地緣政治格局的變化和技術復雜性的增加促使美國軍方將多域作戰(MDO)和聯合全域指揮與控制作為術語來描述一項總體戰略,該戰略將戰爭的復雜性納入傳統和新興作戰領域。要教授與這些術語相關的先進新概念,既需要創新,也需要與眾不同的教育和培訓工具,以實現高級軍事領導人所倡導的文化變革。Battlespace Next (BSN)是一款可收集的紙牌游戲,其開發目的是教授MDO中不可或缺的概念,并發起有關軍事戰略的討論。BSN 旨在提供一種引人入勝的學習工具,在多領域沖突中教授網絡、信息作戰和電子戰等先進能力,力求揭示軍事能力之間的協同作用,并挑戰學習者通過創建自己的制勝戰略進行創新。本論文描述了一個可擴展的框架,用于利用特定的游戲元素對 MDO 概念進行建模和推理,并介紹了來自 103 名軍事游戲測試人員對游戲進行評估的經驗反饋。調查和游戲測試結果證明,該游戲教授了當前的 MDO 概念,并提供了引人入勝的實踐學習體驗。具體而言,本論文表明,至少有 68% 的參與者在與 MDO 相關的七個方面提高了軍事準備水平。此外,90% 的學員表示在游戲過程中注意力集中,76% 的學員寫道他們喜歡玩游戲,超過一半的學員表示他們會在空閑時間再玩一次游戲。軍事教官表示,游戲整合所需的時間最多只有創建自己的互動工具的 1/20。研究結果為當前加強軍事學習的工作提供了參考,同時也推動了適當的改革,使個人做好準備,在復雜和有爭議的環境中航行。
研究方法分為兩大部分。首先,介紹了用于制作《下一個作戰空間》(BSN)和相關 MDO 游戲框架的方法。本節介紹了對多域指揮與控制紙牌游戲(MDC2 TCG)所做的主要修改,以及新設計的學習工具的優缺點。其次,本章介紹了嚴肅游戲(SG)的評估方法,包括用于數據收集的人體研究(HSR)實驗的主要方面。
對 MDC2 TCG 及其在正式課堂環境內外的操作進行分析后,創建了一個 MDO 游戲框架,旨在模擬和教授當前對 MDO 的理解,并提供靈活性,以便隨著國防部對這一術語的理解加深而進行調整。該框架解釋了如何以多種方式利用相同的游戲元素,特別是卡片、用品、機制和規則,在教室或單元培訓環境中教授和探索 MDO 關系。該框架分為三個層次
(1) 入門游戲。MDC2 TCG 或 BSN 的簡化版,旨在使用約 20 張沒有依賴鏈的卡片教授游戲的基礎知識。由于學術時間表和個人實驗日程表的時間限制,本研究沒有實施這一級別。不過,熟悉當前應用軟件的人員可以開發該軟件,供首次介紹該游戲的教師使用。
(2) 目標游戲。該級別描述的是中等難度到高難度的游戲版本,其設計超出了入門級的范圍,但可以在 4 個小時內學會并進行游戲。BSN 是作為這一級別中最主要、最普通的版本而設計的。這一級別還包括其他游戲,這些游戲介紹特定的規則、能力或場景,以強調特定的學習目標(LO)。例如,可以引入核能力來探討玩家在核事件中和之后如何做出反應。盡管由于規則的復雜性,這些卡片可能需要排除在第三級應用之外。我們首先設計了該框架這一層次的游戲版本--BSN,以展示這一概念,并為各種軍事學習環境提供靈活的實驗工具。BSN 屬于第二級,因為它只能用一副 54 張牌進行游戲。
(3) 元游戲。這一級將引入更多的卡牌,包括來自近鄰對手的能力,以深入探討新興技術和軍事戰略。在這一關卡中,每位玩家必須從大量可供選擇的卡牌中抽取指定數量的卡牌組成一副牌組。這一元素在游戲中創造了另一個 "游戲",玩家必須權衡許多牌的優劣,以便有效地匹配他們的牌組構成和游戲策略。這項活動凸顯了軍方在做出未來投資決策時面臨的更大問題。要有效地創建和運行這個級別的游戲實例,必須要有一個數字平臺。這一級別的應用需要一個集成商來從知識淵博的卡牌創建者那里收集新功能,并將其分發給社區。這個中央機構還需要定義和規范游戲規則,以保持平衡。MDC2 TCG 就屬于這一層次,因為它包含了卡組構建組件,不過還需要對規則集進行重新修訂,以納入本研究工作期間從 BSN 試驗中吸取的經驗教訓。MDO 游戲框架有幾個優點。首先,除非為了滿足特定的視距要求而排除在外,否則它通常在所有級別中使用相同的卡牌。這就鼓勵從各種來源添加新的卡片,并由一個人進行整合,以保持一致性和游戲平衡。卡片應由具備游戲知識和能力的人員設計。然后,卡片應提交給整合者,供游戲社區審查。審核人員應根據卡片內容提出建議,是將其納入元游戲還是整合到目標游戲中。其次,該框架允許從初學者到經驗豐富的玩家參與不同級別的游戲,為所有人提供足夠的挑戰。隨著資深玩家群體的擴大,可以開展錦標賽和卡牌制作挑戰賽,以保持高水平的挑戰性。這就為與行為改變相關的長期干預開辟了道路[49]。第三,提供入門游戲,減少開始玩游戲的障礙。最后,它在所有級別中都保留了游戲規則和機制,因此有低級別游戲經驗的玩家可以很快適應更高級別游戲。
J¨arvinen 將 CCG 類型總結為一種需要玩家使用順序推理和歸納法來安排和選擇紙牌以超越對手,并最終通過進攻和防御行動將對手淘汰出局的游戲類型。因此,為了部分回答問題 2,這種游戲類型非常適合模擬 MDO 概念和關系。此外,BSN 的以下特性也增強了其作為 MDO 模型的適用性。首先,游戲卡提供了一種將實際軍事能力和武器系統提煉為游戲中可操控資產的具體方法。學生可以通過多種方式控制和組合資產,揭示來自多個領域的能力如何產生協同效應,同時挑戰他們開發新的創新組合。玩家從 48 張可供制定戰略的卡片中選擇 6 張,僅起始手牌就有超過 1200 萬種可能的組合。其次,每個國家在近似對等戰爭中的主要目標是超越(勝過)另一個國家,以消除其發動戰爭的能力。因此,游戲創造了與 MDO 情景類似的獲勝條件,如 Goldfein 在其作戰小故事中提出的獲勝條件[22]。最后,軍事戰略家需要通過順序推理來制定有效的戰略和執行行動。當玩家適應游戲創造的作戰環境并與對手作戰時,他或她正在鍛煉軍事行動規劃所需的技能和能力。游戲類型的固有特點和 BSN 的這些獨特方面相結合,使游戲有助于模擬 MDO 戰爭和培養軍事人員的能力。
利用人工智能已成為美國防部的優先事項。2018 年《美國國防戰略》呼吁美國防部通過投資人工智能應用,在一定程度上獲得軍事競爭優勢。依賴預測能力和數據豐富的職業領域被視為人工智能解決方案的主要候選者。本文將討論空軍承包界如何利用人工智能的現有能力,以增強人類決策者執行任務的能力。利用人工智能應用的能力不僅能加強業務決策,還能支持為空軍部節省可量化資金的舉措。為了充分利用這一優勢,該職業領域將需要一個人工智能總體戰略愿景、一支具有人工智能思維的員工隊伍,以及空軍各合同組織的共同工作。
鑒于空軍可以從以前的合同中獲取數據,并依靠分析為任務合作伙伴提供建議并支持業務決策,空軍合同部門應考慮擴大人工智能的使用范圍,以增強整個企業中人類決策者的能力。
