本報告回答了美國陸軍未來司令部司令詹姆斯-雷尼(James E. Rainey)上將根據現有的公開資料和對主題專家的訪談提出的戰略問題。
到 2040 年,技術上可行、軍事上相關、倫理上可接受的人機協同應用可能有哪些?
有哪些可能的法律和倫理影響會推動需求或產生限制?從現在到 2040 年,這些影響可能會發生哪些變化?
以陸軍為重點的跨領域人機協同的未來如何?
在整個作戰功能范圍內利用自主系統并確定其優先次序的決定因素可能是什么?
從現在到 2040 年,關于在戰斗中使用自主系統的國際和社會規范可能會如何演變?
到 2040 年,人機協作(HMT)的應用極有可能(71%-85%)跨越四個階段,而不是一個階段。大多數應用將具有軍事相關性和技術可行性,一些應用在倫理上是可以接受的,這取決于可能出臺的各種管理政策(56-70%)以及競爭連續體的狀況。
四個連續體是 (完整定義見附件 G):
社交互動程度:非社交用戶界面與社交用戶界面。非社交系統在設計上無法與人類或其他系統進行會話式交互(例如:Uber 司機界面),而社交系統的用戶界面在設計上能夠理解和響應社交線索,具有邏輯會話能力,并能模擬類似人類的行為(例如:生成式預訓練轉換器(ChatGPT))
自主程度:人在環內(HITL)到人在環外(HOOTL)。從 “人在環內”(HITL)(例如:先進野戰炮兵戰術數據系統)到 “人在環上”(HOTL)(例如:愛國者系統或近程武器系統(CWIS)),再到“人在環外” (HOOTL)(例如:完全致命的自主武器)。
能力水平: 狹義與廣義人工智能(AI)。狹義人工智能是指當前大多數人工智能技術都是為一種特定應用而設計的(例如:語音或面部識別),而廣義人工智能則是指一種應用是為同時管理多種任務而設計的(例如:數字智能分析)。
機器人技術水平:從非機器人到機器人。不能實際觸摸的非機器人系統(例如:Alexa)與可以看到但不能觸摸的全息表示系統(例如:光環視頻游戲中的 Cortana)相比,主要是可以觸摸并與物理世界互動的機器人系統(例如:敏捷移動機器人 Spot?)
當今的絕大多數應用主要是非社交性的,大多具有 HITL 級別的自主性、“狹隘的 ”單一任務人工智能以及遠非機器人的自動化功能。相反,到 2040 年,許多與軍事相關的系統,包括一些最重要的系統,如指揮與控制 (C2) 和情報系統,將很有可能擁有社交用戶界面,在實現 HOTL 自主性方面取得重大進展,表現出廣泛、多功能的人工智能品質和類似人類的認知能力,并在整個作戰功能 (WFF) 方面向機器人系統大幅邁進(見圖 1)。
圖 1:描述了所有世界飛行任務中 HMT 應用的總體情況。團隊通過對當前人機協作戰略和技術的綜合分析、個人經驗以及對大型軍事組織未來需求的研究,對 HMT 進行了調查。對這些發現進行了綜合,并結合對前瞻性 HMT 文獻的回顧,確定了系統的關鍵連續性。最后,使用 “小組技術”(Nominal Group Technique)對每個組成部分之間的關系進行了評估,并通過構成本研究主體的 30 份單獨報告進行了交叉檢查。最終得分以平均值為基礎,旨在顯示各連續性隨時間推移而發生變化的程度。
上文概述了各連續體與軍事相關的 HMT,下面是一些具體例子,說明根據研究結果,在不同的 WFF 中,應用可能會有怎樣的趨勢。
指揮與控制 (C2)
支持 HMT 的 C2 應用程序很可能會發生重大變化,包括增加具有廣泛人工智能功能的社交界面平臺,以及主要由 HOTL 自主操作。許多參謀人員可能不會與指揮官一起出現在戰術作戰中心。相反,他們將被在分散地點工作的智能體所取代或增強,這些智能體能夠通過虛擬現實(VR)或增強現實(AR)設備提供實時數據(見圖 2)。這種虛擬戰術作戰中心(V-TOC)很可能通過整合 6G 通信網絡、邊緣人工智能技術、神經形態計算和先進的全息顯示技術等一系列應用來實現。這些使能技術的集成可能會為 HMT 提供更準確的關于對手、威脅以及可用資產和潛在行動方案的共同行動圖景。
圖 2:虛擬戰術作戰中心 (V-TOC) 描繪了未來分布式作戰環境中的指揮通信能力。來源:Fiverr
社交用戶界面最近以驚人的方式展示了其吸引力。根據布魯金斯的研究,為 ChatGPT(有史以來增長最快的應用)等平臺提供動力的大型語言模型(LLM)的需求正推動計算開發每六個月翻一番,這表明了更多基于社交的界面的發展趨勢。
包括英特爾網絡與邊緣事業部高級副總裁尼克-麥基翁在內的行業專家預計,6G 可能會在 2030 年左右推出。6G 網絡將可能為邊緣人工智能系統的運行提供必要的網絡,非常適合在大規模作戰(LSCO)中維持分散地點的 C2,并提供先進全息顯示器所需的基礎設施和帶寬(見圖 3)。
IBM 的技術專家還預測,Edge AI 與其神經形態計算芯片的集成將支持未來的任務指揮系統,為野外環境中無縫操作所需的軟件能力提供速度、效率和安全性,并支持 AR 和 VR 圖像等高性能應用。
圖 3:支持 6G 和邊緣的作戰中心。資料來源:Team Singularity MidJourney
情報
到 2040 年,支持情報 WFF 的應用程序極有可能利用 AR 顯示屏和人工智能可視化工具的進步,擁有更具社交互動性和直觀性的界面,以及可定制的儀表板。6G 網絡能力、升級的傳感器技術(見圖 4)和全息技術的進步將為基礎廣泛的人工智能系統提供更多功能,能夠通過融合所有傳感器數據提供實時威脅分析和態勢感知。情報在自主性方面可能會略有變化,仍然是 HOTL,由虛擬分析師從分散的地點進行收集、分析和提供建議。情報可能會在機器人方面略有進步,主要是通過先進的全息三維顯示器,為指揮官提供個性化的作戰環境視圖。
圖 4:未來情報在社會和廣泛領域的增長最快
根據 PEW 的研究,50% 以上的千禧一代依賴能通過語音指令執行日常任務的數字助理,這表明了更多基于社交的界面設備的快速發展趨勢。三星、蘋果、亞馬遜和谷歌等公司繼續投入巨資,將此類語音技術與 ChatGPT 等人工智能應用集成在一起。
專業化的硬件和軟件套件,如研究實驗室的全息顯示器和 Field Lab 的固態光顯示器計劃,提供了比當今觸摸屏顯示器更先進、更高效的硬件。情報方面的商業投資和研究將提供原型,這對國防部門的分析人員也同樣有益。
未來的先進顯示屏很可能是多種用戶界面的組合,例如 Touchpoint 的 “無屏幕 ”觸摸功能、三星的可折疊柔性屏幕、寶馬的語音控制概念車,甚至是 3D 視覺圖像。
移動與機動 (M2)
