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加拿大渥太華國防研究與發展局（DRDC）與C-CORE公司簽訂了合同，要求提供與使用自適應多功能雷達模擬器（Adaptive MFR）的網絡化雷達資源管理（RRM）的實施和分析有關的軟件支持服務。對以前工作中實現的電子支援（ES）功能進行了修改和調度器的變更。這些修改將在第3節中描述。對天線軟件組件也進行了大量的修改，以實現陣列分集，支持相控陣天線，包括子陣列能力。天線的發射器和接收器部分也被拆分。這些修改將在第4節描述。所有的測試和分析都是使用Adapt MFR 3.2.18版本進行的。

測試和分析是通過模擬海軍雷達場景進行的，目的是驗證功能和確定電子支援措施（ESM）和陣列多樣性修改的影響。為了減少處理和分析時間，從全球背景目標集（由100個目標組成，包括商業和娛樂飛機、船舶、娛樂船和鳥類）中選擇了10個目標的子集。還模擬了14枚彈道導彈（BM）。所有的一般模擬參數都在第2節中描述。第3和第4節描述了展示軟件變化效果的模擬結果。在這項任務下的模擬中沒有使用雜波，只使用了一個具有自適應軌道調度的單一雷達。然而，在開發過程中，使用各種表面和體積雜波以及使用RRM的單個獨立雷達和多個聯網雷達的自適應和非自適應調度，對軟件修改進行了測試。這些功能測試沒有記錄在本報告中。

ES支援被模擬成一個過程，將威脅發射器（TE）的探測結果反饋給主軟件循環過程。威脅發射器的評估是基于它們是否符合ES條件和用戶在ES GUI中設置的閾值。經過驗證的威脅發射體被傳遞給ES探測過程（基于單向雷達回波），如果適用，則傳遞給主跟蹤過程，這些探測被整合到現有的軌道中或用于啟動新軌道。在實施相控陣能力后，ES功能被修改以允許獨立于主適應MFR雷達的天線。這允許定義更適合探測的ES天線參數。目前，ESM模塊只支持高斯型天線。ESM和威脅發射器對雷達性能的主要影響是額外的確認和跟蹤時間，這有可能反映在監視框架時間和軌道占用結果中。

隨著相位子陣列能力的增加，已經證明了跟蹤開始時間和幀時間的減少。這是由于能夠在不同的角度位置同時安排探測波束，既減少了覆蓋框架的時間，又允許對位于框架的不同區域的多個目標進行照明。

在分析和測試期間，對軟件進行了更新，以改進功能（第5節），修復任何錯誤（第6節），并實施處理改進（第7節），以減少模擬運行時間。這項工作建立在Brinson（2021）和Yue（2021）所描述的先前工作以及其他先前任務的基礎上。

自1987年成立以來，美國貿易委員會一直是美國力量投射的一個重要的授權組織。對作戰人員的成功支持來自于對其流程的不斷完善和優化，以最大限度地提高運輸效率。在過去30年的戰爭中，美國運輸委員會的表現驗證了其模式的有效性，但未來的戰爭可能需要重新評估美國運輸委員會支持未來戰斗的能力。

聯合全域作戰（JADO）是用來描述美國未來戰爭方式的總稱。雖然JADO仍處于概念發展階段，但它從根本上改變了各領域之間的整合水平以及在戰斗空間產生效果的速度。JADO的革命性變化是為了應對美國對手開發的日益強大和擴散的反介入/區域拒止（A2/AD）系統。A2/AD的威力在于其目標是使美國目前的戰爭方式的執行成本過高。這些變化和威脅的結合是美國國防部關注的源泉，它已經優化了自己，以支持目前形式的戰爭。本專著的目的是分析聯合服務界所設想的新的JADO概念，以及A2/AD對運輸業務的威脅，并確定USTRANSCOM必須尋求協調的挑戰，以便在未來的沖突中保持償付能力和可靠性。

引言

不斷發展的聯合全域作戰（JADO）概念是美國未來戰爭方式的迷人發展，但其行動的性質和他們試圖擊敗的威脅使人質疑美國運輸司令部（USTRANSCOM）是否有適當的資源和組織來維持未來的行動。JADO遵循美國作戰理論的歷史進程，不斷發展各部門和各領域之間更多的整合力量。然而，JADO超越了單純的消除沖突、協調和整合。JADO尋求真正利用戰爭的時間性，為敵方部隊同時產生多個問題，并具有實時態勢感知能力，以識別并隨后從一個領域產生效果，從而利用固有的不對稱優勢。戰爭領域之間的整合將比美軍內部所見的更加緊密，而且行動的節奏將比目前的能力快得多。為了使JADO成為現實，必須進行技術投資并加以實現。除此之外，聯合部隊內的作戰理論將不得不被改寫，以反映在未來戰斗中釋放JADO潛力所必需的最佳實踐。所有這些都相當于一個革命性的舉措，專注于重塑美國的戰爭方式。所有領域的作戰單位將不得不調整他們的操作方法，以保持在該框架內的功能，并提供系統所需的效果。盡管許多文獻和討論都圍繞著作戰部隊將經歷和必須適應的變化，但為確保作戰部隊得到后勤支持而依賴的維持力量卻很少受到關注。

美國貿易委員會維持未來作戰行動的能力對美國的力量投射至關重要。這一任務的失敗將使美國的作戰能力失去效力。美軍所能帶來的戰斗力確實令人矚目，但這種力量只有在戰斗指揮官能夠將其移至對手的射程之內并在其就位后得以維持時才能使用。在美軍歷史上的絕大多數時間里，在北美和全球范圍內部署和維持作戰部隊的能力都取得了驚人的成功。這種成功在未來是不可能的，因為不祥的跡象表明，美國國防部的任務效率面臨著重大挑戰。反介入/區域拒止（A2/AD）的能力正在一些美國最強大的對手的軍隊中擴散開來。A2/AD試圖瞄準并破壞美國國防機構中對其功能效力至關重要的關鍵部分。 A2/AD對美國向國外投射力量的能力構成了嚴重威脅，而JADO是對這一挑戰的直接回應。從美國國防部的角度來看，它必須像聯合部隊的其他成員一樣，確保它對A2/AD的威脅保持彈性。

必須盡早發現美國貿易委員會模式中的潛在缺陷，以確定可行的解決方案，并在JADO技術的開發和實戰中留出時間采用這些解決方案。這一挑戰不是小任務。JADO的作戰概念是非常不穩定的，在其框架發展過程中，已經在多個方面發生了實質性變化。對JADO將成為什么缺乏清晰的認識的一個重要原因是聯合軍種之間對它應該演變成什么沒有共識。每個部門都設想了一個版本的JADO，并在概念上將聯合伙伴的活動納入其框架。雖然JADO的愿景并非完全不相容，但各軍種的概念之間確實存在實質性的差異。因此，每一種模式都會給美國運輸司令部帶來獨特的挑戰，因為它必須與任何選定的概念完美銜接，為作戰指揮官提供必要的運輸支持標準。美國貿易委員會作為一個功能性作戰司令部，在任何未來的美國戰爭中都要發揮作用。因此，對于聯合部隊的有效性來說，USTRANSCOM作為一個組織的整合和發展必須被納入JADO的發展過程。在一個全新的結構下運作時，假設后勤支持的有效性和可靠性會給聯合部隊帶來黑天鵝式的失敗風險。納西姆-塔勒布（Nassim Taleb）將黑天鵝描述為產生巨大影響且無法預料的事件。美國空軍司令部的重點資本投資和理論變革必須與聯合部隊的發展保持同步，以確保司令部隨時準備在他們選擇的時間和地點支持未來的作戰人員。