利用人工智能已成為國防部的優先事項。2018 年《國防戰略》呼吁國防部通過投資人工智能應用,在一定程度上獲得軍事競爭優勢。依賴預測能力和數據豐富的職業領域被視為人工智能解決方案的主要候選者。
空軍承包職業領域利用數據做出業務決策,為政府實現最佳價值。人工智能提供了一種利用數據的方法,可以增強并潛在地提高人類的決策能力。機器學習和自然語言處理等技術提供了從現有合同數據中整合、分析和解釋意義的能力。雖然目前的人工智能工作已經實施,但職業領域仍有許多領域可以利用當前的技術。
結論:
空軍合同部門的定位是利用人工智能的現有能力,增強人類決策者執行任務的能力。利用人工智能應用的能力不僅能加強業務決策,還能支持為空軍部節省可量化資金的舉措。為了充分利用這一優勢,該職業領域將需要一個人工智能總體戰略愿景、一支具有人工智能意識的員工隊伍以及空軍各承包組織的共同努力。
美空軍研究實驗室(AFRL)的使命是為空中、太空和網絡空間部隊領導作戰技術的發現、開發和交付。為完成這一使命,空軍研究實驗室需要獲得國內外的研發(R&D)和技術人才。美國空軍后勤部的國際組合和參與方法很好地利用了國際研發和人才,但僅靠這些方法可能不足以獲取越來越多的海外研究成果。為此,美國空軍后勤部委托進行了這項研究,以探討在美國空軍后勤部目前的海外辦事處(負責考察和資助研發工作)之外,在海外實驗室建立強大的實際存在的各種方案。根據這項研究獲得的信息,提出了四項主要建議: 2) 擴大、簡化和充分利用各種方法,將 AFRL 技術人員嵌入海外實驗室;3) 開展國際合作,應對駐地研發挑戰;以及 4) 不尋求影響國際科技資金的方法。
這項研究包括六項任務:
任務 1:確定在海外實驗室建立實體機構的目標
任務 2:記錄行業和大學在海外實驗室方面的經驗
任務 3:確定在海外實驗室建立實體機構的方法
任務 4:將行業/大學的經驗與建議的目標和方法進行比較
任務 5:評估功能要求
任務 6:建議
在美國陸軍的條令中,結束狀態和條件描述的是沖突后的未來。結束狀態意味著沖突的結束--戰爭結束。許多現代戰爭都缺乏明確的輸贏劃分,因此無法達成和平協議,也無法實現最終狀態的解決。因此,軍事規劃人員需要一個成功解決沖突的框架和條件,以實現結束狀態。
本專著探討了戰爭如何結束。案例研究包括以最終地位解決而告終的戰爭、試圖但未能實現最終地位解決的戰爭,以及在僵持沖突中繼續進行的戰爭。北愛爾蘭戰爭以及以色列和埃及之間的戰爭在經過多年談判和實施之后以最終地位的解決而告終。以色列和巴勒斯坦之間的沖突未能解決最終地位問題,導致第二次起義的暴力爆發。塞浦路斯和納戈爾諾-卡拉巴赫存在著僵持不下的沖突,盡管談判仍在繼續,以期達成協議。
和平進程本質上是危險的,因為無論是失敗還是成功,都會導致相關地區的暴力加劇。不過,某些條件可以減輕這種危險。本專著建議,成功解決戰爭的框架應包括以下因素:穩定力量;沖突局部化;適當當事方的參與和消除不相干當事方;交戰人口的分治或隔離;實現和平的激勵措施;以及停火。
研究要求:
由于傳感器數量不斷增加,人工智能(AI)的應用也日益廣泛,未來作戰環境的特點將是信息量大、決策速度快。因此,陸軍指揮官及其參謀人員將需要更快地做出決策和篩選大量信息的能力。商用人工智能系統具有提供這種能力的潛力,但陸軍不能假設 "開箱即用 "的商用人工智能系統具有全部能力,因為這些系統需要針對美國陸軍的具體情況進行充分的訓練。此外,還需要開展研究,以了解目前人工智能在陸軍中的應用情況。總的來說,人工智能往往擅長于主要通過模式識別來解決的任務,以及可以通過任務數據進行預測的任務,如圖像識別、醫療診斷和轉錄。然而,人工智能能否用于提高美國陸軍的信息收集效率,目前還不得而知。因此,在當前的研究中,探討了以下問題: 人工智能能否用于提高美國陸軍任務式指揮流程中的信息收集效率?
方法:
為了回答研究問題,使用了一個商業人工智能應用系統,它反映了陸軍任務式指揮人工智能應用原型的首次開發工作。在這項研究工作中,比較了這一適合陸軍的人工智能系統和其他兩種信息收集方法在信息收集任務中的表現:一種是傳統的信息收集方法(搜索計算機文件夾中的 PDF 文件),另一種是非適合陸軍的人工智能系統。針對軍隊的系統使用軍隊相關知識來幫助搜索(例如,它知道 "MDMP "等同于 "軍事決策過程"),而非針對軍隊的系統則沒有。在以下方面對三種搜索方法進行了比較 1) 參與者找到準確搜索結果所需的時間;2) 參與者搜索結果的準確性;3) 參與者對搜索結果的信心程度;4) 參與者使用系統的工作量感知;5) 參與者對系統可用性的感知。
研究結果:
與使用傳統搜索方法相比,學員在使用人工智能系統進行搜索時既沒有更快,也沒有更準確。在使用人工智能系統時,參與者對搜索結果的信心也沒有傳統方法高。不過,在使用軍隊定制的人工智能系統而不是非軍隊定制的系統時,參與者的搜索速度更快,但準確性也更低。最后,不同搜索方法的參與者對工作量和可用性的感知沒有明顯差異。
利用和傳播研究結果:
這項研究是確定人工智能系統對信息收集效率影響的第一步。總體而言,研究結果表明,人工智能系統可能不會大幅提高美國陸軍任務式指揮流程的信息收集效率,至少不會立即提高。雖然這項研究的重點是在受控實驗室中執行一項無害的任務(即針對戰術情況尋找條令解決方案),但未來計劃中的用途不會像現在這樣無害,這表明未來的研究需要對假設進行檢驗。在對人工智能進行投資的同時,還應在培訓和研究方面進行投資,以充分發揮人工智能的優勢并降低風險。假定人工智能系統是靈丹妙藥并非明智之舉,事實上,這項研究表明,人工智能系統需要經過全面審查。
人們普遍認為,將機器學習融入軍事決策對于美國在 21 世紀保持軍事主導地位至關重要。機器學習的進步有可能通過提高整個國家安全企業級決策的速度、精確度和效率,極大地改變戰爭的特點。美國國防部的領導者們認識到了這一點,并正在做出大量努力,以在戰爭的戰術、作戰、戰略和機構層面有效整合機器學習工具。
本報告將探討機器學習的一種應用,其重點是在競爭和沖突的作戰層面實現軍事決策。展示了機器學習如何與人類合作,作為決策系統的一部分,用于提高軍事行動和活動的有效性。展示了這種方法如何通過分析原本無法獲取的數據源,為指揮官提供有關作戰環境的新見解。將重點放在從大量基于文本的數據(如報紙報道和情況報告)中獲得的洞察力上,這些數據無處不在,但卻很少以任何系統的方式整合到決策中。
在本報告中介紹的方法以人機協作系統的概念為基礎,并證明了現有的機器學習能力需要人在各個階段的參與,才能證明對操作層面的決策有用。因此,機器學習能力的發展與雷達自二戰以來的演變密切相關,而雷達是人機協作用于軍事目的的最早范例之一。如今,與不列顛之戰期間使用的預警系統同樣依賴雷達機器和人類觀察員一樣,機器學習仍然需要人類的參與,以指導這種新傳感器使用正確的數據,正確解釋其輸出結果,并評估其結果對作戰決策的影響。