支持與 M2 相關的 HMT 的應用極有可能涉及大幅提高人機協作的集成度,讓機器人作為有機資產與人類士兵協作。由于機器人和自主系統 (RAS)、液態神經網絡 (LNN) 和腦機接口 (BCI) 的進步,M2 WFF 極有可能包括更多的社交界面、廣泛的功能和 HOTL 自主性,但受到電池電量的限制(見圖 5)。
圖 5:移動和機動WFF所有四個連續體的整合與進展。
維護
2030 年至 2040 年期間,維護應用中的機器人化和自動化程度極有可能大幅提高(見圖 6)。邊緣人工智能計算、6G 網絡可用性、RAS 和 LNN 等新興技術將可能支持先進的機器人技術,能夠自主執行各種與維護相關的任務,同時利用母艦方法提高維護效率,并通過更長的通信線路改善操作范圍。此外,它可能會利用更多基于社交的界面設備,并適度改變廣泛的人工智能能力。在六項聯合職能中,維護行動最有可能成為人工智能和自主系統(AS)技術應用的速贏領域。
圖 6:“可持續發展 ”的未來趨勢是:機器人和自主性大幅提高,社會性和廣泛性適度提高。
據麥肯錫稱,人工智能和機器學習正在使供應鏈自動化,以學習和預期用戶活動。預測分析利用數據挖掘、預測建模和機器學習來分析過去和當前的事實,從而預測波動和中斷,使供應鏈實現自動化。這使得人工智能供應鏈的效率提高了 65%以上,同時降低了風險和總體成本。
就在 2023 年 4 月,麻省理工學院(MIT)的研究人員利用大腦啟發的 LNN 展示了無人機自主導航的新進展,LNN 是一種強大的機器學習模型,可以在工作中學習并適應不斷變化的條件,是當今 LLM 的進化。這一進步支持在看不見或不熟悉的環境中自主飛行和駕駛,為未來的人機團隊做出了貢獻(見圖 7)。
圖 7:麻省理工學院無人機利用液態神經網絡導航未知環境。
火力
2040年的火力應用極有可能在機器人技術和人工智能方面取得重大進展,并在各領域和WFF之間進行整合,以自主確定優先次序并使用自導彈藥攻擊敵方目標(見圖8)。由于集成了多個狹義傳感器,這些傳感器為廣義情報和 C2 決策網絡提供信息,因此火力 WFF 也極有可能包括適度增加的社交用戶界面平臺,為目標選擇和交戰提供視覺和聽覺反饋,以及適度增加的廣義人工智能。在邊緣人工智能和 6G 網絡的配合下,神經形態計算的進步將使機器人和先進平臺能夠從以往的交戰中學習,適應不斷變化的戰場條件,并優化其射擊方案,以最大限度地減少附帶損害。
圖 8:火力的未來趨勢略微偏向于社交化和廣泛性,而明顯更偏向于機器人。
諾基亞貝爾實驗室核心研究部總裁彼得-維特(Peter Vetter)認為,6G 將為未來的軍隊提供前所未有的對周圍環境的感知能力。這將極有可能連接傳感器、可穿戴設備、機器人、有人駕駛和無人駕駛車輛以及使用云計算和邊緣計算的物聯網(IoT)設備網絡,減少傳輸和處理數據所需的帶寬和時間,連接軍事物聯網。
正在進行的俄烏戰爭推動了所有四個 “火力 ”連續體的重大技術改進。例如,《福布斯》2023 年的一篇文章強調了烏克蘭最近的行動,開發人員在烏克蘭制造了自主無人機,能夠在沒有人類監督的情況下發現和攻擊目標。
同樣,澳大利亞陸軍退役少將、戰略家米克-瑞安(Mick Ryan)也表示: “烏克蘭戰爭中出現的自主系統......已經證明了它們在一系列致命和非致命任務中的實用性......我們應該期待在這場戰爭之后看到進一步的擴散。”
蘭德公司在 2023 年的一份報告中討論了開發三類機器人能力的可能性,這些機器人是根據世界火力論壇的需求量身定制的:炮兵偵察機器人、攻擊機器人和炮兵火力機器人。作者指出,炮兵火力機器人的時速可能達到 30 英里/小時,配備 120 毫米火炮和 60 發子彈的自動裝彈機,并確保每分鐘 15 發子彈的發射速度。
保護
支持 HMT 的保護應用極有可能涉及非常先進的 RAS 和主要的 HOTL 自主性,因為這些應用主要是防御性的,需要更快的響應時間和最少的人工判斷。未來的防護極有可能分為實體防護和網絡防御防護(見圖 9)。物理防護很可能包括機器人團隊,由用于觀察的空中無人機、用于物理防護的地面機器人和攔截導彈的車輛組成,但也可用作無人機和機器人的動力源。網絡領域的防護將可能由協同工作的自主智能網絡防御情報體(AICA)組成,它們能夠共同探測網絡攻擊,制定適當的反制措施,并在戰術上運行和調整其執行。機器人技術、邊緣人工智能、更新的神經形態芯片和同態加密技術的快速發展,可能會推動物理和網絡領域的這些進步。
圖 9:未來的保護趨勢在其余三個連續體中更加社會化和溫和。
根據蘭德公司 2020 年的一份報告,將人類轉移到 “環上 ”和 “環外 ”位置的動機是存在的。主要是在防御系統需要快速應對來襲威脅的情況下,每次交戰都需要人類授權可能會減慢系統的運行速度,削弱消除威脅的能力。特別是在對手利用自己的高速人工智能系統的情況下,人在環內的方法有可能在競爭中處于劣勢。
北約科技組織研究小組主席科特博士認為,人工智能系統是必要的,因為人類是網絡世界中最薄弱的環節。因為人類是網絡世界中最薄弱的環節,而人類戰士沒有必要的技能或時間在本地執行網絡防御。在本地進行網絡防御所需的技能或時間。
隨著 Splunk 和 Microsoft Sentinel 等工具的進一步發展,可以從各種來源中獲取日志。隨著 Splunk 和 Microsoft Sentinel 等工具的進一步發展,它們可以從各種來源獲取日志來管理合規性和威脅。不僅能學習用戶模式和識別異常,還能與安全專業人員互動,挫敗實時攻擊。人工智能技術傳感器、應用程序和設備的改進將極有可能促進更精簡的作戰 功能界面,能夠快速、準確地傳達關鍵的目標數據,理解并與目標進行互動。目標數據,了解 HMT 操作員并與之互動。
有哪些可能的法律和倫理影響會推動要求或產生限制?從現在到 2040 年,這些影響可能會發生哪些變化?
可能驅動要求或產生限制的法律和道德影響與 “信任 ”息息相關。
根據美國負責任人工智能(RAI)政策,可信度的關鍵因素包括展示可靠治理的能力。
1.目前,國際上缺乏對人工智能、機器和機器人的標準化管理,從現在到 2035 年,不太可能(31-45%)有可執行的人工智能國際管理標準。美國、歐盟和中國各自都在不同的監管理論中發揮著主導作用,其中大部分理論都以倫理和政策為基礎。
2.盡管對手已經證明他們愿意使用致命武器,但道德標準以及對國際人道主義法、武裝沖突法和正義戰爭理論(Jus in bellum)的遵守很可能會限制使用致命武器的傾向。
3.從現在到 2040 年,人們對人工智能系統和 HMT 的信任度很可能會提高,這是因為最近對這一主題的強調,包括需要優先建立具有透明度、可解釋性、可審計性和可靠性的系統和團隊。
4.一些值得關注的領域是人工智能系統開發和管理方面的信任差距,包括:
跨領域人機協作的未來是什么?