下面的調查旨在確定USTRANSCOM必須評估哪些作戰要求，以便在未來的JADO概念中保持有效并在與同行對手的戰斗中保持彈性。調查將從對有關該主題的相關文獻的回顧、有關美國貿易委員會模式和處置的證據供參考、對JADO的不同服務概念的簡要描述、對美國貿易委員會與JADO的兼容性和對A2/AD的脆弱性的分析，以及解決新出現的問題的建議等方面展開。JADO和A2/AD的結合給美國貿易委員會帶來了一個與其當前運作框架和近期歷史相異的未來運作環境。由于其作為聯合部隊的分配和部署過程所有者（DPO）的不可或缺的作用，至關重要的是根據聯合部隊的擬議變化來評估USTR的部隊態勢和行動理論，以確定該組織必須如何共同發展。

與中國和俄羅斯等大國競爭的出現，深刻地改變了關于美國國防問題的對話，這與后冷戰時代的對話不同。反恐行動和美國在中東的軍事行動--在2001年9月11日的恐怖襲擊后被移到了美國國防問題討論的中心--現在已不再是對話中的主要內容，現在對話的特點是新的或重新強調以下內容，這些內容都與中國和/或俄羅斯有關：

• 大戰略和大國競爭的地緣政治，作為討論美國國防問題的出發點。

• 美國防部內部的組織變化。

• 核武器、核威懾和核軍備控制。

• 美國軍事能力的全球分配和部隊部署。

• 美國和盟國在印度-太平洋地區的軍事能力。

• 美國和北約在歐洲的軍事能力。

• 新的美國軍種作戰概念。

• 進行所謂高端常規戰爭的能力。

• 保持美國在常規武器技術方面的優勢。

• 美國武器系統開發和部署的創新和速度。

• 長時間的大規模沖突的動員能力。

• 供應鏈安全，即意識到并盡量減少美國軍事系統對外國部件、子部件、材料和軟件的依賴；以及

• 打擊所謂的混合戰爭和灰色地帶戰術的能力。

美國會面臨的問題是，美國的國防規劃應如何應對與中國和俄羅斯出現的大國競爭，以及是否批準、拒絕或修改拜登政府為應對大國競爭而提出的國防資金水平、戰略、計劃和方案。國會對這些問題的決定可能對美國的國防能力和資金需求產生重大影響。

什么是多域作戰？

以下定義摘自美國陸軍訓練與條令司令部：

多域作戰（MDO）描述了美國陸軍作為聯合部隊[陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊和太空部隊]的一部分，如何在競爭和武裝沖突中對抗和擊敗能夠在所有領域[空中、陸地、海上、太空和網絡空間]與美國抗衡的近鄰對手。該概念描述了美國地面部隊作為聯合和多國團隊的一部分，如何在2025-2050年的時間框架內威懾對手并擊敗能力強大的近鄰對手。

MDO為指揮官提供了許多選擇，以執行同時和連續的行動，利用出其不意以及快速和持續地整合所有領域的能力，給對手帶來多種困境，以獲得物質和心理上的優勢以及對作戰環境的影響和控制。

多域作戰的關鍵元素

• 滲透敵方的反介入和區域拒止（A2/AD）系統（分層和綜合遠程精確打擊系統、沿岸反艦能力、防空系統、遠程火炮和火箭系統），使美軍能夠進行戰略和作戰機動。

• 破壞--擾亂、降低或摧毀A2/AD系統，使美軍能夠進行作戰和戰術機動。

• 利用由此產生的機動自由，通過擊敗所有領域的敵軍來實現作戰和戰略目標。

• 重新競爭--鞏固各領域的成果，迫使其以對美國和盟國有利的條件恢復競爭。

需要什么樣的軍備解決方案?

• 戰爭的速度和決策的速度可以說從來沒有像今天這樣快過，而且明天可能也會這樣。

• 在陸、海、空、天，甚至網絡領域運作的資產的密切協調，以促進ISR活動和對敵對目標的殺傷鏈，需要精確性，以及在各種平臺上 "蓄勢殺傷 "的能力。

• 系統的通用性可以減少后勤的負擔，簡化培訓和維護，并有助于確保各平臺的性能一致、可靠。

• 基于成熟技術的解決方案能夠迅速投入使用，并為作戰人員增加更多的靈活性和選擇，是一種力量的倍增劑。

防御高超音速導彈在戰略上是必要的，在技術上是可行的，在財政上也是負擔得起的，但這并不容易。它的實現將需要不同于傳統彈道和巡航導彈防御任務所采用的方法和新的思維方式。高超聲速武器將彈道導彈的速度和射程與巡航導彈的低空和機動飛行輪廓相結合。雖然傳統防御可以單獨應對這些挑戰，但它們的組合將需要新的能力、作戰概念和防御設計。高超聲速導彈具有吸引力的相同特征也可能是擊敗它們的關鍵。與其將高超聲速防御視為傳統彈道導彈防御問題的附屬品，不如將其理解為一種復雜的防空形式。

幾十年前，美國向世界表明了其部署彈道導彈防御系統的意圖，特別注重攔截大氣層外可預測的目標。從那時起，導彈的威脅范圍已經擴大，變得更加大氣內和更靈活。在21世紀初，俄羅斯和中國開發了各種無人機系統、先進的巡航導彈、高超音速滑翔武器和日益復雜的彈道導彈。這些武器的特點減少了防御系統的覆蓋范圍，迫使防御者一次看多個方向，并需要更靈活的攔截器。

自2018年以來，俄羅斯已經測試了至少四種新的高超音速或高速武器，將其遠程Avangard高超音速滑翔飛行器和Kinzhal空射彈道導彈投入使用。與此同時，中國已經測試或部署了幾種類型的高超音速武器，并在培養高超聲速專業工程師、發表公開科學論文和建造高超聲速風洞方面超過了美國。俄羅斯等大國對先進導彈能力的投資是2021年3月發布的《臨時國家安全戰略指南》所稱的“旨在遏制美國實力并阻止我們捍衛我們在世界各地的利益和盟友的努力”的一部分。

高超聲速防御對于破壞這些努力、保衛美國領土、保護前方部署的部隊及其支持的防御態勢是必要的。有效的威懾既要利用懲罰的威脅，又要利用阻止攻擊的可靠能力。主動和被動防御措施的混合將提高攻擊的門檻，增加對手決策計算的不確定性，并增加對手的發展成本。有效的防御能力為采取其他軍事、外交和經濟應對措施贏得時間，以承受和減輕與危機中攻擊導彈發射裝置有關的政策和行動挑戰。高超音速防御系統的發展不需要也不應該在真空中進行，也不應該作為一個新的獨立的煙囪。高超聲速防御可以利用正在進行的彈道和巡航導彈防御和高超聲速打擊投資，所有這些都利用了類似的工業基礎，并利用了類似的傳感器和網絡。

拜登政府高級官員肯定了高超音速防御的重要性。在他成為國防部長的確認過程中，勞埃德·奧斯汀表示，他將“鼓勵努力解決各種導彈威脅，包括……高超音速導彈防御攔截能力的加速發展。”副國務卿凱瑟琳·希克斯同樣承諾將重點關注必要的傳感器能力:“如果得到證實，我將評估正在進行的改善國家導彈防御的努力，特別關注提高識別能力和探測彈道導彈和高超音速導彈的傳感器。”

高超聲速導彈的特性可能看起來很新穎，但它們實際上是導彈戰新時代的先兆。新型彈道導彈的飛行軌跡更低、形狀更重。新型巡航導彈保持更高的速度，而且越來越難以被發現。未來的威脅將包括導彈-無人機組合、航天飛機、飛行導彈和其他難以簡單分類的混合導彈。因此，高超音速導彈并不代表一個精品問題。它們是導彈威脅的更廣泛演變的例證——這需要對更廣泛的導彈防御模式進行變革。