通過一個基于真實世界數據和真實世界危機的示例研究,將讀者("您")置身于一名軍事指揮官的視角,就 2022 年俄羅斯全面入侵烏克蘭之前,美國如何支持烏克蘭兵力應對俄羅斯支持的烏克蘭東部叛亂,展示了這一系統方法的實際應用。在撰寫本案例研究時,把讀者您當成了這位指揮官,因為目標是強調您在未來與機器學習工具的合作中可能扮演的關鍵角色--無論是作為分析師、決策者,甚至是在現實世界的類似背景下應用這些工具的軍事指揮官。
值得注意的是,本案例研究是基于 2014-2020 年間的數據于 2020 年 12 月完成的,僅分析了這一時期與俄羅斯支持的烏克蘭東部叛亂有關的實地情況。本研究尚未更新,以反映自 2022 年 2 月俄羅斯入侵烏克蘭以來所獲得的任何見解。然而,從入侵前的視角來看,機器學習在后來發生的現實世界事件中用于作戰決策的優勢和局限性也就不言而喻了。
在整個案例研究中,將看到為本報告目的而進行的基于機器學習的實際評估結果,該評估分析了來自烏克蘭的 18,000 篇歷史新聞報道,內容涉及從 2014 年沖突起源到 2020 年末的沖突。利用機器學習工具從這些數據中提取相關見解,并與分析結果進行互動,就向烏克蘭兵力提供何種類型的支持以及在俄羅斯入侵前實現美國在該地區的目標做出名義上的決策。在此過程中,人機協作學習的優勢將逐漸顯現,將親眼目睹機器學習工具如何快速、系統地利用以前無法獲取的數據,為復雜問題提供新的見解。但這種方法的局限性也會顯現出來,將親眼目睹機器學習的好壞取決于支持它的可用數據,以及訓練機器學習工具和解釋其結果的人類分析師。
人機協作方法適用于軍事決策者在陸軍和美國防部作戰和機構層面面臨的各種問題集。因此,本研究以具體證據清晰地展示了在軍事決策中使用機器學習所涉及的權衡問題,為機器學習在軍事領域的廣泛應用做出了貢獻。本研究為美國陸軍提出了幾項重要發現和建議。
首先,分析展示了機器學習在軍事決策方面的巨大潛力,但只有在與對特定問題背后的背景有詳細了解的人類分析師配對時才能實現。在此提出的機器學習方法不會取代人類分析師。相反,它能使人類分析師更高效、更嚴謹,并能更好地從以前未開發的數據源中提取洞察力。在案例研究中,通過使用機器學習獲得的大多數關鍵見解都需要人類分析師的額外干預。在某些情況下,這需要在模型結果的基礎上有選擇性地疊加額外的數據源。在其他情況下,則需要人工分析師手動審查機器學習工具認為相關和有趣的基礎數據。因此,美國陸軍現有的機器學習能力需要人類在各個階段的參與,才能充分發揮其潛力。
其次,分析表明,通過大幅提高執行重復性任務的效率,人機協作方法可以大規模分析人類分析師無法單獨完成的海量數據集,從而產生以前無法實現的有關作戰環境的新見解。案例研究表明,從分析人員處理大量數據的重復性分析任務所花費的時間來看,機器學習能顯著提高效率,使分析人員更高效、更嚴謹,并能更好地從以前未開發的數據源中提取洞察力。這表明,對于需要大量人工審核相關數據的問題,陸軍領導應優先考慮將機器學習作為一種解決方案。
最后,這項研究揭示了機器學習的系統方法能夠對作戰級總部已有的大量數據進行標準化、客觀和長期的分析,從而增強其支持有效決策的潛力。在許多情況下,這些數據是戰爭中作戰和機構層面決策的最佳信息來源,但如果沒有機器學習,這些數據就只能以臨時和主觀的方式進行分析。
首先,這項研究表明,陸軍應為各級指揮人員提供頻繁接觸機器學習的機會,讓他們熟悉人類如何利用這些能力作為軍事決策系統的一部分。
其次,本研究強調,陸軍應建立多樣化的機器學習團隊,以充分釋放這一能力的潛力。這些團隊應整合熟悉機器學習工具細節的作戰研究系統分析員、對特定作戰環境有第一手知識的操作員、了解可用數據以分析特定問題的分析員,以及能將機器分析轉化為對作戰決策有實際影響的指揮官。
如果海軍陸戰隊要與近似對手競爭,海軍陸戰隊必須將人工智能(AI)作為一種決策支持系統(DSS),以加快規劃-決策-執行(PDE)周期,從而在認知、時間和致命性方面取得優勢。
信息系統和監視技術正在改變戰爭的特點,使較小的部隊也能分布和影響較大的區域。但是,目前的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察系統(C4ISR)以及機器人和自主系統(RAS)都是人力密集型系統,會產生大量數據,海軍陸戰隊必須迅速利用這些數據來提供可操作的情報。由于遠征高級基地行動(EABO)要求部隊規模小、分布廣、復原力強,必須迅速做出明智決策,才能在各種不斷發展和演變的威脅面前生存下來,因此這就存在問題。
使用數據分析和機器學習的人工智能處理、利用和傳播信息的速度比人類更快。配備了人工智能 DSS 的 EAB 指揮官將以比對手更快的速度做出更明智的決策。然而,在實現這一目標之前,目前還存在著巨大的障礙。海軍陸戰隊必須為 EABO 制定一個人工智能支持概念,并將其納入海軍作戰概念中,充分確定人工智能工作的優先次序和資源,并為企業數據管理提供資源,以最大限度地利用數據分析和機器學習來發現數據庫中的知識(KDD)。此外,海軍陸戰隊必須利用美國陸軍的人工智能實驗和概念開發來實現多域作戰(MDO)。最后,海軍陸戰隊應確定當前可通過狹義人工智能加以改進的技術和作戰領域。
指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)以及機器人和自主系統(RAS)技術的普及正在改變戰爭的特點,使較小的部隊能夠分布和影響更大的區域。然而,作戰期間收集的數據正在迅速超越人類的認知能力。早在 2013 年,美國國防部就指出:"ISR 收集和......收集的數據急劇增加。我們繼續發現,我們收集的數據往往超出了我們的處理、利用和傳播能力。我們還認識到,就戰術層面的分析人員數量而言,PED 的資源需求可能永遠都不夠"。
如果能迅速加以利用,C4ISR/RAS 數據將為指揮官提供戰勝敵人的信息優勢。但是,從這些來源獲取及時、可操作的情報需要大量人力,而且必須通過人工手段對數據進行快速處理、利用和傳播(PED)才能發揮作用。如果遠征軍要通過 C4ISR 與近鄰競爭并獲得競爭優勢,這對海軍陸戰隊來說是個問題。這些豐富的信息可以加快計劃-決策-執行(PDE)周期,但如果不加以管理,就會使領導者被信息淹沒,猶豫不決。必須采取相應措施,利用新技術實現數據自動化和管理。如果海軍陸戰隊要與近似對手競爭,海軍陸戰隊必須將人工智能(AI)作為決策支持系統(DSS),以加快 PDE 周期,從而在認知、時間和致命性方面取得優勢。
本文旨在證明,利用人工智能技術可加快指揮官在其環境中的觀察、定位、決策和行動能力。本文承認,但并不打算解決射頻通信、信息系統和組織變革中出現的技術問題的重大障礙。本文分為四個不同的部分。第一部分重點討論不斷變化的安全環境和新興技術帶來的挑戰,以及這些挑戰將如何影響指揮官。第二部分討論技術解決方案、決策模型,以及人工智能作為 DSS 如何為 EAB 指揮官創造認知、時間和致命優勢。第三部分將在未來沖突中,在 EAB 指揮官很可能面臨的假想作戰場景中說明這種系統的優勢。最后一部分重點討論了實施過程中遇到的障礙,并對今后的工作提出了建議。
