（ISR）以及為保持對空域的控制和執行未來預測的高節奏行動所必需的定位、導航和定時（PNT）解決方案提供無與倫比的覆蓋范圍和持久性。將空間領域納入MDO將釋放出一種力量倍增效應，因為它允許創建跨作戰領域的新網絡，并為分布式聯合規劃和執行建立新機制。隨著傳統的地面和空中指揮要素被推到離戰斗更遠的地方，向空間領域的邁進對于在地面要素和遠程載體之間更廣泛地傳播連接是至關重要的，從而使部隊要素能夠彼此和總部要素之間更理想地運作。

擴大的地球同步衛星群將通過為所有類型的載人平臺、遙控飛行器和自主系統提供連接，使它們能夠一起遠程操作，從而實現一種新形式的作戰C2。隨著目前的限制因素--即計算能力、通信帶寬和太陽能電池板產生的電力--被克服，空軍將通過多種類型的新情報產品和服務呈現革命性的新前景。在未來幾年，利用大數據處理、人工智能和機器學習（ML）來生成、處理、分析和過濾衛星上的大量信息，并自主地向指揮官和作戰人員提供實時的關鍵信息服務將成為可能。空中和太空力量交織在一起，如果沒有所需的最低水平的天基能力，任何向MDO的過渡--設想進入所有作戰領域，但可以說以太空領域為核心--將仍然無法實現。

• 在過去的三十年里，衛星已經顯示出在分析通信、定位目標位置、生成精確坐標（例如用于瞄準或空中投擲）和打擊后的戰斗評估方面不可或缺的效用，以支持從戰爭到保證任務到戰爭以外的軍事行動（MOOTW）等所有空中行動的規劃和執行。

建立一個軍事空間戰略

進入空間領域的初步步驟側重于發展空間態勢感知(SSA)，在推進到天基傳感器和其他能力之前，從地面的雷達和強大的望遠鏡開始。在最基本的層面上，SSA必須允許空軍評估發射，監測衛星和運載火箭重返大氣層，跟蹤軌道上的衛星并提供潛在碰撞的預警。從這一初步步驟開始，需要由地面站、空間飛行器和通信鏈路組成的空間基礎設施，而作戰效果的提供則取決于專門的空間工作人員、操作人員及其工具包，這些因素綜合起來考慮，有可能消耗大量的財政資源。

空軍需要發展主權控制的空間能力的方法，這些方法既要有成本效益，又要有靈活性，例如插入硬件和軟件更新。提供即插即用解決方案的商業現成（COTS）技術和納米衛星--其開發成本相對較低，并能以低成本迅速復制--降低了進入空間領域的門檻，并將在允許空軍以必要的速度前進方面發揮重要作用，同時，越來越多的商業衛星運營商能夠有競爭力地為軍事行動提供帶寬和其他關鍵產品。

然而，空間領域的物理復雜性使得任何空軍或任何國家發展空間力量的相關技術復雜性和成本負擔本身完全不現實。空間領域構成了空間中較大和較小的軍事行為者的需要--無論大小--密切協作，甚至共同發展空間軍事力量。對空軍的要求是與盟友和伙伴協調步驟，無論他們是已經有了既定的程序和方案，還是處于啟動階段，對于利用空間領域為軍事行動提供的真正潛力將是至關重要的。

政府間、商業和研究伙伴關系將需要構成軍事空間戰略的基石，以便有可能從大量的現有知識中獲益，并應用從既定的空間行為者和遺留計劃的經驗中獲得的教訓。應用實驗對于空軍培養專業知識和能夠更迅速地確定能力差距和優先事項非常重要，當與盟友和伙伴合作推進時，可以大大簡化空間能力的開發周期，并為擴大長期的共享利益提供基礎。

通過戰略協調，資源單獨緊張的盟國和伙伴國空軍將能夠把他們的重點限制在建立具有利基能力、機制和軌道的小型衛星星座上，以便以后匯集起來，合并成更大或超大的星座。盟友和合作伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構，否則是無法實現的，關鍵是要建立冗余，以防止突然失敗或失去服務。建立冗余是必要的，因為在未來十年，新的空間行為者和空間威脅的引入使空間領域不僅更加擁擠，這本身就帶來了重大的新風險，而且還首次出現了軍事競爭。

• 作為通常負責領導軍隊進入空間領域的軍種，當空軍開始考慮發展空間足跡和作戰能力時，眼前的挑戰是制定能夠在預算限制內和以相關速度提供需求的方案。

• "盟國和伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構，否則是無法實現的，關鍵是要建立冗余，以防止突發故障或服務損失。"

專用太空指揮部

通過將天基能力分布在一個與盟國和伙伴共享的更廣泛的空間架構中，空軍將能夠從更多樣化的能力套件、更高的可用性和全球安全通信的延伸中獲益。隨著天基能力向盟國和伙伴之間共享的架構發展，控制目前被隔開的衛星的地面站將需要互聯并更接近AOC，以改善C2的決策。由于空間資產為民用和軍用用戶提供產品和服務，然而空間領域的使用使作戰C2變得復雜，可能需要其他政府部門參與傳統上由軍事指揮官負責的決策。

軍事指揮官很可能在特定情況下優先考慮或在空間領域的正確時間作出反應的能力減少或受到限制。在某種程度上，在可能的情況下插入的常設協議，可能會澄清如果向另一用戶提供的服務受到軍事行動的影響而需要遵循的具體程序。傳統的C2周期、程序和結構是為了對實體單位行使權力，而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果，需要不同的考慮。因此，一個專門的軍事空間指揮部是必要的，以滿足居住在各兄弟部門、其他政府部門以及外部盟友和合作伙伴的空間工作人員之間所需的巨大的整合和協調程度。

空軍在提供解決方案以有效利用空間進行多域作戰方面發揮著至關重要的作用，并且通常將負責從國防角度領導、管理和培育空間--例如在英國、澳大利亞和荷蘭，其空軍最近已經建立了初步的空間指揮部。一旦空軍建立了初步的操作能力，空間領域的C2結構和程序將隨著新框架的建立而發展，以產生綜合的空間領域意識，捍衛主權、盟國和伙伴的空間能力，并全面推進軍事空間行動、計劃和能力。一個專門的空間指揮部除了使可能沒有共同愿景的姐妹部門在空間領域的使用上保持戰略一致，甚至沒有充分認識到它的潛力外，還對培養空軍多領域行動所需的新的專業空間工作人員和專業知識的骨干隊伍至關重要。

• "傳統的C2周期、程序和結構旨在對物理單位行使權力，而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果，需要不同的考慮。"

吸收新興技術和利用創新

為了使空軍有能力在各作戰領域進行思考、戰斗和取勝，幾乎所有的遺留系統都需要升級，而且空軍需要提高他們在面對快速技術進步時吸收有任務能力的技術的能力。隨著在采購周期的關鍵決策點上做出判斷的挑戰加劇，空軍采購規劃人員必須走一條鋼絲。在追求提供革命性能力的新解決方案、購買成本較低的商業現成技術（COTS）以彌補能力差距或試圖升級遺留系統之間做出選擇將變得更加微妙。在投入使用的新系統和升級遺留系統之間取得適當的平衡將被新系統的挑戰所加劇，這些新系統往往無法迅速投入使用。

為了滿足未來的作戰要求并保持機動自由，遙控飛行器和自主系統在多領域的戰斗空間中發揮著重要作用。人們普遍承認，無人駕駛和自主系統反映了未來的空中力量，但是空軍仍然傾向于主要從載人平臺和系統的角度考慮問題。對載人威脅和平臺的傳統關注導致了訓練和模擬的發展，TTPs甚至C2流程都是圍繞著提高載人系統對抗載人威脅的能力而設計的。空軍必須在載人、遙控和自主系統方面進行更全面的思考，其中人工智能具有巨大的作用，以確保它們得到適當的考慮，并適當推動對未來威脅、能力發展、培訓、實戰飛行和C2本身的思考。