2019年《導彈防御評估報告》指出，“不應低估恢復常規和導彈防御優勢所需變化的規模和緊迫性。”這里所要求的規模和緊迫性幾乎涉及導彈防御的每一個方面:傳感器、攔截器、防御設計、理論和政策。復雜的空中和導彈防御系統的問題與某些仍在出現的未來威脅無關。目前，與已經部署并準備使用的高超音速武器以及其他即將問世的武器進行競爭是當務之急。美國國防官員長期以來一直表示，有必要將名為彈道導彈防御系統(Ballistic Missile defense System)的主要國防采建項目轉變為導彈防御系統(Missile defense System)，以應對不再由彈道導彈定義的威脅范圍。現在是這樣做的時候了。

關鍵研究發現

• 部署高超聲速防御將需要綜合的、分層的、系統的方法、新的傳感和攔截能力、不同的作戰概念、教義和組織變化，以及修改的政策預期。

• 高超音速飛行的定義是大氣飛行。因此，高超聲速防御可能被更好地理解為一種復雜的防空形式，而不是彈道導彈防御的附屬品。

• 高超音速導彈威脅應該是重新考慮導彈防御和擊敗的方法，以及從彈道導彈防御系統中出現導彈防御系統的關鍵驅動因素。這樣做將有利于防御其他非彈道威脅的發展，包括亞音速和超音速巡航導彈、游蕩彈藥和其他新型投送系統。

• 高超聲速防御最重要的項目元素是彈性和持久的空間傳感器層，能夠觀察、分類和跟蹤所有類型、方位角和彈道的導彈威脅。

• 第二重要的項目元素是滑翔相位攔截器。到目前為止，高超聲速國防投資一直不多，只有一小部分用于高超聲速打擊。按照目前的速度，滑翔相攔截彈可能要到21世紀30年代才能部署，但這一時間表可能會加快。

• 即使沒有空間傳感器層和滑翔相位攔截器，防御設計也可以使用現有的傳感器和替代效應器，以限制高超聲速導彈的機動預算，引導威脅，并以有利于防御方的方式施加其他成本。

• 高超聲速武器具有吸引力的相同特征為防御者提供了新的失敗模式。一種綜合的方法可能受益于用區域范圍效應器補充命中殺傷攔截，包括高功率微波系統、21世紀版本的高射炮和其他針對高超聲速飛行體制漏洞的手段。

• 美國不會與無限的資源競爭。積極防御高超聲速導彈可能瞄準的每一個關鍵資產甚至廣闊區域是不可能的。這一簡單的現實要求政策和戰略預期與優先防御和更有限的防御資產清單相一致。應優先考慮區域和部隊保護任務，以及在本土的少量關鍵資產。

• 目前的教義和組織結構妨礙信息共享、交流和決策。這些需要適應，以支持跨多個領域、命令和責任領域的反高超聲速行動。

• 高超聲速防御工作要求美國通過維持可預測的預算、深化與盟友的合作、投資消除工業瓶頸領域、改進測試和建模基礎設施以及持續持續的努力，重新獲得相關的科學和工業領先地位。

• 防御高超聲速導彈全方位威脅的挑戰不可能由單一的銀彈解決方案解決。針對高超聲速飛行關鍵弱點的大量努力可以使高超聲速防御成為一個更容易處理的問題。

由于在36,000公里的極端距離上靈敏度下降，并且由于雷達截面減少的小衛星擴散，對地球同步軌道上的常駐空間物體的雷達探測和跟蹤是具有挑戰性的。提高現有單靜止雷達傳感器靈敏度的一個選擇是采用配置為雙靜止接收器的大孔徑無線電望遠鏡。此外，多個接收器將使多方位配置在探測和跟蹤方面有額外的性能改進。在本文中，我們報告了使用美國的Millstone Hill Radar（MHR）和德國的Tracking and Imaging Radar（TIRA）作為發射器的長基線雙靜態測量，以及歐洲的一些接收器：意大利的Sardinia Radio Telescope（SRT）、荷蘭的Westerbork Synthesis Radio Telescope（WSRT）和英國的e-Merlin陣列的多個天線。這里介紹的工作是作為SET-293研究任務組（RTG）的工作計劃的一部分進行的。

在地球同步軌道（GEO）上用雷達維持空間態勢感知（SSA）的最重大挑戰是由于極端的距離造成的靈敏度損失，這個距離是到地球同步軌道帶36000公里。為了提高單靜止雷達的靈敏度，必須提高發射功率，建立一個更大的孔徑，或降低傳感器的系統溫度。靈敏度受孔徑大小的影響最大，因為靈敏度與孔徑的四次方成正比，但建造大孔徑雷達的成本過高，而且工程上的挑戰對這種傳感器的尺寸和回轉率也有上限[1]。然而，提高現有單穩態傳感器靈敏度的一個選擇是考慮使用大孔徑射電望遠鏡作為雙穩態接收器的多穩態雷達。有許多大直徑（>60米）的射電望遠鏡可以與雷達配對使用。使用射電望遠鏡作為接收元件有幾個方面的優勢。除了它們的大尺寸之外，1）射電望遠鏡通常具有較低的系統溫度，通常比雷達的溫度低一個數量級，這進一步提高了它們的靈敏度；2）它們的指向和跟蹤能力與地球同步軌道目標非常匹配；3）它們通常配備有寬頻接收器，可以靈活地與多個發射雷達配對；4）它們通常具有出色的頻率標準（H-馬斯），可以進行相干的雙態觀測；以及5）有可能將天文和雷達觀測校準相結合[2]。

雖然這種雙穩態發射器/接收器對之間的鏈接預算計算是有希望的，但雙穩態雷達截面（RCS）是一個有點未經測試的因素，特別是在洲際基線。在較短的基線上，小于1000公里，雙態RCS可能與單態RCS相似，但由于即使是單態RCS也可能具有高度的方向性，雙態RCS可能會有更大的變化[3]。此外，由于可以同時使用多個接收站（無線電望遠鏡），因此可以啟用多方位配置，這不僅可以提高整個系統的靈敏度和探測地球同步軌道物體的能力，而且還可以提高跟蹤性能，因為多方位測量將有助于改善物體的位置和速度估計。

2020年初，北約科學與技術組織（STO）啟動了一個為期多年的傳感器、電子和技術（SET）研究任務組（RTG）（SET-293），通過結合美國和歐洲的現有北約伙伴資產，研究使用雙靜態和多靜態雷達配置來改善地球同步軌道的SSA。SET-293已經進行了實驗，以探索現實世界對這種雙穩態系統的理論鏈接預算的限制。圖1-1描述了實驗中雷達發射器（Tx）和接收器（Rx）的幾何形狀。

圖 1-1 – 雷達多基地實驗幾何，描繪了雷達發射機照射地球同步衛星目標和射電望遠鏡接收來自衛星的信號。

一組實驗將美國的米爾斯通山雷達（MHR）與歐洲的三個接收器配對：意大利的撒丁島射電望遠鏡（SRT）、荷蘭的韋斯特博克綜合射電望遠鏡（WSRT）的一個天線以及英國喬德雷爾銀行天文臺（JBO）運營的e-Merlin陣列的多個天線。e-Merlin包括7個天線，直徑從25米到76米，在英國的間距從10公里到220公里，用于厘米級波長的高分辨率射電天文學成像。這些天線通過一個專用的光學網絡連接到一個中央相關器，它們的一致性由同一光纖上的雙向射頻定時信號來維持。在歐洲，在德國的TIRA和SRT及e-Merlin射電望遠鏡之間進行了更小基線的其他雙穩態實驗。傳感器及其相關參數列于表2.1。

鏈路預算是以每個與MHR和TIRA配對的接收器的參考信噪比來計算的。MHR的參考單靜態信噪比為50dB，TIRA為47dB，它描述了1000公里范圍內0dBsm目標的單脈沖的最大性能。需要注意的是，這種鏈路預算計算假定單靜止和雙靜止RCS是等效的。此外，接收機增益，即單穩態靈敏度和雙穩態靈敏度之間的差異，顯示在表2.1最后一行的每個雙穩態接收機。射電望遠鏡接收器的潛在好處是顯而易見的，因為即使是規模不大的WSRT接收器，由于其作為一個純接收系統的低系統溫度，預計在MHR下會顯示近7分貝的接收器增益，在TIRA下會顯示10分貝增益。本文報告了在2020年和2021年收集的測量結果。在2022年已經進行了額外的收集，并將在未來的論文中介紹。