未來跨領域人機協作的發展極有可能以三項人機工作為基礎。每項工作都是一個獨特的研究、開發和投資領域。雖然每項工作都可能有主要的研究重點,但整合是獲得超配的關鍵。
人機協作(HRT)。人機協作概念的核心是人類與機器人之間的合作關系,以及學習和了解人類如何與機器人進行有效互動。這涉及開發人類的技能和能力,以管理和分配任務給一個龐大的機器人團隊,以及與它們進行溝通和協作。這一跨學科領域需要系統工程、認知科學和計算機科學等不同學科的投入和專業知識。
人類-人工智能編隊(HAIT)。隨著團隊的發展,采用先進的人工智能形式越來越普遍。人類與人工智能的融合對于有效的戰略規劃、運營規劃和未來活動分析至關重要。這涉及一種不同于人機協作的特殊分析重點。
人力增強(HA)。人類增強是人類與機器之間的一種獨特合作形式,在這種合作中,人類與機器作為一個統一的實體發揮作用。其主要目的是通過結合機械、可穿戴和植入技術來提高人類現有的身體和認知能力。這種合作只專注于增強人的能力。
跨領域和 WFF 的優先人機技術重點領域
所有三個人機研究領域在戰爭的各個領域都大有可為;它們之間的協同作用將大大提高未來部隊的殺傷力和可持續性(見圖 10)。
圖 10:2025-2040 年間各領域和 WFF 的 HMT 預測趨勢。
在整個作戰職能范圍內利用自主系統并確定其優先次序的決定因素可能是什么?
在整個 WFF 范圍內利用自主系統并確定其優先次序的可能決定因素是:在技術進步的同時開發必要的使能應用;提供資源以支持最相關的應用;訓練有素、隨時待命的操作員具備支持有效 HMT 的必要技能;以及在競爭過程中遵守管理和道德標準(見 Mind Meister 圖 11)。商業研究與開發將繼續推動創新,使其具有適用于整個世界未來戰場的軍事相關能力。
圖 11:交互式思維導圖過程的完整和濃縮描述。
本文探討了俄烏戰爭(2022-2024 年)中無人駕駛飛行器(UAV)的使用是否構成軍事事務革命(RMA)。通過分析整個沖突期間的無人機行動,本研究評估了新武器、新組織和新戰爭方式的出現--科恩的 RMA 框架確立了這三項標準。研究發現,無人機在這場沖突中的應用代表了一種 RMA,具體表現為各種無人機技術的擴散、烏克蘭專門無人系統部隊的建立--世界上第一個獨立的無人系統軍事部門--以及包括無人機群和人工智能瞄準在內的新作戰概念的出現。本研究利用烏克蘭無人機行動的大量文獻資料和軍事創新理論,展示了無人系統如何改變現代戰爭。研究結果對軍事現代化,尤其是對美國陸軍具有重大意義。本論文建議成立專門的無人系統分部,為無人機飽和的戰場開發新的作戰概念,并將采購戰略轉向可減員系統,以便在無人戰爭無處不在的時代保持軍事效率。
烏克蘭創新性地使用無人機來對抗俄羅斯的常規軍事優勢,以及俄羅斯快速發展自己的無人機技術,都有可能為其他沖突提供借鑒,包括美國與中國等近鄰競爭對手之間的潛在對抗。在大國競爭重新抬頭的時代,了解強國和弱國如何利用無人機對于制定有效的戰略和能力至關重要。俄烏戰爭中低成本、商業化無人機的廣泛使用表明,無人機技術正在使更多國家和非國家行為體獲得復雜的空中力量能力。胡塞武裝在 2023 年 10 月以色列-哈馬斯戰爭后開始的針對商業航運的行動中使用了這種系統,這就是廉價無人機的引入如何改變戰爭的一個例子。廉價無人機在非國家行為者中的普及使他們能夠對敵人造成嚴重破壞,但這也會使他們容易受到同行組織的無人機攻擊。國家和非國家行為體廉價無人機系統的擴散對未來沖突、反恐努力和全球穩定具有重大影響。這可能需要對防空、部隊保護和行動安全采取新的方法。
無人飛行器的自主性和殺傷力不斷增強,對未來戰爭提出了重要的倫理和法律問題。人類對致命自主武器系統的控制、平民傷亡增加的可能性以及降低使用武力的門檻等問題都需要認真考慮。俄烏戰爭提供了具體的例子,可以為這些重要的辯論提供參考。在烏克蘭,低成本無人機在對抗昂貴的常規軍事硬件時表現出的有效性挑戰了傳統的軍事采購成本效益觀念。這可能促使國防開支的優先次序和工業生產發生重大轉變。它還可能加速反無人機技術的發展,從而有可能引發該領域的新一輪軍備競賽。
正如在烏克蘭所看到的那樣,將無人機融入各級軍事行動可能需要對軍事組織結構、培訓計劃、甚至征兵策略做出重大改變。了解這些組織方面的挑戰和適應性對于尋求有效利用無人機能力的軍隊來說至關重要。對于美軍,特別是陸軍來說,全面了解俄烏戰爭中無人機的使用情況對于為正在進行的現代化工作提供信息至關重要。這場沖突提供了關于各種無人機類型和使用策略的有效性的真實數據,以及對潛在弱點和應對措施的深入了解。這些信息有助于制定從研發重點到戰術理論的決策。分析烏克蘭無人機能力和戰術的快速演變可以為該領域未來的潛在發展提供寶貴的見解。這有助于決策者、軍事規劃人員和分析人員預測與無人機技術相關的新威脅和機遇。
總之,在俄烏戰爭中使用無人機是了解現代戰爭潛在轉變的重要案例研究。無論這些系統被證明是真正的革命性還是僅僅是重要的進化步驟,在未來數年中,軍事事務和國際關系的多個領域都將感受到它們的影響。因此,要制定有效的戰略、政策和能力來應對無人機技術擴散帶來的挑戰和機遇,就必須對這場沖突進行嚴謹的分析。
1.新武器
在俄烏戰爭中,出現并迅速發展了各種無人機技術,這些技術在科恩的框架中被稱為 “新武器”。這些新武器包括:低成本、商業化的軍用無人機的普及;開發出具有更強能力的專用軍用無人機;將人工智能和機器學習整合到無人機系統中;閑逛彈藥和神風特攻隊無人機作為戰略打擊資產出現;以及使用無人機群來壓制防御。這些技術創新極大地擴展了空中力量的可獲取性和可負擔性,使國家和非國家行為者都能部署大量可攻擊系統。
2.新組織
無人機的重要性與日俱增,推動了重大的組織變革,包括創建烏克蘭專門的無人系統部隊作為一個獨立的軍種,在現有的部隊結構中發展專門的無人機部隊和小組,實施為無人機行動量身定制的新的培訓和招募方法,以及將民間志愿者和組織納入無人機采購和行動。這些組織變革反映了對軍事力量結構應如何有效利用無人系統的根本性重新思考。
3.新的戰爭方式
無人機催生了新的作戰概念和戰術,包括縱向和橫向擴大戰場、模糊傳統戰線、利用持續監視和精確打擊制造心理壓力、將無人機與常規武器系統集成以提高效能、采用蜂群戰術壓垮敵方防御,以及快速傳播無人機拍攝的信息戰和公共信息。這些發展與以往的戰爭大相徑庭,改變了多領域作戰的特點。