下一代空域和戰斗管理將需要大數據處理和人工智能來擴展人類的決策空間，同時也有一個潛在的需求，即空軍能夠依靠快速軟件開發來提供基于云的服務解決方案，通過認證的軍事證書安全地訪問。人工智能的最大挑戰是與它的使用相關的控制水平。出于道德、法律和安全的原因，完全不對人工智能施加任何控制是不可行的--然而，施加人類控制超過一定程度，就會有效地減慢其旨在加速的決策過程。目前，無論是在駕駛艙還是在C2中心，人工智能都需要面向為決策者生成和提供選擇，但隨著作戰周期的加快和戰爭的自動化，它的作用將越來越大。

建立快速能力辦公室可能有助于解決采購挑戰，為關鍵任務的前線需求提供更快的周轉，然而，盡管有可能實現快速采購，空軍必須確保他們能夠在沒有特定系統的情況下通過產生開箱即用的解決方案，將現有技術與人類的洞察力和創新相結合。世界上最具創新精神的組織都能有效地利用集體天才的力量，而空軍必須更好地通過培養有利的程序、伙伴關系和心態來培養創新文化，直至最低層。思想沒有等級之分，當空軍領導人創造出創新蓬勃發展的組織環境時，基層人員或非入伍軍官可以成為解決行動挑戰的重要媒介和催化劑。通過扁平化組織，減少等級之間的縱向距離和部門之間的橫向距離，空軍可以實現一個更深入參與的員工隊伍，以更好地收獲創新的好處。

為了提高技術適應性，空軍必須使用通用的開放式架構開發未來的系統和數字解決方案，并更好地將操作人員和最終用戶與開發系統和工具的工程師和技術團隊以及負責采購和維持決策的辦公室聯系起來。通過迭代開發系統和工具來實現更深層次的合作，與操作人員建立共同的所有權，并使修訂工作能夠即時進行。用戶的直接、持續的參與將提高標準化程度--如圖形用戶界面--支持操作人員的培訓，并能確保服務成員為成功做好準備。與工業伙伴和學術界的伙伴關系將對壓縮系統從構思到原型的開發周期起到關鍵作用，確保更快的失敗途徑，并使空軍在技術上的適應性更強。

促進創新文化

前進的道路

空中力量仍然是今天動能效應和空運的最具決定性的能力，但空軍領導人必須確保空中力量在2030年及以后仍然具有相關性。空軍已經嚴重依賴在五個作戰領域的行動能力--然而這些領域都將變得非常混亂和有爭議。一系列的安全挑戰已經加大，變化的速度也在增加，因為潛在的威脅在破壞性技術武器化的推動下加速。空軍將面臨的挑戰是為潛在的安全損失找到解決方案，并保持他們在未來受限和退化的作戰空間繼續作戰的能力。為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性，以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的，空軍必須重新定義他們如何與兄弟部門、盟友和合作伙伴進行合作、共存和競爭。空軍將需要在內部變得更加互聯互通，并與姐妹軍種、盟友和合作伙伴一起，在多領域的整合中取得成功，并在未來延伸的戰斗空間中提供協調的效果。

雖然世界各地的空軍確實無法在單一領域充分發揮優勢，更不用說在多領域背景下，但從過去的經驗中可以學到豐富的教訓。歷史上充滿了破壞性的挑戰，空軍必須制定戰略來推動執行MDO所需的轉型變化。這種轉變必須從擴大演示開始加速，以連接整個作戰領域的傳感器、射手和部隊要素。MDO范式廣泛要求平臺和專業人員同時支持各種各樣的作戰要求和聯合指揮官的連接。因此，在向MDO過渡的過程中，人的因素將比技術更具有決定性，如果要實現全面的網絡整合和戰斗云在軍事行動中的實際應用，必須更新培訓、發展和領導人員的方法以反映新的現實和戰爭方式。

• 空軍需要變得能夠利用流動領域，有效地結合航空、空間和網絡空間，在全球舞臺上采取戰略行動（或發出信號）--在范圍和速度上有更多的選擇和最小的政治風險。

• "為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性，以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的，空軍必須重新定義他們如何共同運作、共同存在并與兄弟部門、盟友和合作伙伴競爭。

毫無疑問，今天圍繞人工智能（AI）的最復雜的治理挑戰涉及國防和安全。CIGI正在促進戰略制定：人工智能對軍事防御和安全的影響項目將這一領域的主要專家與來自國防部的40多名公務員和加拿大武裝部隊的人員聚集在一起，討論人工智能對國家安全和軍事領域的力量倍增效應。

這一努力依賴于一系列的四次研討會，以產生關于數據驅動技術如何引發巨大的技術重組的前瞻性思考，這將對加拿大的國防規劃產生深遠影響。具體來說，這些研討會集中在數據治理和政策（道德、云計算、數據準備和互操作性）；決策（可信賴性、人機一體化、生物技術和問責制）；模擬工具（培訓、兵棋推演、人機合作、機器人、自主和可信的人工智能）；以及信息時代的加拿大情報（將人工智能用于情報）。CIGI還主辦了一個研究生研討會，以激勵整個加拿大在全球公共政策、計算機科學和安全等領域學習的新興學者。

報告總結

本文探討了在人工智能（AI）和機器學習背景下的軍事特定能力的發展。在加拿大國防政策的基礎上，本文概述了人工智能的軍事應用和管理下一代軍事行動所需的資源，包括多邊參與和技術治理。

維持先進軍事能力的前景現在與人工智能的武器化直接聯系在一起。作為一項通用技術，人工智能代表著一種力量的倍增器，有能力重塑戰爭規則。事實上，在核彈頭仍然是一種單一的技術應用的情況下，人工智能有能力支持許多不同類型的武器和系統。正如北大西洋公約組織（NATO）的指導意見所指出的，人工智能和其他 "智能 "技術現在對加拿大及其盟國的未來安全至關重要。

新技術在改變戰爭的性質方面有著悠久的歷史。從馬匹和盔甲的使用到航空母艦和戰斗機的引進，人工智能和機器人只是代表了軍事技術發展的最新階段。常規武器與人工智能和機器學習的融合，必將重塑決策的性質和軍事戰略轉型中的武力應用。

即使當代人工智能系統的能力被限制在機器學習算法的狹窄范圍內，這種限制可能不會持續太久。與神經科學、量子計算和生物技術相重疊的發現領域正在迅速發展，代表了 "智能機器 "進化的未知領域。在這些新的研究領域中的科學和技術發現給加拿大的國防帶來了巨大的風險，但同時也代表著巨大的機遇。

顯而易見的是，新興技術已經成為高度緊張的地緣政治競爭的基礎，它與一系列商業產業和技術平臺相重疊。中國、俄羅斯、美國和其他國家和非國家行為者正在積極追求人工智能和其他前沿技術的軍事應用。競爭的領域包括云技術、高超音速和新導彈技術、空間應用、量子和生物技術以及人類增強。

盡管技術創新一直塑造著國家間沖突的性質，但新興和顛覆性技術（EDT）的規模和速度是前所未有的。加拿大的國防政策反映了這種擔憂，它呼吁使加拿大武裝部隊（CAF）適應不斷變化的地緣政治環境。加拿大國防規劃已著手擴大和發展加拿大武裝部隊，在新的軍事平臺整合中納入下一代偵察機、遙控系統和天基設施。

