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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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%。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
美陸軍統一網絡計劃正在推動網絡在2028年之前從一個被認為是看不見的資產變成一個支持多域作戰(MDO)方式的部隊武器系統。美陸軍的統一網絡將提供一種可生存的、安全的、端到端的能力,使陸軍在競爭、危機或沖突期間以及在所有作戰領域(海洋、陸地、太空、網絡、空中)作為聯合/聯盟部隊的一部分進行運作。
美陸軍參謀長的《陸軍向多領域作戰轉型白皮書》和到2028年擁有一支具備多域作戰能力部隊的目標,突出了對陸軍統一網絡的關鍵需求。決策主導權和超額配給能力是MDO的核心,而陸軍只有通過彈性、安全的全球網絡能力和容量才能實現這一目標。在此基礎上,美陸軍統一網絡計劃將多種復雜的網絡現代化工作調整為支持MDO所需的單一、一致的方法。
通過跨領域的努力,美陸軍統一網絡計劃為2028年的Way Point部隊提供了一個統一的網絡,然后隨著信息技術的持續快速發展而不斷進行現代化。
美陸軍統一網絡計劃與陸軍戰略的重點相一致,即建立戰備、現代化、改革陸軍以及加強聯盟和伙伴關系。現有的戰術網絡現代化戰略和實施計劃與陸軍統一網絡計劃相銜接,并保持一致。此外,陸軍統一網絡計劃在多個階段和時間范圍內與2019+陸軍戰役計劃并行,并使其得以實施。
第一階段:近期(目前-2024年)--建立統一的網絡
這一階段已經開始,同步進行綜合戰術網絡(ITN)和綜合企業網絡(IEN)的現代化。這一階段的主要工作包括:
對這一階段具有決定性意義的是建立一個基于標準的安全架構,該架構建立在零信任原則之上,最初的主要重點是SIPR網絡的現代化,然后是NIPR的關鍵能力,包括工資、后勤、合同等。
美陸軍開始實施一個整體的方法,隨著時間的推移發展統一網絡,使多種努力同步進行,并利用新興技術,如軟件定義和5G及以上的無線網絡,也符合零信任原則。
美陸軍正在追隨美國防部副部長辦公室,將無線蜂窩網絡作為戰術和企業網絡使用的一項關鍵技術。這將補充網絡整合,減少對非無線網絡的依賴。
這一階段開始時,能力加速進入云基礎設施,同時迅速剝離傳統能力和流程。關鍵是建立共同的數據標準,以實現人工智能(AI)和機器學習(ML)等新興能力。
任務伙伴環境(MPE)的持續發展將繼續進行,因為企業努力建立一個持久的能力,并消除浪費的偶發努力。
美陸軍將繼續調整部隊結構,以實施國防部信息網絡行動(DODIN Ops)的建設,在一個有爭議和擁擠的環境中運營、維護和捍衛統一網絡。
美陸軍必須完成整個企業的網絡融合,以調整單一的陸軍服務提供商,提高網絡的準備程度、標準化和互操作性;提高陸軍的網絡安全態勢;并使DCO快速響應。這種融合為統一網絡的建立創造了條件。
這一階段結束時,建立了一個標準化的綜合安全架構,為統一網絡奠定了基礎,并能在世界任何地方快速部署和立即開展行動。
第二階段:中期(2025-2027)--統一網絡的運作
這一階段從25財政年度開始,繼續融合ITN和IEN的能力。這一階段的主要工作包括:
完成DODIN行動的構建,支持部隊結構,使統一網絡在競爭和擁擠的環境中得到防御和運作。
這一階段完成了混合云能力的建立,包括加速Al/ML能力發展的戰術編隊。
美陸軍將建立一個持久的任務伙伴網絡(MPN),包括從企業到戰術邊緣的所有硬件、軟件、基礎設施和人員,包括在所有戰斗訓練中心(CTC)和任務訓練綜合體的就業。
這一階段在統一網絡完全支持2028年的MDO目標部隊時結束。
第三階段:遠期(2028年及以后)--持續實現統一網絡的現代化
這個階段從28財政年度開始,當陸軍統一網絡在操作上、技術上和組織上完全準備好支持2028年的MDO Way Point部隊。
鑒于信息技術和網絡領域快速和持續的變化速度,這個階段是沒有盡頭的--現代化演變為統一網絡的成熟。這是一個持續的過程,統一網絡沒有固定的結束狀態。
美陸軍統一網絡計劃伴隨著陸軍統一網絡的實施,這是一個美國陸軍執行令(EXORD),它將框架分解為與追求框架內的努力方向(LOE)和支持目標有關的近期和中期的關鍵任務。作為網絡整合和管理的領導者,首席信息官(CIO)和副參謀長(DCS),G-6將使用陸軍統一網絡實施計劃來同步和評估整個部隊和所有任務領域的努力,以建立統一網絡,支持2028年具有MDO能力的軍隊。
美國防部負責研究和工程的副部長辦公室(Alexandria, VA)成立了美國防部健康和人類表現生物技術委員會(BHPC)研究小組,以持續評估生物技術的研究和發展。BHPC小組評估了具有潛在軍事用途的改善健康和性能的科學進展;確定了相應的風險和機會以及倫理、法律和社會影響;并向高級領導層提供了為未來美國部隊減輕對抗性威脅和最大化機會的建議。在BHPC執行委員會的指導下,BHPC研究小組進行了為期一年的評估,題為 "2050年的半機械士兵:人/機融合和對國防部未來的影響"。這項工作的主要目的是預測和評估在未來30年內與人體結合的機器對軍事的影響,以增強和提高人類的表現。本報告總結了這一評估和發現;確定了該領域新技術的四個潛在軍事用途;并評估了它們對美國防部組織結構、作戰人員的理論和戰術以及與美國盟友和民間社會的互操作性的影響。
美國防部健康和人類表現生物技術委員會(BHPC,弗吉尼亞州亞歷山大)研究小組調查了與協助和提高人類在許多領域的表現有關的廣泛的當前和新興技術。該小組利用這些信息開發了一系列小故事,作為討論和分析的案例,包括可行性;軍事應用;以及倫理、法律和社會影響(ELSI)的考慮。最終,該小組選擇了四個場景,認為它們在2050年或更早之前在技術上是可行的。以下是與軍事需求相關的場景,并提供了超越目前軍事系統的能力:
