盡管美國陸軍希望在多域作戰中取得認知上的優勢，但它還沒有充分發展并采用認知能力提升的概念。本文對陸軍在這一領域的努力進行了全面評估，探討了對士兵認知的日益增長的要求，并將陸軍目前的方法與對手進行了比較。它的結論將幫助美國軍隊和政策執行者建立促進認知優勢和跨領域成功的文化和行為。

關鍵字：認知能力、復原力、神經倫理學、人類表現、信息過載

認知能力是支持所有士兵表現的關鍵變量：身體、精神和情感。美國陸軍條令認識到認知優勢的重要性，或獲得對敵人的智力優勢。它甚至在最近的幾個出版物中占據了突出位置，包括2019年陸軍現代化戰略（AMS）和美國陸軍多域作戰（MDO）2028年概念。 盡管認知科學取得了進展，并且認識到認知超配在多域作戰中的重要性，然而，美國陸軍還沒有完全接受認知能力優化的概念。在過去的十年中，美國國家衛生研究院在大腦研究方面的投資超過535億美元，但士兵和領導人在 "永遠在線 "的多任務和連接文化中進行訓練和操作，這種習慣最終會降低認知性能。 無論是在駐地還是在部署時，領導人都試圖過濾幾十條信息流，并在睡眠不足和對認知能力優化原則理解有限的情況下做出快速決策。

與此同時，中國和俄羅斯一直在追求生物技術、神經科學和人工智能（AI）解決方案，以提高人類的認知能力，并獲得對美國及其盟友的不對稱作戰優勢。 不受西方社會道德規范的約束，俄羅斯等積極利用雙重用途的民用和軍用研究來實現這一目的，將頭腦視為未來戰爭的主要戰斗空間，并正在采取措施在那里占據主導地位。

為了應對這一挑戰，美國陸軍必須與美國防部的認知能力研究和開發工作保持一致。然而，僅有科學是不夠的。陸軍還必須發展其文化，認識到以科學為基礎的道德方法的重要性，以確保以推動整個部隊的競爭和創新的方式發揮認知優勢。需要采取一種植根于教育、培訓和技術的審慎行為修正方法來取代過時的認知能力神話，這些神話最終會通過多任務處理、睡眠剝奪和信息過載來降低認知功能。否則，我們的對手可能會找到他們所需的不對稱優勢來支配美國的聯合部隊。

多域作戰與認知域

認知能力是指觀察、定向、決定和行動以產生最佳結果的能力。 認知技能對于戰場上的成功一直很重要，在決定戰斗和戰役中發揮著關鍵作用。未來將提供類似的機會，但隨著戰場擴展到空間和網絡空間，會有更大的復雜性、迷霧和摩擦。2019年AMS針對這種不斷變化的環境，提出了多域作戰的概念。 2019年AMS概述了多域作戰概念與以前的作戰概念有何不同，并要求其從業人員具有更高水平的認知能力。

MDO概念提出了認知方面的挑戰，因為它要求領導者認識并利用稍縱即逝的機會，在復雜的作戰環境中實現對先進對手能力的跨域聚合效應。 為了在多領域作戰中取勝，美國陸軍沿著六個貫穿所有領域的現代化優先事項部署了日益復雜的系統。這些先進的系統不僅需要更高的智力和技術技能來操作和維護，而且當與改進的數字通信和網絡能力相結合時，領導人還可以獲得比以往更多的實時數據。最后，MDO 2028概念和 "陸軍人員戰略 "將美國士兵置于多域作戰概念的中心。事實上，作為"陸軍最大的力量和最重要的武器系統"，士兵們將在無數實時數據和信息源的交匯處行動，并面臨著越來越大的壓力，需要在機會和威脅出現時進行多任務處理、優先排序、評估、決定和行動。

以人工智能、人機交互和其他技術進步的承諾來解決這些挑戰是很誘人的。然而，許多這些能力仍然是假設的，即使對士兵的認知要求繼續上升。即使當它們可用時，人工智能和其他技術將補充人類的決策，但在短期內，人腦可能仍然是關鍵節點。因此，要實現認知上的優勢，首先要了解人腦的基本能力和局限性。大衛-洛克（David Rock）等認知科學家堅持認為，了解大腦功能是提高認知能力的最佳途徑之一。最佳喚醒、多任務處理、認知耐力和決策質量等概念提供了一個理解框架，并為提高績效提供了機會。

