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及時掌握有關作戰情況的信息,對于開展各種規模的軍事行動和人員培訓都是至關重要的。現有軍事指揮和控制系統的復雜程度僅限于可視化,主要使用戰術符號。信息和計算機技術的現狀允許通過應用 "增強現實 "在感知水平上實現質的飛躍。對等的信息技術通過在實時圖像上增加額外的、有意義的圖形和文字信息來增強認知能力。高性能移動設備的飽和和無線數字網絡對軍事活動的有力進入,使得該技術的使用有可能達到戰場上單個戰士的水平。在這篇文章中,作者思考了在執行戰術任務中應用增強現實可視化的特殊性,確定了整合視覺和文本信息的適當方法,提供了一個與增強現實應用的信息交互模型。他們提出了一個專門的移動應用程序的軟件架構,并介紹了其實際實施的結果

【關鍵詞】增強現實,指揮與控制,移動應用

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人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

這是MSG-145技術活動(TA)的最終報告,即標準化C2-仿真互操作性的實施。其目標讀者是北約技術界,特別是那些在指揮與控制(C2)和建模與仿真(M&S)領域工作的人。

本文件描述了MSG-145 TA的工作和發現,它是MSG-085的后續活動。MSG-085的背景在最終報告[1]中已有記載。

本報告描述了北約建模與仿真小組145(MSG-145)的工作和成就。該小組的主要目的是提供證據,支持仿真標準互操作性組織(SISO)的指揮與控制仿真(C2SIM)互操作性標準的實施,從而建議將該標準作為北約標準化協議(STANAG)予以采納。

這項工作建立在北約早期M&S活動的基礎上,特別是MSG-048和MSG-085,它們涉及聯合作戰管理語言和軍事場景定義語言(C-BML和MSDL)的開發和使用。這項工作的成功鼓勵了SISO致力于制定一個統一的標準,即C2SIM,用于初始化、任務/報告和由此產生的系統(我們稱之為聯盟)的同步操作。MSG-145進行了補充研究和實驗,以確定、測試和展示相關的用例。

MSG-145的活動包括:評估SISO C2SIM草案并向SISO提供反饋;開發有代表性的用例并在實驗環境中實施;提供一個持久的、分布式的實驗/測試和評估環境,即C2SIM沙盒;開發一個架構以提供C2SIM作為服務,并收集證據以支持小組提議采用C2SIM作為STANAG。

對C2SIM標準包的評估是通過檢查C2SIM的基礎數據模型(由一套本體表達)、審查文件和指導過程進行的。

由不同國家團體主導的用例涵蓋了:

  • 無人駕駛自主系統(意大利)。

  • 軍事行動訓練中的網絡戰(美國)。

  • 軍隊的任務規劃(挪威)。

  • 使用戰術數據鏈的空中行動(法國和德國)。

  • 聯合任務規劃(英國)。

  • 指揮所培訓(德國)。

這些用例中的每一個都提供了一個框架,用于測試C2SIM標準,并幫助SISO完善該標準。支持性實驗在國家和聯盟環境中進行,包括北約的聯軍戰士互操作性演習、實驗、檢驗演習(CWIX)和小組自己的迷你演習(MiniEx)。用例和實驗也證明了在幫助識別和探索利用機會方面的價值。其他工作描述了一個與系統開發者相關的參考架構,包括那些與M&S即服務(MSaaS)相關的工作。

已經開展了大量的推廣活動:在國內和國際上都提供了技術論文、演講、演示和輔導,如:ITEC、I/ITSEC、TIDE Sprint、ICCRTS和SISO SIW。ITEC, I/ITSEC, TIDE Sprint, ICCRTS和SISO SIW。完整的細節和參考資料見本報告的主體部分。

該小組的C2SIM沙盒是一個完整的C2SIM環境,承載著一個有代表性的建設性仿真、一個C2代用品和一個C2SIM網絡服務器,以提供網絡通信能力。用戶可以從世界任何地方使用安全的虛擬專用網絡(VPN)連接自己的系統。沙盒已被廣泛使用,目前在羅馬的北約模擬和仿真卓越中心(MSCOE)有一個持久的能力。

最后,報告總結了該小組是如何實現其目標的,確定了開發路徑以及如何使用和擴展C2SIM標準。它還總結了外展活動。最后,對北約來說最重要的是,它涵蓋了北約作為STANAG采用C2SIM標準所需的建議和過程。

該報告建議

  • 應在SISO C2SIM標準基礎上提出并批準C2SIM STANAG。

  • NMSG應向各國和業界推廣C2SIM標準。

  • NMSG應向北約聯邦任務網絡(FMN)推廣C2SIM標準,并將該標準加入北約互操作性標準和配置文件(NISP)以及北約M&S標準配置文件(STANREC 4815)。

  • 需要繼續開發決策支持和實施工具,以進一步發展業務能力。

  • 實驗水平應擴大到包括更多的用例,以支持作戰計劃。

1.1 文檔結構

本報告的結構如下。

  • 引言(第1章)。
  • MSG-145概述(第2章)。
  • C2仿真操作化任務(第3章)。
  • 實驗、研討會和會議(第4章)。
  • 識別的教訓和吸取的經驗(第5章)。
  • 未來開發(第6章)。
  • 結論和建議(第7章)。
  • 參考文獻和書目(第8章)。

附件包括:

  • C2SIM參考架構(附件A)。
  • 2019年小型演習(附件B)。
  • 2019年空中作業擴展演示(附件C)。
  • 關于采用SISO C2SIM標準作為北約STANAG的建議(附件D)。

1.2 為什么要對C2SIM的互操作性進行標準化?

C2和仿真系統之間的互操作是現代軍事力量轉型中一個共同的重要主題。它被要求支持軍事企業執行業務活動和任務主線,如作戰訓練、信息共享和決策支持。這一要求意味著有能力將C2系統和仿真系統無縫集成,并提供有意義的、明確的信息交流手段。C2SIM互操作適用于在不同層次上為共同目標運作的系統:

  • 1)服務內部。
  • 2)跨部門(即聯合)。
  • 3)在多國或聯盟背景下的國家之間。

此外,自主無人駕駛車輛系統(UVS)的出現導致C2系統和新興的機器人部隊類別之間需要增加相互合作。越來越多的無人系統的使用產生了開發和驗證新操作概念的需要,因此需要有實驗能力。C2系統和機器人系統之間的通信要求在許多方面與C2系統和仿真系統之間的通信要求相似。

在這樣一個 "系統簇"環境中,一個系統對另一個系統的控制需要一個明確的、自動化的機制,其中C2和M&S概念可以以有效和開放的方式聯系起來。

需要C2和仿真系統之間的相互合作來支持軍事活動,例如部隊的準備工作;對行動的支持;和能力的發展。目前,不同制造商和/或國家的系統之間的互操作需要專有的接口,需要時間和金錢來開發和維護。此外,在許多情況下,除了這些供應商的特定接口外,在軍事場景定義、初始化和執行過程中還需要人為干預。所謂的 "旋轉椅"界面需要向仿真操作員提供信息,他們必須將這些信息手動翻譯成仿真可以處理的指令。用標準化、自動化的界面取代這樣的操作人員,可以節省大量的費用,同時也能使操作更加有力和及時。

因此,制定定義C2和仿真系統之間交換軍事信息的通用接口標準,可以大大降低成本,并大大促進系統集成。

C2SIM互操作標準化的好處包括:降低成本和工作量;減少場景準備時間;提高真實性和整體效果。

1.3 C2SIM互操作性標準

利益相關者已經認識到建立一個國際公認的標準的重要性,該標準提供了一個獨立于系統的語言和協議。

1.3.1 C-BML

戰斗管理語言(BML)是一種不含糊的語言,用于指揮和控制進行軍事行動的部隊和系統。BML正在被開發為一種標準的表示和手段,用于交流數字化的C2信息,如命令和計劃,使軍事人員、仿真部隊和未來的機器人部隊能夠理解。此外,BML必須通過數字化報告提供態勢感知和共享的共同作戰圖像(COP)。在以網絡為中心的環境中,BML對于實現相互理解尤為重要。BML還必須在一個多國分布式綜合能力變得越來越普遍和重要的環境中促進C2SIM的互操作性。

BML是獨立于學說的,但提供了表達學說的手段。然而,BML并不作為標準化理論的手段:詞匯必須在各自的應用領域中得到很好的定義,以便在過程結束時毫不含糊地生成可執行的任務。BML必須以底層信息技術系統(M&S或C2系統)可以交換信息的方式對這些方面進行建模,同時也可以正確解釋結果。因此,仿真互操作性標準組織(SISO)承擔了BML標準的開發工作,即聯盟戰斗管理標準。

C-BML語言使用聯合協商指揮與控制信息交換數據模型(JC3IEDM)的數據定義,因為它代表了一套公認的、定義明確的信息元素。然而,JC3IEDM的信息結構不是C-BML標準的一部分。

2014年4月,SISO批準了C-BML的初始版本,這是一種標準化的正式語言,用于指揮和控制(C2)、仿真和自主系統之間的數字化軍事信息交流。C-BML是一種互操作性標準,可以大大促進軍事場景的準備和執行,以支持軍事企業活動。

1.3.2 MSDL

涉及C2系統和仿真系統之間信息交換的用例情景,往往需要對所有系統進行與現有作戰和/或仿真數據庫一致的預先初始化。

軍事場景定義語言的目的是減少場景開發的時間和成本,它能夠創建一個獨立于仿真的軍事場景格式,側重于現實世界的軍事場景方面,使用行業標準的數據模型定義XML,可以方便和可靠地被當前和不斷發展的仿真所使用。最初的MSDL能力是在美國陸軍的 "半自動化部隊"(OneSAF)計劃中,在2001年至2004年的早期架構發展階段進行的原型設計。一個SISO研究小組(SG)得出結論,全社會都需要一個標準化的軍事場景格式,以減少開發時間和成本,并實現寶貴場景產品的共享。標準化的場景格式還提供了一種方法,可以將主要由人工復制的場景自動化為多種仿真場景格式,并減少這一人工過程中引入的錯誤數量。

2006年,一個正式的SISO MSDL標準產品開發小組(PDG)成立,其具體目的是制作一個標準的軍事場景定義語言數據模型。PDG審查了OneSAF以前的工作,并將其與JC3IEDM進行了擴展和調整。由此產生的SISO標準的1.0版本于2008年11月獲得批準。除了OneSAF,MSDL還被美國陸軍建模和仿真辦公室(AMSO)、空軍和海軍陸戰隊以及北約活動所采用。