對成像、視覺和態勢感知的眼球增強。
通過光遺傳體衣傳感器網恢復和編程肌肉控制。
用于通信和保護的聽覺增強。
直接增強人腦的神經,實現雙向數據傳輸。
盡管這些技術中的每一項都有可能逐步提高超出正常人類基線的性能,但BHPC研究小組分析認為,開發直接增強人腦神經的雙向數據傳輸技術將為未來的軍事能力帶來革命性的進步。據預測,這項技術將促進人與機器之間以及人與人之間通過腦與腦之間的互動的讀/寫能力。這些互動將允許作戰人員與無人駕駛和自主系統以及其他人類直接溝通,以優化指揮和控制系統和行動。人類神經網絡和微電子系統之間直接交換數據的潛力可以徹底改變戰術戰士的通信,加快整個指揮系統的知識轉移,并最終驅散戰爭的 "迷霧"。通過神經硅接口對人腦進行直接的神經強化,可以改善目標的獲取和接觸,并加速防御和進攻系統。
盡管直接神經控制所帶來的軍事硬件控制、增強的態勢感知和更快的數據同化將從根本上改變2050年的戰場,但其他三種半機械人技術也可能以某種形式被作戰人員和民間社會采用。BHPC研究小組預測,人類/機器增強技術將在2050年之前廣泛使用,并將穩步成熟,這主要是由民用需求和強大的生物經濟推動的,而生物經濟在今天的全球市場上處于最早的發展階段。全球醫療保健市場將推動人類/機器增強技術,主要是為了增強因受傷或疾病而喪失的功能,國防應用可能不會在后期階段推動市場發展。BHPC研究小組預計,逐步引入有益的恢復性機械人技術將在一定程度上使人們適應其使用。
BHPC研究小組預測,在2050年之后的幾年里,將增強的人類引入普通人群、美國防部現役人員和近似的競爭對手,并將導致既定法律、安全和道德框架的不平衡、不平等和不公平。這些技術中的每一項都將為終端用戶提供某種程度的性能改進,這將擴大增強和未增強的個人和團隊之間的性能差距。BHPC研究小組分析了案例研究并提出了一系列問題,以推動其對國防部計劃、政策和行動的影響評估。以下是由此產生的建議(不按優先順序排列):
1.美國防部人員必須對社會對人/機增強技術的認識和看法進行全球評估。在美國存在一種普遍的看法,即我們的對手更有可能采用美國民眾因道德問題而不愿或不愿意使用的技術。然而,對手對這些技術的態度從未被證實過。引入新技術后的社會憂慮會導致意料之外的政治障礙,并減緩國內的采用,而不考慮價值或現實的風險。對全球態度的評估將預測在哪些地方可能因為社會政治障礙而難以引進新技術,以及在哪些地方對手采用抵消技術可能會更容易被接受。
2.美國領導層應利用現有的和新開發的論壇(如北約)來討論在接近2050年時對盟國伙伴互操作性的影響。這將有助于制定政策和實踐,使部隊的互操作性最大化。機械人技術的快速發展速度對軍隊的互操作性有影響。美國防部要求在北約和其他全球聯盟框架內與盟國伙伴保持互操作性,這就需要努力使半機械人資產與現有的盟國伙伴關系理論保持一致。
3.美國防部應投資發展其控制下的動態法律、安全和道德框架,以預測新興技術。由于這些技術在美國和世界其他國家(盟國和敵國)的發展速度,目前的法律、安全和道德框架是不夠的。因此,國防部應支持制定具有前瞻性的政策(內部和外部),以保護個人隱私,維持安全,并管理個人和組織的風險,同時使美國及其盟友和資產的明確利益最大化。由于國家安全技術的操作化是國防部任務的核心,這些框架的結構應該是靈活的,并對美國國內或其他地方開發的新技術做出反應。
4.應努力扭轉關于增強技術的負面文化敘述。在流行的社會和開源媒體、文學和電影中,使用機器來增強人類的身體狀況,在娛樂的名義下得到了扭曲的和反社會的敘述。一個更現實、更平衡(如果不是更積極)的敘述,以及政府對技術采用的透明度,將有助于更好地教育公眾,減輕社會的憂慮,并消除對這些新技術的有效采用的障礙。一個更加知情的公眾也將有助于闡明有效的社會關注,如那些圍繞隱私的關注,以便國防部人員可以盡可能地制定緩解策略。雖然這不是國防部的固有任務,但國防部領導層應該明白,如果這些技術要投入使用,需要克服公眾和社會的負面看法。
5.美國防部人員應進行桌面兵棋推演和有針對性的威脅評估,以確定盟軍和敵軍的理論和戰術。兵棋推演是衡量不對稱技術對戰術、技術和程序影響的既定機制。探討美國或其對手整合和使用人類/機器技術的各種場景的桌面演習將預測抵消優勢,確定北約和其他盟國組織的互操作性摩擦點,并告知高級軍事戰略家和科技投資者。國防部人員應利用對這一新興領域有針對性的情報評估來支持這些努力。
6.美國政府應支持努力建立一個全國性的人/機增強技術的方法,而不是整個政府的方法。聯邦和商業在這些領域的投資是不協調的,并且正在被中國的研究和開發努力所超越,這可能導致美國在本研究的預計時間框架內失去在人/機增強技術方面的主導地位。在商業領域接近同行的主導地位將使美國在國防領域的利益處于劣勢,并可能導致到2050年在人/機增強領域的劣勢被抵消。為保持美國在半機械人技術方面的主導地位而做出的國家努力符合國防部和國家的最佳利益。
7.美國防部應支持基礎研究,在投入使用前驗證人/機融合技術,并跟蹤其長期安全性和對個人和團體的影響。人機融合帶來的好處將是巨大的,通過恢復因疾病或受傷而喪失的任何功能,將對人類的生活質量產生積極影響。軍事界也將看到影響行動和訓練的能力機會。隨著這些技術的發展,科學和工程界必須謹慎行事,最大限度地發揮其潛力,并關注我們社會的安全。在這些領域的相應投資將致力于減少這些技術的誤用或意外后果。
對美國國防部(DoD)采購的武器系統進行嚴格的作戰測試(OT)是確保這些復雜的系統不僅滿足其既定要求,而且在面對使用其自身高能力進攻和防御武器的堅定對手時,在現實的作戰條件下也能發揮作用的根本。如果沒有足夠的OT,作戰指揮官將無法最有效地利用他們的能力,而作戰人員將對他們帶到戰場上的武器缺乏信心,或者,更糟糕的是,由于他們沒有從根本上了解他們的武器的能力和限制,可能無意中將自己置于危險之中。美國防部的測試和訓練場提供了地理、基礎設施、技術、專業知識、流程和管理,使安全、可靠和全面的OT成為可能。然而,靶場,以及使該系統發揮作用的有才能和有決心的靶場工作人員,正處于巨大的壓力之下。除非迅速采取行動解決長期存在和新出現的挑戰,包括測試能力、現代化、數字基礎設施、侵占和資源,否則國防部的靶場將無法在未來支持及時或充分的OT。