本文回顧了太空-網絡關系最近作為一個獨特的作戰領域的出現(在俄羅斯烏克蘭戰爭期間得到鞏固),并分析了(缺失的)太空-網絡戰爭法律。文章進一步提出了在當代地緣政治和多邊規則制定困難的制約下制定規范和規則的路線圖。天基基礎設施對現代軍事和經濟至關重要,因此也成為首要目標。雖然只有四個國家擁有反衛星導彈(美國、俄羅斯、中國和印度),但網絡攻擊所需的資金和技術復雜程度要低得多,而且也可以由非國家組織發起。它們是強大的非對稱武器,允許攻擊者掩蓋其蹤跡,使被攻擊國家無法確定歸屬,從而使報復和威懾具有挑戰性。烏克蘭戰爭被一些人稱為 “第一場太空-網絡戰爭”,它首次將天基服務作為軍事行動的目標。值得注意的是,這是通過網絡攻擊實現的--鑒于俄羅斯也擁有反衛星導彈,這種選擇很有說服力。本文認為,當前的多邊機制不足以應對新的太空-網絡關系,迫切需要建立一個綜合、靈活的多邊機制。考慮到傳統國際立法的僵局和無約束力國際協定的興起,本文建議采用多中心方法來建立制度。多中心治理是諾貝爾獎獲得者埃莉諾-奧斯特羅姆(Elinor Ostrom)在公地治理中倡導的,越來越多地用于應對各種全球集體行動挑戰。因此,本文設想開展多軌外交,由多個論壇提出一系列不具約束力的國際協議,這些協議將共同構成一個可行且靈活的太空-網絡戰爭法律體系,盡管并不完善。
下文第二節回顧了太空--最初保留用于和平目的--作為一個作戰領域的出現,網絡空間作為一個作戰領域的出現,以及最終太空-網絡關系作為一個作戰領域的出現。然后,第三節回顧了各國正在采取的應對太空-網絡關系的措施,包括針對脆弱性和風險出臺政策和標準。在討論國家應對措施之后,將討論國際層面的應對措施。第四節討論了太空、網絡空間和太空-網絡關系等新戰爭領域的戰爭法,表明迫切需要采取綜合的多邊制度。第五節緊隨其后,提出多軌國際立法是為太空-網絡戰爭領域引入多邊規范和規則的可行途徑。這強調了一種多中心的方法,包括多個部分重疊的論壇(包括多方利益攸關方論壇),并主要介紹了不具約束力的國際協定和其他文書,總體而言,這些協定和文書有助于達成共識和建立規范。第六節總結了本文的主要觀點。
在未來 15 年內,人工智能(AI)、生物技術、量子技術、納米技術、神經技術、自主技術、機器人技術和信息技術將如何、何時以及在何處以與美國陸軍相關的方式融合?
根據 31 項可能在所有 8 個指定學科中出現的創新,至少有 6 項不同的、實質性的技術融合也有可能在未來 15 年內出現,并與美國陸軍相關。
研究小組注意到,31 項創新的無限制融合有可能產生 1.7069174e+46 種可能的結果。盡管如此,在使用名義組技術、時間序列分析、網絡分析和直覺進行分析的基礎上,團隊將結果縮小到了他們最有信心的六種融合,這些融合符合三個目標:重要、軍事相關和發生在 2035 年或之前。
一個令人信服的元分析結果是,機器人技術、人工智能和自主系統可能會從它們和其他學科的創新中獲益最多,緊隨其后的是生物技術、信息技術和量子技術。剩下的兩個學科,即神經技術和納米技術,似乎并沒有從其他學科的創新中獲得巨大收益;但是,它們是其他領域進步的重要推動者。
在已確定的六項融合中,涉及特定學科架構和信息技術的融合至關重要,其次是人工智能、虛擬應用和物理設備或過程。主要發現如下
到 2035 年,信息技術架構、人工智能、量子技術、自主技術和納米技術的創新極有可能實現信息處理和網絡的去中心化人工智能管理。強大的 PON 將提供未來的數據可用性,量子互聯網將提供網絡安全以及數據保密性和數據完整性。在同一時間段內,物聯網(IoT)設備的處理能力將使分布式和邊緣處理得以分散,并由人工智能進行遠程管理。推動這一融合的是一系列研究計劃和最新成果。具體來說
據 Lee Billings 2017 年 6 月 15 日在《科學美國人》上的報道,中國在 1200 公里的距離上從太空進行了量子糾纏。
位于紐約長島的量子信息科學(QIS)研究中心(由布魯克海文國家實驗室(BNL)、石溪大學(SBU)和 Qunnect 公司首席技術官 Mael Flament 合作組成)報告說,他們可以在 60 英里的光纖網絡上持續進行量子糾纏。他們還將在 2020 年中期測試商用量子中繼器和量子存儲器,預計將于 2022 年投放市場。
據《寬帶技術報告》2019 年 3 月 20 日報道,美國 PON 正在從 2.5G PON 升級到 10G PON,下一步將升級到 25G PON,可能還會升級到 50G PON。相比之下,中國電信美洲分公司報告稱,中國已經擁有 100G 鏈路,并正在向其光網絡 2.0 過渡,該網絡將提供 200G 和 400G。
可能的應用案例: 量子互聯網可提供安全、受保護的數據,實現保密性、完整性和可用性(CIA)。強大的 PON 架構可提供超配、網絡敏捷性和網絡機動性,以便在 2030 年至 2035 年期間開展進攻性和防御性網絡行動,并在網絡戰領域取得勝利。
未來 15 年內,納米技術、神經技術、生物技術、信息技術、量子技術和人工智能的創新極有可能實現人機界面的大規模生產,從而減少甚至消除移動設備視覺/觸摸界面的使用。在同一時間段內,增強現實(AR)護目鏡和隱形眼鏡等非侵入性設備將讓位于侵入性植入物,如仿生角膜替代物和更先進的非侵入性腦計算機接口(BCI)選項。最近的各種研究計劃和新產品都支持這一結論。具體來說 - CNET 高級編輯斯科特-斯坦恩(Scott Stein)在 2020 年初親自測試了可實現夜視和微屏幕顯示功能的智能隱形眼鏡工作原型,如上圖所示。
根據最近發布的一份新聞稿,法國亞特蘭蒂克工程學院(IMT Atlantique)開發出一種方法,將透明、柔性石墨烯基電源融入隱形眼鏡,可為 LED 供電數小時。
深圳大學和南洋理工大學的研究人員提出,6G 的速度為 1 太比特/秒,延遲為 0.1 毫秒,這將使協作式人工智能能夠以比人類更快的速度進行交流、思考和報告變化。
可能的應用案例: 這種融合將帶來新的進步,如物理集成的抬頭顯示器(HUD),可自動識別和標記士兵視野中的敵友和未知事物,而班、排長則可推送 AR 標記,以便集中火力或確定行進路線。
到 2025 年,技術先進國家的大城市可能會通過分散式人工智能、邊緣計算、自主系統和 5G 的融合來整合運營。隨著電信技術的不斷進步,到 2035 年,6G 將與這些技術融合。雖然技術創新是這種融合的主要驅動力,但其他商業和社會因素也會對這種融合產生重大影響。具體來說
C40 城市是 “世界 40 強城市 ”之間達成的一項協議,旨在開辟一條到 2030 年將全球氣溫降低 1.5 攝氏度的道路。C40 表示,創建智慧城市將幫助他們實現目標。全球智慧城市的名單繼續呈指數級增長,這使得 C40 很可能在 2030 年前成為 C100。