基于對不斷變化的技術環境的廣泛評估，加拿大國防部（DND）認識到，這個新時代的特點是全球力量平衡的變化。這包括在快速發展的創新經濟中大國競爭性質的變化。就像石油和鋼鐵為工業時代設定條件一樣，人工智能和機器學習現在也可能為數字時代設定條件。

這種規模的破壞是由技術和制度變化的融合所驅動的，這些變化可以以新的和不可預測的方式觸發復雜的反饋回路。在這個新的環境中，人工智能技術將迫使世界各國軍隊投射力量的能力倍增。確定軍事人工智能發展中的護欄對于避免未來危機至關重要。應用減少風險的措施來識別和減輕軍事人工智能可能帶來的一系列風險將是關鍵。事實上，在這些能力完全嵌入世界上目前和未來的軍隊之前，治理人工智能可能會更容易。

從整體上看，這種轉變預示著從初級機器到數據驅動技術和精密電子的巨大轉變。這種物理、數字和生物技術的加速融合代表了一場巨大技術革命的早期階段。在全球范圍內管理這些新興和顛覆性的技術，對于減少未來沖突的風險至關重要。

1 引言

從人工智能和機器人到電池存儲、分布式賬本技術（DLT）和物聯網（IoT），新興和顛覆性技術（EDT）現在正在激起一個商業創新的新時代。這一巨大的技術變革景觀正在醞釀一場社會和經濟變革，對中央銀行的發展具有巨大影響。正如北約最近的一份報告所指出的（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020），這些技術包括：

→ 人工智能和機器學習。人工智能/機器學習的發展及其對創新的潛在影響。這包括神經形態計算、生成式對抗網絡，以及人工智能從已經收集或尚未收集的數據中揭示出意想不到的見解的能力。

→ 量子技術。正在進行的從量子過程研究中獲得的知識轉化為量子技術的應用，包括量子計算、量子傳感、量子密碼系統，以及在量子尺度上對材料的操縱和開發。

→ 數據安全。用于保障和損害通信、數據交易和數據存儲安全的算法和系統的設計，包括量子證明加密方法、區塊鏈和分布式賬本架構，以及更廣泛的網絡安全領域。

→ 計算功能的硬件。微型化、電力采集和能源儲存方面的進展，包括在全球范圍內提供數字化關鍵基礎設施所需的物理系統（物聯網）和機器人的廣泛使用及其對全球系統和流程的持續影響。

→ 生物和合成材料。從原子/分子層面的材料設計、合成和操作到中觀和宏觀尺度的創新，支持生物工程、化學工程、基因層面的操作、增材制造和AI介導的生成設計。

正如蒸汽機和印刷術激發了工業革命一樣，人工智能和機器人技術現在也在軍事技術的性質和全球力量平衡方面引發了巨大變革。人工智能的興起并非沒有歷史先例，但伴隨著人工智能的變化表明，需要對國防規劃進行更精確的調整，以適應一個數據驅動的時代。

在大國競爭和多極體系的背景下，人工智能已經成為競爭的一個特別焦點。中國、俄羅斯、美國和其他許多國家都在積極追求人工智能能力，并把重點放在國防和安全方面。例如，中國希望到2030年在人工智能方面領先世界，并期望通過利用大量的豐富數據，擴大其在人工智能產業化方面的領先優勢（Lucas和Feng，2017年）。

事實上，數據和數據驅動的技術現在占據了全球經濟的制高點。整個全球數據經濟的競爭已經與大國競爭密不可分（Mearsheimer 2021）。盡管美國和中國的經濟深深地相互依存，但中國在整個歐亞大陸不斷擴大的投資將很快使其成為世界貿易的中心。

技術優勢仍然是北約國家的關鍵支柱，但中國正在迅速趕超。即使美國在人工智能發現方面建立了強大的領先優勢，中國也越來越有可能在人工智能驅動的應用產業化方面占據主導地位。中國不僅有先進的商業能力，而且還有一個連貫的國家戰略。中國的技術部門正在達到專業知識、人才和資本的臨界質量，正在重新調整全球經濟的指揮高度（Lucas and Waters 2018）（見圖1）。

中國產業部署的大部分技術創新都是 "漸進式 "的，而不是 "顛覆式 "的，但現在這種情況正在改變。將新興市場聚集在其軌道上，中國前所未有的經濟擴張現在對世界經濟產生了引力（The Economist 2018）。標志性項目，價值數萬億美元的 "一帶一路 "倡議（世界銀行2018年）為圍繞電動汽車、電信、機器人、半導體、鐵路基礎設施、海洋工程以及最終的人工智能的廣泛戰略轉變提供了一個全球平臺（McBride和Chatzky 2019年）。

毫不奇怪，中國已經是國際專利申請的世界領導者（世界知識產權組織2020）。隨著自主機器（Etzioni和Etzioni 2017）、可再生能源基礎設施、量子通信（?iljak 2020）、增強型腦機接口（Putze等人2020）和天基武器（Etherington 2020）的出現，重新思考加拿大國家安全，特別是加拿大國防的性質的壓力正在增加。鑒于技術創新的步伐不斷加快，以及亞洲作為世界貿易中心的崛起（Huiyao 2019），來自國外的技術的影響可能是巨大的。

圖1：按購買力平價計算的國內生產總值預測（以萬億美元計）

2 AI與軍事防御

2.1 AI定義

人工智能的概念已被廣泛討論，但該術語的精確定義仍然是一個移動的目標。與其說人工智能是一項具體的技術或特定的創新，不如說它是一個材料的集合。事實上，即使人工智能技術已經成為廣泛的主流商業應用的基礎，包括網絡搜索、醫療診斷、算法交易、工廠自動化、共享汽車和自動駕駛汽車，人工智能仍然是一個理想的目標。

盡管人工智能領域的研究始于20世紀40年代，但隨著機器學習和計算機處理能力的改進，過去十年對人工智能興趣的爆炸性增長已經加速。人工智能的持續進步被比喻為在人腦中發現的多尺度學習和推理能力。當與大數據和云計算相結合時，預計人工智能將通過將 "智能 "人工智能和機器學習系統與第五代（5G）電信網絡（即物聯網）上的大量聯網設備連接起來，使數字技術 "認知化"。

作為人工智能的一個子集，機器學習代表了人工智能的最突出的應用（見圖2）。機器學習使用統計技術，使機器能夠在沒有明確指令的情況下 "學習"，推動許多應用和服務，改善一系列分析和物理任務的自動化。通過使用數據自動提高性能，這個過程被稱為 "訓練 "一個 "模型"。使用一種算法來提高特定任務的性能，機器學習系統分析大量的訓練數據集，以便做人類自然而然的事情：通過實例學習。

今天，機器學習的最常見應用是深度學習。作為更廣泛的機器學習家族的一部分，深度學習利用人工神經網絡層來復制人類智能。深度學習架構，如深度神經網絡、遞歸神經網絡和卷積神經網絡，支持一系列廣泛的研究領域，包括計算機視覺、語音識別、機器翻譯、自然語言處理和藥物設計。

圖2：人工智能的層級

2.2 加拿大國防部：將人工智能應用于國家安全

安全人工智能位于新興和顛覆性技術（EDT）星座的中心，包括機器人學、基因組學、電池存儲、區塊鏈、3D打印、量子計算和5G電信。在研究層面，美國仍然是人工智能的全球領導者。目前，國家科學基金會每年在人工智能研究方面的投資超過1億美元（國家科學基金會2018年）。國防高級研究計劃局（DARPA）最近宣布投資20億美元用于一項名為AI Next的計劃，其目標是推進上下文和適應性推理（DARPA 2018）。