自 2001 年以來,海軍陸戰隊在 "持久自由行動"(OEF)、"伊拉克自由行動"(OIF)和最近的 "堅定決心行動"(OIR)中重點打擊暴力極端組織(VEO)和反叛亂戰爭。美國武裝部隊所處的是一個寬松的環境,有利于技術優勢、不受限制的通信線路和所有領域的行動自由。隨著 2018 年《國防戰略》(NDS)和海軍陸戰隊第 38 任司令官《司令官規劃指南》(CPG)的出臺,這種模式發生了變化,《司令官規劃指南》將大國競爭重新定為國家國防的首要任務,并將海軍陸戰隊重新定為支持艦隊行動的海軍遠征待命部隊。
為了支持這一新的戰略方向,海軍陸戰隊開發了 "先進遠征作戰"(EABO),作為在有爭議環境中的瀕海作戰(LOCE)和分布式海上作戰(DMO)的一種使能能力。EABO 為聯合部隊海上分隊指揮官或艦隊指揮官提供支持,在反介入區域拒止(A2/AD)環境中提供兩棲部隊,以獲取、維持和推進海軍利益,作為控制海洋的綜合海上縱深防御。然而,EABO 對部隊提出了一些必須考慮的具體挑戰。這些挑戰包括在所有領域與近似對手的競爭、對新興技術的依賴、人員與能力之間的權衡,以及地理距離和分布式行動帶來的復雜性。總的主題是如何通過在關鍵點上集成人工智能技術來克服這些挑戰,從而增強指揮官的 PDE 循環。
如果情報驅動軍事行動,那么海軍陸戰隊就會出現問題。如前所述,數據收集的速度超過了戰術層面的處理、利用和傳播(PED)過程。數據本身是無用的,必須經過組織和背景化處理才有價值。根據認知層次模型(圖 1),數據和信息對形成共同理解至關重要。聯合情報流程通過規劃和指導、收集、處理和利用、分析和制作、傳播和整合以及評估和反饋這六個階段來實現這一目標。C4ISR/RAS 的擴散擴大了收集范圍,但 PED 卻沒有相應增加。除非采取措施實現信息管理自動化,否則指揮官將面臨信息超載和決策癱瘓的風險。
信息超載是指由于一個人無法處理大量數據或信息而導致的決策困難。 羅伯特-S-巴倫(Robert S. Baron)1986 年關于 "分心-沖突理論"(Distraction-Conflict Theory)的開創性研究表明 執行復雜任務的決策者幾乎沒有多余的認知能力。由于中斷而縮小注意力,很可能會導致信息線索的丟失,其中一些可能與完成任務有關。在這種情況下,學習成績很可能會下降。隨著分心/干擾的數量或強度增加,決策者的認知能力會被超越,工作表現會更加惡化。除了減少可能關注的線索數量外,更嚴重的干擾/中斷還可能促使決策者使用啟發式方法、走捷徑或選擇滿足型決策,從而降低決策準確性。
鑒于 Baron 的結論,C4ISR/RAS 將降低而不是提高戰術指揮官的決策能力。筆者在擔任海軍陸戰隊作戰實驗室(MCWL)科技處地面戰斗部(GCE)處長期間進行的研究證實了這一結論。2013 年,海軍陸戰隊作戰實驗室 (MCWL) 開展了戰術網絡傳感器套件 (TNS2) 有限技術評估 (LTA)。一個海軍陸戰隊步槍連及其下屬排配備了空中和地面機器人、地面傳感器以及戰術機器人控制器(TRC)。戰術機器人控制器使一名操作員能夠在白天或黑夜,在視線范圍外同時控制多輛戰車進行 ISR。MCWL 將這種 ISR 形式命名為多維 ISR(圖 2)。LTA顯示,使用TNS2的排級指揮官在防御、進攻和巡邏時都能迅速發現威脅,但LTA也發現了兩個重大問題:1.在軟件和機器人能夠自主分析和關聯傳感器輸入之前,海軍陸戰隊員仍需收集和整理ISR數據;2.在中高作戰壓力下... 在中度到高度的作戰壓力下......操作人員會超負荷工作......無法探測和識別目標,并普遍喪失態勢感知能力。
海軍陸戰隊情報監視和偵察--企業(MCISR-E)正在通過海軍陸戰隊情報中心(MIC)、海軍陸戰隊情報活動(MCIA)與戰斗支援機構(CSA)和國家情報界(IC)連接,納入預測分析流程,以解決這些問題。通過海軍陸戰隊情報活動(MCIA),MCISRE 解決了全動態視頻(FMV)聯合 PED 支持問題,并于 2017 年成立了全動態視頻聯合 PED 小組,該小組具有全面運作能力,每周 7 天提供 12 小時支持,費用由 14 名分析員和 3 名特派團指揮官承擔。
雖然這是朝著正確方向邁出的一步,但由于人力需求量大,這可能證明是不夠的。EAB 指揮官必須依靠地理位置相隔遙遠的上級總部提供的、通過有爭議的電磁頻譜傳輸的情報成品。海軍陸戰隊司令部的 MIX 16(海軍陸戰隊空地特遣部隊綜合演習)實驗結果證實了這一結論: "未來戰爭將在具有挑戰性的電磁環境中進行,分布在各地的部隊......從上級總部 "伸手回來 "獲取日常情報援助的能力可能有限,而且無法依賴"。此外,在戰術和作戰層面增加更多的分析人員會導致循環報告,這只會加劇信息超載問題。
根據《EABO 手冊》,EAB 必須 "產生大規模的優點,而沒有集中的弱點"。美國陸軍在 2016 年進行的實驗表明,較小的單位有可能分布并影響較大的區域(圖 3)。有人無人協同作戰概念(MUMT)認為,采用縱深傳感器、縱深效應和支援行動的部隊可實現戰斗力并擴大其影響范圍。
然而,DO 和 EABO 是零和博弈。C4ISR 和 RAS 技術可以讓部隊分布得更遠,但實驗表明,規模經濟會喪失。增加兵力將增加所有領域的需求。正如皮涅羅在 2017 年的一篇研究論文中總結的那樣:"當部隊分散時,就會失去指揮與控制、情報和火力等輔助功能的效率。"在后勤方面也是如此。這種 "DO 困境 "可以用以下經過修訂的 "三重約束范式 "來表示(圖 4)。隨著部隊的分散,一個領域的整合將削弱另一個領域的能力。如果 EAB 指揮官能在不增加 EAB 占地面積的情況下提高能力,就能重新獲得規模經濟效益。智能技術整合可以解決這一問題。
人工智能展示了解決 PED 問題和 EABO/DO 困境的最大潛力,同時為指揮官提供了對抗性超配。據審計總署稱,"人工智能可用于從多個地點收集大量數據和信息,描述系統正常運行的特征,并檢測異常情況,其速度比人類快得多"。由聯合規劃流程(JPP)提供信息的人工智能系統可以產生更快、更明智的 PDE 循環。如果海軍陸戰隊想要實現 EABO,就不能僅僅依靠人類。相反,未來的關鍵在于如何利用人工智能來增強人類的決策能力。
研究表明,人類的決策并不完美,在復雜和緊張的情況下會迅速退化。人類的決策在很大程度上是憑直覺做出的,并在進化過程中不斷優化,通過使用判斷啟發法(偏差)來防止認知超載。偏差是快速決策的捷徑,它根據以往的經驗和知識做出假設。36 偏差是一種快速決策的捷徑,它根據以往的經驗和知識做出假設。雖然這些決策已經過優化,但并沒有參考因啟發式方法而被否定的大量數據。由于這些決策都是基于以往的經驗和現有的知識,人們在面對混亂的新情況時可能毫無準備。如前文所述,這對 EAB 指揮官來說是個問題。決策支持系統可以提供幫助。