IBM 的 Tririga 人工智能平臺利用物聯網收集復雜的聯合建筑數據,為企業提供優化建筑設計、布局、可用性、能源管理和維護的策略。IBM 稱,他們的人工智能可通過自動化節省 20-30% 的建筑能源成本。
西門子技術提供了類似的物聯網平臺,并試圖占領多個城市服務市場。西門子已經展示了在 10 分鐘內將城市周圍的聯合傳感器接入其平臺的便捷性,但表示他們的應用需要低延遲信息,以提高服務的及時性和準確性。2017 年,香港采用西門子物聯網平臺創建了 “智慧城市樞紐”,以此將服務與市民聯系起來。據香港官員報告,自從他們開始使用 “智慧城市樞紐 ”管理服務以來,公共交通成本節省了 20% 以上。
英偉達?(NVIDIA?)的EGX人工智能芯片被用于邊緣計算,通過讓機器學習最接近傳感器或傳感器套件來優化數據管理。他們還將邊緣計算與其城市服務人工智能平臺 Metropolis 以及愛立信的 5G 硬件進行了整合。愛立信報告稱,他們已在全球范圍內簽署了 42 份協議備忘錄,以便在 2025 年前整合這項技術。
可能的應用案例: 在智慧城市等復雜領域,分散式自學習智能所固有的靈活性可被用于建立多領域行動的傳感器到射手架構,用于運營智慧城市的自學習分散式智能可被設計和部署,以學習對手的區域/城市,從而產生潛在的非動能效應。
系統能力(人工智能、信息技術和計算)與機電技術進步(機器人技術)和自主性的融合,將導致機器人群落被用于勘探、系統管理和資源檢索(如采礦、化石燃料鉆探、水合物發現)。隨著資源競爭和技術競爭的加劇,環境惡劣的地方將成為先進機器人應用的理想環境。到 2035 年,這些機器人殖民地可能會在星外、公海上和公海下、沙漠和惡劣環境甚至地下使用。具體來說
2014年,Ecoppa公司的E4機器人系統在沒有水的空曠地帶清潔太陽能電池板。
據科學進步網站 EurekAlert!報道,2017 年,跨國合伙企業 UC3M 正在開發用于城市環境的智能地下機器人 BADGER。目前正在湖泊和水庫的表面建造和維護太陽能電池板。韓國水資源公司(K-water)已經證明,在韓國使用的 100 千瓦和 500 千瓦浮動式太陽能電池板比陸地太陽能電池板的效率高 11%。
雅苒伯克希爾號(Yara Berkshire)是目前正在建造的第一艘自動航運車,預計將于 2022 年在內陸水域精確航行。
荷蘭皇家 IHC 礦業公司正在開發商業化的海底采礦,而挪威大學研究機構 NTNU 則為同樣的工作引入了一種無害環境的方法。
美國國家航空航天局(NASA)繼續探索軌道空間探索或開放式跨導航以及火星研究。
可能的應用案例: 自主機器人群在多個領域迅速開展工作,也許可以在化學襲擊后對一個區域進行凈化,在炮火中修復損壞的設備,或者在士兵和空中或地面作戰中心之間提供 C2 節點。
人工智能、5G(或更高)信息技術和制造創新(3D 打印機)與電池和導航方法、受生物啟發的機器人設計、納米技術軟材料和多機器人合作系統的進步相融合,很可能在 2030 年之前催生出低于探測閾值的小型隱形機器人系統。昂貴且功能強大的軍事平臺很可能會被大量廉價且足夠優秀的系統所取代,這些系統將創造 “戰場質量”。然而,國際社會限制軍用機器人作戰作用的行動,極有可能使國際公約禁止部署致命的自主武器系統。推動這一趨同的因素有很多,既有技術方面的,也有政治方面的。具體來說
高通公司機器人系統校長講席教授、加州大學圣地亞哥分校計算機科學與工程系計算機科學教授亨里克-克里斯滕森(Henrik I. Christensen)博士認為,電池技術的發展將成為機器人能力的關鍵驅動力。石墨烯和鋰離子等電池變體之間的競爭將降低兩者的成本,到 2025 年將為無繩機器人提供多種電源解決方案。
斯坦福大學博士后、生物醫學工程師 Giada Gerboni 博士表示,納米技術和生物技術組織工程融合而成的軟機器人很可能會產生具有獨特傳感、動態響應和移動能力的生物混合系統。
模仿動物群體行為的多機器人合作系統是可行的,也是無人駕駛飛行器的基石。布法羅大學機械與航空航天工程系助理教授蘇瑪-喬杜里(Souma Chowdhury)說:"許多應用都可以使用更簡單、更便宜的大型機器人群,而不是單個價值100萬美元的機器人。
主要國家在利用集體力量遏制競爭對手的同時,也急于鎖定自己的相對優勢,這種務實的外交策略很可能會促成一項國際協議,盡管其中針對戰斗機器人的條款執行力較弱。
可能的應用案例: 大量具有高度靈活性的 “蜂群機器人 ”將在現場實時制造(3D 打印),執行搜索和救援任務。它們將自主工作,輕松適應不斷變化的環境和不可預見的危險,如颶風或地震等自然災害、倒塌的建筑物和戰斗。人工智能將賦予它們在沒有任何基礎設施或中央控制系統的情況下自主工作的能力。
未來十年內,納米技術、生物材料、人工智能增強型材料原型制造、邊緣人工智能芯片計算和第六代電信等領域的創新很可能在 2030 年之前實現可野外部署的自主系統,該系統能夠識別、采集和制造稀土材料,用于在惡劣環境下制造武器系統部件。目前正在開發或生產的一些產品以及一些大規模的研究計劃都支持這種融合。具體來說
初創公司 Cintrine Informatics 利用人工智能平臺預測設計中最適合使用的材料,以及供應鏈中的材料供應情況。松下是 Cintrine 平臺的早期采用者,并承認材料發現速度顯著提高了 25%。
澳大利亞初創公司 Earth AI 展示了利用從商業可用的歷史地形信息和衛星圖像層構建的預測建模機器學習定位稀土材料的能力。為了實現這一目標,Earth AI 公司正在開發一套人工智能自主系統,如蜂擁而至的無人機,這些無人機可將礦區前景信息傳遞給移動式自主鉆機,以便開采礦物。
加拿大人工智能采礦初創公司 Goldspot 已與 100 多家大型采礦公司合作,利用機器學習改進他們的實踐。Goldspot公司預計,由于他們有能力降低傳統礦業公司的成本和進度風險,因此在未來3-5年內,合作關系將呈指數級增長。
2018 年 8 月,著名的技術預測公司 Gartner 預計,智能粉塵的廣泛應用還有 10 多年的時間,但已走上商業化道路。智能粉塵將提供環境數據,使這種分析成為可能。
可能的應用案例: 到 2030 年,長程和短程自主無人機將在惡劣環境下勘探、提取和制造用于生產武器系統部件的材料。
要為美國防部釋放自主、機器人、生物技術和神經技術的潛力,可能需要進一步了解信息技術和人工智能如何創建數字架構。知名技術專家和人工智能專家已就這一要求發表了明確意見。