與過去的原子武器或隱形飛機的技術發展不同，沒有國家會壟斷軍事人工智能。研究人員和領先的商業企業之間廣泛的全球合作意味著人工智能和機器學習的進步可能會在全球范圍內擴散。事實上，人工智能發展的大多數技術進步是由工業界而不是政府推動的。除了市場主導的技術公司，世界各地廣泛的網絡集群正在孵化新一代的商業創新（Li and Pauwels 2018）。因此，許多未來的軍事應用將可能是為商業產業開發的技術的改編。

幸運的是，加拿大一直是人工智能研究前沿的領導者，并繼續通過2017年推出的泛加拿大人工智能戰略下的幾個項目培育一個強大的人工智能生態系統。加拿大政府積極參與人工智能咨詢委員會和各種國際伙伴關系，包括2020年啟動的全球人工智能伙伴關系；人工智能國防伙伴關系，其第二次對話在2021年舉行；以及重疊人工智能驅動的安全和規劃的多邊協議（五眼，北約）。事實上，加拿大的國防政策，"強大、安全、參與"（SSE），反映了加拿大政府對增加年度國防開支的承諾，重點是技術。

目前的聯邦預算包括對人工智能發展的實質性承諾，承諾在10年內投入4.438億美元（Silcoff 2021）。在政府2021年的預算中，1.85億美元將支持人工智能研究的商業化；1.622億美元將用于在全國范圍內招聘頂尖的學術人才；4800萬美元將用于加拿大高級研究所；五年內4000萬美元將旨在加強埃德蒙頓、多倫多和蒙特利爾的國家人工智能研究所的研究人員的計算能力；五年內860萬美元將幫助推進人工智能相關標準的發展和采用（加拿大政府2021年，148）。

2.3 增強加拿大的情報能力

人工智能是一個影響廣泛的商業和軍事技術的模糊領域。像電力或化石燃料一樣，人工智能的廣泛應用意味著人工智能和其他通用技術有能力重新配置現代軍隊的步伐和組織（Bresnahan和Trajtenberg 1995）。從整體上看，人工智能代表了國家安全性質的結構性轉變。出于這個原因，SSE設想了一個未來的軍事態勢，更加注重開發、獲取和整合先進的變革性技術，包括網絡和自主系統。

即使加拿大在傳統聯盟（北美防空司令部、北約和五眼聯盟）中的持續作用仍然是國家安全的基礎，EDT正在從根本上改變沖突的性質。正如格雷格-菲夫（2021年）所觀察到的，人工智能作為戰爭工具的崛起與升級加拿大國家安全架構，特別是加拿大情報部門的日益增長的需求相重疊。技術變革和信息爆炸的復合周期，新的技能組合和新的數據分析戰略對國防規劃的演變變得至關重要。

在數字時代，戰爭正日益成為基于知識的戰爭。隨著沖突進入信息領域，軍事規劃開始重新聚焦于信息/虛假信息行動、網絡行動、情報行動和政治或經濟影響行動。事實上，這種混合戰爭作為一種戰爭工具由來已久，其目的是利用宣傳、破壞、欺騙和其他非動能軍事行動，從內部破壞對手（Bilal 2021）。

網絡仍然是潛在對手、國家代理人、犯罪組織和非國家行為者的一個關鍵目標。這包括對通信、情報和敏感信息的嵌入式監視和偵察。正如Amy Zegart（2021年）所解釋的那樣，技術正在通過極大地擴展數據和信息的獲取，使情報的性質民主化。事實上，今天驅動戰略情報的大部分信息實際上是開放源碼情報（OSINT）或在公共領域。

現代軍隊正變得嚴重依賴安全、及時和準確的數據。隨著數據的急劇膨脹，消化它變得不可能。這種數據爆炸正在推動對新的分析模式和新型網絡工具的需求。在數字時代，安全和情報人員需要新的平臺、新的工具和跨領域工作的新OSINT機構。在這方面，人工智能可能特別有幫助。

隨著數據的重要性增加，在廣闊的數字領域的對抗性競爭也在增加。人工智能和機器學習可以通過篩選巨大的數據庫來極大地提高加拿大的國家情報能力。人工智能不是銀彈。人工智能系統不能產生意義或提供因果分析。然而，人工智能和機器學習可以極大地增強人類在管理數據和數據驅動的分析方面的情報能力。

2.4 增強加拿大軍力

隨著決策者為數據驅動的世界調整其安全態勢，人工智能有望改變軍事沖突的既定模式。DND/CAF面臨的關鍵挑戰之一是數據驅動的網絡重塑指揮和控制系統的速度（Thatcher 2020）。集中式系統的優勢在于其協調人類活動的效率。在指揮系統中，人員和傳感器推動威脅檢測，將信息向決策堆棧上移，以便決策者可以做出適當的反應。數字技術深刻地加速了這個過程。

人工智能在軍事領域的應用可能被證明對傳統的指揮和控制系統具有挑戰性。例如，在美國，五角大樓的第一位首席軟件官最近辭職，以抗議技術轉型的緩慢步伐。在離開國防部職位后的一次采訪中，尼古拉-沙伊蘭告訴《金融時報》，美國未能對技術變革和其他威脅作出反應，使國家的未來面臨風險（Manson 2021）。

除了變化的速度緩慢，軍事指揮和控制系統的集中性意味著單點故障提供了脆弱的攻擊點。指揮機關和自動或人類控制者往往容易受到利用不良或欺騙性信息的對抗性技術的影響，甚至自上而下的決策在適應復雜的突發挑戰方面也會很緩慢。

神經形態計算、生成式對抗網絡（GANs）、人工智能決策支持、數據分析和情報分析方面的新創新在增強軍事行動的結構和進程方面可能會產生巨大影響。機器學習算法的快速發展已經在商業和軍事領域引發了一波投資熱潮。

超越對損耗和動能攻擊的傳統關注，轉向基于加速和適應的新方法，數據驅動的技術可能是促成國家安全性質徹底轉變的關鍵。人工智能不是一種單一的技術。相反，它是一類可以在一系列軍事和商業應用中整合的技術。這些技術不斷演變的基礎是數據。

數字技術現在由數據推動，并將繼續推動創造越來越多的數據驅動的技術--特別是人工智能。數據是訓練人工智能和先進機器學習算法的基礎。數據既是大規模運行的數字系統產生的 "操作廢氣"，也是機器對數據輸入作出反應的過程，它現在推動了機器的 "自主性"。

數據驅動的技術支撐著現代社會的核心社會和經濟功能，涵蓋了基礎設施、能源、醫療保健、金融、貿易、運輸和國防。隨著5G網絡的全球推廣，預計在高度健全的全球信息網絡中創建、收集、處理和存儲的數據將出現爆炸性增長。根據市場研究公司IDC的數據，目前全球數據正以每年61%的速度增長（Patrizio 2018）。預計到2025年，數據將達到175 zettabytes（一萬億吉字節），改變數字經濟的性質和規模（同上）。

出于這個原因，DND/CAF將數據提升到國家資產的水平是明智的。這對經濟增長和加拿大國防都至關重要。將數據作為國家資產加以保護和利用，將意味著重新思考目前構成當代數據架構的大型集中式數字基礎設施。可以肯定的是，網絡時代的數據安全應該是分散的和聯合的，以避免集中式系統的脆弱性。

3 武器化AI：致命的自治系統

關于技術破壞的傳統預測往往會犯一個錯誤，即假設這種規模的系統變化只是以一對一的方式取代舊技術。在現實中，這種規模的顛覆往往會不成比例地取代舊的系統，使其具有巨大的新的架構、界限和能力（Arbib和Seba 2020）。