決策支持系統可以是一個人用來提高決策質量的任何方法。海軍陸戰隊營長利用其參謀人員和聯合規劃流程 (JPP) 提供專家判斷來提高決策質量,而商業部門也越來越依賴于決策支持系統和人工智能來處理大量數據。在本文中,決策支持系統被定義為 "幫助用戶進行判斷和選擇活動的基于計算機的交互式系統",也被稱為基于知識的系統,因為 "它們試圖將領域知識形式化,使其適合于機械化推理"。大多數 DSS 都采用西蒙的有限理性理論(Theory of Bounded Rationality)來建模,該理論承認人類在信息、時間和決策認知方面的局限性。西蒙提出了一個四步模型(圖 5),包括:1.觀察現實的智能;2.制定和衡量標準和備選方案的設計;3.評估備選方案和建議行動的選擇;以及 4.根據信息采取行動的實施。4. 執行,根據信息采取行動,最后反饋到第一步。
指揮官決策的兩個關鍵要素是選擇活動和推理。選擇活動,也稱為選項意識,是指在某種情況下對不同行動方案或備選方案的認識。選擇意識為指揮官提供了通往解決方案的不同途徑。能夠自主分析海量數據的 DSS 可能會揭示出以前不知道的選項。推理是一種邏輯思維能力。通過構建決策過程,數據支持系統可以不帶偏見和感情色彩地對數據得出結論。一些研究表明,在現實環境中,簡單的線性決策模型甚至優于該領域的專家。
DSS 有不同的類型,而類型決定了其性能和對人類增強的效用。智能決策支持系統(IDSS)是與作戰行動最相關的系統,因為它使用人工智能技術和計算機技術來模擬人類決策,以解決實時復雜環境中的一系列問題。在本文中,它將被稱為人工智能決策支持系統或 AI-DSS。它由一個數據庫管理系統(DBMS)、一個模型庫管理系統(MBMS)、一個知識庫和一個用戶界面組成,前者用于存儲檢索和分析數據,后者用于獲取結構化和非結構化數據的決策模型。人工智能-決策支持系統結合了人類構建問題結構的能力,以及通過統計分析和人工智能技術來支持復雜決策的系統,從而壓縮了 PED 流程(圖 6)。
約翰-博伊德上校(美國空軍退役)被譽為機動作戰條令及其相應心理過程模型的主要作者之一。通過對實驗性戰斗機的研究,他認識到 "錯配有助于一個人的成功和生存,以及敏捷性和節奏之間的關系,以及如何利用它們使對手的感知現實與實際現實相背離"。為了解釋這些不匹配,他提出了一個 PDE 循環,后來被稱為 OODA(觀察、定向、決定和行動)循環(圖 7)。博伊德認為,誰能通過歸納或演繹推理更快地執行這一過程,誰就能獲勝。通過將人工智能融入 OODA 循環,EABO 指揮官可以獲得對敵決策優勢。正如伯杰司令在其規劃指南中所說:"在任何規模的沖突環境中,我們必須比對手更快地做出并執行有效的軍事決策。
更好的信息和選擇有助于做出更迅速、更明智的決策,同時減輕認知負擔。EAB 部隊將面臨超音速和潛在的高超音速武器,這將使他們幾乎沒有時間做出充分知情的決策。EAB 指揮官將被迫利用大量有人和無人傳感器平臺感知威脅,并迅速確定行動方案。
人工智能輔助 OODA 循環(圖 8)直觀地描述了 EAB 指揮官如何借助人工智能技術做出決策。它將博伊德的 OODA 循環作為指揮官 PDE 循環的基礎。這反映出指揮官是決策過程的中心,也是情報和決策支持的主要消費者。下一層是國家情報總監辦公室(ODNI)的六步情報循環,用于將數據處理成情報。下一層是西蒙的有界理性模型,用于描述 AIDSS 如何嵌套在 EAB 指揮官的決策框架中。最后,使用狹義人工智能增強的外部代理被疊加以代表物理工具(如 RAS、武器系統、AI-DSS 和圖形用戶界面 (GUI))。在關鍵點集成狹義人工智能,以實現傳感器操作和利用、數據和情報的 PED 以及武器使用的自動化,從而減少人力并壓縮 PDE 周期時間,為指揮官創造可利用的優勢窗口。
由于 EAB 指揮官將在一個簡樸、分散和資源有限的環境中工作,他必須重新獲得在這些方面失去的效率,以超越對手。AI-OODA 循環將按以下方式解決問題。在執行任務前,指揮官進行任務分析/人員規劃流程,以確定指揮官的關鍵信息需求(CCIR)(優先情報需求(PIR)/友軍情報需求(FFIR))以及與上級總部意圖相關的任務(作戰空間的情報準備(IPB)、行動區域、任務、約束/限制等)。
在步驟 1. 觀察階段,指揮官收集有關作戰環境、敵我態勢和友軍態勢的數據,以驗證 IPB 中的基準假設并更新態勢感知。為此,將利用國防部云服務和配備計算機視覺和機器學習技術的無人系統提供的多源情報,自主分析環境,查找 CCIR。這些系統在收集和識別 CCIR 時,可根據威脅程度和排放控制(EMCON)狀態采取兩種行動方案:1. 從云和/或邊緣 AI 平臺(AI-DSS)分發/縮減信息;2. 限制通信并返回基地進行開發。從這一過程中收集到的數據將反饋到第二階段--定向,以確定其意義和相關性。
在步驟 2. 在第 2 步 "定向"階段,指揮官要對收集到的大量數據進行意義分析,以便做出適當的決策。隨著數據池的不斷擴大,第一步的輸出結果必須由人工進行處理,這將耗費大量的時間和資源。如果處理不當,指揮官就有可能因信息過載而無法確定行動方案。研究表明,在面臨信息超載等人類認知極限時,人們會使用次優的應對策略,從而導致認知偏差。第二步是當前流程中的瓶頸,也是人工智能輔助決策支持系統(AI-DSS)緩解信息過載和縮短 PDE 周期的理想場所。
AI-DSS 的優勢在于它可以自主地以數字方式整合來自無限量來源的數據,包括多源情報、RAS、鄰近邊緣 AI 節點、開放源數據以及最終基于國防部云的服務,以生成決策輔助工具、預測性威脅預報或響應行動方案。通過監控這些來源,人工智能可利用 KDD 推斷出模式和意義,以探測敵方意圖,并在人工智能-OODA 循環的第 4 步中利用 F2T2EA(發現、修復、跟蹤、瞄準、交戰、評估)的殺傷鏈模型做出反應。與計算機網絡防御(CND)中使用的技術類似,EABO 部隊可以探測敵人的行動,將敵人的殺傷鏈指標與防御者的行動方針聯系起來,并識別出將敵人的個別行動與更廣泛的戰役聯系起來的模式,從而建立起陸基情報驅動的 SLOC(海上交通線)防御(IDSD),以控制當地海域。現在,他的情報系統已獲得最佳數據,并輔以人工智能生成的行動方案 (COA),為第 3 步 "決定 "做好準備。
在步驟 3. “決定”步驟中,指揮官現在可以決定采取何種行動方案來實現預期結果。AI-DSS 可以推薦 COA、確定成功概率并建議后續行動或對手行動。通過圖形用戶界面,她的決定可以在整個梯隊中傳達,并傳遞給 RAS 平臺,從而在分布式作戰空間中形成一個綜合的有人無人團隊。