自動化使系統能夠執行通常需要人類投入的任務。英國政府認為自動化對保持軍事優勢至關重要。本論文討論了當前和未來全球自動化的應用，以及它對軍事組織和沖突的影響。同時還研究了技術、法律和道德方面的挑戰。

關鍵要點

• 在軍事行動中部署自動化技術可以提高有效性并減少人員的風險。
• 在英國和國際上，自動化正被用于情報收集、數據分析和武器系統。
• 英國政府正在開發自動化系統；技術挑戰包括數據管理、網絡安全以及系統測試和評估。
• 軍事自動化的法律和道德影響受到高度爭議，特別是在武器系統和目標選擇方面。

背景

許多軍事系統都有自動化的特點，包括執行物理任務的機器人系統，以及完全基于軟件的系統，用于數據分析等任務。自動化可以提高某些現有軍事任務的效率和效力，并可以減輕人員的 "枯燥、骯臟和危險 "的活動。 許多專家認為，自動化和自主性是與系統的人類監督水平有關的，盡管對一些系統的定位存在爭議，而且對系統是否應被描述為 "自動化 "或 "自主 "可能存在分歧。英國防部在其 "自主性譜系框架 "中概述了5個廣泛的自主性水平，從 "人類操作 "到 "高度自主"。一個系統可能在不同的情況下有不同的操作模式，需要不同程度的人力投入，而且只有某些功能是自動化的。方框1概述了本公告中使用的定義。

方框1：該領域的術語并不一致，關鍵術語有時可以互換使用。

• 自動化系統。自動系統是指在人類設定的參數范圍內，被指示自動執行一組特定的任務或一系列的任務。這可能包括基本或重復的任務。

• 自主系統。國防科學與技術實驗室（Dstl）將自主系統定義為能夠表現出自主性的系統。自主性沒有公認的定義，但Dstl將其定義為 "系統利用人工智能通過自己的決定來決定自己的行動路線的特點"。自主系統可以對沒有預先編程的情況作出反應。

• 無人駕駛車輛。朝著更高水平的自主性發展，使得 "無人駕駛 "的車輛得以開發，車上沒有飛行員或司機。有些是通過遠程控制進行操作，有些則包括不同程度的自主性。最成熟的無人駕駛軍事系統是無人駕駛航空器，或稱 "無人機"，其用途十分廣泛。

• 人工智能。人工智能沒有普遍認同的定義，但它通常是指一套廣泛的計算技術，可以執行通常需要人類智慧的任務（POSTnote 637）。人工智能是實現更高水平的自主性的一項技術。

• 機器學習：（ML，POSTnote 633）是人工智能的一個分支，是具有自主能力的技術的最新進展的基礎。

英國政府已經認識到自主系統和人工智能（AI，方框1）的軍事優勢以及它們在未來國防中可能發揮的不可或缺的作用。在其2021年綜合審查和2020年綜合作戰概念中，它表示致力于擁抱新的和新興的技術，包括自主系統和人工智能。2022年6月，英國防部發布了《國防人工智能戰略》，提出了采用和利用人工智能的計劃：自動化將是一個關鍵應用。在全球范圍內，英國、美國、中國和以色列擁有一些最先進的自主和基于AI的軍事能力。方框2中給出了英國和全球活動的概述。

方框2：英國和全球活動

• 英國 英國政府已表明其投資、開發和部署用于陸、海、空和網絡領域軍事應用的自主和人工智能系統的雄心。最近的投資項目包括NELSON項目，該項目旨在將數據科學整合到海軍行動中；以及未來戰斗航空系統，該系統將為皇家空軍提供一個有人員、無人員和自主系統的組合。在2021年綜合審查發表后，政府成立了國防人工智能中心（DAIC），以協調英國的人工智能國防技術的發展。這包括促進與學術界和工業界的合作，并在紐卡斯爾大學和埃克塞特大學以及艾倫-圖靈研究所建立研究中心。

• 全球背景 對自主軍事技術的投資有一個全球性的趨勢：25個北約國家已經在其軍隊中使用一些人工智能和自主系統。有限的公開信息給評估軍隊的自主能力帶來了困難，但已知擁有先進系統的國家包括。

  • 美國。美國國防部2021年預算撥款17億美元用于自主研發，以及20億美元用于人工智能計劃。
  • 以色列。國有的以色列航空航天工業公司生產先進的自主系統，包括無人駕駛的空中和陸地車輛以及防空系統。
  • 中國。據估計，中國在國防人工智能方面的支出與美國類似。 分析師認為，這包括對情報分析和自主車輛的人工智能的投資。

俄羅斯和韓國也在大力投資于這些技術。在俄羅斯，機器人技術是最近成立的高級研究基金會的一個重點，該基金會2021年的預算為6300萬美元。

應用

自主系統可以被設計成具有多種能力，并可用于一系列的應用。本節概述了正在使用或開發的軍事應用系統，包括情報、監視和偵察、數據分析和武器系統。

情報、監視和偵察

自動化正越來越多地被應用于情報、監視和偵察（ISR），通常使用無人駕駛的車輛（方框1）。無人駕駛的陸上、空中和海上車輛配備了傳感器，可以獲得數據，如音頻、視頻、熱圖像和雷達信號，并將其反饋給人類操作員。一些系統可以自主導航，或自主識別和跟蹤潛在的攻擊目標。英國有幾架ISR無人機在服役，還有一些正在試用中。這些無人機的范圍從非常小的 "迷你 "無人機（其重量與智能手機相似）到可以飛行數千英里的大型固定翼系統。英國正在試用的一個系統是一個被稱為 "幽靈 "無人機的迷你直升機，它可以自主飛行，并使用圖像分析算法來識別和跟蹤目標。無人駕駛的水下航行器被用于包括地雷和潛艇探測的應用，使用船上的聲納進行自主導航。這些車輛還可能配備了一種技術，使其能夠解除地雷。

數據分析

許多軍事系統收集了大量的數據，這些數據需要分析以支持操作和決策。人工智能可用于分析非常大的數據集，并分辨出人類分析員可能無法觀察到的模式。這可能會越來越多地應用于實地，為戰術決策提供信息，例如，提供有關周圍環境的信息，識別目標，或預測敵人的行動。英國軍隊在2021年愛沙尼亞的 "春季風暴 "演習中部署了人工智能以提高態勢感知。美國的Maven項目旨在利用人工智能改善圖像和視頻片段的分析，英國也有一個類似的項目，利用人工智能支持衛星圖像分析。

武器系統

以自動化為特征的武器系統已被開發用于防御和進攻。這些系統包括從自動響應外部輸入的系統到更復雜的基于人工智能的系統。

• 防御系統。自動防空系統可以識別和應對來襲的空中威脅，其反應時間比人類操作員更快。這種系統已經使用了20多年；一份報告估計有89個國家在使用這種系統。目前使用的系統可以從海上或陸地發射彈藥，用于應對來襲的導彈或飛機。英國使用Phalanx CIWS防空系統。雖然沒有在全球范圍內廣泛采用，但以色列將固定的無機組人員火炮系統用于邊境防御，并在韓國進行了試驗。這些系統能夠自動瞄準并向接近的人或車輛開火。

• 導向導彈。正在使用的進攻性導彈能夠在飛行中改變其路徑，以達到目標，而不需要人類的輸入。英國的雙模式 "硫磺石"（DMB）導彈于2009年首次在阿富汗作戰中使用，它可以預先設定搜索特定區域，利用傳感器數據識別、跟蹤和打擊車輛。