1.3.3 C2SIM

由SISO開發的MSDL和C-BML標準分別用于支持場景初始化和場景執行,目前正在協調建立C-BML/MSDL聯合標準,也稱為C2SIM標準。為此,2014年,SISO將C-BML和MSDL產品開發組(PDG)合并,形成C2SIM PDG。這就產生了第二代協調的標準,它保持了C-BML和MSDL的優點,也提供了可擴展性。

圖1-1顯示了操作概念,C2SIM實現了C2系統、M&S應用和自主系統之間信息(如計劃、命令和報告)和初始化數據的交換。

1.4 北約以前在C2SIM互操作標準化方面的工作

北約協調支持辦公室(CSO)的建模與仿真組(MSG)近年來支持了一些與C2SIM互操作相關的技術活動。MSG-145是2006至2014年開展的MSG-085和MSG-048技術活動的后續活動。在2016年3月MSG-145開始之前,北約探索小組-038(ET-038)于2015年9月舉行。

MSG-048展示了C2SIM的可行性,MSG-085展示了C2SIM互操作性的效用。MSG-145打算將C2SIM投入使用。

1.4.1 北約MSG-048技術活動

MSG-048技術活動探討了 "戰斗管理語言"(BML)作為一個開放框架的組成部分,在北約范圍內連接C2系統和M&S或機器人系統的技術可行性。

MSG-048的研究結果提供了一套經驗教訓,豐富了MSG-048實驗項目的經驗。一套關于C2SIM互操作的操作和技術要求已被證明對仿真互操作性標準組織(SISO)的C-BML標準化活動有用,并為MSG-085技術活動提供了參考。2013年,MSG-048因這項工作獲得了北約科學成就獎。

1.4.2 北約MSG-085技術活動

MSG-048的后續活動,即2010年啟動的MSG-085 TA的結果,主要得益于作戰團體的大量參與,為C2SIM互操作性確立了更清晰的范圍和完善的作戰和技術要求集。MSG-085通過幾次實驗活動證明了概念的正確性。他們首先確認了現有C2SIM互操作性方法的操作相關性并衡量了其效益。他們還確定了現有技術的局限性和需要改進的地方,并有助于向更廣泛的社區通報C2SIM互操作性的最新情況。最重要的是,從這些活動中獲得的經驗教訓有助于為正在制定C2SIM互操作性標準的SISO標準化機構制定一套建議。一個主要的建議是,C-BML和MSDL應該基于一個共同的數據模型,并合并成一個C2SIM標準。

1.4.3 北約ET-038技術活動

探索小組在2015年提出的范圍是探索和定義北約未來需要執行的技術工作,以實現C2SIM的互操作性。事實上,在改進C2SIM方面還有很多技術工作。MSDL和C-BML都需要有下一代的開發,以促進它們的合作以及它們能夠實現的互操作性的范圍。MSDL應該滿足廣泛的國家和北約系統的需求,而C-BML應該提高它所能代表的復雜性和使用它來代表復雜情況的便利性。利益相關者對合并這兩項活動以產生一個統一的、更易于管理和部署的C2SIM互操作性解決方案的共識進行了分析,以確定未來TA的范圍。這催生了MSG-145。

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美國防部官網3月17日報道,2022年3月15日,美國防部副部長凱瑟琳·希克斯博士簽署了“聯合全域指揮與控制(JADC2)實施計劃”(2021年9月提交),同一天國防部官網公開了“聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略概要”(2021年5月美國防部長簽署發布JADC2戰略,戰略全文為秘密級)。由于JADC2戰略和實施計劃的保密性,從此次放出的“戰略”摘要可看出其實施計劃的大致輪廓。

前言

在當前的全球安全環境中,美國軍隊面臨著敏捷的對手,他們越來越多地試圖通過阻礙,并在可能的情況下拒絕我們(美軍)的指揮和控制(C2)能力來破壞戰略和行動優勢。美國軍隊重新獲得并保持信息和決策優勢的能力是國防部的首要任務之一。

美國國防部 (DOD)聯合全域指揮與控制 (JADC2) 戰略描述了迫切需要集中力量推動部門行動,以增強其的聯合部隊指揮官在所有作戰領域和整個電磁頻譜范圍內指揮聯合部隊所需的能力,以威懾、并在必要時在全球任何時間、任何地點擊敗任何對手。

JADC2 戰略為識別、組織和提供改進的聯合部隊指揮和控制 (C2) 能力提供了愿景和方法,并說明了對手已經關閉了其賴以取得作戰成功的許多能力和方法優勢。作為一種方法,JADC2 支持使用創新技術開發物資和非物資解決方案選項,同時愿意修改現有政策、權力、組織結構和作戰程序,從而為聯合部隊指揮官提供信息和決策優勢。

執行總結

全球安全環境的快速變化給美國軍隊和聯合部隊抓住、保持和保護我們對對手的信息和決策優勢的能力帶來了新的重大挑戰。此外,我們必須預見到未來的軍事行動將在退化和有爭議的電磁頻譜環境中進行。這些挑戰要求部門作出一致和集中的努力,使我們開發、實施和管理C2能力的方式現代化,以便在所有作戰領域、跨梯隊和與我們的任務伙伴一起取得勝利。

JADC2為塑造未來聯合部隊的C2能力提供了一個連貫的方法,旨在在戰爭各個層次和階段、在各個領域以及與合作伙伴一起,產生感知、理解和行動的作戰能力,以便以相關的速度提供信息優勢。作為一種方法,JADC2超越了任何單一的能力、平臺或系統;它提供了一個機會來加速實施聯合部隊進行C2的方式中所需要的技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用越來越多的數據,采用自動化和人工智能,依靠安全和彈性的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動。

這一戰略的成功實施需要整個國防部(DoD)的明確決心。為此,JADC2戰略闡明了 "感知"、"理解 "和 "行動 "這三項指導性的C2功能,以及另外五條持久的努力方向(LOEs),以組織和指導提供JADC2的物資和非物資能力。這些工作重點包括 (1)建立JADC2數據企業;(2)建立JADC2人力企業;(3)建立JADC2技術企業;(4)將核C2和通信(NC2/NC3)與JADC2相結合;以及(5)使任務伙伴信息共享現代化。

這一戰略得到了JADC2戰略實施計劃的支持,該計劃確定了JADC2的最終狀態、關鍵目標和任務,并通過既定的部門授權、論壇和程序來同步和簡化工作,以確定JADC2能力的優先次序、資源、開發、交付和維持。現有的軍種和機構的開發和采購過程通常會產生特定領域的能力,無法滿足全領域C2的作戰需求。JADC2的方法將覆蓋這些現有的程序,目的是促進跨領域、聯合能力的發展。

該戰略提供了六項指導原則,以促進整個DoD在提供物資和非物資JADC2改進方面工作的一致性。這些原則是 (1) 信息共享能力的改進是在企業層面上設計和擴展的;(2) 聯合部隊C2的改進采用分層安全特性;(3) JADC2數據結構由高效、可發展和廣泛適用的通用數據標準和架構組成;(4) 聯合部隊C2必須在退化和有爭議的電磁環境中具有彈性;(5) 部門開發和實施過程必須統一,以提供更有效的跨域能力選擇;以及,(6) 部門開發和實施過程必須以更快速度執行。

JADC2戰略的結論是,迫切需要使用一個全企業的整體方法來實施物資和非物資的C2能力,以確保聯合部隊指揮官在整個競爭過程中獲得并保持對全球對手的信息和決策優勢。

一、簡介

JADC2戰略闡明了國防部為支持美國國家安全利益而推進聯合部隊C2能力的方法。國防戰略指示聯合部隊 "獲得并保持信息優勢,特別是在網絡空間、太空和電磁波譜方面"。將JADC2從指導聯合/整合能力發展的概念變為現實的巨大任務需要一個清晰的愿景、有效的戰略和靈活的流程。JADC2的成功實施將產生更好的聯合部隊C2能力,并需要加速應用技術解決方案來發展C2能力,以及調整管理政策和作戰程序。

圖1 JADC2邏輯圖

JADC2提供了一種方法來開發作戰能力,以在所有領域和合作伙伴的各個層面和階段感知、理解和行動,以相關的速度提供信息優勢。

圖1描述了實現全域C2的復雜性:聯合部隊指揮官依靠多年能力開發和實施的指導、技術、程序和能力,以便在行現實世界任務中使用有效的C2任務。

JADC2尋求優化信息的可用性和使用,以確保指揮官的信息和決策周期相對于對手的能力運行得更快。這種整體觀點將聯合部隊指揮官確定為軍種和機構C2能力發展工作的主要受益者,并將部門C2能力發展成果集中在提供聯合、全域操作C2性能和熟練程度。為實現這一目標,JADC2將覆蓋現有的基于軍種和機構的C2能力開發計劃框架,這些計劃目前向聯合部隊提供以領域為中心且經常重復的信息和決策管理能力。

這種“疊加”方法是一種協作方法,其中所有C2能力開發利益相關者都支持JADC2作為優化開發資源和優先級以及最大化作戰成果的統一方法。

二、JADC2方法

JADC2戰略通過(1)聯合部隊指揮官在作戰環境中“感知”、“理解”和“行動”的需要,以及(2)使用五個職能領域來組織其改進聯合部隊C2的方法重點或LOE,以指導改進的C2聯合部隊能力的開發和實施。在這種方法中,JADC2整合了現有的部門、軍種、機構和運營需求和能力開發流程,以塑造未來物資和非物資C2能力的交付。

該戰略的實施由JADC2跨職能團隊(CFT)監督,該團隊是國防部副部長特許機構,由來自作戰司令部、軍種、國防機構、聯合工作人員和OSD工作人員。識別和實施優先C2改進的主要方法是執行JADC2實施計劃。

感知:整合所有領域和電磁頻譜的信息

“感知和集成”是發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自全域(友好的、敵對的和中立的)數據的能力,并將信息作為理解和決策的基礎進行共享。JADC2通過使用聯合數據架構的各種情報傳感和信息共享網絡,支持聯合部隊和任務伙伴共享創新數據,利用遠程傳感器、情報設備和開放資源感知、集成全域內外信息,使聯合部隊指揮官能夠獲得信息和決策優勢。