國家靶場基礎設施面臨的挑戰正在增加和加速。物質資源和勞動力的有限測試能力,測試基礎設施的年齡,測試先進技術的能力,以及侵占影響了告知系統性能的能力,綜合系統性能,以及測試的整體速度。對美國測試基礎設施的投資以及測試和評估(T&E)方法和數據處理的改變是必要的,以便為以與作戰需求相關的速度向戰場提供致命的、可生存的、可靠的和可負擔的武器系統提供信息。本研究借鑒了來自作戰、采購和測試背景的高級軍官和官員的證詞,以及測試和培訓專家、領先的技術專家、相關商業企業的領導人,以及在國防部和國會預算過程中有深厚經驗的個人。研究委員會對具有代表性的試驗場進行了虛擬和實際的實地考察;收集了試驗場在現代化、維持、操作和資源挑戰方面的意見;并審查了先前的研究和來自作戰測試與評估主任辦公室(DOT&E)、軍種測試組織和測試資源管理中心(TRMC)的報告。本報告提出了一系列相互依存的建議,委員會認為這些建議將使國防部靶場企業進入現代化軌道,以滿足未來幾年OT的需求。該報告強調了以下三個基本主題:
1.未來的戰斗將要求在聯合全域作戰(JADO)的環境下建立連接的殺傷鏈。美國防部設計、規定、開發和測試系統,以確保它們在這種新的現實中投入使用時是非常有效的,這是至關重要的。美國防部的采購流程、組織結構、測試方法和為測試單一領域的單個武器系統而優化的靶場基礎設施將不足以測試未來的綜合武器系統,因為它們將在跨越所有作戰領域(包括陸地、海洋、空中、太空和網絡空間)的機速戰爭中運行。
2.數字技術正在極大地重塑測試的性質、實踐和基礎設施。今天和明天的武器系統從根本上說是由數據和軟件促成的,美國防部的試驗場也不例外。自主性、人工智能(AI)和機器學習在整個國防系統中的重要性迅速增加,為OT創造了新的挑戰。此外,數字孿生和高性能建模與仿真(M&S)的出現使新的測試方式成為可能,甚至新領域和操作限制的組合使虛擬測試成為某些應用的唯一實用方法。
3.現場速度是今天衡量業務相關性的標準,而這又是一個不斷變化的目標。在許多基于數字、軟件和通信技術的全球擴散的推動下,美國的對手正在迅速和持續地部署新一代的武器,旨在否定美國的作戰優勢。同時,新的武器系統正在采用從未投入使用的技術,這些技術也在以摩爾定律所允許的速度發展。可用的武器系統被迅速投入使用,但也需要持續的測試和評估。
為了應對與這些主題相關的挑戰,委員會制定了結論和建議,分為以下五大類:
1.開發 "未來的靶場",在聯合防務環境中測試完整的殺傷鏈。靶場企業必須適應新的作戰概念和新的測試方法,以進行真實的作戰測試,這包括為系統集成測試和不同領域的多個靶場的互操作性提供有利的基礎設施。[建議3-1] 2.
2.調整靶場能力要求程序,以實現持續的現代化和維持。在保持嚴格的作戰測試和評估的同時,實現快速進入戰場,需要快速實現新武器技術和新威脅的靶場現代化。同時,關鍵能力需要保持,甚至增加,以確保所需的測試能力和吞吐量,同時減輕物理和無線電頻率環境中的侵占所造成的問題。[建議3-2、3-3、3-4、3-5] 。
3.在整個武器系統開發和測試生命周期中,為無處不在的M&S啟動一個新的范圍操作系統。今天的許多美國防部項目不能僅在現場測試中得到有效的測試。高保真虛擬測試可以提高實際硬件測試的準備程度和成功的可能性,并且可能是進行某些類型測試的唯一環境。然而,廣泛和標準化地使用M&S進行作戰測試,將取決于一個新的M&S基礎設施,測試界的重大文化變化,以及在不斷變化的威脅和技術環境中驗證M&S的新方法。[建議4-1]
4.為未來的作戰測試和無縫靶場企業互操作性創建 "TestDevOps "數字基礎設施。重新定義TRMC和試驗場的企業支持的核心數字標準和能力,以利用國防部在軟件、數據、網絡、AI、網絡安全和M&S方面的規模。使基于模型的工程、不間斷的數字線路和持續集成/持續交付的軟件實踐成為試驗場敏捷性、快速測試演化和快速到場的基礎。超高帶寬的信息流必須變得無摩擦、按需和安全。[建議4-2、4-3]
5.重塑靶場企業的籌資模式,使之具有響應性、有效性和靈活性。今天和明天的資源需求反映了快速變化的技術和威脅的現實;持續的資本投資用于創建、升級和維護長壽命的靶場系統;以及對跨領域的系統測試和無縫整合的M&S的需求不斷增加。將DOT&E更早和持續地納入需求開發和采購過程,將更好地建立和證明靶場投資的及時性和充分性。[建議5-1, 5-2;結論5-1, 5-2] 。
圖 3.2 多域戰場中真實殺傷鏈測試場景的表示。 A表示潛在運輸的豎立發射器; B 表示敵方代表雷達; C 表示敵機。
圖 4.3 將測試與模擬相結合的新范例。
潛在對手的火炮系統的改進對美國軍隊特別是陸軍提出了挑戰。除了改進的火炮系統能力和新的使用技術的挑戰外,特殊彈藥的擴散--如精確、熱障和頂部攻擊彈藥--重新引起了對敵人的大炮和火箭炮對美國作戰行動和地面作戰系統的潛在影響的關注。
為了應對這一挑戰,美國陸軍正在尋求通過升級目前的火炮和導彈系統,開發新的長程火炮和高超音速武器,以及改造現有的空射和海射導彈和巡航導彈以便陸軍部隊進行地面發射來提高其所謂的遠程精確射擊(LRPF)能力。
2018年美國防戰略和陸軍的多域作戰概念都要求提高陸軍LRPF能力,以應對被稱為俄羅斯和中國的反介入、區域拒止(A2/AD)戰略,旨在限制美國軍隊在歐洲和太平洋地區的行動自由。
美陸軍有五個主要項目或工作正在進行或考慮中,以提高遠程精確射擊能力:
增程加農炮計劃(ERCA)計劃開發一種能夠對70多公里外的目標進行精確射擊的系統,比目前系統的30公里目標距離有所改進。