• 用于武器投送的無人平臺。為武器投送而設計的無人空中、海上和陸地運載工具可以以高度的自主性運行。這些系統可以自主地搜索、識別和跟蹤目標。大多數發展都是在空中領域。英國唯一能夠自主飛行的武裝無人機是MQ-9 "收割者"，但有幾個正在開發中。英國防部還在開發 "蜂群 "無人機（方框3）。雖然存在技術能力，但無人駕駛的進攻性武器并不用于在沒有人類授權的情況下做出射擊決定；報告的例外情況很少，而且有爭議。 自主系統在識別目標和作出射擊決定方面的作用，是廣泛的倫理辯論的主題（見下文）。

方框3：無人機蜂群

無人機蜂群是指部署多個能夠相互溝通和協調的無人機和人員，以實現一個目標。在軍事環境中，蜂群可能被用來監視一個地區，傳遞信息，或攻擊目標。2020年，英國皇家空軍試驗了一個由一名操作員控制的20架無人機群，作為Dstl的 "許多無人機做輕活 "項目的一部分。蜂群技術還沒有廣泛部署。據報道，以色列國防軍于2021年首次在戰斗中使用無人機蜂群。

影響

自動化技術和人工智能的擴散將對英國軍隊產生各種影響，包括與成本和軍事人員的角色和技能要求有關的影響。對全球和平與穩定也可能有影響。

財務影響

一些專家表示，從長遠來看，軍事自動化系統和人工智能可能會通過提高效率和減少對人員的需求來降低成本。然而，估計成本影響是具有挑戰性的。開發成本可能很高，而且回報也不確定。提高自動化和人工智能方面的專業知識可能需要從提供高薪的行業中招聘。軍隊可能不得不提高工資以進行競爭，英國防部將此稱為 "人工智能工資溢價"。

軍事人員的作用和技能

自動化可能會減少從事危險或重復性任務的軍事人員數量。然而，一些軍事任務或流程，如高層戰略制定，不太適合自動化。在許多領域，自主系統預計將發揮對人類的支持功能，或在 "人機團隊 "中與人類合作。專家們強調，工作人員必須能夠信任與他們合作的系統。一些角色的性質也可能會受到自動化的影響，所需的技能也是如此。例如，對具有相關技術知識的自主系統開發者和操作者的需求可能會增加。英國防部已經強調需要提高整個軍隊對人工智能的理解，并承諾開發一個 "人工智能技能框架"，以確定未來國防的技能要求。一些利益相關者對自動化對軍事人員福祉的影響表示擔憂，因為它可能會限制他們的個人自主權或破壞他們的身份和文化感。

人員對自動化的態度：

關于軍事人員對自動化的態度的研究是有限的。2019年對197名英國防部人員的研究發現，34%的人對武裝部隊使用可以使用ML做出自己的決定的機器人有普遍積極的看法，37%的人有普遍消極的態度。有報道稱，人們對某些自主武器系統缺乏信任，包括在2020年對澳大利亞軍事人員的調查中。在這項研究中，30%的受訪者說他們不愿意與 "潛在的致命機器人 "一起部署，這些機器人在沒有人類直接監督的情況下決定如何在預定的區域使用武力。安全和目標識別的準確性被認為是兩個最大的風險。有證據表明，信任程度取決于文化和熟悉程度。

升級和擴散

一些專家提出了這樣的擔憂：在武器系統中越來越多地使用自主權，有可能使沖突升級，因為它使人類離開了戰場，減少了使用武力的猶豫性。蘭德公司最近的一份戰爭游戲報告（上演了一個涉及美國、中國、日本、韓國和朝鮮的沖突場景）發現，廣泛的人工智能和自主系統可能導致無意中的沖突升級和危機不穩定。這部分是由于人工智能支持的決策速度提高了。升級也可能是由自動系統的非預期行為造成的。

還有人擔心，由于自動化和基于人工智能的技術變得更便宜和更豐富，非國家行為者更容易獲得這種技術。這些團體也可能獲得廉價的商業無人機，并使用開放源碼的人工智能對其進行改造，以創建 "自制 "武器系統。關于非國家行為者使用自主系統的報告是有限的和有爭議的。然而，非國家團體確實使用了武裝無人機，而且人們擔心人工智能會使這種系統更加有效。

技術挑戰

正在進行的包括機器人和人工智能在內的技術研究，主要是由商業驅動的，預計將增加自動化系統的應用范圍和采用程度。該領域的一些關鍵技術挑戰概述如下。一個更普遍的挑戰是，相對于數字技術的快速發展，軍事技術的發展速度緩慢，有可能在部署前或部署后不久組件就會過時。

數據傳輸

無人駕駛的車輛和機器人經常需要向人員傳輸數據或從人員那里接收數據。這可以讓人類監督和指導它們的運作或接收它們收集的數據。在某些情況下，系統也可能需要相互通信，如在無人機群中（方框3）。軍方通常使用無線電波在陸地上傳輸數據，其帶寬（頻率的可用性）可能有限。在傳輸大量數據，如高分辨率圖像時，這可能是個問題。5G技術（POSTbrief 32）可能會促進野外更有效的無線通信。系統之間的無線電通信可以被檢測到，提醒對手注意秘密行動。對手也可能試圖阻止或破壞系統的通信數據傳輸。目前正在研究如何最大限度地減少所需的數據傳輸和優化數據傳輸的方法。更多的 "板載 "或 "邊緣 "處理（POSTnote 631）可以減少傳輸數據的需要。然而，減少通信需要系統在沒有監控的情況下表現得像預期的那樣。

數據處理

具有更高水平的自主性的更復雜的系統通常在運行時在船上進行更多的數據處理和分析。這要求系統有足夠的計算能力。一般來說，一個系統能做多少嵌入式數據處理是有限制的，因為硬件會占用空間并需要額外的電力來運行。這可能會限制需要電池供電運行的系統的敏捷性和范圍。然而，人工智能的進步也可能使系統更有效地運行，減少計算要求。由于未來軟件、算法和計算機芯片技術的進步，計算機的處理能力也有望提高。

訓練數據

創建和整理與軍事應用相關的大型數據集，對生產可靠的人工智能自主系統非常重要。機器學習（ML，方框1）依賴于大型數據集來訓練其基礎算法，這些數據可以從現實世界中收集，或者在某些情況下，使用模擬生成。一般來說，用于訓練ML系統的數據越有代表性、越準確、越完整，它就越有可能按要求發揮作用。準備訓練數據（分類并確保其格式一致）通常需要手動完成，并且是資源密集型的。

數據隱私：

一些人工智能系統可能會在民用數據上進行訓練。人們普遍認為，如果使用與個人有關的數據，他們的隱私必須得到保護。這可以通過對個人數據進行匿名化處理或只分享經過訓練的人工智能系統來實現。

網絡安全

由計算機軟件支撐的系統數量的增加增加了網絡攻擊的機會。網絡攻擊者可能試圖控制一個系統，破壞其運作，或收集機密信息。基于人工智能的系統也可以通過篡改用于開發這些系統的數據而遭到破壞。英國防部在2016年成立了網絡安全行動中心，專注于網絡防御。在英國，2021年成立的國防人工智能中心，有助于促進行業伙伴或其他合作者對高度機密數據的訪問。

測試和評估

重要的是，軍事系統要可靠、安全地運行，并符合法律和法規的規定。人工智能和自動化給傳統軟件系統帶來了不同的測試和保證挑戰。 進一步的挑戰來自于ML的形式，它可能不可能完全理解輸出是如何產生的（POSTnote 633）。人工智能軟件可能還需要持續監測和維護。利益相關者已經強調缺乏適合的測試工具和流程，并正在開發新的工具和指南。英國政府的國防人工智能戰略致力于建立創新的測試、保證、認證和監管方法。