理解:分析信息以更好地理解作戰環境

“理解”指的是分析信息,以便更好地理解和預測作戰環境、對手的行動和意圖、以及自身和友軍的行動。JADC2將利用人工智能和機器學習幫助指揮官快速決策,其將直接從傳感基礎設施中提取、合并和處理大量數據和信息,以保證對作戰環境的可靠、持續、實時了解,并在整個聯合部隊和任務伙伴之間共享。這將要求聯合部隊調整和更新現有的戰略、戰役、戰術級的指控流程和能力,同時這些規程和技術的進步將大大增強聯合部隊在降級環境中的作戰能力。

行動:決策和分發

“行動”指的是向聯合部隊及其任務伙伴做出決策并分發的過程。JADC2將使用規劃和決策支持工具,并依托先進、彈性和可靠的通信系統、無障礙和全面的信息基礎設施以及靈活的數據格式,確保快速、準確和安全地傳遞決策。同時,JADC2將使用任務式指揮的方法,下屬指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖,可按照原則被授權自主采取行動,同時保留在通信中斷時或行動緊急情況下采取行動的能力。

三、JADC2落實措施(LOE)

JADC2戰略圍繞五個LOE組織,以指導部門在提供JADC2能力方面的行動,如下所示:1)數據體系;2)人力資源體系;3)技術體系;4)與核C2和C3集成;5)使任務伙伴信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導,該辦公室由高級標志/SES人員代表,他們有權通過其聯合能力委員會提出問題并與聯合需求監督委員會互動并提供支持。JADC2戰略實施計劃中描述了其他JADC2治理細節。

LOE1:構建JADC2數據體系

數據是一種戰略資產,必須由聯合部隊有效管理,使其能夠抓住、維護、并保護信息和決策優勢。為了加快決策速度,聯合部隊和我們的任務合作伙伴必須能夠發現和訪問來自所有作戰領域的任何數據和信息。以下關鍵數據標準化目標將直接影響聯合部隊指揮官管理和使用數據的能力:

  • 建立最低元數據標記標準;
  • 采用和使用標準化數據接口;
  • 實施通用數據可用性和訪問實踐;
  • 納入數據安全最佳實踐;
  • 建立符合JADC2的信息技術(IT)標準;
  • 繼續應用數據戰略目標(可見、可訪問、可理解、鏈接的、可信賴的、可互操作的、安全的)。

LOE2:構建JADC2人力資源體系

作戰環境中不斷增加的數據和信息可用性有可能使聯合部隊收集和匯總此類信息的技術手段不堪重負。現有的組織結構和決策流程正在被趕超,需要新的方法來確保聯合部隊指揮官抓住機會和保持優勢的能力,從而加劇了這個問題。

LOE2特別關注人類在C2能力方面的表現,并解決了創新人工智能和機器學習工具的使用問題。反過來,此類創新將推動制定預先確定的、預先批準的、事件驅動的、捆綁式授權的需求,以實現快速、相關的決策從戰略層面到戰術邊緣。這可能需要改革、重新調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織,以更有效地融合聯合部隊及其任務伙伴的物理和信息力量,使他們能夠對聯合信息優勢(JIA)進行有效控制操作。 該LOE還解決了培訓和教育領導者精通所有作戰領域作戰所需的專業發展。它將指導和支持JADC2政策、作戰概念(CONOPS)、條令以及戰術、技術和程序(TTP)方面的發展,以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。為此,兵棋推演、實驗、演示、評估、訓練和演習的設計必須集中在競爭和沖突期間作戰的C2方面。同樣,國防部員工必須精通識別制度變革,以實現和維持改進的JADC2能力開發流程和產品。

LOE3:構建JADC2技術體系

該LOE解決了增強的共享態勢感知、同步和異步全球協作、戰略和作戰聯合規劃、實時全球部隊可視化和管理、預測部隊戰備和后勤、動態和非動態聯合和遠程實時同步和整合?射程精確火力,以及評估聯合部隊和任務伙伴表現的增強能力。

聯合部隊指揮官需要具有足夠速度和帶寬的安全的全球通信網絡,以滿足國家司令部和作戰司令部的作戰需求。LOE3解決了JADC2生態系統的傳輸基礎設施,并提供了基本的最低功能確保持續C2能力所必需的,包括通信系統的彈性和多樣性、多級安全性以及消除單點故障。這些經過網絡強化的先進技術將顯著提高指揮官組織、理解、計劃、決定、指導和監控所有聯合部隊和任務伙伴在所有領域以及在電磁頻譜使用退化和競爭期間的所有行動的能力。

LOE4:將NC2/NC3與JADC2集成

在適當的情況下,JADC2方法將與核C2和通訊。

LOE5:使任務合作伙伴信息共享現代化

聯合部隊指揮官通過與任務伙伴共享態勢感知,不斷努力建立和保持對作戰環境的共同理解。當來自每個合作伙伴的C2系統的數據可以被每個其他批準的合作伙伴訪問、查看和采取行動時,就可以實現理想的任務合作伙伴系統集成。然而,新興任務、大型聯盟和不斷發展的技術為實現這一目標帶來了持續的障礙。歸根結底,JADC2系統互操作性對于以速度、精度、相關性和安全性進行聯合和合作作戰至關重要。該LOE力求擴大和提高聯合部隊在所有類型的聯合作戰中交換信息和協調行動和效果的能力。

四、JADC2能力指導原則

JADC2方法的實施遵循以下總體原則。

在戰略層面設計和擴展信息共享能力

JADC2基于戰略層面設計和操作,依賴多個戰略節點和通信支撐網絡,提供傳遞重要信息所需的帶寬、功能和安全的全球鏈接能力。

安全

聯合部隊C2必須采用以強大網絡防御為先導的分層防御,以阻止可能威脅企業運營的惡意活動。聯合部隊必須有明確的政策指導、足夠的權力、充分的訓練、及時的情報以及在全球競爭環境中進行安全C2所需的技術。國防部必須在日常行動中采取戰時思維例如,邊打邊訓練并培養知識淵博的領導者和受過訓練的員工,以使用他們所掌握的工具和權威。

通用數據和互操作性標準

聯合部隊數據結構必須由高效、可演進和廣泛適用的通用數據標準和架構組成,并具有標準化的關鍵接口和服務,以便在具有各種不同類型的大型環境中訪問、聚合、管理、存儲、處理和共享數據合作伙伴和運營。

在降級的環境中保持彈性

聯合部隊必須能夠在降級或有爭議的C2環境中以最低限度的指導行動,指揮官和參謀人員必須在傳感和通信受到嚴重影響或完全癱瘓以及對手意圖不明確的情況下進行積極訓練。

在能力建設中保持統一

國防部必須改進其指揮控制能力開發和實施流程,以便更容易地采用跨域優先事項和解決方案選項。JADC2 CFT是部門能力開發人員討論、識別、協作和推薦機會的場所,以改進軍種和作戰領域內的C2信息共享和互操作性。

快速交付JADC2能力

國防部必須繼續發展其當前的C2開發和采購方法,并調整現有方法以更快地產生所需的能力。

五、結論

全球安全環境的變化,包括針對美國的不斷增加的惡意行動和信息技術的廣泛進步,為聯合部隊帶來了緊迫的挑戰和機遇。JADC2戰略通過推進互連和企業范圍的方法來提供支持全球一體化作戰的物資和非物資能力,從而應對這些挑戰和機遇。這些能力將直接和顯著提高指揮官獲得和保持信息和決策優勢的能力。

JADC2戰略闡明了一種企業方法,用于在所有作戰領域和整個電磁頻譜中改進聯合部隊的C2。它解決了人類決策的獨特方面,并尋求新的機會來增強C2的認知方面。該戰略確定了關鍵的C2功能,即感知、理解和行動,以及組織和指導改進的C2能力的開發和實施的五個努力方向。

JADC2方法成功的核心是JADC2 CFT。該機構將協作推動整個國防部可衡量的積極變化,以實現全域C2所需的能力、能力、持久性和全球影響力。

參考鏈接 //mp.weixin.qq.com/s/M-iUaaO5mO44MVFi_A6SBw

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前言

ADP 6-0,任務指揮:陸軍部隊的指揮與控制。對任務的指揮與控制以及指揮與控制作戰功能的基本原理進行了討論。它描述了指揮官如何在其參謀部的支持下,將指揮與控制的藝術和科學結合起來,以了解情況、作出決定、指導行動,并帶領部隊完成任務。

為了理解ADP6-0中的理論,讀者應該理解ADP3-0《作戰》中描述的作戰性質和統一陸軍作戰的基本原理。陸軍的領導素質和能力對于行使指揮和控制至關重要,讀者也應該熟悉ADP6-22《陸軍領導力》和FM6-22《領導者發展》中的領導力基礎知識。在行使指揮和控制權時,軍隊的道德規范指導著決策和行動,讀者必須了解ADP 1-1《軍隊職業》中的觀點。由于作戰過程是行使指揮和控制的框架,讀者也必須理解ADP5-0《作戰過程》中所確立的作戰過程的基本原理。

ADP6-0中的理論構成了指揮和控制戰術、技術和程序的基礎。關于這些戰術和程序的解釋,請參見FM6-0《指揮官和參謀部組織與行動》。關于指揮與控制相關技術的解釋,請參見ATP 6-0.5《指揮所的組織與運作》以及其他輔助技術出版物。

ADP6-0的主要受眾是陸軍指揮官、領導和單位工作人員。任務指揮對各級下屬提出了更高的要求,在行動和駐軍活動中理解和實踐任務指揮原則對陸軍職業的所有成員都是必不可少的。

陸軍在歷史上曾作為聯盟的一部分與聯合和多國伙伴作戰,而ADP6-0與聯合和多國的理論相嵌套。需要聯合能力來開展行動的陸軍總部的指揮官和參謀人員,或作為聯合特遣部隊或多國總部,也應參考有關聯合或多國部隊的指揮和控制的適用條令。

ADP6-0執行了北大西洋公約組織標準化協議2199《盟軍陸軍的指揮與控制》。

指揮官、參謀部和下屬確保他們的決定和行動符合適用的美國、國際,以及在某些情況下符合東道國的法律和法規。各級指揮官確保他們的士兵按照軍隊道德規范、戰爭法和交戰規則行動。(關于戰爭法的討論見FM27-10)。