精確打擊導彈(PrSM)是一種地對地、全天候、精確打擊的導彈,由M270A1多管火箭系統(MLRS)和M142高機動性炮兵火箭系統(HIMARS)發射。PrSM旨在取代目前的MLRS和HIMARS導彈,并將目前的射速提高一倍,每個發射艙有兩枚導彈。
美陸軍正在研究開發一種戰略遠程炮(SLRC)的可行性,這種炮可以以高超音速發射,射程可達1000英里,以打擊防空、火炮和導彈系統以及指揮和控制目標。
美陸軍、海軍、空軍和導彈防御局(MDA)正在開發通用高超音速滑翔體(C-HGB),陸軍計劃將其作為遠程高超音速武器(LRHW)計劃的一部分,使C-HGB能夠從移動的陸軍地面導彈發射器發射。
最后,美陸軍正試圖改造現有的海軍SM-6和UGM-109對地攻擊導彈,以便為陸軍提供一種中程導彈能力。
鑒于潛在的資源限制和陸軍對LRPF的重視,國會在其監督、授權和撥款方面可能會進一步研究陸軍的LRPF計劃。國會潛在的問題包括
戰略大炮、高超音速導彈和中程戰場導彈的理由。
LRPF的估計總成本。
LRPF和美國印太司令部的太平洋威懾倡議(PDI)投資計劃。
部隊結構要求。
后備役部隊的LRPF。
其他軍種對陸軍遠程防衛部隊的看法;以及
指揮、控制和瞄準遠程火力。
2022 年 10 月 11 日,美國陸軍發布了一份綜合數據計劃(ADP),這是一種全軍范圍內改進數據管理以確保陸軍成為以數據為中心的組織的方法。
該計劃是一項為期三年的工作,將改善整個陸軍的數據管理、數據治理和數據分析。作戰任務是陸軍數據計劃的當前重點。ADP 在該任務領域的成果是通過進行必要的更改來確保作戰人員的數據得到正確管理和使用,從而為作戰人員提供優勢。陸軍已經開始對數據管理能力、工具和模型進行原型設計,以實現這一目標。
陸軍首席信息官 Raj Iyer 博士說:“數據以及如何在所有梯隊中整合這些數據以實現真正快速、敏捷的決策,才是真正為陸軍提供其在未來戰爭中所需的競爭優勢的關鍵。”
數據和數據分析將為 2030 年的陸軍提供動力。士兵將需要在正確的時間和正確的地點獲得正確的數據,以便在每個梯隊做出更快、更好的決策——以超越任何對手的思維和步伐。
與早期的軍事行動相比,現在的戰爭范圍更大且范圍不斷擴大。作為聯合全域作戰的一部分,多域作戰是陸軍必須準備并贏得下一場戰斗的地方。這是一個數據豐富的環境。
每個領域都有自己的信息和數據流,一些信息來自開源情報,一些來自天基傳感器,還有一些來自網絡空間。今天的士兵和指揮官需要跨領域的綜合來主宰戰場。
ADP 概述了工作的組織并提供了總體戰略目標。它側重于中期努力,未來將被另一個更新所取代。
通過陸軍數據計劃實現這一決策優勢是陸軍的關鍵目標。
美國陸軍未來與概念中心 未來戰爭部主任 克里斯-羅杰斯上校
歷史上的戰爭包含了大量改變戰爭性質的工具和技術的例子。自最初研究多域作戰(MDO)以來,美國陸軍發現人工智能是一種新興技術,有可能改變戰爭的特點,也許也會改變戰爭的性質。使用人工智能(AI)解決方案來緩解軍事問題是過去兩年未來戰爭研究、檢查和學習的一個反復出現的主題。作為2019年未來研究計劃的一部分,我們與陸軍、聯合、多國、學術和科技組織合作,探索和了解人工智能對多軍種的影響,并為未來的研究和發展制定一個操作框架。
多域作戰的人工智能運作最終報告提供了采用人工智能的組織框架,以幫助陸軍和聯合部隊更好地定義所需的能力以及相關的數據和網絡架構,以實現多域能力部隊。描述聯合部隊如何采用人工智能解決方案,為了解人工智能在時間和空間上對多域作戰的影響提供了一個操作說明。本報告確定并解決了與人工智能相關的好處、機會和挑戰,為進一步分析提供了基礎。諸如人工智能等新興技術使陸軍不僅可以改進當前的戰術、技術和程序,而且可以創造新的運用和融合能力的方法。
該報告支持美國陸軍人工智能任務組,該組織負責制定陸軍的人工智能戰略和政策。本文通過描述部隊如何在整個MDO框架內采用人工智能解決方案和相關技術,啟動了陸軍的人工智能運用工作。這份報告使概念發展團體能夠修改陸軍功能概念和戰場發展計劃。它為能力發展團體提供了作戰視角和部隊在確定所需能力時必須考慮的技術影響。此外,該報告還為作戰概念文件或基于能力的評估提供了開發情景或小插曲的基礎。該文件為科學和技術界提供了行動背景,以便為人工智能研究、開發、建模和模擬提供信息和指導。最后,它支持制定一個在未來使用人工智能的全面愿景,以告知陸軍現代化的努力,這將創造有能力的MDO部隊,準備好與任何對手作戰并取得勝利。
人工智能(AI)是未來聯合部隊實現多域作戰(MDO)全部潛力的基礎。人工智能系統提供了跨越領域、電磁頻譜和信息環境戰勝對手的能力。在競爭中使用這些系統使聯合部隊能夠近乎實時地了解作戰環境,從而更好地運用能力來擊敗旨在破壞區域穩定的威脅行動,阻止暴力升級,并將被拒絕的空間變成有爭議的空間。在從競爭到武裝沖突的過渡中,人工智能的機動、火力以及情報、監視和偵察能力為聯合部隊提供了拒絕敵人奪取優勢地位的能力。改進的維持能力與攻擊敵人的反介入/空中拒止網絡的能力相結合,為美國部隊提供了奪取作戰、戰略和戰術優勢位置的能力。通過由人工智能支持的多領域聯合行動圖(MDCOP)增加了解,使美國部隊有能力協調多領域的效果以創造優勢窗口。
制定人工智能的作戰概念使陸軍能夠更好地理解這些技術對戰爭的性質和特征的潛在影響。描述陸軍如何在未來的作戰環境中使用人工智能,有助于說明其對戰爭的暴力、互動和基本的政治性質的影響,以及戰爭不斷演變的特點。本文提供了一些小插曲(附錄A),說明了人工智能的組織運用,為美國陸軍RAS總體概念、作戰和組織概念、基于編隊的作戰概念以及系統或單個系統的運用概念的潛在發展提供信息。
人工智能的運作影響到未來部隊將如何運作,如何針對對手開展行動,以及指揮官如何利用軍事藝術和科學,運用部隊能力來實現預期效果和目標。在2019年未來研究計劃(FSP19)期間,人工智能工作線(LoE)確定了與實施人工智能支持的多領域解決方案有關的以下問題:
數據管理--AI/ML應用程序依賴于對策劃的數據的訪問,以便發揮作用。陸軍必須培養一種以數據為中心的文化,以標準化的格式和協議有效地生成、存儲和訪問數據。人才管理的努力必須側重于發展、培訓和保留一支精通數據的員工隊伍。這可以通過以下方式實現:
在整個部門培養一種以數據為中心的文化
投資于整個員工隊伍的數據科學培訓
簡化數據訪問
設計和實施協議,以確保數據的可發現、可訪問、可共享和可互操作性
功能分解--狹義的人工智能本質上是有限的,構建算法的數據科學家需要精確的問題定義,準確確定聯合部隊的要求。
可解釋人工智能--人工智能支持的系統需要有能力解釋決策/建議和所采取的行動背后的邏輯。這種解釋 "為什么"的能力是人類對人工智能智能體的信任基礎。
邊緣計算/人工智能--未來的作戰環境與有爭議的電磁頻譜預期要求有能力向前處理極其龐大的數據集,以及能夠自主行動的人工智能平臺。
利用商業部門--美國防部實驗室繼續在人工智能/ML發展方面取得重大進展,特別是與聯邦資助的研究和發展中心合作。商業部門繼續探索和擴大可能適用于軍事應用的工作。
作為FSP19的一部分,人工智能LoE開發了五個小插曲和一個概念草圖(見附錄A),以協助人工智能和機器學習的運作。這些小插曲說明了聯合部隊如何利用人工智能/ML來解決多領域行動所需的關鍵能力。MDCOP概念將依靠幾個有限內存的人工智能來建立和維護描繪整個戰場的藍、紅、綠活動。一個反應式機器人工智能將為特定的指揮官和總部定制MDCOP。合作傳感、維持、攻擊和瞄準的小插曲依靠反應式機器人工智能來優化傳感器覆蓋、維持吞吐量、攻擊順序和射手選擇。
未來部隊需要人工智能來充分實現多領域作戰的潛力。人工智能支持的系統使未來部隊能夠進行信息收集和分析,以便在時間有限和信息競爭的環境中增加對形勢的了解。這種能力使快速、知情和合理的決策成為可能。人工智能的決策支持代理將減輕作戰人員的認知工作量并提高整體效率。由人工智能支持的無人系統將探測、識別和穿透高風險區域,以提高開展行動和保護部隊、人口和資源的能力。人工智能使MDO在與近似對手的沖突規模下實現了作戰速度的要求。
在過去17年的反叛亂行動中,美國陸軍的許多師級情報分析員和設備都停留在靜態、集中的戰術行動中心,以促進對地面行動的情報支持。最近出版的《作戰手冊》(FM)3-0(2017年10月)將美國陸軍的重點從反叛亂轉向大規模的地面作戰行動。這些行動要求各師能夠建立多個前沿指揮所(CPs),這些指揮所能夠生存并能夠在退化和有爭議的領域促進任務指揮。為了支持大規模的戰斗,情報部門必須重新平衡人員、能力和設備,在一個師能夠建立的所有前線指揮所中,使該師的情報作戰功能具有生存能力。這需要將人員和情報專用設備從主指揮所和戰術指揮所調出,以支持支援區/早期進入指揮所和機動指揮組(如果指揮官需要)。為了考慮到美國同行威脅對手通過電子和網絡攻擊來爭奪美國陸軍進入空間領域的能力,這次重組還需要調整師級的通信計劃,以考慮模擬通信。
“大規模作戰行動的流動性和混亂性將對情報作戰功能造成最大程度的混亂、摩擦和壓力。” - 美國陸軍學說出版物2-0《情報》
在過去的17年中,美國陸軍的情報機構主要是為支持伊拉克和阿富汗的反叛亂行動而運作。陸軍各師總共部署了20多次,以支持伊拉克自由行動(OIF)和持久自由行動(OEF)。這是響應國家號召,支持擊敗基地組織、敘利亞伊斯蘭國(ISIS)、利比亞伊斯蘭國(ISIL)和其他在中央司令部負責區域內活動的恐怖組織。每一次部署都由不同的作戰環境、獨特的任務以及不同程度的作戰成功和失敗所決定,但有一個共同點:師部的情報行動主要由分析員使用靜態、集中的戰術行動中心(TOC)中的設備進行。隨著陸軍為未來的作戰行動做準備,《作戰手冊》(FM)3-0(2017年10月)將重點從反叛亂轉移到準備在大規模作戰行動(LSCO)中與同行競爭者作戰。FM 3-0明確指出,師的主要作用是 "作為戰術總部指揮各旅進行決定性的行動"。這些行動要求各師能夠建立多個前沿指揮所(CPs),這些指揮所具有機動性、可生存性,并且能夠在退化和有爭議的領域內促進任務指揮。
在OIF和OEF期間,促成師級情報行動的一個關鍵能力是一個無爭議的空間領域。指揮官和下屬單位通過一個使用衛星的情報架構,在叛亂團體沒有能力影響的空間領域,收到近乎實時的情報收集、處理、利用和傳播。除了無爭議的通信網絡,叛亂分子的游擊戰術主要集中在東道國的政府設施和人口中心,這使得師部情報部門可以在大型前沿作戰基地(FOB)開展行動,而不需要對情報部門的生存能力和機動性作出重大規劃。師中央情報局沒有受到敵人的持續和直接攻擊的威脅。大規模的戰斗不會給情報部門帶來領域優勢或假定的生存能力。同行對手將在所有領域與美軍進行較量,甚至可能在某些領域長期保持優勢。FM2-0《情報》指出:"部隊必須準備好對抗各種威脅、敵方陣型和未知因素的情報。"威脅的變化并沒有改變情報的作用,即提供 "及時、準確、相關和預測性的情報,以了解威脅的特征、目標和行動方案,從而成功執行進攻和防御任務。"然而,威脅的變化確實提高了對情報的期望。大規模的戰斗代表了情報行動執行方式的范式轉變。各師可能會在大的地理區域內建立多個不斷流動的中央情報局,以履行其任務指揮職責,而情報部門必須準備好支持他們。
美國陸軍理論討論了一個師能夠建立的五種類型的指揮所:主指揮所(MCP)、戰術指揮所(TAC)、機動指揮組、支援區指揮所(SACP)和早期進入指揮所(EECP)。每個指揮所執行不同的功能,從而使任務指揮更加有效。按照目前陸軍修訂的組織和裝備表(MTOE)的規定,師級情報部門只被授權在MCP和TAC中操作人員和裝備。不能假設在LSCO環境中不使用其他CPs。陸軍各師必須確保其情報部門的結構能夠在不斷受到攻擊威脅的多個中心點有效運作,需要有快速轉移的能力才能生存。
由于有爭議的空間領域,通信能力將受到限制,影響基于衛星的通信的可能性增加。目前的情報架構依靠衛星在下屬單位的信息收集器和師級中央情報局的分析小組之間傳輸關鍵情報。衛星可用性的喪失極大地影響了師部情報部門支持指揮官了解、可視化和描述敵人威脅的能力。用于建立師部情報架構的設備授權缺乏靈活性和冗余度,無法支持在衛星通信被拒絕的環境下執行的情報行動。