倫理、政策和立法

目前的準則和立法

目前還沒有專門針對將自動化或人工智能用于軍事應用的立法。雖然它們在戰爭中的使用受現有的國際人道主義法的約束，但這與新技術的關系是有爭議的。在國家和國際層面上有許多關于人工智能更普遍使用的準則，這些準則可以適用于自動化系統。然而，2021年數據倫理與創新中心（CDEI）的人工智能晴雨表研究發現，工業界很難將一般的法規適應于特定的環境。2022年，英國防部與CDEI合作發布了在國防中使用人工智能的道德原則。

責任感

一些利益相關者強調，如果自主系統的行為不合法或不符合預期，那么它的責任是不明確的。這可能導致系統及其決定與設計或操作它的人類之間出現 "責任差距"，使法律和道德責任變得復雜。英國防部的原則說，在人工智能系統的整個設計和實施過程中，應該有明確的責任。國防人工智能戰略為供應商設定了類似的期望。

圍繞自主武器系統的辯論

這一領域的大部分法律和道德辯論都集中在武器系統上。然而，某些非武裝系統（例如，基于軟件的決策支持工具）可能在識別目標方面發揮關鍵作用，因此提出了許多與那些同時部署武器的系統相同的道德問題。

國際上對 "致命性自主武器系統"（LAWS）的使用存在著具體的爭論。這個術語沒有普遍認同的定義，它被用來指代具有不同自主能力的廣泛的武器。關于使用致命性自主武器系統的報告存在很大爭議，例如，由于系統使用模式的不確定性。 聯合國《特定常規武器公約》（CCW）自2014年以來一直在討論致命性自主武器系統的可能立法。它在2019年發布了指導原則，但這些原則沒有約束力，也沒有達成進一步的共識。雖然大多數參加《特定常規武器公約》的國家支持對致命性自主武器進行新的監管，但包括英國、美國和俄羅斯在內的其他國家認為，現有的國際人道主義法已經足夠。根據運動組織 "阻止殺手機器人"（SKR）的說法，83個國家支持關于自主武器系統的具有法律約束力的文書，12個國家不支持。

許多利益相關者認為，必須保持人類對武器和瞄準系統的某種形式的控制，才能在法律和道德上被接受。某些組織，如SKR，呼吁禁止不能由 "有意義的人類控制 "的自主武器系統，并禁止所有以人類為目標的系統。他們還呼吁制定法規，確保在實踐中保持足夠的人為控制。在其2022年國防人工智能戰略中，英國政府表示，識別、選擇和攻擊目標的武器必須有 "適當的人類參與"。作為回應，一些呼吁監管的非政府組織表示，需要更加明確如何評估或理解 "適當的人類參與"。包括英國政府在內的利益相關者建議的維持人類控制的潛在措施包括限制部署的時間和地理范圍。被認為會破壞人類控制的因素包括人類做出決定的有限時間和 "自動化偏見"，即個人可能會過度依賴自動化系統，而不太可能考慮其他信息。

公眾對該技術的態度

大多數關于軍事自動化的公眾意見調查都集中在自主武器系統上。SKR委托對28個國家的19,000人進行了民意調查。62%的受訪者反對使用致命性武器系統；這一數字在英國是56%。關于公眾對人工智能、數據和更廣泛的自動化的態度的研究發現，公眾關注的主要問題包括數據安全、隱私和失業。然而，公眾的觀點會因系統的功能和使用環境的不同而有很大差異。

美國陸軍未來司令部（AFC）領導著一項持續的現代化和創新工作，以支持未來的作戰人員。AFC現在負責監督作戰能力發展司令部，并在最近重組了某些研究辦公室、實驗室和工程中心。作為對這一調整的回應，參議院軍事委員會要求國家研究院的陸軍研究和發展委員會審查這些研究組合的變化并評估其影響。本報告調查和評估了美陸軍在調整背后的戰略，與利益相關者討論了這些問題，并提出建議以確保調整符合陸軍現代化的優先事項。

一 、背景

經過20年的反叛亂和國家建設行動，美陸軍意識到其近似的競爭對手已經在幾個技術領域趕上了它。陸軍的技術優勢已被大大削弱，在某些情況下，如非對稱戰爭、無人駕駛系統、綜合防空和高超音速武器，陸軍的技術優勢已被平分或超越。2017年，陸軍部長馬克-埃斯珀領導了一項緊張工作，將陸軍科技（S&T）工作和資金重新集中在與美國近似的競爭對手相匹配，然后重新獲得美國的歷史技術優勢。作為這項工作的一部分，跨職能小組（CFTs）反映了陸軍的六個現代化優先事項和兩個交叉支持能力，以使定義需求、規劃科技和更廣泛的研究、開發、測試和評估（RDT&E）工作以滿足這些需求的過程，將這項工作的結果過渡到采購計劃的記錄，以及維持由此產生的系統更加有效。目標是在2022財年開始投入新的能力，總體現代化目標是在2035財年投入現代化的系統和能力。現代化的優先事項、交叉支持能力及其CFTs如下。

• 現代化的優先事項：
  • 遠距離精確射擊。
  • 空中和導彈防御。
  • 陸軍網絡。
  • 未來的垂直升降機。
  • 下一代戰車，以及
  • 士兵殺傷力。
• 跨領域的支持能力：
  • 可靠的定位、導航和授時/空間
  • 合成訓練環境。

隨后，美國陸軍未來司令部（AFC）于2018年成立，是一個直接向陸軍部總部（參謀長）報告的四星級陸軍司令部，負責領導陸軍的現代化建設工作。美國陸軍總命令2018-10規定，AFC

• 領導陸軍的未來部隊現代化事業。
• 評估和整合未來作戰環境、新興威脅和技術，以制定和提供概念、要求、未來部隊設計。
• 支持現代化解決方案的交付；以及
• 通過確定戰略方向，整合陸軍未來部隊現代化事業，將資源與優先事項相結合，并保持現代化解決方案的問責制，為陸軍的未來做好準備。

委員會沒有對美國防部的每一個組成部分進行逐條審查，也沒有對它們如何受到重組的影響進行逐條審查。委員會也沒有對組建AFC的決定本身作出判斷。

1.1 科技對國家安全的價值

值得注意的是科技對國家安全的價值。科技的最大價值不在于關注當前的威脅和作戰環境，盡管它經常被要求為關鍵的近期需求制定解決方案，如分析回收的化學彈藥，以及伊拉克和阿富汗的即時解決方案問題，如MRAP快速裝甲計劃（MEAP）和CIED能力（Crew，Duke等）。科技的最大價值是作為技術和能力創新的孵化器，使美國在競爭者和對手面前擁有顛覆性和革命性的技術優勢。科技創新工作，或稱發現科學，是給予美國隱形技術、全球定位系統（GPS）、激光和雷達的原因。至關重要的是，在緊急推動恢復我們與美國競爭對手和對手的近期技術平等和優勢的過程中，科技發現科學要有足夠的資金，以便陸軍在目前的現代化視野之外能夠擁有保護國家及其利益所需的技術優勢。

1.2 美陸軍科技權限和資助

本報告第2章探討了陸軍科技事業最近的變化是如何改變了現代化和科技的決策、責任和資金狀況的。鑒于這種變化，委員會花了大量的時間來審議這些問題，并認識到科技決策和資金之間的密切聯系及其對科技企業和能力發展的廣泛影響，因此在報告中用了大量的篇幅來闡述這一主題。委員會的分析主要集中在科技企業內部的權力和責任、需求產生過程、科技的資金趨勢以及陸軍內部明確的科技領導的必要性。

1.3 美陸軍科技的作用和責任

AFC的成立似乎將現代化和科技的決策和資金置于AFC的權限和控制之下。這改變了現代化和科技決策的格局，造成了權力、角色和責任的混亂，主要影響了負責采購、后勤和技術的助理陸軍部長[ASA（ALT）]和負責研究和技術的副助理陸軍部長[DASA（R&T）]的角色。盡管AFC有明確的意圖，但對于ASA（ALT）相對于AFC的作用仍然存在混淆。這主要源于《美國法典》第10章第7016條，該條規定ASA（ALT）的主要職責是 "全面監督陸軍部的采購、技術和后勤事務"，因此指定ASA（ALT）辦公室對科技政策和預算分配負有主要責任。隨著美國法典第10章第7014(b)(8)和(d)(1)條規定的權力被重新指定給AFC，情況發生了變化。