在步驟 4.“ 行動”中,指揮官正在執行任務,并利用反饋機制為其下一個決策周期提供信息,該決策周期已通過綜合通信、火力和指揮控制網絡進行了溝通,以確定可用和適當的武器系統。人工智能 OODA 循環將循環往復地進行下去,直到指揮官達到預期的最終狀態或情況不再需要采取戰術行動。通過利用人工智能作為 DSS,指揮官實現了以下目標:
1.融合--在梯隊中快速、持續、準確地整合來自所有領域、電磁頻譜(EMS)和信息環境的內部和外部能力;
2.優化 - 在正確的時間,以最有效和最高效的方式,向正確的目標提供效果的能力;
3.同步--將態勢感知、火力(致命和非致命)和機動結合起來進行滲透和利用的能力;以及
4.感知和行動速度--在沖突的各個階段都能識別和直觀地看到導致領域優勢和/或挑戰的條件,并采取相應行動;
確信所有數據點都以不偏不倚的方式加權,且周期速度快于敵方。
本節將通過一個小故事來解釋人工智能-OODA 循環系統在未來沖突中如何運作,從而將前面討論的主題結合起來。本節旨在從概念上向讀者概述如何使用該系統、它能解決哪些挑戰以及它能創造哪些機遇。
有幾個問題不是本文的主題,但卻是接受和開發 AI-DSS 的重大障礙。將精力和資源集中在這些領域將激發行業解決方案,并協助海軍陸戰隊制定必要的政策、程序和戰術,以實現這一概念,并使海軍陸戰隊與國防部的人工智能戰略保持一致。
第一個問題是 EABO 的人工智能支持概念。如果對問題沒有清晰的認識,海軍陸戰隊就無法在技術、培訓和實驗方面進行適當的投資。一個可以考慮的途徑是與美國陸軍合作。2019 年 8 月,陸軍未來司令部發布了《2019 年未來研究計劃--人工智能在多域作戰(MDO)中的應用》。MDO 是聯合部隊的一個概念,海軍陸戰隊可以輕松嵌套在遠征梯隊中。這項研究通過戰爭游戲得到加強,概述了在 A2/AD 環境中建立人工智能能力的要求、優勢/劣勢和作戰案例。
第二個問題是海軍陸戰隊人工智能的資源配置。國防部人工智能戰略的美國海軍陸戰隊附件在 MCWL 設立了人工智能利益共同體(COI)和人工智能處,以確定人工智能工作的優先順序和同步性,并制定海軍陸戰隊人工智能戰略。這是一個良好的開端,但還不足以滿足人工智能運作所需的資源。海軍陸戰隊必須利用美國陸軍在多域作戰中開展的人工智能工作的范圍和規模,加速技術成熟、實驗和部隊發展。軍事、戰爭和后勤部人工智能有限技術評估應重點關注人工智能-DSS 如何能夠實現、改進或完全修改與 ISR-Strike、C2、維持和部隊保護相關的任務執行。2020 年有機會與陸軍人工智能任務組 (A-AITF) 就其 20 財年人工智能操作化研究計劃開展合作。
第三個問題是企業數據管理。國防部在匯集數據并將其組合成可用的形式方面舉步維艱。為了解決這個問題,國防部數字化現代化戰略要求提供企業云數據服務,也稱為聯合企業防御基礎設施(JEDI)。司令還認識到海軍陸戰隊在數據收集、管理和利用方面的不足,以促進更好的決策。機器要進行 KDD,必須有大量可用的數據集。海軍陸戰隊必須以人工智能-DSS 和其他深度學習技術能夠利用的方式構建其數據,以獲得業務收益。
第四個問題是對人工智能技術的信任。根據美國政府問責局的說法,人工智能正在接近第三次浪潮,但并非沒有嚴重障礙: "第三波人工智能的一個重要部分將是開發不僅能夠適應新情況,而且能夠向用戶解釋這些決策背后原因的人工智能系統"。目前的深度學習方法具有強大的分析能力,但有時會產生不尋常的結果。要讓指揮官信任并在軍事行動中使用 AI-DSS,就必須具備解釋人工智能如何得出答案的能力。可解釋的人工智能是國防部和商業部門共同關注的問題,而商業部門正在牽頭研究可能的解決方案。53 可解釋的人工智能是國防部和商業部門都關注的問題,而商業部門正在引領可能的解決方案研究。了解為什么會做出好的或壞的決策,會讓人對技術產生信任,這對軍事行動至關重要。
第五個問題是邊緣計算,即 "將計算能力下推到數據源,而不是依賴集中式計算解決方案"。這是必要的,因為電磁頻譜將受到爭奪,機器將無法依賴一致的通信和基于云的計算。數據網絡架構將需要重組,以便變得更加分散,并可抵御災難性損失,每個邊緣設備都應能夠與相鄰節點進行網狀連接和通信。在實踐中,數據連接將根據威脅環境從完全連接到拒絕連接的滑動范圍進行。這樣,AI-DSS 就能對本地收集的數據進行快速、實時的 PED,為 EAB 指揮官的決策周期提供支持。此外,國防部必須在戰術邊緣提供基于云的服務,并采用 5G 數據傳輸速率,以機器速度和低延遲充分利用人工智能和 RAS。同樣,這也是與美國陸軍在多域作戰方面的合作領域。
第六個問題是,這在以前已經嘗試過。2002 年,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)創建了 PAL(個性化學習助手)計劃,作為一種認知計算系統,它可以通過學習來協助用戶完成任務,從而做出更有效的軍事決策。其主要目標之一是減少對大量人員的需求,從而使決策更加分散,不易受到攻擊。PAL 的一些功能包括將多源數據融合為單一饋送,這些功能已過渡到蘋果 Siri 個人助理和美國陸軍的未來指揮所 (CPOF) 計劃。筆者無法獲得有關 PAL 計劃局限性的詳細信息,但陸軍認識到遠征決策支持系統的必要性,目前正在精簡 CPOF。指揮所計算環境(CPCE)將多個環境整合為一個單一的用戶界面,整體重量從 1200 磅減至 300 磅,主要用于移動作戰。這是朝著正確方向邁出的一步,也是陸軍和海軍陸戰隊的潛在合作領域。
最后,MCWL 應研究在 RAS、計算機視覺、機器學習和數據分析方面的狹窄人工智能領域,這些領域可立即應用于減少指揮官的認知負荷。
當前的 C4ISR/RAS 是勞動密集型的,會產生大量數據,必須迅速加以利用,才能為海軍部隊提供可操作的情報。使用數據分析和機器學習的人工智能可以比人類更快地處理、利用和傳播信息。配備了人工智能信息系統的 EAB 指揮官將以比對手更快的速度做出更明智的決策。然而,在實現這一目標之前,目前還存在著巨大的障礙。展望未來,海軍陸戰隊必須制定一個與海軍作戰概念相匹配的海軍陸戰隊作戰概念,對人工智能工作進行充分的優先排序和資源配置,對企業數據管理進行資源配置,以最大限度地利用數據分析和機器學習來發現數據庫中的知識(KDD),并利用美國陸軍的人工智能實驗和概念開發來實現多域作戰(MDO)。此外,海軍陸戰隊應確定當前可通過狹義人工智能加以改進的技術和作戰領域。
海軍陸戰隊不能再依賴過時的決策支持系統和信息管理方法來進行戰術決策。隨著友軍和敵軍利用技術獲取戰術利益,指揮官的信息負荷將繼續增加。人工智能決策支持系統可以解決這個問題。軍事指揮與控制發展計劃》(MCDP 6)指出了這一點的必要性:"無論時代或技術如何發展,有效的指揮與控制都將歸結為人們利用信息做出明智的決定和行動....,衡量指揮與控制有效性的最終標準始終如一:它能否幫助我們比敵人更快、更有效地采取行動?