本專著探討了師級情報部門組織人員和情報架構的最佳方式,以便在大規模作戰行動(LSCO)期間,在加強機動性、生存能力和有爭議空間領域的環境中,在多個指揮所開展行動。為了支持多個指揮所的工作,師情報部門必須確保在不同的指揮所中,師情報部門的所有任務都是冗余的,這一點超出了修訂的組織和裝備表的授權。G-2總部、G-2X和分析與控制部門的精選士兵必須以機動的方式執行他們的任務。為了在被拒絕或有爭議的空間環境中行動,師情報部門應該建立主要的、備用的、應急的和緊急的通信計劃,其中包括一個模擬信使系統,以向其他師的CP和下屬單位傳播情報。在LSCO環境中,由于行動節奏的加快,特別是在進攻中,情報職能可能會被大大削弱。
師情報部門必須有適當的姿態來支持作戰層面上的LSCO。無論作戰環境如何,師的情報部門必須為指揮官、參謀部和下屬單位提供盡可能及時和準確的信息。此外,情報和行動之間的關系是相互的,"情報推動行動,行動促成情報",在正確的地方沒有正確的情報人員和設備會降低組織的作戰效率。進一步的分析可以確定:1)目前授權給該師的情報人員和設備是否足以支持多個指揮所;2)提供關于G-2應該如何組織這些資產以支持大規模作戰行動中的任務指揮行動的建議。
為了找到支持性證據來檢驗這一假設,**本研究依賴于四個研究問題。首先,在大規模的作戰行動中,師級情報部門應該在哪些作戰環境中行動?第二,目前的師級情報部門是如何設計運作的?在支持LSCO行動要求的能力方面存在哪些差距?第三,在過去的LSCO環境中,單位不斷移動,通信網絡不像最近的反叛亂行動中那樣可以評估,情報部門是如何運作的?最后,根據目前部隊的最佳做法,G-2在其部門內部可以做些什么來更好地支持師級LSCO?**為了更好地闡明所討論的問題和本專論的內容,需要對幾個關鍵術語進行定義。機動性被定義為 "軍隊的一種質量或能力,它允許軍隊從一個地方移動到另一個地方,同時保持完成其主要任務的能力。"本專著討論了情報部門在執行其主要任務的同時進行生存性移動的能力。關于生存能力的討論涉及到 "保護人員、武器和物資,同時欺騙敵人的所有方面"。
第一節描述了情報部門應在哪些環境中行動,以及師部情報部門必須解決哪些問題以最好地支持LSCO。
第二節研究師級的情報行動。本節回顧了第二次世界大戰(WWII)期間的一次師級情報行動,這是美國陸軍部隊最后一次在沒有使用衛星來促進通信和情報收集的情況下進行LSCO。特別是第80步兵師在1944年和1945年在喬治-巴頓將軍的美國第三軍中橫跨法國北部作戰時的情報使用情況。這項研究確定了在情報部門組織和信息傳播方面的經驗教訓和最佳做法。此外,本專著還討論了一個師的情報部門最近的MTOE歷史,這些變化如何影響該部門支持LSCO的能力。
第三部分研究了G-2師目前是如何為LSCO進行訓練的,以便在大規模戰斗之前找出目前訓練趨勢所不能解決的能力差距。第三節還推薦了一個組織結構,使師級情報部門能夠更好地支持大規模的地面作戰行動,并使用基于理論要求的篩選標準來評估這一建議,以確保中央情報局的生存能力和完成師級情報行動的要求。
第四節提出了對大規模作戰中執行情報行動至關重要的關鍵見解。
美國缺乏一套專門的人工智能(AI)戰爭的理論。這導致了在戰爭的作戰層面上缺乏對人工智能影響的討論。人工智能的定義通常采用技術視角,不考慮對作戰藝術的影響。提議的作戰藝術的新要素 "抓手(Grip)"解釋了人工智能和人類在兩個方面的基本關系:自主性和角色交換。“抓手”為人工智能戰爭的理論奠定了基礎,除了揭示改變任務指揮理論的必要性外,還提出了作戰的假設。美國空軍陸戰隊的發展以及由此產生的戰爭作戰水平(和作戰藝術)在歷史上有類似的案例,說明關鍵假設如何影響戰場的可視化。去除“人在回路中”的人工智能戰爭的假設,揭示了需要一種新的作戰藝術元素來安排部隊的時間、空間和目的,此外,美國陸軍任務指揮理論需要調整,以使指揮官能夠在各種形式的控制之間移動。
“機器人和人工智能可以從根本上改變戰爭的性質......誰先到達那里,誰就能主宰戰場。”- 美國陸軍部長馬克-埃斯佩爾博士,2018年
預計人工智能(AI)將極大地改變21世紀的戰爭特征。人工智能的潛在應用只受到想象力和公共政策的限制。人工智能擁有縮短決策周期的潛力,超過了人類的理論極限。人工智能也有望執行人類、機器和混合編隊的指揮和控制功能。人工智能在自主武器系統(AWS)中的潛力同樣是無限的:分布式制造、蜂群和小型化的先進傳感器為未來的指揮官創造了大量的配置變化。與圍繞人工智能的技術、倫理和概念問題相關的無數問題,為如何將這項技術整合到戰爭的戰術層面上蒙上了陰影。現代軍隊幾個世紀以來一直在為正確整合進化(和革命)的技術進步而奮斗。美國內戰期間的鐵路技術對 "鐵路頭 "軍隊和格蘭特將軍在維克斯堡戰役中的勝利都有貢獻。25年后,法國人忽視了普魯士的鐵路試驗,給第三帝國帶來了危險,同時也沒能把握住小口徑步槍的優勢。卡爾-馮-克勞塞維茨在《論戰爭》中指出,每個時代都有自己的戰爭和先入為主的觀念。本專著將探討當前的先入為主的觀念和人工智能在戰爭的操作層面的出現。
對作戰層面的討論側重于作戰藝術,以及指揮官和他們的參謀人員如何通過整合目的、方式和手段,以及在時間、空間和目的上安排部隊來發展戰役。在作戰藝術中缺乏以人工智能為主題的討論,增加了不適當地部署裝備和以不充分的理論進行戰斗的風險;實質上是在邦聯的火車上與追兵作戰。美國的政策文件和技術路線圖主要集中在能力發展和道德影響上,而沒有描述一個有凝聚力的人工智能戰爭的理論。但美國和中國在自主行動方面的實驗趨于一致;這引起了沖突的可能性,其特點是越來越多的被授權的人工智能和AWS沒有得到實際理論框架的支持。這個問題導致了幾個問題。美國軍隊的人工智能戰爭理論是什么?大國競爭者的人工智能戰爭理論是什么?有哪些關于顛覆性技術的歷史案例?理論應該如何改變以解釋顛覆性技術?