ADP6-0在適用的情況下使用聯合術語。選定的聯合和陸軍術語和定義同時出現在詞匯表和正文中。ADP 6-0是支持者出版物(權威)的術語在詞匯表中標有星號(*)。ADP 6-0是提議者出版物的定義在文本中以黑體字顯示。對于文本中顯示的其他定義,該術語為斜體,并在定義后面標明提議者出版物的編號。

除非另有說明,ADP6-0適用于現役陸軍、陸軍國民警衛隊/美國陸軍國民警衛隊和美國陸軍預備役。

ADP6-0的倡導者是美國陸軍聯合武器中心。準備機構是聯合武器理論局,卓越任務指揮中心。

簡介

此次對ADP 6-0的修訂代表了基于2012年以來的經驗教訓的任務指揮理論的演變。使用任務指揮一詞來描述多種事物--作戰功能、系統和理念--造成了不可預料的模糊性。任務指揮取代了指揮和控制,但在實際應用中它往往意味著同樣的事情。這導致了領導層在行動和駐軍活動中對任務指揮的適當應用有不同的期望。給多種事物貼上任務指揮的標簽,無意中削弱了任務指揮的重要性,而任務指揮對軍隊在整個軍事行動中的指揮和控制至關重要。將任務指揮與指揮與控制區分開來,可以提供清晰的概念,使領導人能夠在他們執行的任務中關注任務指揮,并使陸軍與聯合和多國伙伴保持一致,他們都使用指揮與控制一詞。

指揮和控制--由適當指定的指揮官對指定的和附屬的部隊行使權力和指導--是戰爭藝術和科學的根本。任何一項專門的軍事職能,無論是本身還是與其他職能相結合,沒有它就沒有目的。指揮官負責指揮和控制。通過指揮和控制,指揮官提供目的和方向,將所有軍事活動整合到一個共同的目標--完成任務。軍事行動本質上是人類的努力,其特點是暴力和所有參與者的不斷適應。成功的執行需要陸軍部隊比敵方部隊更快地做出和執行有效的決定。因此,陸軍采用任務指揮作為其指揮和控制的方法,賦予下屬決策權和適合情況的分散執行權。

行動的性質和軍事歷史的模式表明了任務指揮的優勢。任務指揮的根源可以追溯到德國的Auftragstaktik(字面意思是任務型戰術)概念。Auftragstaktik是普魯士軍隊在1809年耶拿戰役中被拿破侖擊敗后普魯士軍事改革的結果。格哈德-馮-沙恩霍斯特、奧古斯特-馮-格奈森瑙和赫爾穆特-馮-毛奇等改革者試圖制定一種規劃戰役和指揮大軍在廣闊戰場上作戰的方法。辯論的核心是認識到,戰場上的下級指揮官往往比總參謀部更了解戰斗中發生的事情,如果允許他們根據這些知識做出決定,他們就更有可能對威脅和轉瞬即逝的機會做出有效反應。下級指揮官需要有權力根據不斷變化的形勢和計劃中沒有涉及的意外事件做出決定并采取行動。經過幾十年的辯論,軍隊的專業化,以及在1864年丹麥-普魯士戰爭、1866年普奧戰爭和1870年法俄戰爭中的實際應用,Auftragstaktik被編入1888年德國演習條例。

在Auftragstaktik中,指揮官向下級指揮官發出一個明確的目標、完成目標的資源和完成目標的時間框架。然后,下級指揮官被賦予自由,在上級指揮官的意圖范圍內計劃和執行任務。在執行過程中,Auftragstaktik要求在指揮官的意圖范圍內采取行動的偏向,它要求領導人按照他們個人的看法來適應情況,即使他們的決定違反了以前的指導或指令。要在這種指揮風格下有效運作,需要有一個共同的行動方法,以及在專業上有能力和受過獨立決策訓練的下屬。

任務指揮的各個方面,包括指揮官的意圖、有紀律的倡議、任務命令和相互信任,長期以來一直是美國陸軍文化的一部分。自18世紀以來,最成功的美國陸軍指揮官們都采用了任務指揮的要素。格蘭特在1864年戰役中對謝爾曼的命令和謝爾曼的支持計劃是明確指揮官意圖、任務命令和基于相互信任的理解的典范。(見第1-9頁的小插曲。)在談到行動命令時,陸軍1905年的《戰地服務條例》中有以下一段話,作為對任務命令的早期討論:

  • 命令不應侵犯下級的權限。它應包含超出下級獨立權限的一切內容,但僅此而已。當命令的傳達涉及相當長的時間,期間情況可能發生變化時,應避免詳細的指示。同樣的規則也適用于在命令發出者無法完全預測的情況下必須執行的情況;在這種情況下,指導信更為合適。它應該強調要達到的目標,并留下要使用的手段。

艾森豪威爾對1944年入侵歐洲和擊敗納粹德國的總體計劃和意圖是一個任務指揮的例子,它指導盟軍從諾曼底到萊茵河及更遠的地方作戰。一個更近的例子是2003年第三步兵師向巴格達進軍以及隨后的 "雷霆行動",向世界展示了伊拉克政權被打敗的事實。退役將軍戴維-帕金斯(David Perkins)(在這次行動中擔任旅長)寫道:"這些雷霆行動之所以成功,是因為軍團和師級指揮官在他們的命令中確立了明確的意圖,并相信他們的下屬的判斷力和能力,在應對一個流動的、復雜的問題時行使有紀律的主動性,為他們承擔的風險做了擔保"。

任務指揮需要有戰術和技術能力的指揮官、參謀部和下屬在一個相互信任和共同理解的環境中運作。它需要建立有效的團隊和指揮氛圍,在這種氛圍中,指揮官鼓勵下屬承擔風險,發揮紀律性強的主動性,在指揮官的意圖范圍內抓住機會,應對威脅。通過任務命令,指揮官將下屬的注意力集中在行動的目的上,而不是如何執行指定任務的細節上。這使得下屬在特定情況下有盡可能大的行動自由。最后,在向下級授權時,指揮官根據分配的任務向下級分配資源,為成功創造必要的條件。

指揮官需要得到支持才能有效地行使指揮與控制。在每一個指揮梯隊中,指揮官都會得到指揮與控制作戰功能的支持--相關的任務和系統,使指揮官能夠同步和融合所有的戰斗力要素。指揮官通過其參謀部和下屬領導執行指揮與控制。

本出版物提供了關于任務指揮、指揮與控制以及指揮與控制作戰功能的基本原則。本版ADP6-0的主要更新和變化包括

  • 將ADP6-0和ADRP6-0的信息合并為一份文件。

  • 指揮與控制被重新引入陸軍理論。

  • 擴大了對指揮與控制及其與任務指揮關系的討論。

  • 修訂了任務指揮原則。

  • 指揮與控制體系的重新引入,以及新的任務和最新的系統描述。

  • 擴大了對指揮與控制體系的討論。

ADP 6-0包含4章:

第1章對任務指揮、指揮和控制進行了概述。它描述了行動的性質和陸軍的作戰概念,以及如何通過任務指揮來實現。然后,它討論了指揮和控制的功能,以及指揮官如何為任務指揮的發展創造條件。本章最后討論了指揮與控制的作戰功能。

第2章對指揮進行了定義和描述。它描述了指揮的性質,提供了指揮的要素,描述了指揮官在作戰中的作用,并提供了有效指揮的指南。

第3章定義和描述了控制及其與指揮的關系。它討論了控制的要素和有效控制的指南。最后,本章討論了知識管理和信息管理的重要性,因為它們與控制有關。

第4章討論了履行行使指揮和控制所需職能的指揮和控制系統。這包括討論作為指揮和控制系統組成部分的人員、程序、網絡和指揮所。它還討論了指揮所的設計和組織考慮。

介紹性的表-1列出了修改后的術語和縮略語。第x頁的介紹性圖-1說明了ADP 6-0的邏輯圖。

介紹性的表-1。新的、修改的和刪除的陸軍術語

介紹性的圖-1。邏輯圖

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本文討論了F-35 "閃電"戰斗機對挪威皇家空軍指揮與控制(C2)可能的影響方式。它強調了協調的重要性,回答了有關F-35的實施對其他能力相互依賴性的影響問題。這一基礎被進一步用來討論對C2核心要素的可能影響,如程序、人員、通信和信息系統。基于F-35系統的能力,發現挪威武裝部隊中跨領域和C2級別的相互依存關系的發展;這些相互依存關系的復雜性,既受到空中行動執行的影響,也受到環境突發事件的影響,意味著組織需要靈活使用協調機制。我們發現,相互依存關系,以及如果要獲得成功所需的協調,對涉及F-35的空中行動指揮和控制有影響。我們建議該組織應更積極地使用分層和水平結構,以適應跨領域和C2級別的知識和信息共享。程序需要包括授權的方法和系統,人員需要了解相互依存關系和多域作戰。最后,通信和信息系統必須是可用的、可互操作的和強大的。

關鍵詞:挪威,F-35,指揮與控制,相互依賴,多團隊協調

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報告總結

近四十年來,美國國防部(DoD)首次制定了旨在對抗先進軍事對手--特別是中國和俄羅斯--的聯合作戰概念。上一次這樣的努力發生在20世紀70年代末和80年代初的冷戰高峰期,以應對蘇聯在歐洲中央戰線的常規優勢所帶來的戰略和行動挑戰。現在,正如2018年國防戰略(NDS)所強調的,聯合部隊必須 "優先考慮備戰",這包括為軍事優勢制定 "創新作戰概念"。由于作戰概念從根本上說是指導未來部隊設計和未來戰爭的愿景,聯合部隊首先必須回答它打算如何打未來戰爭的問題,然后再試圖回答它需要用什么打仗的問題。

然而,如果國防部要轉向 "聯合概念驅動的、洞察威脅的能力發展",它面臨著相當大的挑戰,因為它的聯合概念發展和實驗過程從根本上說是破裂的。 雖然后冷戰時代見證了發展聯合作戰概念的反復努力,但該過程未能產生創新的作戰方法來指導未來的部隊和能力發展。相反,這個過程產生的概念似乎是故意不推動重大變革的。這些概念并不是真正的 "聯合",而是由現有的服務概念組成的最低標準的組合,以服務的優先權為前提。任何能夠通過發展過程的創新的聯合概念都是如此的淡化和模糊,以至于它們不能引起變化(從而威脅到關鍵利益相關者的利益)。在這種環境下,單個服務概念勝過聯合概念,并驅動投資優先權。