正在進行的人工智能武器化正在助長一場全球軍備競賽，有望重塑加拿大國防戰略的輪廓。事實上，世界上許多國家在人員系統自動化、設備維護、監視系統以及無人機和機器人的部署方面已經遠遠領先（斯坦利和平與安全中心、聯合國裁軍事務廳和史汀生中心2019）。從美國到俄羅斯到以色列再到中國，軍事研究人員正在將人工智能嵌入網絡安全舉措和支持遠程手術、戰斗模擬和數據處理的機器人系統。

以先進的物流、半自動車隊、智能供應鏈管理和預測性維護系統的形式將人工智能應用于軍事行動代表了人工智能的近期應用（Perry 2021）。然而，能夠在陸地、海洋、空中、太空和網絡領域針對個人（無論是否需要人類干預）的自主武器的演變代表了軍事沖突的可能未來（見圖3）。事實上，近100個國家的軍隊目前擁有某種程度的武裝或非武裝無人機能力（Gettinger 2019）。

圖3:全球無人機激增

商業無人機技術在采礦、農業和能源領域的縱橫捭闔，正在助長無人機技術的廣泛擴散。正如最近亞美尼亞和阿塞拜疆之間的沖突所表明的那樣，一群相對便宜的自主和半自主無人機可以被利用來壓倒傳統的軍事系統，使一系列當代平臺變得過時（Shaikh和Rumbaugh 2020）。輕型、可重復使用的武裝無人機，如土耳其的Songar（Uyan?k 2021）可以配備一系列有效載荷，包括迫擊炮、手榴彈和輕機槍。最近對沙特阿拉伯的Abqaiq石油加工設施（Rapier 2019）和俄羅斯的Khmeimim空軍基地（Hambling 2018）的攻擊反映了軍事無人機在不同戰場環境中的應用越來越多。

致命自主武器系統（LAWS）被定義為可以在沒有人類授權的情況下選擇和攻擊目標的武器，它被設計為在獨立識別目標之前在指定的行動區域內長期徘徊。多個無人機或機器人可以并行運作，以克服對手的防御或摧毀一個特定目標。開發人員傾向于將致命性武器系統分為三大類，即觀察、定位、決定和行動（OODA）循環（見圖4）。這些類別包括。"循環中的人"、"循環中的人 "和 "循環外的人"。這種區分也被框定為 "半自主"、"受監督的自主 "和 "完全自主 "的技術系統。不幸的是，受監督的致命性自主武器系統和完全自主的致命性自主武器系統之間的區別，可能只是一個軟件補丁或一個監管程序。

圖4：OODA環

隨著致命性自主武器系統和其他數據驅動的技術變得更便宜和更廣泛，它們可能會給廣泛的國家和非國家行為者提供平臺和工具，以新的和破壞性的方式利用人工智能和機器學習。除了收緊OODA循環外，軍事人員將需要了解人工智能在加速OODA循環方面的影響，以確定在特定情況下哪種模式最合適。

3.1 網絡平臺

鑒于EDT的范圍和規模，認為我們可以簡單地保持從上個世紀繼承的系統和做法是錯誤的。正如英國查塔姆研究所2018年的一份報告所警告的那樣，美國、英國和其他核武器系統正變得越來越容易受到網絡攻擊（Unal and Lewis 2018）。這些擔憂是有根據的。人工智能和EDT的擴散一起，幾乎肯定會通過利用人工智能和自主系統的規模效應，為小國和非國家行為者帶來好處。

對于許多北約國家來說，網絡平臺已經成為多領域行動的關鍵--海、空、陸、網絡和空間。大規模的網絡使得在復雜環境中可視化和協調大量資源成為可能。在5G電信和云計算的基礎上，信息系統現在可以有效地收集、傳輸和處理大量的戰場數據，提供實時數據分析。

連接設備正在成為協調空襲、駕駛無人機、消化戰斗空間的實時視頻和管理高度復雜的供應鏈的關鍵。在英國，國防數據框架提供了一個結構，以解決軍事組織與數據驅動的企業需求相一致的挑戰（Ministry of Defence 2021）。從戰略到通信到后勤到情報，數字平臺現在是協調復雜軍事行動的基礎。數據現在是所有作戰領域的命脈。

在一個數字化的戰斗空間中，每個士兵、平臺和資源現在都是一個復雜軍事網絡中的節點。從20世紀90年代以網絡為中心的美國軍事行動開始，數字技術已經成為先進武器、戰術和戰略的基礎。從戰場態勢感知和自主無人機到精確制導彈藥和機器驅動的心理行動，網絡正在使戰爭進入網絡時代。

在集中式機構對工業時代至關重要的地方，平臺和網絡正在成為數字時代的關鍵。人工智能本質上是一種 "自下而上 "的技術，依靠不斷 "喂養 "大量的數據來支持機器學習作為 "學習引擎"。隨著數字生態系統的激增，網絡平臺和它們所依賴的數據管理系統成為管理不斷擴大的資源和人員的關鍵。

與金融部門一樣，DND應該尋求區塊鏈等DLT，以加速加拿大軍隊的數字化轉型。通過在分散的網絡中橫向分配數據，CAF區塊鏈可以幫助減少官僚化系統固有的限制和脆弱性。DLT提供了一個高度分散的驗證系統，可以確保所有的通信和數據傳輸免受對手的攻擊，同時消除集中式節點的潛在故障。

3.2 無人機群和機器人技術

人工智能在軍事規劃中的應用正在迅速推進，許多國家在部署無人機和機器人方面已經取得了很大進展。事實上，無人機技術的全球擴散正在順利進行中。

世界各地的軍隊正在加速開發或采購攻擊型無人機（見圖5）。俄羅斯的 "閃電"（BulgarianMilitary.com 2021）、西班牙的Rapaz8以及英國、9美國10和以色列11的各種無人機項目共同代表了軍事技術新時代的早期階段。與工業時代的軍事技術不同，無人機可以以低成本獲得，并需要相對較少的技術技能。

無人機群技術涉及微型/迷你無人機/無人駕駛飛行器或無人機群，利用基于共享信息的自主決策。事實上，當代軍用無人機已經可以被設計成在沒有人參與的情況下定位、識別和攻擊目標。利用蜂群技術，數以百計的非武裝無人機可以從現場收集信息，同時用各種武器（即火器、火炮和/或彈藥）引導數以千計的無人機。

正如簡短的視頻 "Slaugherbots "所展示的那樣，完全自主的武器將使瞄準和殺死獨特的個人變得非常容易和便宜。在面部識別和決策算法的基礎上，國家和非國家行為者都可以廣泛使用致命性武器。數以千計的相對便宜的無人機配備了爆炸性的彈頭，有可能壓倒防空系統，攻擊基礎設施、城市、軍事基地等等。

圖5：無人機對比

3.3 馬賽克戰爭

無人機群壓倒加拿大軍事設施的威脅，以及對關鍵基礎設施的網絡攻擊或在衛星傳感器檢測到威脅時自動發射的高超音速導彈，代表了一個令人不安但越來越可能的未來。從復雜性科學和對昆蟲的研究中產生的，使用無人機來支持 "集群情報 "代表了一個加速戰爭節奏的新工具集。

為了應對這種不斷變化的環境，DARPA提出了 "馬賽克戰爭"的概念。馬賽克戰爭的中心思想是，模塊化系統可以成為應對高度網絡化環境的廉價、靈活和高度可擴展的工具。就像馬賽克中的瓷片一樣，單個作戰平臺可以被設計成高度可配置的。編隊利用分散的代理在 "殺戮網 "上進行重新配置。殺戮網的目標是避免 "單體系統 "的結構僵化。

與傳統戰爭中需要的復雜棋局不同，馬賽克戰爭利用數字網絡，利用模塊的靈活性和增強的決策（時間壓縮）加快動態響應時間。像自然界中的復雜系統一樣，殺傷性網絡使用算法來消除單點故障，通過模塊化設計加速反應時間。