本專著旨在回答上述問題。它還提出了兩個概念,以使指揮官能夠在戰場上可視化和運用人工智能;一個被暫時稱為 "抓手"的作戰藝術的新元素和一個任務指揮理論的延伸。該論點將分三個主要部分進行闡述。第一節(理論)將證明人工智能需要一個認知工具來在時間、空間和目的上安排部隊,方法是:綜合美國的人工智能戰爭理論,描述中國的人工智能戰爭理論,以及揭示當前文獻中的“抓手”理論。第二節(歷史)是對1973年為應對技術轉變而從主動防御演變而來的空地戰(ALB)的案例研究。第二節將重點討論戰場維度的思想、任務指揮理論的演變以及相關的作戰藝術的正式出現。第三節(新興理論)提出了作戰藝術的新要素,作為一種認知工具,幫助指揮官和參謀部將21世紀的戰場可視化。第三節將把以前的章節整合成一個有凝聚力的模型,讓指揮官和參謀部在時間、空間和目的方面可視化他們與AI和AWS的關系。第三節還將提供一個任務指揮理論的建議擴展,以說明人機互動的情況。
人工智能的復雜性導致了正式的戰爭理論的缺乏;然而,在美國的政策和發展文件中存在著一個初步的美國人工智能戰爭理論。人工智能戰爭理論必須解釋人類和人工智能之間的關系,這樣才能完整。通過作戰藝術和任務指揮的視角來看待人工智能,揭示了自主性和角色互換的兩個頻譜,通過不同的組合創造了人工智能戰爭理論的維度。這些維度,或者說掌握的形式,代表了作戰藝術的一個新元素。同樣,需要將任務指揮理論擴展到一個過程-產出模型中,以實現掌握形式之間的移動。
綜合美國目前的人工智能政策和AWS的發展路線圖,提供了一幅戰略領導人如何看待人工智能的圖景,允許發展一個暫定的戰爭理論。由于缺乏關于武器化人工智能的歷史數據,政策和發展路線圖是必需的,因此本專著中提出的理論是由提煉出來的概念產生的。由于中國的工業和技術基礎的規模,中國被選為對抗模式,預計在10到15年內,中國將超越俄羅斯成為美國最大的戰略競爭對手。
圖文并茂的案例研究方法將被用來分析主動防御和空地戰之間的過渡。該案例研究將整合技術、政策和戰爭理論,以喚起人們對多域作戰(MDO)和人工智能在21世紀戰爭中作用的疑問。第二節的批判性分析側重于理論的發展,而不是其應用。第二節的詳細程度是有限制的,因為它仍然是一個更大(和有限)整體的一部分,因此重點應繼續揭示戰場可視化和認知輔助工具之間的聯系。第三節通過作戰藝術的新元素和任務指揮理論的調整來回答每一節中發現的問題,從而將前幾節連接起來。人工智能缺乏歷史,考慮到人們不能直接分析以前的沖突,以獲得教訓或原則。在這種情況下,任務指揮理論提供了一種間接的方法來理解使人類能夠集中式和分布式指揮和控制功能的機制,以及為什么人工智能缺乏相應的機制會抑制我們感知機會的能力。第三節將把美國現行政策和路線圖中的幾個抓手成分匯總到任務指揮理論提供的框架中。
本專著存在于美國陸軍多域作戰概念的框架內,其理解是解決方案是聯合性質的,因為 "陸軍不能單獨解決問題,概念發展必須在整個聯合部隊中保持一致,清晰的語言很重要。"本專著不能被理解為對MDO中提出的問題的單一解決方案,而是一種幫助實現戰斗力聚合的方法。
關于人工智能的討論充滿了倫理、法律和道德方面的考慮,本專著不會涉及這些方面。本專論的假設是,人工智能的軍事用途在政治上仍然是可行的,而且 "戰略前提 "允許該技術的軍事應用走向成熟。由于運用的變化幾乎是無限的,人工智能的戰術實施將不會被詳細討論,而重點是在作戰層面上的概念整合。一般能力將被限制在與作戰藝術和作戰過程有關的具體趨勢上。
全球信息網絡架構(GINA)是一個語義建模框架,旨在促進特設傳感器資產和指揮與控制系統的整合,因為它們可以通過被稱為矢量關系數據建模的實施方式提供給戰斗空間中的操作人員。為了評估GINA的互操作性和推理能力,開發了一個概念驗證評估,并在真實世界的傳感器數據上進行測試。
正如美國陸軍的多域作戰(MDO)概念所指出的,美國的對手試圖通過在政治、軍事和經濟領域的分層對峙來實現他們的戰略目標,而不是通過沖突來對抗美國軍隊和聯盟伙伴。此外,MDO概念指出,對手可能采用多層跨域對峙--跨越陸地、海洋、空中、太空和網絡空間,在時間、空間和功能上威脅美國和聯盟部隊。反擊這些戰略的中心思想是快速和持續地整合所有領域的戰爭(即融合),跨越時間、空間和能力,以戰勝敵人。
為了實現MDO的執行,聯合軍種、政府機構和多國伙伴之間的互操作性是一個關鍵要求。戰術行動已經越來越依賴于信息網絡的傳感、通信、協調、情報和指揮與控制(C2)。因此,美國陸軍不斷尋求提高其整合網絡系統的能力,并在不同的作戰節奏水平上實現同步效果。從歷史上看,由于沒有足夠的能力來支持現有的和新興的技術和進程,這種整合在以無處不在的物聯網(IoT)和軍事C2系統為特征的不斷發展的網絡化戰斗空間中帶來了技術挑戰。這種限制因不同系統的孤島而進一步加劇,限制了戰術、技術和程序的跨系統使用,以及支持硬件和軟件組件。這些限制使作戰人員面臨不一致和缺失的關鍵任務數據,促使作戰功能在孤立中運作。例如,行動和情報之間的數據交換是有限的,范圍也受到限制,增加了指揮官決策過程中的風險和延誤。