然而,作戰概念和關鍵投資必須是聯合的,因為各軍種在作戰層面已經變得越來越相互依賴。此外,目前的戰爭演習和分析表明,這種作戰上的相互依賴將是未來與中國或俄羅斯等能力強大的同行對手發生沖突的一個關鍵方面--是作為一種優勢還是一種弱點,還有待觀察。我們可以預期,一個先進的、適應性強的對手會尋找美軍的任何差距和縫隙,并利用這些差距和縫隙來發揮其優勢。在這方面,目前的聯合部隊還不夠 "聯合",無法與一個已經發展出對抗美國關鍵的、長期的作戰優勢(如空中、海上和信息優勢)的對手進行高端戰爭。正如本文所討論的,在與同行對手的沖突中成功發動戰爭的規模和強度將需要全新的作戰方式,這反過來又需要一種強制功能,將單個服務能力整合到實際的 "聯合 "戰斗力中。最近發展以威脅為重點的聯合作戰概念--如果成功的話--代表了這種結果實際發生的最佳機會。

本文簡要討論了國防部過去在發展聯合概念方面的三種嘗試,包括空地戰、空海戰和最近的努力--先進能力和威懾小組(ACDP)。本報告利用這些例子來展示克服孤立和狹隘的軍種主導的努力所面臨的挑戰,并說明建立以軍種為中心的概念并給它們披上聯合的外衣的弊端。這些案例強調了聯合概念發展過程中持續存在的病癥是如何使冷戰后的聯合概念在鼓勵作戰創新或推動服務投資優先事項的變化方面毫無用處。

正在進行的開發新的聯合作戰概念工作為國防部提供了一個早該提供的機會,將其概念開發集中在具體的威脅和相應的作戰目標上。目前的努力是幾十年來國防部第一次圍繞應對具體的威脅來組織概念開發,而不是支持聯合部隊對模糊或未定義的對手群體進行作戰的理想化概念。然而,如果不對被廣泛認為是沒有促進思想競爭的共識過程做出重大改變,國防部就有可能重復它過去所犯的概念發展錯誤。此外,新的聯合概念必須通過實驗活動進行嚴格的測試和完善,以驗證其對未來部隊設計的可行性。目前還缺少實驗這一塊。

聯合參謀部正在努力重建其聯合概念開發能力,因為多年來它既沒有優先考慮這項工作,也沒有為其提供足夠的資源。產生真正的新的作戰方式,并有可能改變未來的部隊設計,將需要國防部長辦公室(OSD)、參謀長聯席會議主席和副主席(CJCS和VCJCS)的持續關注,以通過該系統推動新的聯合概念。國防部的高級領導層必須克服每個軍種推動共識產品的傾向,這些產品更多的是為了保護現有的優先事項和長期的特權,而不是產生創造性的想法。

該文件提出了以下建議,以改進聯合概念開發過程:

  • 將聯合概念開發的重點放在未來作戰環境中的優先挑戰上。
  • 賦予作戰指揮部推動聯合概念發展的權力。
  • 探討未來戰爭的其他設想,并通過廣泛的戰爭演習和實驗來驗證聯合概念,而不是通過共識。
  • 擴大實地和艦隊演習中的實驗。
  • 通過培養一種 "紅色思維 "的部門文化來加大思想碰撞。
  • 促進概念開發者和技術專家之間更緊密的結合。
  • 建立一個集中的、高水平的概念和能力發展組織。

修正流程是開發有用的聯合作戰概念的關鍵的第一步,但國防部還必須確保聯合概念開發從正確的角度出發,專注于正確的問題集,同時保持前瞻性。迄今為止,國防部對中國和俄羅斯的思考集中在保持或恢復聯合部隊在冷戰后 "單極時刻 "所擁有的作戰優勢水平上。然后,聯合參謀部提出的概念,如 "聯合愿景:2010",是以 "信息優勢 "的假設為前提的,這將有助于實現 "全譜系主導地位 "的既定目標。國防部的概念和能力發展應該側重于為中國和俄羅斯創造作戰困境,而不是追逐其現有業務方式的微不足道的邊際回報。

很明顯,國防部仍然被其傳統的作戰方式所束縛。參謀長聯席會議副主席約翰-海滕將軍說,在2020年底一系列兵棋推演的測試中,根據美軍過去30年的運作方式制定新的聯合作戰概念的初步努力證明是完全失敗的。

制定新的聯合作戰概念的最初嚴重地依賴傳統的作戰方式,盡管它打算對抗新的對手和新的作戰挑戰,這暴露了一個倉促的“產品”。一個成功的、以威脅為重點的作戰概念需要全面深入的分析--既要分析對手的能力和概念,也要分析聯合部隊在所設想的時間段內的能力和概念,并在深入研究概念的形成和完善之前需要時間來綜合各種投入。以前的聯合概念開發的趨勢是優先形成“產品”和達成共識,而不是更平凡但必要的深度分析工作,這對目前的努力來說不是好兆頭。

自《國家發展戰略》要求提出新的作戰概念以來,已經過去了三年多。國防部需要全新的作戰方式。如果美國軍隊繼續按照今天的方式運作,就不可能保持對同行對手的競爭力。如果這個過程陷入官方機構的爭論,或者在努力達成軍種共識的過程中只產生微小的變化,那將是一個不折不扣的悲劇。

最后,對作戰挑戰提出的概念性解決方案,無論多么合理,只有得到最高級別的文職和軍警領導人的認可和授權,才能推動計劃的改變。雖然該部門在冷戰后的記錄并不完全令人放心,但發展新的聯合作戰概念背后的政治和官方動力是相當大的,而且中國和俄羅斯構成的戰略和行動挑戰比來自伊朗、朝鮮或恐怖組織的挑戰要緊迫和嚴重得多。如果國防部能夠正確對待這一進程,并專注于為中國和俄羅斯創造困境,那么在聯合部隊的轉型方面的積極影響可能是深遠的。

新美國安全中心:

新美國安全中心(CNAS)的使命是制定強有力的、務實的和有原則的國家安全和國防政策。在其工作人員和顧問的專業知識和經驗的基礎上,CNAS通過創新的、基于事實的研究、想法和分析來吸引政策制定者、專家和公眾,以塑造和提升國家安全辯論。我們任務的一個關鍵部分是為今天和明天的國家安全領導人提供信息和準備。

CNAS位于華盛頓特區,由共同創始人Kurt M. Campbell和Michèle A. Flournoy于2007年2月成立。CNAS是一個501(c)3免稅的非營利組織。它的研究是獨立和無黨派的。

作為一個致力于組織、知識和個人誠信的最高標準的研究和政策機構,CNAS對其想法、項目、出版物、活動和其他研究活動保持嚴格的知識獨立性和唯一的編輯指導和控制。CNAS在政策問題上不采取機構立場,CNAS出版物的內容僅反映其作者的觀點。根據其使命和價值觀,CNAS不參與游說活動,并完全遵守所有適用的聯邦、州和地方法律。CNAS不會代表任何實體或利益從事任何代表活動或宣傳活動,如果中心接受來自非美國來源的資金,其活動將限于符合適用的聯邦法律的善意的學術、學術和研究相關活動。該中心每年在其網站上公開承認所有捐款的捐助者。

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簡介

第四次工業革命 (4IR) 擴展了信息革命(第三次工業革命),網絡、物理和生物系統之間的集成程度越來越高。預計 4IR 將影響所有行業,包括戰爭性質(Schwab,2016 年)。構成 4IR 一部分的關鍵概念包括(但不限于):

? 數據科學和大數據分析,通常由人工智能和機器學習驅動和/或自動化;

? 云計算,提供可遠程訪問的計算資源;

? 物聯網 (IoT),其中超連接設備可以充當傳感器和執行器,以產生大量信息和網絡物理互連;

? 增強現實,在眼鏡、地圖或圖像上疊加信息;

? 網絡安全,由于將不安全的“非傳統”設備連接到網絡而引入的安全風險。

一些 4IR 概念已以某種形式出現在軍事環境中,例如類似于平視顯示器的增強現實,而物聯網概念將網絡中心戰(或如 Wassel(2018 年)稱之為“數據戰”)演變為所謂的“戰場物聯網”(IoBT)或“軍事物聯網”(IoMT)(Castiglione、Choo、Nappi 和 Ricciardi,2017 年)。軍隊中的物聯網實施有可能在一系列領域支持多域作戰 (MDO) 的指揮和控制 (C2)(Seffers,2017 年)。因此,未來的 MDO 可以被認為包括一個超互聯的戰場,這會導致信息戰 (IW) 的攻擊面增加(Cenciotti,2017;van Niekerk、Pretorius、Ramluckan 和 Patrick,2018)。本文將在 MDO 和 IoBT 的背景下考慮 IW。

多域作戰和信息戰

軍事行動的傳統“物理”領域包括陸地、海洋、空中和太空;然而,越來越需要在電磁頻譜 (EMS)、網絡和更廣泛的信息環境中占據主導地位(Ween、Dortmans、Thakur 和 Rowe,2019 年)。 MDO 方法被描述為“聯合作戰概念,它將承載所有動能和非動能火力”,以前所未有的方式在整個戰場上提供優勢(South,2019 年)。

圖 1 顯示了多個作戰域:四個“物理”域顯示在圖的中心;這些域通常是移動的,并通過各種頻率的廣播媒體(EMS)進行通信。網絡空間成為其延伸,提供數據和信息傳輸機制,例如網絡協議。雖然當代信息領域被認為與網絡空間幾乎相同,但信息環境更廣泛,還包括印刷信息和認知信息。這些都可支持人類決策,包括作戰人員和指揮官的戰略和戰術決策過程(例如指揮和控制),但可更廣泛地擴展到社會、經濟和政治領域。

圖1:作戰域

早期形式的信息戰包括可以影響和保護物理、虛擬和認知領域的信息作戰(Brazzoli,2007;Waltz,1998)。信息戰的這些“支柱”包括電子戰 (EW)、網絡戰、心理戰 (PSYOP)、情報網絡中心戰或信息基礎設施戰,以及指揮和控制戰 (C2W) (Brazzoli, 2007)。

信息戰的六大支柱

圖2:信息戰的“支柱”