2019年提交給國會的一份陸軍報告將AFC指揮官描述為有權在與ASA（ALT）"協商"的情況下"優先考慮、指導、整合和同步整個陸軍現代化企業的科技工作、業務和組織"。雖然上述措辭確實規定了AFC將領導整個 "現代化企業"的科技工作，但沒有具體說明科技工作的整體情況，在AFC領導下的發展委員會的重組將陸軍的大部分科技機構置于AFC的監督和責任之下--有效地使其控制了大部分陸軍的科技決策和資金。這與助理國務卿（ALT）在歷史上和目前聲明的作為整個陸軍科技領導機構的角色形成了鮮明的對比。雖然委員會不對這一轉變的效果進行評論，但這一轉變的實施和新安排的不明確正在催化陸軍科技界的混亂局面。

鑒于上述明顯沖突和重疊的權力，再加上陸軍指令和法定權力的不明確，上述提交給國會的報告強調，陸軍需要澄清AFC相對于ASA（ALT）的作用、責任和權力，并明確劃分和消除其在整個陸軍科技企業中的關系。

1.4 需求生成

建立跨職能小組（CFTs）的目的是作為連接科技界、采購界和需求界的機制--這一作用最初由ASA（ALT）來完成。雖然委員會對在整個陸軍中建立明確的優先事項表示贊賞，但CFTs的作用似乎正在促使大多數科技部門關注近期的重點。這為完成陸軍現代化的目標帶來了一些差距。也就是說，CFTs似乎正在推動能力需求和科技投資與新系統的采購保持一致，并將技術過渡到記錄項目（PORs）。

每個CFT都與現代化的優先事項相一致，并在很大程度上影響了需求的產生和預算分配。雖然CFTs的確切報告結構仍不清楚，但其在推動和領導現代化工作方面的作用--包括影響科技技術投資的決策--使其在整個陸軍科技投資的優先級和分配方面發揮了作用。委員會在這方面的主要關注點是如何選擇技術，使之成熟，并將其納入采購PORs。在AFC成立之前，需求的產生與預算過程是分開的，傳統上由TRADOC作為需求產生的主導指揮。委員會擔心，將與現代化優先事項--生成、驗證和資源有關的需求過程合并到AFC之下，會減少陸軍內部思想交流和資源優化的機會，而在這次合并之前，有多個陸軍組織參與。此外，AFC和CFTs對現代化的關注，加上對科技資源分配的控制，可能導致現代化的近期需求和科技推動能力發展的長期需求之間的沖突。

委員會注意到，CFTs提供的整合和重點反過來又提供了對現代化需求的關注和整個DEVCOM更大的統一性。這種關注使發展司令部及其下屬的ARL能夠在整個陸軍企業中更加橫向地工作。然而，委員會對文件的審查和與陸軍關鍵人員的互動顯示，領導層對科技的責任缺乏重視，而不是目前現代化計劃中設想的那些系統。委員會注意到陸軍需要澄清CFTs的作用，保持對近期和長期投資之間的重要制衡，并確保近期現代化不以長期能力發展為代價。

1.5 美陸軍科技資助趨勢

除了角色和責任以及預算權力的變化外，委員會還審查了科技資金的趨勢，以評估對科技支出的任何潛在或現有影響。委員會發現，經過通貨膨脹調整（2021財年美元不變）的6.1和6.2資金近年來有所下降，而經過通貨膨脹調整的6.3資金和--雖然不適合科技--6.4資金有所增加。如果不是因為國會的預算增加，6.1和6.2資金的減少會更大。這些加分項也推動了6.3和6.4經費的增加。陸軍已經將額外的資源集中在先進技術開發（6.3）和先進組件開發和原型（6.4）的資金上，這與現代化建設更加緊密地結合起來。對資金水平的觀察使委員會推測，科技的創新部分--6.1和6.2資金主要用于的工作--被認為不像現代化那樣重要。

委員會注意到，根據與國防部實驗室和中心人員的交談，科技界對核心資金有一種看法。AFC對分配給DEVCOM實驗室或中心的核心發現或創新資金與現代化工作的科技資金數量提供了混合信號。盡管AFC已經表示支持并希望保持實驗室和中心的核心能力，但在未來的預算中需要更加明確優先次序，否則實驗室和中心可能會繼續認為它們是在與外部伙伴競爭科技資金。此外，自AFC成立以來，對外部組織的依賴已經明顯地、適當地增加了，但同時也需要考慮對重要的內部實驗室和中心的穩定感。

考慮到對現代化的依賴程度增加，以及陸軍科技部門的現代化和創新支出比例為60/40的既定目標，委員會擔心，過于關注近期的現代化，專注于漸進式的變化，會因為長期和革命性的科技項目資金不足而造成未來能力發展上的差距。雖然委員會認為科技的60/40比例是謹慎的（見第2章的結論），但需要有機制來確保科技資金在未來的發展中保持安全，陸軍應采納國防科學委員會的建議，將科技資金增加到陸軍最高預算的3.4%。

1.6 科技領導的需要

上述每個問題都可以通過在陸軍內部建立一個明確的科技領導和 "倡導者 "來解決。委員會建議在秘書處內設立一個科技主管，作為專家和倡導者，監督科技政策并審查其執行情況。這一角色將能夠同時解決陸軍各部門之間的爭議，并確保在陸軍科技企業中倡導科技資源分配。

1.7 科技創新與勞動力

委員會認識到科技與創新之間的聯系，認識到創新對超越近似對手的關鍵需求，認識到科技人員在推動創新方面發揮的核心作用，調查了軍隊科技創新的狀況。這包括重組對科技創新和相關科技人員隊伍的影響。創新可能是對優先武器系統內能力的離散改進（例如，新的隱形涂層或高超音速結構材料的可制造性）或全新的革命性能力（例如，隱形、GPS或5G）。探索新概念的自由，即使心中沒有明確的過渡，對創新也是至關重要的，并由科技投資來驅動，從而形成新的能力和被授權的科技人員隊伍。本報告第3章重點關注創新和科技隊伍，并概述了澄清與外部團體接觸的步驟，連接軍隊和科技界，管理和維持科技隊伍，以及平衡現代化與創新。

1.8 澄清與外部團體的接觸

盡管AFC增加了校外參與，但對于科技界的許多人來說，參與陸軍研究和進行研究的途徑和機制可能是混亂的。雖然AFC網站上有相關信息，但它可以澄清聯絡點、現有的參與機會以及對AFC內部研究工作的解釋。這對那些不熟悉為陸軍工作的小型企業和研究組織來說尤其具有挑戰性，因為他們不熟悉為陸軍工作，或者缺乏處理政府和陸軍關系的專業人員。

然而，委員會注意到，AFC仍然是一個新的組織。在AFC的一些組成組織中，有一些例子或最佳做法，如陸軍應用實驗室，它利用非傳統的合作伙伴。委員會建議，AFC開發一個中央陸軍資源網站，以便與外部組織建立伙伴關系，提供信息和參與點。

1.9 連接到更廣泛的陸軍科技社區

在美陸軍和國防部（DoD）之外的美國科技界及其資助的活動是廣泛的；工業界在技術發展方面的支出遠遠超過了政府。雖然陸軍內部的科技管道很強大，但陸軍與這個更廣泛的社區的聯系將使其能夠利用和發揮這種研究。陸軍只有幾個大學附屬研究中心（UARCs）。它們有特定的章程，并在整個RDT&E預算類別中享有良好的聲譽。雖然陸軍研究辦公室對贊助學術研究負有主要責任，但當大學附屬研究中心在其特定的章程中看到與學術機構合作的機會時，應予以鼓勵。此外，UARC也可以在研究與發展工程中心和其他機構中找到自然的合作伙伴。