旨在爭奪聯合部隊作戰準入的武器系統的出現,為許多國家提供了防止入侵其周邊領域的低成本選擇。由于認識到這些武器對美軍構成的威脅,參謀長聯席會議制定了 "聯合作戰準入概念"。該概念的第一個子概念是 "空海一體戰",即使用空軍和海軍資產擊敗復雜的A2/AD系統的聯合概念。按照JOAC的初衷,本文考慮了使用美國陸軍和美國海軍陸戰隊炮兵和防空炮兵資產的跨域能力來對抗反介入威脅,同時為聯合部隊的利益再現相同的能力。它解釋了炮兵資產作為一種可快速部署、靈活的威懾選擇為聯合部隊指揮官帶來的戰略利益,以及在爭奪制海權的戰斗中為海上部隊指揮官帶來的作戰利益。最后,它向聯合部隊提出了整合功能和發展未來能力的建議,以便有效地使用這些資產來支持海上部分。
為了使多域作戰的概念取得成功,聯合部隊之間需要有一種共同的語言,而且這一概念決不能以犧牲在現有領域的機動性或通過創造一個新的領域來放棄單一領域的主導地位。并非所有的問題都需要一個僵化的理論來克服,多領域作戰需要模糊性,以最大限度地發揮其潛力。如果不這樣做,就有可能使概念僵化,使概念的效用受挫。
在美國陸軍和聯合部隊中,最近出現了實施多域解決方案以克服新出現的戰略和戰術挑戰的勢頭。應對這些挑戰的首要機制是制定理論,讓各部門承認并提供跨領域的效果以支持彼此。迄今為止,這一努力遇到了挑戰,因為聯合部隊有定義方面的挑戰,并且最終必須默許在零和資源環境中以犧牲自己的能力為代價來發展支持其他部門的能力。這項任務在最好的情況下是具有挑戰性的,在最壞的情況下是無法實現的。此外,產生一個解決方案本質上增加了與執行有關的復雜性。然而,重大的理論改革是沒有必要的,多領域合作的有利影響最好通過內在的模糊性來體現。
為多域作戰提供一個激烈的理論解決方案既無法實現,也沒有必要。允許思想上的模糊性提供了機會,使各部門能夠保持主要領域的主導地位,這對于多領域合作和跨領域的成功來說是必要的。它還允許制定與特定情況相關的解決方案,利用創造力,而沒有在零和資源環境中進行資源競爭的風險。各部門之間的同步性可以通過更加集中和一致的語言來克服,并通過使用現有的基礎設施來實施變革而不產生重大動蕩,使美國的軍事優勢保持不變,并能夠確保美國持續的全球力量投射。
不斷變化的戰爭特點使得信息環境中的行動(OIE)必須處于軍事規劃和執行的最前沿。由于無法與美國的物質力量相提并論,美國的對手越來越依賴包括信息戰能力在內的不對稱方法來破壞美國的行動和影響。未來的聯合全域作戰(JADO)將需要一個綜合的、跨學科的作戰方法。本文認為,針對對手的認知和信息過濾器而采取的蓄意行動將阻礙對手的決策過程,使其失去對有效運用軍事力量作出明智決定的能力。通過研究俄羅斯在信息環境中的行動、信息戰活動以及反射性控制理論,作者提出了決策優勢理論。該理論試圖提供一種方法,故意利用信息來針對對手的行為和信息系統。其目的是剝奪對手感知和認識形勢的能力,并阻礙其有效利用呈現在他面前的信息來做出經過計算的決策的能力。
圖1 決策優勢理論。
決策優勢是通過信息力量來實現的,而信息力量是通過控制信息、利用信息和加強信息來保證自己的利益。信息力量可以達到與物質火力相同的效果,甚至更大的效果。它通過預測對手的行動,了解對手的動機,管理和操縱信息,改變決策算法,以及在信息環境中發展機會、活動和投資(OAI)來增強全領域的聯合軍事力量和效力。
決策優勢:一種理想狀態,在這種狀態下,指揮官比其對手更快、更有效地感知、理解、決定和行動。決策優勢在敵人的決策周期內發揮作用,以消除時間上的庇護所,并消除空間上的選擇。
信息力量是利用信息來塑造認知、態度和其他推動預期行為和事件進程的要素的能力。信息力量涉及獲取、處理、分配和運用數據的能力,以最大限度地提高戰斗力。作者進一步斷言,信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的,這使得信息戰的結果能夠持久、靈活和精心計算,以加強戰斗力并拒絕敵人的決策優勢。
信息力量--控制信息、利用信息和增強信息的組合--將使美國能夠把信息環境中的行動納入聯合防衛行動的規劃和執行。這將使規劃者能夠利用信息來實現結果。信息戰能力--信息作戰;電子戰;網絡;以及情報、監視和偵察(ISR)--提供了改變對手的指揮和控制過程,減少決策,并削弱其作戰行動的有效性的手段。信息力量和物質力量相結合,將通過在環境中制造多種困境,造成混亂,延遲或剝奪敵人采取適當行動的能力,從而降低對手的戰斗力。信息力量和物質力量的結合能加強軍事力量。
信息力量的第一個支柱,控制信息,涉及到保護自己的網絡不被敵人破壞或操縱。保持對信息傳輸和信息系統的控制可以確保信息的保密性、信息的完整性以及美國規劃者和作戰單位對信息的可用性。不受限制地進入值得信賴的系統和相關架構,確保最及時和最相關的信息指導決策。剝奪對手對信息的控制權使其無法了解自己的環境,造成不確定性,并使其決策復雜化。
決策也受到信息利用的影響。利用,是指利用資源并從中獲益的行為,包括改變、變更或操縱信息,使之對自己有利。通過了解對手的信息和認知過濾器、信息系統和情報結構,這是最有效的做法。創造信息戰結果的能力取決于精心制作信息并將其置于敵人決策周期中的正確時間和地點的能力。信息可以在四個過濾點被鎖定或武器化--傳感器、分析中心、分發點或個人。利用過濾器,人們可以降低決策者可獲得的信息的收集和質量,導致對情況的不完整或故意的錯誤理解。決策和具體行動是根據對環境的感知理解而做出的。阻斷信息流的能力阻止和延遲了重要數據到達組織,導致感知、理解和發展局勢的能力下降。傳統的信息操作活動與故意和持續地針對對手的過濾器相結合,將有機會同時針對代理人、信息和對所提交信息的解釋。反過來,這可以減緩對手感知、觀察、定位、決定和行動的能力,促進錯誤的結論,并破壞決策能力。
增強信息使人們能夠制定戰略目標和選擇,為對手創造跨越時間和空間的多種困境。 這需要強大的、敏捷的、分層的ISR資源和綜合指揮與控制過程。JADO的規劃和執行需要有能力同時在戰術、作戰和戰略梯隊中,在所有領域和統一的信息空間中進行機動。協調的計劃需要對形勢的理解,觀察模式和行為的能力,以及識別信息和行動環境的變化。支撐一個人加強信息的能力的是信任。信任包含了團體或個人對所收集信息的完整性所賦予的權重。經過處理、過濾和分析的信息能夠回答知識中的一個特定缺口。這種經過處理的信息被稱為情報。有了準確的情報和被充分理解的假設,決策者可以更準確地評估局勢,塑造環境,并削弱對手自己的決策過程。這樣一來--信息,更具體地說是強化的信息(或情報)--是一種武器,可以用來操縱和欺騙對手,剝奪他做出符合自己最佳利益的決定的能力。