馬薩諸塞州信息技術人工智能加速器、空軍作戰部主任邁克爾-卡南(Michael Kanaan)認為,多領域作戰武器系統之間的數字互操作性有限。對互操作性的驗證在武器系統開發的后期進行,結果導致設計交易,以確保產品進度得以維持。這包括計算硬件和邏輯方面的考慮。
前空軍數字服務總監亨特-普萊斯(Hunter Price)先生認為,跨多域的實時傳感器對射擊作戰需要了解帶寬的分布、計算能力的位置以及延遲對武器系統性能的影響。
5G 和 6G 通信為自主系統和機器人系統的帶寬操作提供了重要機會;但是,如果要與云基礎設施通信,必須考慮延遲和成本因素。根據系統的自主程度,可以通過將決策推近邊緣來優化帶寬。
卡內基梅隆大學首席技術專家托馬斯-朗斯塔夫(Thomas Longstaff)博士指出,分散式智能和蜂群智能與邊緣計算相結合,為武器系統的設計提供了極大的靈活性。
托馬斯-朗斯塔夫博士還表示,需要數字雙胞胎來提高對 “人工智能黑盒 ”的信心和信任。
量子傳感為實時通信提供了大量定位、導航和定時優勢,特別是在邊緣提供時。
Michael Kanaan 先生還表示,國防部(DoD)和傳統國防工業不具備創建數字架構所需的專業技術知識。他們應考慮評估其現有的軍事和文職人員隊伍,以了解他們是否具備可快速提升以創建該數字架構的前沿計算機語言技能。他建議各軍種像對待外語一樣對待計算機語言,提供初步的國防語言能力測試(DLAB)來篩選候選人,并選拔人員參加為期 18 周的人工智能和機器學習啟動培訓。
2023 年發生的事件凸顯了人工智能的快速發展以及這些技術改變國防各個方面的潛力。在競爭激烈、動蕩不安和充滿挑戰的國際安全環境中,必須以最快的速度擁抱這些技術,以實現生產力的提高并保持軍事優勢。在加速現代化的同時,同樣重要的是安全、負責任地采用人工智能技術。
本 JSP(第 1 部分)是確保整個國防團隊了解在開發和使用人工智能技術時對他們的要求的重要一步。它為如何實施國防部門人工智能道德原則提供了明確的方向,以提供穩健、可靠和有效的人工智能服務和能力。
人工智能技術正以非凡的速度日趨成熟,國防部門已經開展了大量相關項目和計劃。與此同時,對相關風險、保障措施和保證標準的理解也在不斷發展。在許多方面,本 JSP 代表了目標點或理想的最終狀態,因為許多支持工具和框架仍在開發中。在還不能完全滿足 JSP 要求的情況下,應了解風險并規劃符合要求的途徑。
實施本文件中提出的要求將涉及確定各自組織中正確的責任和職責,以及落實技術保證。重要的是,國防組織不應創建不必要的重復流程,而應更新和調整其現有的穩健治理結構和保證流程,以便能夠充分應對與人工智能相關的風險和機遇。
實施聯合戰略規劃將是一個持續的過程--不能指望一夜之間就能全部到位。必須在實踐中學習,并隨著時間的推移不斷改進和完善,以確保不會在無意中阻礙重要的研發和能力發展工作。
在國防部門做好 “人工智能準備 ”的過程中,國防人工智能與自主化部門(DAU)和國防人工智能中心(DAIC)將與您的團隊合作,為安全、負責任的方法的實施提供更多指導和實用建議。
國防組織應考慮實施本 JSP 的下一步驟:
開始與負責人工智能的高級官員(RAISO)和 DAU/DAIC 討論貴組織將如何實施 JSP。酌情分配角色和職責,以支持貴組織實施。
確定使用中、開發中和計劃中的人工智能應用程序或組件。這將有助于確定實施 JSP 的優先事項。
制定 JSP 的實施計劃,考慮哪些要素應作為優先任務(例如,人工智能道德風險評估以及技能和培訓),并確定現有流程在哪些方面已經足夠或需要加強。
JSP第二部分指南將在 2024 年期間制定。在此期間,通過一系列最低可行性產品(MVP)在內部提供初步指導;這些產品包括
作為一項正在迅速發展的新興技術,MVP 初步指南將通過實際的人工智能項目進行迭代和測試,然后再整合到數字化版本的 JSP 第 2 部分中。
將人工智能(AI)融入軍事作戰決策過程(MCDMP)已引起眾多國家和國際組織的關注。本論文探討了軍事決策的復雜領域,其特點往往是高風險情況和時間限制,這可能導致認知偏差和啟發式錯誤。在需要做出關鍵決策的流程中添加新技術,需要人類操作員做出某些調整和采取某些方法。鑒于所做決定的人道主義影響,人工智能的整合必須謹慎進行,解決潛在的阻礙因素,以確保負責任地使用這些技術。其中一些因素圍繞著人類與人工智能的合作,特別是對技術的接受程度,這可能會影響技術的使用和發展,正如文獻所指出的那樣。我們的研究將采用多方面的定性方法,結合學術文獻綜述、對具有人工智能知識的軍事科學專家的訪談以及對軍事人員的訪談,全面了解專家和軍事人員對人工智能作為決策支持系統(DSS)的印象。
這項研究提高了人們對認知結構在促進人類與人工智能合作中的重要性的認識,并揭示了軍事作戰決策者目前對使用人工智能技術輔助決策的看法。我們的目標是為正在進行的有關將人工智能作為決策支持系統整合到軍事行動中的挑戰和機遇的討論做出貢獻。我們將提供有助于在高風險環境中更明智、更有效地采用人工智能技術的見解。通過技術接受模型(TAM)和技術框架理論,我們揭示了感知、假設、期望和信任這些影響人工智能作為決策支持系統接受程度的因素。因此,通過負責任地使用人工智能工具,可以提高軍事作戰決策的有效性。
關鍵詞:軍事作戰決策過程(MCDMP)、人工智能(AI)、人-AI 合作、假設、期望、信任、認知、新技術接受、AI 應用中的挑戰、AI 在軍事中、AI 在決策中的應用
隨后的一章建立了理論框架,全面概述了將人工智能納入 MCDMP 的現狀,并討論了人工智能和軍事決策過程等相關概念。它還介紹了重要的技術接受模型、技術框架和TAM,并討論了與模型相關的概念:感知、假設、期望和信任。第三章詳細介紹了研究方法,包括定性方法、選擇標準以及數據收集和分析方法。其中包括半結構式訪談、數據分析技術、有效性和可靠性的衡量標準,以及倫理方面的考慮。第四章對收集到的數據進行分析和討論。我們將揭示和討論來自文獻和訪談的研究結果,從人工智能在 MCDMP 中的整合現狀入手,將研究結果分為以下幾類:(1)感知有用性;(2)感知易用性;(3)期望和假設;(4)信任和可信度。此外,我們還將回答研究問題。最后,第五章將對研究進行反思,總結主要發現、研究貢獻以及對進一步研究和行業行動的建議。
圖 3:軍事戰斗決策過程中人工智能整合程度的簡化模型
本報告旨在為信息環境評估 (IEA) 從業人員提供指導。這包括了解信息環境和受眾,尤其是在線活動中的信息環境和受眾,并涵蓋必要的技術要素和法律因素。
報告涉及的關鍵問題包括:哪些人工智能(AI)功能對戰略傳播(StratCom)至關重要?哪些模式需要改進?人工智能在這一領域的前景如何?