從主導地位（預測）轉向加速反應（適應），"馬賽克戰爭 "旨在支持混合軍事單位，利用 "決策棧 "上下的橫向網絡。人工智能、無人機、傳感器、數據和人員結合在一起，為地面上的作戰指揮官提供支持，使小型編隊能以更快的速度獲得情報、資源和后勤資產。

像 "馬賽克戰爭 "這樣的模塊化系統表明，未來的戰爭將越來越多地利用現在驅動戰爭游戲和模擬的計算、數據分析和算法。推動高度流動、游戲化和不可預測的環境，未來的人工智能系統可以將戰爭加速到一個隨著結果范圍的擴大而變得極其密集的計算速度和節奏。

DARPA最近的AlphaDogfight（2019-2020年）為這一新現實提供了一個窗口。使用復雜的F-16飛行模擬器讓計算機與有經驗的人類飛行員對決，試驗的目的是為DARPA的空戰進化計劃推進人工智能開發者。毫不奇怪，F-16人工智能代理通過積極和精確的機動性擊敗了人類飛行員，而人類飛行員根本無法與之相提并論，五局為零。

4 對抗性攻擊

人工智能的武器化也在激起對抗人工智能系統的新戰略和方法。正如網絡行動（無論是間諜活動還是攻擊）可以指示計算機網絡或機器以它們不打算的方式運行，對手也可以對人工智能系統使用同樣的策略。這個過程被稱為對抗性機器學習，旨在找出機器學習模型的弱點并加以利用。攻擊可能發生在開發或部署階段，包括通過提供欺騙性輸入（例如，"毒化"數據）或針對模型本身來誤導模型。

這些方法在國家安全環境中特別危險，因為在許多情況下，它們是微妙的，人類無法察覺。此外，具有挑戰性的是，對手不一定需要對目標模型的具體知識或直接訪問其訓練數據來影響它。隨著人工智能系統變得更加普遍，更多的人可以接觸到，對手的吸引力和攻擊機會將增加。

4.1 攻擊數據

攻擊者可能試圖修改訓練數據或測試數據。這是通過創造對抗性樣本來實現的，這些樣本被故意 "擾亂 "或改變并提供給模型，從而導致錯誤。例如，通過改變洗衣機圖像的分辨率，研究人員能夠欺騙一個模型，將機器分類為 "安全 "或 "擴音器"（Kurakin, Goodfellow and Bengio 2017）。對人的眼睛來說，對抗性圖像看起來幾乎是一樣的。

在國家安全方面，對手可能會試圖使用同樣的技術來暗示武器系統實際上是一個社區中心。如果這是在孤立的情況下發生的，那么這個問題很可能被識別和解決。如果對手的樣本被長期大規模使用，這可能成為一個重大的挑戰，并影響對情報收集系統的信任。

此外，一些對手可能并不精確--或有技能--并可能試圖迫使一個模型對整個類別而不是特定類別進行錯誤分類。由于我們在國家安全環境中越來越依賴計算機圖像，并不總是能夠實時或在有爭議的空間進行驗證，因此在這種攻擊中出現誤判的風險是很大的。

高后果的人工智能系統并不是對抗性攻擊的唯一目標。受對抗性樣本影響的人工智能系統可以包括生物識別，其中假的生物特征可以被利用來冒充合法用戶，語音識別中攻擊者添加低量級的噪音來混淆系統（Zelasko等人，2021）和計算機安全（包括在網絡數據包中混淆惡意軟件代碼）。

由于DND/CAF尋求通過部署人工智能系統來提高效率--如軍艦上的語音助手（McLeod 2019）--必須在部署前評估對抗性使用的風險并制定對策。

4.2 攻擊模型

除了改變輸入，另一種攻擊方法可用于逆向工程模型以獲取訓練數據（Heaven 2021）。由于機器學習模型對訓練數據的表現比新的輸入更好，對手可以識別目標模型預測的差異，并與包括個人身份信息在內的已知數據相匹配（Shokri等人，2017）。隨著機器學習即服務變得越來越多--而且在許多情況下，被用作開發更復雜的能力的基礎--DND將需要仔細審查國家安全系統的數據泄漏風險。這甚至適用于看似無害的系統，如語音助手。

人工智能系統的弱點的例子很多（Hadfield-Menell等人，2017）。這些例子包括吸塵器將收集到的灰塵彈回它剛打掃過的地方，以便它能收集更多的灰塵，或者數字游戲中的賽艇在原地循環以收集分數，而不是追求贏得比賽的主要目的。雖然這些例子沒有生命危險，但同樣的技術--被稱為獎勵黑客（當一個模型被指示使其目標函數最大化，但卻以非故意的方式進行）--可以被用于更嚴重的效果。

從旨在用固定的訓練數據解決 "單步決策問題 "的機器學習過渡到解決 "順序決策問題 "和更廣泛的數據集的深度機器學習，將使對抗性攻擊更難發現。這種威脅是如此之大，以至于美國情報高級研究項目活動正在資助一個項目，以檢測木馬人工智能對已完成系統的攻擊。令人擔憂的是，政府可能會在不知情的情況下操作一個產生 "正確 "行為的人工智能系統，直到出現 "觸發 "的情況。例如，在部署過程中，對手可能會攻擊一個系統，并在更晚的時候才導致災難性的故障發生。這些類型的攻擊可能會影響到圖像、文本、音頻和游戲的人工智能系統。

4.3 防御和反制措施

正如對抗性樣本可以用來愚弄人工智能系統一樣，它們可以被納入訓練過程中，以使它們對攻擊更加強大。通過對最重要的國家安全人工智能系統進行清潔和對抗性數據的訓練--要么給它們貼上這樣的標簽，要么指示一個模型將它們分離出來--更大的防御是可能的。但是，復雜的對手很可能會自行躲避這種防御方法，而使用額外的戰術進行深度防御將是必要的。

GANs有各種各樣的用例，從創建深度假說到癌癥預后（Kim, Oh and Ahn 2018）。它們也可用于防御對抗性攻擊（Short, Le Pay and Ghandi 2019），使用一個生成器來創建對抗性樣本，并使用一個判別器來確定它是真的還是假的。一個額外的好處是，使用GANs作為防御，實際上也可能通過規范數據和防止 "過度擬合 "來提高原始模型的性能（IBM云教育2021）。

對抗性攻擊和防御模型進行基準測試--如使用GANs--是一種全面的對策，可以對AI系統進行比較。這種方法為制定和滿足安全標準提供了一個量化的衡量標準，并允許評估人工智能系統的能力和限制。

作為這個測試和評估過程的一部分，博弈論可能有助于建立對手的行為模型，以確定可能的防御策略。由于人工智能系統無法在傳統的信息安全意義上進行 "修補"，因此在部署前應仔細分析針對國家安全人工智能系統的對抗性攻擊的風險，并定期進行審查。此外，訓練有素的模型--特別是那些關于機密數據和最敏感應用的模型--應該得到仔細保護。

5 關于人工智能的全球治理

數據驅動的戰爭的速度和范圍表明，我們正在進入一個新的時代，其中致命性武器系統的潛力--無論是否有人類參與--都可能極大地改變全球力量平衡。從殺手級無人機和人機合作到增強的軍事決策（殺手2020），人工智能技術將使世界各國軍隊投射力量的能力大大增加。正在進行的人工智能武器化也與空間武器化相重疊（《經濟學人》2019年），因為低地球軌道（LEO）日益成為軍事監視、遙感、通信、數據處理（Turner 2021）和彈道武器（Sevastopulo和Hille 2021）的操作環境。