控制、利用和增強信息的結合使決策者擁有了信息力量。信息力量使信息優勢得以實現,而信息優勢又能保證決策優勢。增強信息的能力使人能夠觀察敵人的習慣和行為,幫助人了解敵人的動機和意圖,并確定敵人的作戰能力。管理、放大和操縱信息可以使有針對性的、精心設計的信息到達指定的受眾。類似于過去信息傳遞的錯誤信息和虛假信息可以在過濾器上針對敵人。在信息系統的過濾器處進入情報裝置的信息以傳感器、分析中心和向作戰人員分發信息為目標。此外,通過在一個被認為可信的來源處提供虛假或誤導性的信息,可以改變敵人的決策算法。在特定的時間和地點呈現特定的信息可以改變對環境的理解并改變行為。這也會使人改變他的時間范圍。隨著不確定性的增加,一個人可能會根據感知到的情況選擇加快或減慢他的計劃。
雖然這一理論的每一部分,單獨來看,并沒有提出什么新意,但有兩點是明顯不同的。首先,必須把信息放在軍事規劃的最前沿,并與傳統的物質力量相結合。軍事文化認為,物質力量是至高無上的。現代戰爭要求在同等水平上考慮信息和物質力量。第二,控制、利用和加強信息的活動是美國空軍現在所接受的功能;然而,跨領域和跨職能的綜合規劃是有限的。缺少的環節是有意的整合和專門的過程,在一個同步和審慎的過程中納入所有領域的現有能力。為了實現決策主導權并通過信息力量獲得信息優勢,必須將信息環境中的行動納入規劃過程,如聯合規劃過程(JPP)、軍事決策過程(MDMP)、海軍陸戰隊規劃過程(MCPP)和空中聯合行動規劃過程(JOPPA)。指揮和控制必須充分考慮到所有領域--空中、太空、網絡、陸地和海洋--的非動能和動能行動。在信息環境中執行行動的能力要求在行動層面上有一個集中的規劃過程,以同時計劃和執行對信息的控制、利用和加強。這一點目前并不存在。集中化的規劃將使一個綜合的方法能夠與物質火力結合起來。控制可以保護美國的網絡和計劃,同時阻止敵人獲得重要信息。利用允許有機會拒絕、降低、破壞、改變和放大敵方使用的信息。加強為決策、目標定位和環境中的戰術行動提供所需的關鍵ISR收集。信息力量為指揮官提供了有效處理、分析數據和信息并采取行動的機會,同時剝奪了對手的同樣能力。因此,實現決策主導權需要一個協調和同步的計劃,利用控制、利用和加強所有領域和作戰功能的信息,目的是統一信息空間。
本文闡述了統一信息空間的重要性,以通過在信息環境中的精心策劃和綜合行動實現決策優勢。充分執行聯合全域作戰的能力需要在規劃周期中重新強調信息和信息戰活動。這項研究提出了四項建議:
建議1:聯合部隊應考慮實現信息力量的要求。這項研究和相關的決策優勢理論斷言,信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的。信息力實現了信息優勢,從而保證了決策優勢。信息環境中的運作為物質環境創造了條件。信息力量與物質力量相結合,形成了軍事力量。
建議2:美軍需要進行組織、領導和文化變革,以實現信息力量和決策優勢。信息系統和情報架構必須在所有梯隊中得到整合--戰術、作戰和戰略。戰術任務規劃和更廣泛的作戰規劃必須轉變為將信息置于規劃的最前沿。個人和團隊必須理解信息環境中的行動的重要性,以及這些行動塑造物理環境條件的方式。正規化的領導者發展和專業軍事教育必須強調認知上的轉變,不再將沖突理解為物質力量,而是將信息力量和活動納入規劃、命令和執行。應更加強調了解如何使用和信任信息,如何操縱和處理信息,使之成為情報,以及如何利用信息來實現決策主導權。最后,數字素養應成為未來培訓的一項要求。
建議3:JADO要求有能力評估信息環境中的績效措施和有效性措施。必須制定一個有效的評估程序,以了解和衡量信息環境中行動的影響。應更詳細地研究這一點,因為這將建立信任,并更好地了解信息戰和信息相關活動如何產生軍事力量和作戰成功。
建議4:未來的指揮和控制程序應該能夠整合信息環境下的行動規劃和執行。應該制定一個聯合防務辦公室的軍事力量計劃,以協調和指導所有領域的戰略,并在信息環境中執行行動。這個過程應該與物質和動能規劃相結合,而不是分開,因為信息和與信息有關的活動為物質操作環境塑造和設定條件。
作戰藝術是一項基本的計劃活動,世界上大多數西方國家的地面部隊都在研究、渴望實踐,并在高級軍官級別上執行,以確保戰場上的戰術行動反映戰略邏輯和目的。成功不可避免地由戰略目標的實現決定,軍事領導人必須有效地發展和管理戰役,將戰術行動與戰略目標聯系起來,以實現政策層面的最終狀態。然而,作戰藝術的復雜性質并不總是被其實踐者,特別是參謀人員所充分理解。本專著將討論以下核心問題:什么是作戰藝術?系統思維與作戰藝術在戰役規劃和管理中的應用有何關系?高級領導人和他們的參謀人員在運用作戰藝術時遇到了哪些認知上的挑戰?作戰規劃人員在作戰行動的規劃和管理中很難運用作戰藝術,因為作戰藝術沒有通過系統思考的角度得到充分理解,而系統思考會產生滿足戰略目標所需的創造性思維。
下面的討論將探討作戰藝術對成功的戰役有什么影響。在多域作戰中使用的作戰藝術可以改變美國陸軍的重點,以確保在未來沖突中的計劃的相關性。盡管有大量關于作戰藝術的文章,但在其真正的性質、適用性和正確的執行方面一直存在困惑。對俄羅斯作戰藝術理論及其演變的洞察可以讓我們更深入地了解我們如何理解戰爭并制定滿足政治目的的計劃。這項研究將探討在戰區陸軍、軍團和師級層面對計劃的理解有多大的一致性。討論將探討美國陸軍主要強調一般軍官執行作戰藝術是否會在我們解決作戰問題的邏輯方法上產生差距。
目前美國聯合部隊和美國陸軍的作戰藝術條令將構成討論的基礎,以確保對目前使用的概念和方法的共同理解。這項研究將進一步探討由BG(退役)Shimon Naveh博士、T. E. Lawrence和Frans P. B. Osinga提出的理論概念。將討論后來對早期框架的解釋,以及前美國將軍和理論家,如詹姆斯-施耐德博士和聯合參謀部官員如何實施這些框架。系統化作戰設計和相關的概念將被探討,以幫助突出作戰藝術在美國陸軍戰役中的歷程,并促進在未來建立有效的戰役規劃框架。為了解決研究的問題,將考慮許多可用的方法和理論工具。
第1節包括一個簡短的文獻回顧。第2節描述了作戰藝術的性質,包括認可的理論著作、期刊投稿、文章、文本、演講、采訪和作戰藝術的觀點,以及作戰藝術理論的演變。第3節確定了系統理論和系統思維在運用作戰藝術方面的重要性。第4節解釋了創造性在運用作戰藝術中的重要性。第5節總結了歷史觀點,該觀點對當前實踐的影響,討論了研究問題和假設,并得出了結論。這一討論將告訴我們這些發現如何影響當前聯合部隊和美國陸軍的理論和理論,并提出進一步的研究領域。