報告提供了當前的知識,以提高從業人員安全、高效地駕馭人工智能驅動的信息環境并符合法律要求的能力。
根據《盟軍戰略傳播聯合條令》(AJP-10 (2023),以下簡稱 AJP-10),戰略傳播(StratCom)是指揮集團的一項職能,負責了解所有相關受眾的信息環境(IE),并在此基礎上利用包括行動、圖像和語言在內的所有傳播手段,通過以敘事為主導、以行為為中心的方法,適當地告知和影響受眾的態度和行為,以實現所期望的最終狀態。在北約軍事背景下,戰略傳播負責將傳播能力和信息參謀職能與其他軍事活動結合起來,以了解和塑造國際環境,支持北約的戰略目的和目標。
北約的 J10 戰略傳播局(J10-StratCom)包括信息作戰(Info Ops)的信息參謀職能以及軍事公共事務(Mil PA)和心理作戰(PsyOps)的傳播能力。在我們的研究報告中,雖然主要議題是人工智能在戰略傳播中的作用,但選擇特別關注心理作戰(PsyOps),因為這些領域之間存在重要的相互作用。
北約的 “心理戰 ”以北約或合作盟國、伙伴國或組織的真實信息為基礎。J10 戰略傳播中的心理作戰參謀人員僅存在于作戰層面及以下,并為指揮官的決策過程做出貢獻。他們就可行的心理作戰傳播活動和計劃行動的心理影響提出建議,并就心理作戰人員和非心理作戰人員及單元開展的信息和傳播活動提出建議,以便在IE中產生效果。在 J10-StratCom 內部,心理作戰人員提供五種不同的職能:
1.受眾分析 2.心理作戰計劃 3.反敵對信息和虛假信息 4.網絡行動 5.聯合心理戰特遣部隊總部
圖 9. 人工智能工具在戰略傳播活動各階段的使用情況概述
本文試圖說明無人機戰爭在確保印度國家利益方面的效用。它首先確定了無人機擴散如何在印度的安全目標背景下成為一種威脅和機遇,并討論了無人機戰爭能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。然后,它強調了印度軍隊可以利用無人機戰爭來實現其目標的好處和行動領域,從ISR和 "枯燥、骯臟和危險 "的任務到反恐和后勤。它還談到了反無人機技術和與此相關的挑戰。然后,本文研究了印度的無人機和反無人機作戰能力的現狀。最后,它討論了在未來的無人機戰爭能力建設道路上必須解決的五個問題。本文認為,考慮到印度的地緣政治現實,印度必須采取行動,通過本土生產和國際采購來建設其無人機作戰能力。
從開展精心設計的跨境反叛亂行動到有針對性的打擊,以及在印度洋地區的情報、監視和偵察(ISR)任務,印度軍隊正在戴上各種帽子,以應對該國在21世紀地緣政治環境中面臨的各種威脅(Bhardwaj,2021)。規劃、準備和化解這些威脅需要采取積極主動的方法來采用新的軍事技術,掌握使用這些技術的戰術知識,以及管理這些行動的安全影響的政治能力(Chopra,2022)。
無人機或無人駕駛飛行器(UAVs)就是這樣一種尖端的戰爭工具,它已經成為監視和懲罰行動的重要組成部分(Chopra, 2022)。無人機為十幾個國家所擁有,不再限于美國在巴基斯坦和阿富汗的反恐行動。無人機不僅在亞美尼亞和阿塞拜疆的武裝沖突中發揮了決定性作用,而且在最近的烏克蘭-俄羅斯沖突中雙方都在廣泛使用。
對印度來說,這種情況既帶來了細微的安全威脅,也帶來了機會。2021年6月對查謨IAF基地的恐怖襲擊證實了人們的懷疑,即非國家組織正在獲得能夠利用無人機進行恐怖活動的能力(MC,2021)。此外,中國通過水下無人機對印度海軍艦艇的監視表明,該技術也增強了傳統安全問題的破壞能力(Bajpai, 2022)。然而,另一方面,印度在2022年共和國日閱兵中展示了一支無人機艦隊--無人機可以有效地用于領導層斬首、信息收集、削弱敵人士氣和減少軍事傷亡。
因此,考慮到在無人機戰爭中落后的成本和使用這種技術能力的好處 效益,發展無人機作戰能力、 特別是本土化,對印度軍隊來說越來越重要。(Bajpai, 2022)。
強調無人機作戰能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。
解釋印度軍方可以利用無人機戰爭實現其目標的好處和行動領域。
研究印度無人機戰爭的現狀,并就該國如何進一步發展提出建議。
本研究論文分為六個部分。第一節簡要介紹了無人機戰爭及其歷史。第二節討論了印度在21世紀的安全問題以及無人機在幫助印度解決這些問題方面所發揮的作用。這一節強調了印度資助發展無人機戰爭能力的必要性,并討論了無人機是一種機遇、一種威脅,也是印度實現自力更生的重要工具。第三節進一步深入探討了無人機在戰爭和反恐方面的優勢和用途。這一節的目的是解釋無人機目前在什么情況下被使用,并概述無人機戰爭對該國的潛力。第四節討論了反無人機技術的關鍵方面,以及印度反無人機系統的狀況,特別是針對非國家行為者。第五節將解釋無人機戰爭的局限性和批判性,以提供一個平衡的視角。最后,第六節在結論中解釋了印度無人機戰爭的現狀,并討論了為印度發展無人機和反無人機能力鋪平道路而必須解決的五個注意事項。
本文的范圍僅限于為印度的無人機戰爭能力建設提出理由,而不是探討無人機戰爭本身的各個方面。
美國戰略家認為,人工智能(AI)有可能實現更好、更快的決策,這在未來的軍事沖突中是決定性的。機器學習應用將越來越多地影響政治和軍事領導人對戰略環境的看法,權衡風險和選擇,并判斷他們的對手。但是,將關鍵的人類決策過程暴露在人工智能系統的中會有什么風險?