為了實現陸軍網絡現代化,陸軍未來司令部網絡跨職能小組(N-CFT)正在調查通過創新、整體和適應性的信息技術解決方案來實現網絡互操作性的顛覆性方法,以滿足既定的C2互操作性挑戰。根據NCFT的指示,美國陸軍作戰能力發展司令部(DEVCOM)陸軍研究實驗室(ARL)的研究人員評估了一項名為全球信息網絡架構(GINA)的技術,作為多源傳感器數據融合的系統解決方案,以支持決策。 根據其軟件規格,GINA的目的是減少在互操作和集成方面存在的技術挑戰,并支持及時的共同情報/作戰圖景和決策的情報分析。
目前,語義互操作是一個活躍的研究領域;近十年來,已經開發了一些軍事技術解決方案。語義互操作提供了促進快速整合來自臨時傳感器資產和異質C2系統的信息的手段,因為它們為戰斗空間中的操作人員所了解。這項初步評估表明,GINA能夠整合不同的傳感器系統,并對數據進行同質化和協調,以便在本次評估的實驗場景下提供解釋、分析和推理。在這一評估的基礎上,在與MDO的規模和復雜性相匹配的實地演習或實驗中進行進一步的評估可能是有意義的。具體來說,進一步評估的能力是:1)來自多個部門的傳感器和通信設備之間及時的互操作性;2)連接來自不同結構和標準的盟國、合作伙伴或商業數據流系統;3)豐富、數據分析、推理或增強其他決策支持C2系統;以及4)與其他技術解決方案的比較。
這項評估的綜合分析已經在DEVCOM ARL技術報告ARL-TR-9100中記錄和公布。
我們的同行競爭者,利用科學、技術和信息環境的新興趨勢,已經投資于挑戰美國和重塑全球秩序的戰略和能力。他們采用創新的方法來挑戰美國和盟國在所有領域、電磁波譜和信息環境中的利益。他們經常尋求通過在武裝沖突門檻以下采取模糊的行動來實現其目標。在武裝沖突中,武器技術、傳感器、通信和信息處理方面的進步使這些對手能夠形成對峙能力,以在時間、空間和功能上將聯合部隊分開。為了應對這些挑戰,履行美國陸軍在保護國家和確保其重要利益方面的陸軍職責,陸軍正在調整其組織、訓練、教育、人員和裝備的方式,以應對這些圍繞多域作戰(MDO)概念的未來威脅。
陸軍的情報工作本質上是多領域的,因為它從多個領域收集情報,而且可以接觸到合作伙伴,彌補陸軍信息收集能力的不足。在競爭中,陸軍情報能力作為掌握作戰環境和了解威脅能力和脆弱性的一個關鍵因素。在整個競爭過程中,陸軍情報部門為每個梯隊的指揮官和參謀人員提供所需的態勢感知,以便在所有領域、電磁頻譜和信息環境中可視化和指揮戰斗,并在決策空間匯集內外部能力。
這個概念描述了關鍵的挑戰、解決方案和所需的支持能力,以使陸軍情報部門能夠在整個競爭過程中支持MDO,以完成戰役目標并保護美國國家利益。它是陸軍情報部隊、組織和能力現代化活動的基礎。這個概念還確定了對其他支持和輔助功能的影響。它將為其他概念的發展、實驗、能力發展活動和其他未來的部隊現代化努力提供信息,以實現MDO AimPoint部隊。
陸軍未來司令部的情報概念為陸軍情報部隊的現代化活動提供了一個規劃,以支持陸軍2035年的MDO AimPoint部隊在整個競爭過程中與同行競爭對手進行多域作戰。它提供了支持2035年以后MDO AimPoint部隊的見解。這個概念是對2017年美國陸軍情報功能概念中概述想法的修改:情報作為一個單位在所有領域的運作,有廣泛的合作伙伴投入。這個概念擴展了這些想法,以解決陸軍在進行大規模作戰行動中的頭號差距:支持遠距離精確射擊的深度傳感。領導陸軍情報現代化的舉措是組織上的變化,以提供旅級戰斗隊以上梯隊的能力,以及支持深層探測問題的四個物資解決方案。
支持MDO AimPoint Force 2035的組織變化使戰區陸軍、軍團和師級指揮官能夠以遠程精確火力和其他效果塑造深度機動和火力區域。在戰區層面,軍事情報旅的能力得到提高,新的多域特遣部隊擁有軍事情報能力。遠征軍的軍事情報旅被重新利用和組織,以支持軍團和師的指揮官,而不是最大限度地向下支持旅級戰斗隊。
支持MDO AimPoint Force 2035的物資變化,即將所有的傳感器、所有的火力、所有的指揮和控制節點與適當的局面融合在一起,對威脅進行近乎實時的瞄準定位。多域傳感系統提供了一個未來的空中情報、監視和偵察系統系列,從非常低的高度到低地球軌道,它支持戰術和作戰層面的目標定位,促進遠距離地對地射擊。地面層系統整合了選定的信號情報、電子戰和網絡空間能力,使指揮官能夠在網絡空間和電磁頻譜中競爭并獲勝。戰術情報定位接入節點利用空間、高空、空中和地面傳感器,直接向火力系統提供目標,并為支持指揮和控制的目標定位和形勢理解提供多學科情報支持。最后,通過分布式共同地面系統,陸軍提高了情報周期的速度、精度和準確性。
伴隨著這些舉措的是士兵培訓和人才管理方法,旨在最大限度地提高對目標定位和決策的情報支持。從2028年MDO AimPoint部隊開始,陸軍情報部門將繼續改進軍事情報隊伍,以支持2035年及以后的MDO AimPoint部隊。
這一概念確定了陸軍情報部門將如何轉型,以支持陸軍和聯合部隊在整個競爭過程中與同行競爭者抗衡。
圖1 邏輯圖