人工智能與低地軌道和致命性自主武器系統的興起，代表了全球安全性質的一個關鍵轉折點。為此，世界各地的學術研究人員、技術企業家和公民都對人工智能的軍事化所帶來的危險表示擔憂。正如他們正確地指出的那樣，在規范負責任地開發和使用人工智能的規范和法律方面缺乏國際共識，有可能造成未來的危機。

5.1 戰爭法則

除了我們在科幻小說中經常看到的對人工智能的夸張描述，重要的是建立適當的制衡機制，以限制人工智能技術可能提供的權力集中。關于管理人工智能和其他數字技術的共同國際規則和條例將塑造未來幾十年的戰爭和沖突的輪廓。在軍事人工智能的發展中制定護欄，對于減少未來沖突的可能性至關重要。

加拿大和其他北約國家積極參與這一討論可能是未來全球和平與安全的關鍵。在發動戰爭的條件（jus ad bellum）和戰爭中的人工智能行為（jus in bello）方面，規范人工智能使用的戰爭法仍有待確定。鑒于美國和中國之間不斷擴大的競爭，需要制定關于致命性自主武器系統的使用及其擴散的條約是再及時不過了。

正如北約所觀察到的，加拿大及其盟國應尋求促進、參與和建立合作機會，以支持開發和應用人工智能和其他EDT的廣泛、全面的架構（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020）。盡管面臨著艱巨的挑戰，全球治理在規范軍事人工智能方面可以發揮重要作用。盡管對人工智能及其武器化有不同的看法，但過去的談判可以作為未來條約的基礎，特別是在定義戰爭規則方面。這包括關于常規武器、核軍備控制、生物和化學武器、地雷、外層空間和平民保護的條約（見圖6）。

到目前為止，《聯合國特定常規武器公約》（CCW）已經監督了一個討論應對自主武器帶來的人道主義和國際安全挑戰的進程。已經提出了一系列監管致命性自主武器系統的潛在方案，包括《特定常規武器公約》下的一項國際條約，一個不具約束力的行為準則，宣布各國承諾負責任地開發和使用致命性自主武器系統。在聯合國之外，2013年發起了 "停止殺手機器人 "運動，目標是完全禁止致命性自主武器系統。

聯合國秘書長安東尼奧-古特雷斯強調了人工智能和其他數字技術的風險和機遇（聯合國2020），并呼吁禁止致命性自主武器系統（古特雷斯2021）。不幸的是，聯合國成員國，特別是聯合國安理會的觀點存在分歧，一些國家認為監管是民族國家的專屬權限，而另一些國家則側重于更多部門的做法。除了人工智能的武器化，在圍繞人權、算法偏見、監控（公共和私人）以及國家支持的或國家支持的網絡攻擊等問題上也存在廣泛的分歧。

對于世界上的主要軍事大國來說，缺乏互信仍然是追求人工智能集體軍備控制協議的一個重大障礙。即使相當多的國家支持提供新的具有法律約束力的條約，禁止開發和使用致命性自主武器，但世界上大多數主要軍事大國都認為人工智能的武器化具有重大價值。鑒于這些分歧，致命性自主武器系統的多邊管理將需要建立信任措施，作為打開政治僵局的軍控進程的手段。

走向平凡的監管 也許制定管理人工智能的政策和監管制度的最具挑戰性的方面是難以準確地確定這些制度應該監管什么。與生物和化學武器不同，人工智能大多是軟件。事實上，人工智能是一個移動的目標：40年前被定義為人工智能的東西，今天只是傳統的軟件。

人工智能是一個模糊的技術領域，影響著廣泛的商業和軍事應用。例如，機器學習算法是搜索引擎（算法排名）、軍用無人機（機器人技術和決策）和網絡安全軟件（算法優化）的成分。但它們也支撐著平凡的行業，甚至兒童玩具（語義分析、視覺分析和機器人技術）、金融軟件和社交媒體網絡（趨勢分析和預測分析）。

與屬于這些平凡的監管領域的產品和流程一樣，人工智能技術不是被設計成最終實體，而是被設計成在廣泛的產品、服務和系統中使用的成分或組件。例如，一個 "殺手機器人 "不是一種特定技術的結果。相反，它是人工智能 "成分 "重新組合的結果，其中許多成分也被用來檢測癌癥或增加駕駛者的安全。

雖然人們傾向于使用一個專門的不擴散鏡頭來監管人工智能，但雙重用途的挑戰仍然存在。與核擴散或轉基因病原體不同，人工智能不是一種特定的技術。相反，它更類似于一個材料或軟件成分的集合。與大多數二元的核不擴散鏡頭相比，可以在食品監管中找到更相關（盡管不那么令人興奮）的監管模式的靈感，特別是食品安全和材料標準（Araya和Nieto-Gómez 2020）。

5.2 治理人工智能

鑒于對人工智能進行全面監管存在重大的概念和政治障礙，治理仍然是一項艱巨的挑戰。一方面，如果我們把人工智能理解為一系列復制人類活動的技術實踐，那么就根本沒有一個單一的領域可以監管。相反，人工智能的治理幾乎重疊了每一種使用計算來執行任務的產品或服務。另一方面，如果我們將人工智能理解為大幅改變人民和國家之間權力平衡的基礎，那么我們就會面臨重大挑戰。

幸運的是，這并不是民族國家第一次面臨影響全球安全的新技術。在第二次世界大戰之后，世界上最強大的國家--美國、英國、蘇聯、中國、法國、德國和日本--對核武器、化學制劑和生物戰的全球治理進行監督。當時和現在一樣，世界必須采取集體行動來治理人工智能。

與冷戰時期一樣，包括定期對話、科學合作和分享學術成果在內的建立信任措施可以幫助減少地緣政治的緊張。為管理軍事人工智能帶來的風險制定一個共同的詞匯，可以為隨著時間的推移制定更有力的人工智能多邊條約提供基礎。

在這方面，經濟合作與發展組織（OECD）已經公布了其關于人工智能的建議，作為一套政府間標準，于2020年2月啟動了人工智能政策觀察站。加拿大和法國政府還與經合組織一起領導了一個全球人工智能伙伴關系（GPAI），旨在成為一個人工智能政策的國際論壇。GPAI的成員專注于以 "人權、包容、多樣性、創新和經濟增長原則 "為基礎的負責任的人工智能發展。

除了GPAI，一些歐洲國家已經呼吁歐盟成員開始一個關于負責任地使用新技術的戰略進程--特別是人工智能。美國已經邀請盟國討論人工智能的道德使用問題（JAIC公共事務2020）。北約已經啟動了一個進程，鼓勵成員國就一系列道德原則和具有軍事用途的電子技術關鍵領域的國際軍備控制議程達成一致（Christie 2020；NATO 2020）。認識到EDT對全球安全的深遠影響，北約于2019年12月推出了EDT路線圖（北約科技組織2020）。

從整體上看，二十一世紀需要進行正式監管。從長遠來看，這很可能包括尋求與禁止生物武器、化學武器和殺傷人員地雷一樣的人工智能條約。然而，鑒于人工智能的創新速度和世界超級大國之間日益擴大的分歧，就人工智能的全球治理進行談判的機會之窗可能正在關閉。

圖6:人工智能的全球治理

6 結論：走向國家創新體系

即使在工業時代即將結束的時候，技術創新也在加速進行（Araya 2020）。自從大約80年前誕生以來，人工智能已經從一個神秘的學術領域發展成為社會和經濟轉型的強大驅動力。人工智能在戰爭中的整合被一些軍事分析家描述為一個不斷發展的 "戰場奇點"（Kania 2017）。在 "技術奇點"（Schulze-Makuch 2020）的概念基礎上，人們越來越多地猜測，人工智能和機器人將超越人類的能力，有效地應對算法驅動的戰爭。