對操作者需求的認識在調整科技以滿足未來能力需求方面也是至關重要的。委員會看到了強有力的證據，陸軍正在積極尋求操作人員對科技界的投入，以確定需求和能力發展。融合項目和點燃團隊計劃是這種互動的優秀范例。委員會鼓勵這些互動和它們的擴展，同時平衡近期的需求認知和科技的研究和創新責任。委員會還鼓勵AFC/DEVCOM和國防部感興趣的團體之間繼續接觸，以加強交叉合作，分享想法和發展伙伴關系，幫助最大限度地減少重復工作。

1.10 管理勞動力

為了使陸軍在創新和科技方面保持優勢，一支強大的技術隊伍對于將現場需求轉化為技術并與學術界和工業界保持緊密聯系以利用專業知識來填補關鍵的差距是必不可少的；換句話說，為陸軍保持一個技術能力的 "聰明買家"。一段時間以來，技術人員的招募和保留一直是陸軍和國防部的關鍵問題，有必要制定一個明確的勞動力發展計劃來建立和維持勞動力。AFC應制定并明確闡述高技術職業的勞動力發展計劃和結構。這個勞動力發展計劃應明確界定技術職業道路，從本科生到高級文職技術領導。此外，它應該允許這些勞動力有意義地參與、合作，不僅向工業界和學術界的合作伙伴學習，而且利用這些新發現的知識來實現有意義的變革，使科技企業能夠長期繁榮發展。陸軍實驗室主任作為科學和技術重塑實驗室擁有許多權力，他們需要被授權利用所有這些權力來維持和發展科技人員隊伍。

1.11 平衡現代化與創新

第3章重申了第2章首次強調的平衡現代化和創新的重要性，但從陸軍科技企業創新的角度來看。陸軍無法完全預測未來的威脅，因此科技投資需要足夠廣泛，以對沖不確定的未來。現代化主要側重于對特定系統的工程改進，而科技主要側重于發現和探索，這對推動長期能力發展的創新至關重要。明確劃分現代化和創新的科技計劃對于兩者的成功至關重要。科技和能力發展之間的直接聯系在開始時并不總是很清楚，但陸軍需要允許科技人員追求這些創新。

1.12 威脅

自二戰結束以來，創新和領先的科技隊伍對美國軍隊超越對手的能力至關重要。隱形技術、全球定位系統、精確彈藥、自主和無人系統，以及20世紀末和21世紀初的其他一些決定性軍事技術，都是早期科技的長期成果，也是一支擁有自由度和資源來尋求創新以確保美國軍隊超越對手的員工隊伍的成果。從本質上講，創新和科技投資使美國軍隊，以及陸軍，成為美國對手被迫適應的威脅。

二、建議

建議。美陸軍部長和陸軍參謀長應根據《2019財年國防授權法》第1068(b)(3)條和2020年11月16日陸軍指令2020-15（實現持久現代化）的指示，明確劃分和消除陸軍科技計劃在AFC和ASA（ALT）之間的角色和責任。陸軍還應該明確劃分跨職能小組在AFC、DEVCOM和ASA（ALT）方面的作用和責任。

建議。為了確保科學技術（S&T）的有效過渡，以支持美陸軍現代化的優先事項，展示領導層對未來陸軍能力的支持，支持強大的陸軍創新和技術發現工作，并保證在最關鍵的地方有可行的校內RDT&E能力，陸軍應該為科技（6.1，6.2和6.3）預算水平進行規劃和申請，至少要像國會每年增加陸軍科技一樣，反映整個陸軍現代化時期的實際增長。此外，科技撥款應該有40%用于創新和發現研究（6.1和一些6.2），60%用于陸軍現代化的優先事項（一些6.2和6.3）。這種分配應定期進行評估，以確保它能繼續滿足陸軍在現代化、創新和技術發現方面的交叉需求。

建議。美陸軍部長應在秘書處內指定一名科學技術（S&T）執行官，作為專家和倡導者，監督科技政策并審查其執行。美陸軍部長應尋求AFC和ASA（ALT）的聯合建議，以確定和編纂該執行官的權力和責任。這個被授權的科技領導者應該幫助解決AFC和ASA（ALT）的角色和責任不明確的問題，并確保近期、中期和長期優先事項的平衡，以及校內和校外的科技績效。這名高管應該是一名高級文職人員（SES/SL級別），具有很強的科技技術背景和科技界的工作經驗，并對美陸軍內科技的成功負責任。

建議。雖然 "一站式服務"可能不是一個切實可行的解決方案，但AFC應加強努力，確保在描述基礎研究的機會以及填補現代化和研究空白所需的新技術過渡時，其戰略信息的一致性和簡單性。AFC應該尋找方法使那些不熟悉陸軍的人更容易與他們進行合作。ERDCWERX是DEFENSEWERX和美國陸軍工程研究與發展中心之間的合作項目，是這類舉措的一個典型例子。

建議。委員會強調了利益共同體（CoI）在美國防部范圍內的科學和技術中所發揮的關鍵作用。雖然與利益共同體的一些接觸正在進行中（即通過與整個科技企業的主題專家的接觸），委員會鼓勵美陸軍通過AFC和DEVCOM重新致力于利益共同體的接觸。

建議。AFC應該在美國科學技術（S&T）生態系統內建立更多的聯系，以利用工業、學術和其他國防部組織的投資和技術創新，從而避免重復投資并最大限度地利用非政府的發展。它應該考慮更多地使用類似于國防高級研究計劃局 "大挑戰 "的競賽，作為一種機制來吸引工業界、學術界和其他科技界的參與。

建議。美陸軍領導層應確保實驗室主任獲得授權和有效的資源，以培養他們的勞動力，并有權利用賦予他們的所有科學和技術再創新實驗室（STRL）的權力。陸軍領導層應建立衡量STRL資金有效性的指標，并確保實驗室主任充分利用其資源來管理各自的工作隊伍。

建議。AFC應該確保其領導層不僅為現代化和研究優先事項提供一致的指導，而且積極鼓勵在各級科技人員中進行適當的授權和分散執行，以減少混亂，確保陸軍科技有一個明確的愿景，并確保以更高的質量和更低的成本交付能力。

建議。為了鼓勵創新文化，使陸軍能夠 "成為威脅"，也為了提高衡量創新的能力，AFC應該調查并實施業界公認的推動創新的最佳做法，包括領導層對創新的承諾，對實施新方法解決問題的獎勵，以及明確的責任線和問責制，而不僅僅是分配更多的資金。

支持這些建議的結果和結論可以在報告的正文中找到。

小型無人駕駛飛機系統（sUAS）的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用，同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制，小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空，此外美國對手可能在美國防部設施上空運行，在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。

為了應對這一挑戰，美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資，以解決無人機系統帶來的直接風險；然而，這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求，但它也帶來了挑戰，使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰，美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。

2019年11月，美國防部長指定陸軍部長（SECARMY）為國防部反小型無人機系統（C-sUAS，無人機1、2、3組）的執行機構（EA）。作為執行機構，SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室（JCO），該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動，以促進整個部門的統一努力。

美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架，以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標：（1）通過創新和合作加強聯合部隊，以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施；（2）開發物資和非物資解決方案，以促進國防部任務的安全和可靠執行，并剝奪對手阻礙實現目標的能力；以及（3）建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系，保護其在國內外的利益。

美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標：準備好部隊；保衛部隊；和建立團隊。為了準備好部隊，國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力，并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案，以滿足新的需求。為了保衛部隊，國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付，并同步發展作戰概念和理論。最后，作為全球首選的軍事伙伴，國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊，建立新的伙伴關系，并擴大信息共享，以應對新的挑戰。

通過實施這一戰略，美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案，以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。