“信息戰”一詞的現代化使用更傾向于認知方面,例如虛假信息和影響力活動,通常由社交媒體和即時消息驅動(Stengel,2019)。新出現的討論集中在所謂的網絡電磁活動 (CEMA) 中電子戰和網絡的“融合”(英國國防部,2018 年;美國陸軍部,2014 年)。然而,考慮到在烏克蘭協作信息和物理作戰的明顯成功,盡管沒有提供“決定性”的勝利,但可以認為信息戰“支柱”產生了更大融合(Valeriano、Jensen 和 Maness,2008 年;van Niekerk,2015 年)。

進攻性信息戰通常具有“5Ds”之一:否認、降級、破壞、欺騙或破壞(Sterling,2019),作為戰略或戰術目標;然而,其他人也提出了目標,例如:

? 破壞、否認、破壞、操縱和竊取(Hutchinson 和 Warren,2001 年);

? 貶低、否認、腐敗和剝削(Borden,1999;Kopp,2000);

? 中斷、修改、制造和攔截(Pfleeger 和 Pfleeger,2003 年)。

最終,人類決策的目標是戰術、作戰和戰略層面;然而,通過網絡空間和信息環境引發的沖突越來越多地針對社會、政治和經濟決策以及軍事行動或作戰人員。隨著國家和非國家行為體(特別是通過在線新聞網站和社交媒體)日益關注虛假信息和影響活動,信息戰在更高戰略層面的目標已被重新表述為 4Ds:駁回、扭曲、分散注意力和沮喪(White,2016)。這種類型的行動以民眾或政治家的“意志”為目標,并與特定戰場空間中更注重行動的信息戰要素相結合,旨在減少或消除民眾或政治對沖突或其軍事目標的支持。

IoBT 和信息戰

Castiglione、Choo、Nappi 和 Ricciardi (2017: 16) 表明,戰場上已經看到“越來越多的無處不在的傳感和計算設備,被軍事人員佩戴并嵌入軍事設備中”。據報道,北約正在調查物聯網在態勢感知、監視、后勤、醫療應用、基地作戰和能源管理等領域對軍方的潛在好處(Seffers,2017 年;Stone,2018 年;Wassel,2018 年)。IoBT/IoMT還具有:通過聯合作戰支持MDO中的C2;戰術級態勢感知;目標識別;車輛和士兵狀態監測;戰地醫療甚至環境監測(Seffers, 2017)的巨大潛力。

Ren 和 Hou (2018) 提出了一個三層的“戰斗云霧”架構。 “戰斗資源”層包括傳統四個物理域中的平臺和傳感器等軍事裝備。 Cenciotti (2017) 以 F-35 飛機為例,該飛機配備傳感器來收集有關其環境和潛在威脅的信息;它還具有內部傳感器來監控其性能,因此既可以被視為互聯網上的“事物”,也可以被視為一組傳感器。 Valeriano、Jensen 和 Maness (2008) 認為 F-35 相當于一臺計算機服務器。這表明現代軍事系統日益復雜,對數字信息的依賴以及可以生成的大數據量(與“大數據”相關的概念有關)。

Ren和Hou(2018)架構的第二層包括一個“霧層”,用于本地化分布式計算和存儲。第三層則包括云計算,具有更大的存儲空間并由多個“霧網絡”鏈接組成。霧網絡可以被認為是服務于 C2 的戰術和行動,而云網絡服務于 C2 的行動和戰略。鑒于 MDO 的范圍,明智的做法是擴展“戰斗云霧”架構的傳感器,將 EM 域中的傳感器作為戰斗資源集的一部分。

對于那些需要根據提供給他們的分析數據做出指揮決策的人來說,算法被“欺騙”的可能性尤其令人擔憂:關于戰場空間的信息是否可信?在戰術層面上,軍艦上的飛行員或控制站可以信任所顯示的信息嗎?任何猶豫或不正確的決定最終都是信息戰的目標

還需要在整個戰斗云架構的網絡域中提供監控,以幫助網絡安全。“連接”的軍事單位和設備受到網絡事件影響:據報道,2009 年惡意軟件影響了軍艦和軍用機場(Page,2009;Willsher,2009),移動惡意軟件被用于跟蹤炮兵部隊(Volz,2016 年),現在人們越來越擔心對衛星和天基系統的網絡和電磁威脅(Garner,2020 年;Rajagopalan,2019 年)。受損的物聯網設備已被用于發起分布式拒絕服務 (DDoS) 網絡攻擊,這是當時發生的最大的網絡攻擊之一(Fruhlinger,2018 年)。

此類事件以及與信息系統和安全相關的更廣泛關注點,表明了高度互連系統的固有風險。 Van Niekerk、Pretorius、Ramluckan 和 Patrick(2018 年)說明了如何在信息戰中通過易受攻擊的物聯網攻擊設施和人類。許多此類理論攻擊可應用于軍事場景,例如:

? 破壞數據和系統軟件的 Wiper 惡意軟件或勒索軟件可能對飛機或水下潛艇造成災難性影響;

? 將 PSYOP 信息注入飛行員的平視顯示器會通過暗示飛機系統受到損害,并對時間關鍵的決策產生不利影響而分散飛行員的注意力和使飛行員感到沮喪。

? 網絡攻擊隨機操縱傳感器陣列(例如聲納陣列或防空雷達)以提供虛假目標并隱藏實際目標,從而扭曲戰場視野;

? 在軍事人員的手機上使用惡意軟件和社交媒體來確定部署,從而生成與行動相關的情報。

表 1 說明了與云霧 IoBT 架構相關可能的“通用”信息戰威脅。

表 1:IoBT的信息戰威脅

一般來說,由于電磁信號數量的增加和傳輸的數據量的增加,IoBT 可能會導致電磁頻譜和網絡擁塞。這反過來可能會增加對電磁和 DDoS 攻擊的敏感性,因為每個信號都可能彼此呈現為“噪音”,而干擾會增加這種“噪音”水平,從而降低或破壞通信鏈路的有效性。以類似的方式,數據量越接近網絡的“閾值”,就越容易被惡意流量淹沒。

霧網絡可以被認為是服務于 C2 的戰術和作戰層面,而云網絡服務于 C2 的作戰和戰略層面。鑒于 MDO 的范圍,明智的做法是擴展“戰斗云霧”架構的傳感器,將電磁域中的傳感器作為戰斗資源集的一部分

IoBT 可能會在戰術層面促進網絡、電子戰和心理戰的“融合”; van Niekerk、Pretorius、Ramluckan 和 Patrick (2018) 在一般背景下討論了這種融合。上面提到了網絡被用來向目標飛行員注入 PSYOP 消息的可能性;類似地,電子戰可用于“壓制”無線電通信,將 PSYOP 消息傳輸給人員。這種融合可以被認為是信息戰的分層模型:電子戰針對網絡的物理層,網絡針對更高層和協議,網絡組件的有效載荷選擇是分發PSYOP消息。

要考慮的另一個方面是為數據分析和軍事設備的作戰而實施的算法。由于現代設備產生的數據量很大,人類不可能對所有數據進行分析,因此需要一定程度的自動化,通常通過人工智能 (AI) 實現。但是,有一些實例表明修改后的輸入導致 AI 提供了不正確的分類(Field,2017;Lemos,2021)。通常在不考慮安全性的情況下實施新技術,人工智能也不例外。在學術領域,研究對人工智能系統攻擊的研究數量急劇增加,包括導致錯誤輸出的對抗性攻擊,以及破壞訓練數據以產生有缺陷模型的數據中毒(也稱為模型中毒) (康斯坦丁,2021 年;萊莫斯,2021 年)。對于那些需要根據提供給他們的分析數據做出指揮決策的人來說,算法被“欺騙”的可能性尤其令人擔憂:關于戰場空間的信息是否可信?在戰術層面上,軍艦上的飛行員或控制站可以信任所顯示的信息嗎?任何猶豫或不正確的決定最終都是信息戰的目標。

結論

多域作戰涵蓋所有物理環境,也可以擴展到電磁域和網絡域。戰場物聯網提供了一種機制,通過嵌入式傳感器實現多域作戰,提供作戰環境的通用圖像。然而,物聯網總體上被認為容易受到攻擊,超連接的戰場可能會增加物理、電磁、網絡和認知領域的信息戰攻擊面。攻擊可能針對物理基礎設施、信號、網絡協議、算法、數據和人類心理。

作者介紹

Brett van Niekerk 博士是夸祖魯-納塔爾大學的高級講師,并擔任國際信息處理聯合會和平與戰爭中 ICT 工作組的主席,以及國際期刊網絡戰和恐怖主義的聯合主編。他在學術界和工業界擁有多年的信息安全和網絡安全經驗,并為 ISO/IEC 信息安全標準和國際工作組做出了貢獻。他以他的名義發表了 70 多篇出版物和演講。 2012 年,他獲得博士學位,專注于信息運營和關鍵基礎設施保護。

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2021年3月,美國哈德遜研究所國防概念與技術中心發布研究報告《實施以決策為中心的戰爭:提升指揮與控制以獲得選擇優勢》,提出以決策為中心的戰爭將使美軍做出更快、更有效的決策,從而賦予美軍更大的競爭優勢

序言

自冷戰結束以來,美國國防部(DoD)針對來自主要對手(如中國、俄羅斯和朝鮮等)的巨大軍事沖突發展了相應理論和能力。這些最壞的情況是為了確保美軍也能應對“較少的情況”。然而,這種方法偏重于為大規模、高強度軍事沖突設計的概念和系統,美國的智能對手不太可能向美軍挑起對抗,而國防部可以在力量投射或精確打擊等任務中發揮其優勢。

美國的對手在過去十年中已經發展出了抵消美國軍事優勢的方法,如中國和俄羅斯的灰色地帶或混合行動,這些方法以較低的成本和升級——盡管比傳統的軍事作戰時間更長——獲得目標。因此,國防部應修訂其規劃,提高新方案的優先級,這些方案以不同于戰區范圍內高強度作戰的方式給美軍施加壓力,如通過延長時間、不同程度的升級和規模,以及使用代理和準軍事力量。

中國的“系統破壞戰”概念和俄羅斯軍方的“新一代戰爭”概念是針對美國及其盟友的新方法的代表。雖然它們的制勝理論和方法大相徑庭,但這兩種概念都有一個共同點,即把信息和決策作為未來沖突的主戰場。它們從電子和物理上直接攻擊對手的戰斗網絡,以降低其獲取準確信息的能力,同時引入虛假信息,削弱對手的定向能力。同時,軍事和準軍事力量將通過孤立或攻擊目標的方式向對手提出難題,以中和對手的戰斗潛力,控制沖突的升級。