人工智能和其他EDT的演變正在將先進的數據、算法和計算能力匯集起來，以 "認知 "軍事技術。在這種新環境下，現代軍隊正變得嚴重依賴提供安全、及時和準確數據的網絡。數據已經成為數字系統的 "作戰用氣 "和驅動 "智能機器 "的原料。隨著數據重要性的增加，在廣闊的數字領域的對抗性競爭也在增加。事實上，數據的真正價值在于其推動創新的數量和質量。

正如北約關于EDT的年度報告（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020）明確指出，要想跟上技術變革的步伐，就必須在技術的開發、實驗和應用方面保持靈活性和快速迭代。整個CAF的創新能力必須是一個更廣泛的創新生態系統的一部分，該系統有效地整合了公共和私人生態系統的研究和實施。這包括與加拿大工業界合作利用雙重用途的GPT的明確目標，以便利用已經存在的技術。

這種多領域的合作在歷史上被定義為國家創新體系（NSI）（OECD 1997）。事實上，NSI政策和規劃可以采取多種形式，從松散的協調到高度整合的伙伴關系。在美國（Atkinson 2020）、中國（Song 2013）和歐洲（Wirkierman, Ciarli and Savona 2018）應用的各種NSI規劃模式表明，在最大化政府-產業-研究伙伴關系方面可以找到大量的經濟和社會回報。政府應通過稅收優惠、采購和研究資金以及戰略規劃，努力建設加拿大的技術能力。但它不能單獨行動。

國家創新必然取決于機構參與者在一個共享的生態系統中進行合作。出于這個原因，一個協調的加拿大國家統計局將需要在推動長期創新的過程中，人們和機構之間的技術和信息的相互流動。鑒于EDT的許多創新是由工業界主導的，推進公私伙伴關系對加拿大軍隊的發展至關重要。對于國防部/加拿大空軍來說，要推進適合數字時代的軍隊，政府、工業界和學術界將需要以更綜合的方式進行合作。

建立一個強大的加拿大創新生態系統將意味著更廣泛的公私合作和持續的知識和資源的再培訓、培訓和孵化。盡管開發尖端人工智能需要人力資本投資，但大多數人工智能應用現在可以通過開源許可獲得，即使核心學習算法可以在公共平臺和整個學術生態系統中獲得。這種 "開放一切 "環境的影響是對封閉的等級制度和深思熟慮的官方機構的實質性挑戰。

政府程序和規劃將需要適應加速的創新生命周期，以配合EDT積極的淘汰周期。除了與網絡技術相關的巨大的不對稱安全風險外，向數據驅動型軍隊的轉變將需要大量關注數據安全和數據治理。與進行傳統的國家間沖突所需的大量成本和規劃不同，網絡攻擊的破壞性影響可以由僅有一臺個人電腦的小團體對關鍵基礎設施發動。鑒于未來不斷增加的挑戰，大型官僚機構（公司、政府、學術和軍事）的設計變化是不可避免的。

除了對新的和不同的知識、資源和專長的需求，加拿大政府和加拿大軍方將需要平衡硬實力和不斷變化的地緣政治格局的需求。在美國占主導地位的時代之外，二十一世紀正被一個以技術民族主義和后布雷頓森林體系為特征的多極體系所塑造。面對一個快速發展的數字時代，國際合作將是確保和平與安全的關鍵。信息共享、專家會議和多邊對話可以幫助世界各民族國家及其軍隊更好地了解彼此的能力和意圖。作為一個全球中等國家，加拿大可以成為推動這一努力的主要伙伴。

國際治理創新中心（CIGI）

國際治理創新中心（CIGI）是一個獨立的、無黨派的智囊團，其經同行評議的研究和可信的分析影響著政策制定者的創新。其全球多學科研究人員網絡和戰略伙伴關系為數字時代提供政策解決方案，目標只有一個：改善各地人民的生活。CIGI總部設在加拿大滑鐵盧，得到了加拿大政府、安大略省政府和創始人吉姆-巴爾西利的支持。

摘要

拒絕和欺騙（D&D）技術利用錯誤信息和對手的認知偏差，長期以來一直是混合作戰的一部分。這種戰術給傳統上由人類分析員制作的情報、監視和偵察（ISR）產品帶來了不確定性和懷疑。在一個由人工智能（AI）擴散主導的未來戰斗空間中，算法生成的ISR產品數量可能會增加。因此，D&D戰術將越來越多地被顛覆人類而非機器推理的需要所驅動。對抗性機器學習（AML）的發展，即對欺騙性人工智能的研究，對未來混合作戰空間中的實踐狀態有重大影響。**本文回顧了對抗性機器學習技術之間的關鍵區別，以及它們對敵方對作戰人工智能的了解和訪問做出的假設。然后，我們總結了我們團隊最近與混合作戰有關的幾個對抗機器學習研究方向：對成像系統的物理對抗性攻擊，數據中毒攻擊，以及AML與設計強大的人工智能系統的相關性。

引言

混合戰爭指的是使用顛覆性的、非軍事的手段來推進民族國家的利益，特別是俄羅斯近年來采用的技術，在不訴諸公開的、常規的軍事行動的情況下占領領土并影響各國的政治和政策[1]。所采用的混合戰術包括網絡攻擊、動員智能體團體采取行動、施加經濟影響以及其他秘密措施。由于混合作戰存在于常規軍事沖突和平民生活之間的 "灰色地帶"，因此戰術上采用了拒絕和欺騙（D&D），通過利用民眾或敵對勢力的認知偏差來迷惑、威懾或影響理想的行為。D&D戰術在常規戰場上的歷史使用是有據可查的[3]。有效的D&D技術通過對依賴人類專家分析的軍事情報、監視和偵察（ISR）產品產生懷疑而獲得成功。在混合軍事行動中，情況不一定如此，在混合軍事行動中，D&D也可能試圖影響平民的看法。此外，隨著人工智能（AI）成為國家軍事投資戰略的重點（如[4]和[5]），以及商業信息技術部門越來越多地采用人工智能[6]，人工智能在未來的 "灰色地帶 "可能會無處不在。因此，我們必須考慮在未來由人工智能的使用主導的混合戰斗空間中可能存在的D&D威脅。

當前的人工智能能力是由機器學習的進步所帶來的，特別是在深度學習這個子領域，在過去的10年里。機器學習（ML）涉及將系統的輸入映射到預測結果的問題，例如，將車輛的圖像映射到一個類別的標簽。通常情況下，這是在大型數據集中通過統計模式識別實現的。深度學習具體涉及到多層神經網絡的使用，它是具有數百萬自由參數的高度非線性回歸模型，作為模式識別的統計模型。雖然深度網絡在各種任務上的表現優于人類（最著名的是圖像分類[7]），但在諸如[8]和[9]等作品中觀察到它們容易被愚弄之后，對抗性機器學習（AML）領域作為一個活躍的研究領域出現了。許多作者指出，ML算法所犯的錯誤可能會在民用領域產生嚴重后果[10]-[15]。我們也認為必須提出類似的擔憂，即軍事人工智能系統在常規戰場和混合戰斗空間中的脆弱性。

本文的其余部分組織如下：第2.0節將提供關于對抗性機器學習的進一步背景介紹，以及我們認為目前在解決其與混合軍事行動的相關性方面存在的差距。在第3.0節中，我們描述了約翰霍普金斯大學應用物理實驗室（JHU/APL）目前正在進行的三項研究工作，以解決這些知識差距。最后，我們在第4.0節中做了總結性發言，并總結了我們到目前為止的發現。

圖 6. AI 開發周期（圓形流程圖）和采用機器學習的典型算法步驟（橙色大框）。