要獲得人工智能在決策方面的優勢,首先需要了解其局限性和陷阱。人工智能系統根據數據模式進行預測。總是有一些意外行為或失敗的機會。現有的工具和技術試圖使人工智能對失敗更加穩健,往往會導致性能上的權衡,解決了一個問題,但可能會使另一個問題惡化。人們對人工智能的脆弱性和缺陷的認識不斷提高,但也需要在現實的部署背景下對技術故障的潛在后果進行更深入的分析。
本簡報研究了直接或間接影響決策的人工智能系統故障如何與戰略壓力和人為因素相互作用,從而引發危機或沖突的升級:
這些情景揭示了一個核心困境:決策者希望使用人工智能來減少不確定性,特別是當涉及到他們對戰場的認識,了解對手的意圖和能力,或了解他們自己抵御攻擊的能力。但通過依賴人工智能,他們在人工智能系統技術故障的可能性和后果方面引入了一個新的不確定性來源。
有效利用人工智能需要以一種有謹慎的和有風險的方式來平衡優勢與局限。沒有辦法保證概率性人工智能系統會完全按照預期行為,也沒有辦法保證它能給出正確的答案。然而,軍隊可以設計人工智能系統和依賴它們的決策過程,以減少人工智能失敗的可能性并控制其后果,包括通過:
美國應繼續帶頭制定負責任地開發和使用人工智能的全球標準,采取步驟展示某些可靠性,并盡可能地鼓勵其他國家采取類似的預防措施:
下一場戰爭將在一個高科技戰場上進行。但哪些技術將產生真正的影響?美國將在哪里找到技術優勢?這份CSIS報告確定了在與近似對手的戰斗中可能產生差異的七種技術。其中三項是 "沖刺"技術,美國應以大量的資源和集中的承諾積極追求進步:量子傳感和計算、生物技術和安全、冗余的通信網絡。四個是 "后續 "技術,美國應該支持和引導私營部門正在進行的努力:高性能電池、人工智能/機器學習、天基傳感器和機器人技術。
在這些技術中,任何一項失敗的后果都是巨大的——它們可能導致勝利和失敗的區別。本報告旨在將工作重點放在情報工作、混合戰爭、競爭和沖突等重要領域,以便為今天的競爭和未來的潛在沖突做好準備。
明天的戰斗將在很大程度上取決于通信。部隊的聯合,與盟友的行動,甚至分散的部隊之間的戰術協調,都取決于安全和隨時隨地的通信。遠距離交戰將使通信變得更加關鍵,從提供來襲火力的警告到與遠處的人員協調。高端傳感器套件和實時目標數據只有在用于將信息從傳感器傳輸到射手的通信網絡中才會有效。
量子技術將徹底改變計算能力、加密和傳感技術。目前的加密技術構建得非常復雜,以至于現代計算機需要數千年的時間才能強行破解。量子計算機將能夠在幾分鐘內破解非對稱加密。同時,量子傳感器利用微小粒子的敏感性來測量環境中的微妙變化,包括旋轉、任何頻率的電磁信號和溫度。量子傳感器可以使一個導航系統即使在被GPS拒絕的環境中也能運行。
在軌能力的巨大進步將在空間領域創造一個明確的優勢,包括在軌加油、在軌數據處理和彈性空間架構。安裝在小型衛星集群上的高光譜和日益敏感的傳感器,以及配備了傾斜和提示AI/ML算法的機載處理器,可以選擇最可能重要的數據,并迅速下傳到地面網。
在軌能力的巨大進步將在空間領域創造一個明確的優勢,包括在軌加油、在軌數據處理和彈性空間結構。安裝在小型衛星集群上的高光譜和日益敏感的傳感器,以及配備了傾斜和提示AI/ML算法的機載處理器,可以選擇最可能重要的數據,并迅速下傳到地面網狀結構。
現代軍隊對燃料和電力有巨大的需求,從車輛到通信設備到運行背包式無人機和其他戰術監控的筆記本電腦。電力對情報工作也很關鍵--小型化的電池可以為隱藏在不尋常物品中的通信或收集裝置提供燃料。此外,向具有較長停留時間的無人駕駛系統的推進將需要持久的電池系統。
通過在國防部行動中的適當整合,人工智能/ML系統將加速--并使美國國家安全界的大多數核心功能復雜化。處理龐大的數據集和透過噪音關注信號的能力將幫助情報人員更有效地提供指示和警告,幫助政策制定者了解復雜的趨勢,并幫助作戰人員管理多層次的戰場,包括自主車輛和全域的戰爭。
機器人的進步,結合自主或半自主的能力,將有可能在戰場內外的危險情況下將人的生命風險降到最低,并執行對人來說不可能或危險的任務。
《空軍全球未來報告: 2040年的聯合職能》通過美國條令中的七種聯合職能--火力、防護、運動和機動、信息、情報、指揮和控制(C2)以及維持--的視角,探討了四種情況,或未來的作戰環境。
本報告通過對2040年未來的持續增長、轉型、受限和崩潰的描述,制定了四種備選的未來作戰環境(FOE)。這些全球性的場景來自于環境掃描和問題分析,發現了新出現的微弱信號、當前的趨勢和長期存在的結構性力量,它們將共同塑造未來。鑒于時間跨度較長,且存在干擾事件,沒有辦法準確預測未來;本報告反而提供了對潛在FOE的分析評估,并通過比較分析,提出了進一步研究的關鍵問題。利用這四個視角,"空軍的未來 "研究了聯合功能,以展示新出現的信號、趨勢和力量如何影響整個美國空軍和國防部的核心業務。
持續增長: 大國競爭者繼續試圖增加對美國的影響力并削弱其優勢。全球化仍然是主導的經濟因素,推動了更多的相互聯系和相互依賴。競爭對手做出審慎的經濟選擇,破壞美國的聯盟和伙伴關系,限制美國獲得關鍵資源和市場。一些競爭對手利用道德上的不對稱來掏空關鍵條約和國際規范。潛在的對手利用代理戰爭來測試轉基因士兵、先進的化學和生物武器以及核武器的能力。現代技術消除了避難所,特別是當無處不在的傳感器納入人工智能和機器學習(AI/ML)時。
轉型: 前所未有的技術進步及其廣泛傳播,以以前認為不可能的規模重塑了全球權力動態。基因編輯和空間能力的革命性突破--由自主性、人工智能/機器學習、原產地制造、量子計算和定向能源的進步進一步促成--破壞了全球安全環境,并導致了能夠瞬間改變世界的武器的發展。
受限: 中俄協調繼續使兩國在新技術、戰略和關鍵礦產以及資源的大規模生產和分配等各個方面受益。這種合作增強了兩國的經濟,同時削弱或破壞了被認為是競爭對手的經濟。新的權力集團利用灰區戰術和新的戰略來避免大國風險,并尋找機會來增加自己的權力。美國及其盟國和伙伴在這個支離破碎的世界秩序中掙扎。
崩潰: 自然和人為的危機推動了全球范圍內的孤立主義和民族主義傾向。相對較強的國家以犧牲其他國家的利益來保護自己的利益。較弱的國家則努力維持秩序,提供基本服務。技術擴散與量子、自主、人工智能/ML和定向能源的進步一起改變了戰爭,同時也瓦解了20世紀中期建立的世界秩序。自然和人道主義災難的增加加劇了緊張局勢,強大的暴力極端主義組織(VEO)的重新出現也加劇了緊張局勢,它們進入了權力真空。美國國防預算的減少導致軍隊規模和作戰范圍的縮減。機會主義的競爭者采取行動,以實現民族主義的優先事項,破壞基于規則的世界秩序。分裂和保護主義促使各國加強資源建設,并對社會進行奧威爾式的控制。
1.計算能力轉型。AI/ML、自動化、自主系統和量子有可能在未來二十年內改寫世界。這些趨勢在每個聯合功能和場景中都持續出現。對下一代計算能力的競爭可能對全球力量平衡產生重大影響。
2.無所遁形。如果沒有有效的應對措施,傳感器和互聯武器系統的進步,使目標防御更加難上加難。它將有可能在暗中產生大規模的破壞性影響。這使得美國本土防御更加困難。
3.認知型軟目標。人工智能/ML、神經科學和信息操作方面的進展,將導致認知層面的攻擊面擴大。它將有可能更準確地感知世界,并以微妙但具有破壞性的方式被欺騙。了解世界和更快地做出正確決定的能力,同時抑制對手的決策周期,是戰略優勢的關鍵,強國將加大這方面的投資。
4.力量倍增器。技術上的突破,將在其他趨勢類別中產生連帶效應。包括,但不限于:人工智能/ML,量子計算,定向能源,能源網,傳感器的普遍性,以及空間操作。
5.經濟的相互聯系。全球化增加了經濟和軟實力機會,同時也增加了攻擊面和漏洞。同時,非全球化使貿易和智力合作發生斷裂。地緣戰略上的相互聯系與不同集團之間的平衡決定了未來20年的發展。
6.生命科學的崩潰。商業和國防部門的未來能力,可以讓行為者有目的地或無意地終止生命的基本要素。生物功能需要關鍵的資源,其中許多資源是稀缺的,而且變得越來越稀缺。美軍將被要求支持突發事件,同時也會受到生物學中斷的影響。