美國海軍如何重新平衡實施 "馬賽克戰 "部隊的例子

決策中心戰的興起

以決策為中心的概念,如系統破壞戰和新一代戰爭,很可能成為未來沖突的重要形式,甚至是主要形式。在冷戰后期,美軍革命性的精確打擊戰方式利用了當時的通信數據鏈、隱身和制導武器等新技術。同樣,以決策為中心的戰爭可能是軍事上利用人工智能(AI)和自主系統的最有效方式,這些技術可以說是當今最突出的技術。

以決策為中心的戰爭的一個例子是國防高級研究計劃局(DARPA)的馬賽克戰爭概念。馬賽克戰爭概念的中心思想是,由人類指揮指導的、具有人工智能功能的機器控制的分列式有人和自主單位可以利用它們的適應性和明顯的復雜性來延遲或阻止對手實現目標,同時破壞敵人的重心以排除進一步的侵略。這種方法與機動戰一致,不同于第二次世界大戰期間盟軍采用的基于損耗的戰略,也不同于冷戰后美軍在科索沃、伊拉克和利比亞沖突中采用的戰略。雖然馬賽克戰爭采用損耗作為給敵人制造困境的一部分,但其實現成功的主要機制是拒絕、拖延或破壞對手的行動,而不是削弱對手的軍事實力,使其無法再有效作戰。因此,馬賽克戰爭非常適合作為現狀軍事大國(如美國)尋求遏制侵略的概念。

在近期兵棋推演中,馬賽克部隊與傳統軍事部隊在任務完成情況的比較

馬賽克戰爭提出了一種部隊設計和指揮控制(C2)程序,與今天的美軍相比,它將使美軍能夠執行更多、更多樣化的行動方案(COA)。馬賽克部隊的分解結構和使用人類指揮與機器控制,將使對手的決策復雜化,縮小其選擇范圍,并施加一系列可能無法解決的困境。通過增加美軍指揮官的選擇權,減少敵方的選擇權,馬賽克戰法將尋求獲得“選擇權優勢”,使美軍能夠做出更快、更有效的決策。

選擇性戰略與以預測為中心的規劃方法形成鮮明對比,在這種規劃方法中,選擇最有可能導致成功的作戰行動方案并迅速實施,通過將與未選擇的作戰行動方案相關的系統和兵力要素分配給其他任務來提高效率。在以預測為中心的模式中,資源的早期承諾必然會限制指揮官今后的選擇空間。

與今天的美軍相比,馬賽克部隊的設計和C2過程可以在選擇權競爭中提供更大的優勢,因為隨著對抗或競爭的進展,可以緩解由于損失或敵方態勢感知的改善而導致的選擇權減少的自然趨勢。例如,“馬賽克”部隊可以更容易地隱藏具有反ISR能力的平臺或編隊,并在以后暴露出來,以實現新的選擇;利用數量更多、規模更小、成本更低的增援部隊;或依靠決策支持工具,允許繼續使用與高級指揮官物理或電子隔離的部隊。

圖:以網絡為中心的戰役空間架構與基于情境的戰役空間架構的特點比較

一支馬賽克部隊也將比今天的美軍更有能力進行縮小對手選擇范圍的行動。通過同時發起許多行動并加速其決策,一支使用人類指揮和機器控制的分布式部隊可以給對手造成足夠的困境,從而排除與作戰相關的數量的《作戰協議》。此外,馬賽克部隊還可以利用諸如分配、佯攻和探測等欺騙技術以及反ISR系統來補充其更大的規模和決策速度,這些技術可以使對手相信某些選擇不可行或不可能成功。

雖然國防部的C3結構,如混合和聯合全域指揮和控制(CJADC2)開始納入決策支持工具,為特派團整合效應鏈,但其目前和近期的實例旨在支持有效的火力投送,而不是持續的可選性。此外,與CJADC2相關的C2和通信(C3)舉措,如高級戰役管理系統(ABMS),需要提前確定架構和組件系統。因此,CJADC2在其能夠提供的可選性方面將受到固有的限制。

圖:C2實施方法的比較

通過C3實現選擇權

第一步是壓縮空間的表征,重點放在時間的表征上。以一個作戰人員在短時間內的行動為例,在這個例子中,一個作戰人員的任務是收集指定地點的圖像。這在操作上是不現實的情況,只是用一個簡單的案例來說明這個概念。

在C3組合中,國防部已經在通信復原力方面進行了大量投資。因此,大部分新的努力和資源應該應用于C2能力。盡管美國軍方投資于所謂的C2系統,但這些項目主要是操作中心和軟件堆棧,作為在部隊中傳遞數據、信息、命令或權限的基體。盡管對管理部隊來說是必要的,但目前國防部的C2系統——將C2看作是連接——并不是決策支持系統,后者將C2看作是一個過程。

圖:在馬賽克C2方法中采用OODA循環

用于以決策為中心的戰爭的C3能力需要做的不僅僅是實現連接。例如,C2工具將需要生成能創造和維持可選擇性的COA,以提高適應性,并將復雜性強加給對手。為了幫助初級領導人執行任務指揮,C2工具還需要了解哪些單位在通信中,他們在潛在的COAs中的作用,并配置網絡以確保所需單位與適當的指揮官保持一致。為了評估這些要求和以決策為中心的C3的其他要求,本研究采用了多種視角,如下所述。

  • 棧式視角:與互聯網一樣,以決策為中心的C3架構需要有物理媒介來進行數據移動;需要網絡結構來管理指揮官、傳感器和效應器之間的數據移動;需要信息架構來將數據組織成有意義的形式;需要評估信息的應用程序,如決策支持工具。目前的技術可以滿足這些需求,但無法在追求選擇優勢的同時,在對抗性環境中實現部隊和網絡的動態組成和重新配置。

圖:以預測為中心和以決策為中心的選擇空間隨時間變化的比較

  • 網絡視角:要實現可選擇性和實施以決策為中心的戰爭,就需要有能力使C2結構與現有通信保持一致,而不是試圖建立一個在面對敵方協同干擾和物理攻擊時仍能生存的網絡。這些需求導致了一種混合架構,這種架構將網絡方式與分層方式結合起來,可以被定性為 "異構"。這種拓撲結構將使指揮權與合格的人類操作者占據的節點中具有最高程度的節點相一致。

  • 解決問題的視角:與從頭開始處理每個新情況相比,使用類比推理的問題解決過程可以更迅速地評估潛在的備選方案,由此產生的決策空間的增加可以使指揮官將限制其備選方案的作戰行動協議推遲到最后一刻。此外,如果使用人工智能支持的算法在沒有監督的情況下建立COA,對手可以通過佯攻和探測來影響算法的學習,使系統認為COA是成功的,如果不是對手的行動,實際上會失敗。

圖:來自DARPA PROTEUS計劃的分析和用戶界面,AI輔助規劃

  • 時間視角:可選性的概念適用于多個時間尺度,從戰略到工業能力發展和部隊的戰術行動。C3架構的能力應該有助于擴大每個時間尺度上的努力所帶來的決策空間,而不是僅僅在任務期間。

  • 組織視角:國防部的C3架構不是在真空中存在的。各組織的人員必須通過戰略、工業、作戰和戰術時空的流程來運用這些架構。可選性是在以決策為中心的戰爭中獲得優勢的關鍵,但如果僅僅是派出一支更分散的部隊和使用它的工具,如果這支部隊的使用方式很狹窄,為每個單獨的行動提供最高的成功概率,那么只能稍微增加美軍的復雜性和適應性。需要決策組織和程序,盡可能長時間地擴大指揮官的選擇空間。

今天的戰斗指揮官(CCDR)參謀部缺乏組織和程序,無法為即將到來的任務以各種不同的配置組合部隊。為了能夠在任務時間內組成部隊,國防部可以采用類似于將計算機程序編譯成可執行代碼的方法。軟件指令是用較高層次的計算機語言編寫的,但在軟件被計算機處理器執行之前,需要將其轉換成二進制形式。這種方法將從決策支持系統的COA開始,然后組合適當的單位來支持行動。雖然部隊構成主要是以硬件為中心,但也需要在技術棧的信息層和網絡層進行部隊包的軟件構成。

圖:從人工構成到決策中心戰的任務整合浪潮

結語

美軍將需要采用新的部隊設計和C2流程,以實現以決策為中心的戰爭,但如果不與工具和組織結合起來,以充分利用使用人類指揮和機器控制的更分散的部隊中可能存在的可選性,這些努力將付諸東流。

目前國防部通過CJADC2和相關的作戰概念努力使美軍向更分散的組織和更分散的能力發展,這是實現更以決策為中心的軍事行動方法的重要一步。高級戰斗管理系統(ABMS)和DARPA的幾個項目正在開發C2工具和流程,這些工具和流程將增加指揮官使用這些更分布式部隊的可選性。國防部的部隊設計變革或C3舉措將需要更進一步,以便美軍在面對已經躍升到以決策為中心的戰爭并擁有主場優勢的同行對手時保持可選擇性優勢。

也許更重要的是,將需要新的組織和程序,使CCDR能夠在戰區組成和整合分散的部隊,并改變國防部定義需求和發展新能力的方式。如果不對國防部的需求和部隊發展程序進行重大改革,美軍就有可能在爭奪決策優勢的競爭中落后于對手,從而威脅到其保護美國利益和盟友免受大國侵略的能力。

(參考來源:軍事文摘作者:張傳良)

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當前的流程和網絡限制迫使軍隊員工在物理上聚集在一起進行操作。Metaverse 提供了一種潛在的解決方案,可以在通過分發操作使指揮所更易于生存的同時啟用操作

共同的操作畫面

“我需要理解”也許是任務指揮技術背后的主要驅動力。制定和維護共同作戰圖的基本概念是增強態勢感知,實現態勢理解并促進所有梯隊的共同理解。通過連接數字系統以在 2D 和 3D 地圖上顯示信息或通過在紙質地圖上手動跟蹤友軍和敵方信息的復雜應用程序編程接口執行,該過程在過去 30 年中沒有太大發展。這項工作需要大型、繁瑣的指揮所,配備集中的人員和技術,以執行作戰過程并最終生成通用的作戰畫面,指揮官和參謀人員可以利用該畫面做出最及時、最準確的決策。 不幸的是,隨著運營變得越來越復雜,數據越來越多,各單位一直在努力有效地進行信息和知識管理。指揮所的規模和范圍已經擴大以滿足需要。人員數量的增加和對網絡的依賴使今天的指揮所容易受到敵人的攻擊,沒有足夠的機動性和生存能力。元宇宙提供了一種潛在的解決方案,可以使操作過程成為可能,同時通過分布操作固有地使指揮所更具生存能力,以及減少物理和電磁足跡。

在 元宇宙中與我會面:在未來,士兵們可以“進入”虛擬環境,在執行任務之前進行任務規劃。盡管“軍事虛擬世界”仍然只是一個概念,但整個美國陸軍的研究人員和科學家正在探索潛在的應用

什么是元宇宙?

由尼爾斯蒂芬森在他 1992 年的小說“Snow Crash” 中創造為了描述用戶在虛擬空間中交互的在線世界,元宇宙已經通過大型多人在線游戲和虛擬世界(如 Second Life、Roblox 或 Minecraft)變得熟悉。正如移動設備在過去 10 年中改變了互聯網的消費方式一樣,新一代技術——在這種情況下是虛擬和增強現實耳機——正在為我們如何消費內容提供新的視角。這些頭顯不再受平面屏幕的限制,讓用戶能夠感知在物理世界之上或代替物理世界呈現的 3D 對象和媒體并與之交互。隨著大流行驅動的遠程工作加速,這一概念變得更加流行。Facebook 甚至將其未來寄托在這一轉變上。

風險基金合伙人和受人尊敬的商業作家馬修·鮑爾( Matthew Ball )將元宇宙最徹底的探索之一寫成了一個由九部分組成的博客系列。Ball 的入門書著重于元宇宙的八個方面:

硬件:用于訪問、交互或開發元宇宙的物理技術和設備的銷售和支持。這包括但不限于面向消費者的硬件(例如 VR 耳機、手機和觸覺手套)以及企業硬件(例如用于操作或創建虛擬或基于 AR 的環境的硬件,例如工業相機、投影和跟蹤系統以及掃描傳感器)。此類別不包括特定于計算的硬件,例如 GPU 芯片和服務器,以及特定于網絡的硬件,例如光纖電纜或無線芯片組。

網絡:由骨干提供商、網絡、交換中心和在它們之間路由的服務以及管理“最后一英里”數據給消費者的服務提供持久、實時的連接、高帶寬和分散的數據傳輸。

計算:支持元宇宙的計算能力的啟用和供應,支持物理計算、渲染、數據協調和同步、人工智能、投影、動作捕捉和翻譯等多樣化和高要求的功能。

虛擬平臺:沉浸式數字和通常是 3D 模擬、環境和世界的開發和運營,用戶和企業可以在其中探索、創造、社交和參與各種體驗(例如賽車、繪畫、上課,聽音樂),從事經濟活動。這些業務與傳統在線體驗和多人視頻游戲的區別在于,存在一個由開發人員和內容創建者組成的大型生態系統,這些生態系統在底層平臺上生成大部分內容和/或收集大部分收入。

交換工具和標準:工具、協議、格式、服務和引擎,它們充當互操作性的實際或事實上的標準,并支持元宇宙的創建、操作和持續改進。這些標準支持渲染、物理和 AI 等活動,以及資產格式及其從體驗到體驗的導入/導出、前向兼容性管理和更新、工具和創作活動以及信息管理。

支付:支持數字支付流程、平臺和運營,包括法定入口(一種數字貨幣兌換形式)到純數字貨幣和金融服務,包括比特幣和以太幣等加密貨幣以及其他區塊鏈技術。

元宇宙內容、服務和資產:與用戶數據和身份相關的數字資產(例如虛擬商品和貨幣)的設計/創建、銷售、轉售、存儲、安全保護和財務管理。這包含所有“建立在”元宇宙之上和/或“服務于”元宇宙的所有業務和服務,并且沒有被平臺所有者垂直整合到虛擬平臺中,包括專門為元宇宙構建的、獨立于虛擬界的內容平臺。

用戶行為:消費者和商業行為(包括花費和投資、時間和注意力、決策和能力)的可觀察變化,這些變化要么與元宇宙直接相關,要么以其他方式促成或反映其原則和理念。這些行為在最初出現時幾乎總是看起來像“趨勢”(或者,更貶義地,“時尚”),但后來顯示出持久的全球社會意義。

他討論了每個領域的進展,以及充分啟用和采用元宇宙作為移動互聯網繼任者的方法。

從虛擬到現實:隨著大型指揮所分解其物理足跡并依賴數字環境,諸如元宇宙之類的概念可以幫助參謀人員對現實世界的行動進行規劃

聯網

帶寬是當今戰場上的稀缺資源,需要技術突破才能完全啟用虛擬世界。然而,許多戰術場景可以受益于不是特別密集的信息,因此需要較少的帶寬來傳輸,例如地理空間位置、單位狀態摘要、當前目標等。此外,更密集的信息,例如用于訓練輔助目標識別算法的作戰區域3D 地形模型或未知敵方車輛的視頻,無需通過網絡實時發送。這將要求陸軍利用云服務,云服務不僅能高效地移動和處理信息,而且由情報部門控制,這些情報部門了解客戶請求或可能請求的數據和服務的信息價值。

關乎生死的一個關鍵問題是信息延遲。友方單位位置的潛在變化可能會導致整個元宇宙的決策瀑布式變化,并改變任務狀態的視角。為了做出更好的決策,陸軍必須創建一個超高效的網絡,只傳輸正確的相關信息。這種實時信息更新的概念是在虛擬世界中沉浸式硬件的關鍵組成部分,因為“數字孿生”士兵的表示和動作必須在連接到其共享空間的所有其他設備上同步。與商業世界不同,元宇宙戰場涉及戰斗人員試圖摧毀對手的網絡。

微軟飛行模擬器

流行的 Microsoft Flight Simulator 視頻游戲系列包括地球的“數字孿生”,結合地圖和衛星圖像,可以對天氣和空中交通、建筑物甚至樹木實時渲染。這是一個巨大的模型,對于戰術邊緣的受限帶寬來說是不切實際的,但是這個模型和其他類似的模型可以允許在更高的、云連接的梯隊或在本站上對車輛和武器效果進行超現實建模。NVIDIA 的 Omniverse等世界構建工具包有助于渲染新對象,其中包括材質、紋理和運動構建塊。甚至這些基于世界的模型的低分辨率版本也可用于概念演練或任務演練,無論單位是否位于同一地點。

想象一下:今天使用的沉浸式硬件幾乎完全掩蓋了用戶對現實世界的看法;最終,顯示器將需要在現實之上渲染內容或用合成內容替換所有內容之間進行動態調整。(由任務指揮戰斗實驗室提供)

虛擬平臺

整合軍用數字訓練、戰斗和企業級系統的精簡平臺不足以實現元宇宙。元宇宙要求士兵的數字存在超越不同的訓練平臺,并無縫集成到其他作戰工具中。這些工具還必須使用戶能夠從不同的角度與戰場數據進行交互,無論是在傳統的 2D 顯示器上還是從沉浸式共享虛擬空間。這將需要能夠使來自現實世界或模擬的數據在各種顯示媒體上無縫呈現的架構,無論它們是如何部署的。商業游戲世界一直在適應這一挑戰,支持在不同類型的硬件(如 PC 和游戲機)之間交叉玩同一游戲。

雖然化身的出現對我們的士兵來說可能不是那么優先,但數字資產可以以其他方式使用,這可能是有用的--例如,包括在一個人的身份系統偏好或自定義語言模型中,即使在用戶登錄一個新系統時也可以幫助人機合作。此外,一些游戲使一部分用戶能夠戴著虛擬現實設備從神一樣的俯視角度進行游戲,而其他玩家則化身為化身,從地面上以第一人稱觀看世界。像這樣的游戲概念似乎很適合在不同的梯隊中使用這種能力,在那里不同類型的數據和互動是必要的。

從戰術的角度來看,陸軍必須建立具有共同視野和感受的系統,無論系統是的佩戴方式或交互方式如何。士兵應該能夠以相同的配置文件使用他們的頭戴式顯示器、他們的手持系統和他們的桌面系統,并在這些系統間能夠以相同的角色輕松地切換。

硬件

Android Tactical Assault Kit (ATAK)等系統是一款裝在堅固外殼中的手持平板電腦或手機,可為作戰人員提供其作戰環境的數字化視角。ATAK 可以可視化 2D 和 3D 地圖,以及一系列圖形控制措施來表示友軍和敵軍的位置。雖然不像民用領域的消費類智能手機那樣無處不在,但這些設備代表了將物理和數字領域融合到一個手持套件中的首次嘗試之一。

然而,增強現實系統中的當前硬件限制了全息內容的視野質量。虛擬現實頭戴式顯示器提供高質量的視覺效果,但代價是幾乎完全遮擋了用戶對自然世界的看法。雖然陸軍開始評估在指揮所等不太致命的環境中使用虛擬現實,但沉浸式硬件的未來最終將融合到一個頭戴式顯示器中,該顯示器可以在現實之上的渲染內容或替換所有內容之間動態調整合成內容。這對于在未來的戰場環境中完全實現元宇宙是必要的。

結論

盡管推動了未來的發展,但我們也必須承認目前的技術仍然面臨著局限性--例如,訪問問題、延遲。這些問題不會因為升級到元宇宙而得到解決,必須隨著元宇宙的發展而得到解決。在規劃、準備、執行和評估行動方面轉向元宇宙模式,將使分散的工作人員能夠在一個協作的虛擬節點內更有效地同步作戰功能,這將與現有的實體指揮所相媲美。臨時會議可以超越簡單的電話和視頻會議,允許用戶占據一個包含所有相關數據的虛擬規劃空間來做出決定:一個顯示友軍和敵軍位置、情報產品、相對戰斗力、維持估計等的交互式三維共同作戰圖。

與人工智能一樣,元宇宙技術為解決戰場上的問題帶來了一套新的工具,包括當前和預期的問題。也像人工智能一樣,如果沒有標準和基礎設施來啟用這些工具,其結果將是零碎的和令人沮喪的。重要的是,陸軍要向前傾斜并認識到新技術的潛力,不僅因為它們在物資方面帶來了什么,而且還因為它們對我們未來的戰斗方式的影響。

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