認知喚醒

情緒的喚醒程度直接影響認知表現。1908年首次提出的耶克斯-多德森定律（Yerkes-Dodson Law）為這一現象提供了一個基本模型，并描述了一個與巔峰表現相關的認知喚醒的甜蜜點。正確的喚醒水平，或壓力，會使大腦釋放正確的神經化學物質組合，以產生最佳表現所需的警覺性和注意力。優秀的教練認識到喚醒水平對表現的影響，并在比賽期間根據需要成功地使球隊平靜下來或振作起來。太少會讓我們變得平淡無奇，而太多則會產生適得其反的壓力、焦慮或脫離。軍隊領導人可能熟悉這種現象，在戰斗情況下，身體的威脅會激起強大的反應，但在工作壓力和信息過載的情況下也會出現類似的狀態。

盡管在戰斗中限制壓力和焦慮具有挑戰性，但監測和管理士兵的情緒喚醒水平可以為提高認知能力提供直接機會。英國皇家學會描述的一個新穎的解決方案建議軍隊和執法部門使用認知過載監測系統，在個人出現認知過載的跡象時發出警報。這種意識將使用戶有意識地改變他們的情緒喚醒和行為狀態，以專注于最關鍵的問題。同樣，美國陸軍作戰能力發展司令部士兵中心進行的監測和評估士兵戰術準備和有效性試點研究，重點是通過創新的科學技術優化士兵個人和小單位的感知、認知和互動。通過分析持續訓練期間通過佩戴式傳感器和實驗室傳感器收集的數據，該研究確定了額外研究的機會，可以幫助士兵和領導識別、預測和維持影響決策質量、射擊精度和注意力控制的最佳喚醒和戰術性能水平。

圖 1. Yerkes-Dodson 定律

多任務處理

軍隊領導人被要求發展一種能力，以應付多種情況--立即對短信、聊天和電子郵件作出反應，并在快速變化的環境中解決問題的同時保持對局勢的認識。不幸的是，軍隊領導人所使用的工具及其使用方法在戰斗和駐軍中加深了 "戰爭迷霧"。盡管社會聯系日益緊密，但科學表明，大腦在任何特定時間內能夠處理的操作數量和復雜性都是有限的。集中我們的注意力需要分配前額葉皮層的神經資源，使大腦不能有效地同時關注兩件事情。當多任務處理時，我們的大腦反而被迫從一個話題迅速過渡到另一個話題。在不同的任務之間轉換需要大量的代謝資源，如含氧葡萄糖；一旦耗盡，認知和身體表現都會下降。多任務處理還產生壓力荷爾蒙皮質醇，并影響腎上腺素和多巴胺水平，從而擾亂我們的思維。多任務處理影響的深刻性使一些研究人員相信，通過文本、電子郵件、廣播交通和聊天窗口等不斷的中斷，可能會產生類似于暫時降低智商的效果。

此外，研究表明，多任務處理會增加決策風險。2009年斯坦福大學的一項研究稱，重度媒體多任務處理者的記憶力、學習和認知功能都有所下降。該研究比較了被認定為重度和輕度多任務處理者的群體的認知能力。雖然其他因素可能導致這種退化，但研究表明，習慣性的多任務處理可能會諷刺地損害個人完成偶爾多任務的能力。例如，考慮到一個司機在城市的一個不熟悉的地方一邊聽廣播一邊與乘客交談。在一次轉彎失誤后，司機本能地暫停了談話，關閉了收音機，集中精力糾正方向。司機的行為顯示了他對同時做兩件事的挑戰的直覺認識。通過選擇多任務處理，我們接受了性能下降，正式稱為 "雙重任務干擾 "或 "心理折返效應"。

作為全軍腦科學教育倡議的一部分，早期職業教育可以為減少多任務、分心、頻繁中斷和信息過載的文化提供有意義的第一步。冥想、深思熟慮、元認知、正念和正念意識等技術提供了可獲得的、低成本的方法，通過提高注意力和表現來建立整個部隊更好的認知習慣，以滿足訓練和任務要求。

認知耐力

軍隊的腦科學教育也可以幫助領導者了解決策和注意力過濾對認知表現的累積代價。大腦可用于數據處理的資源是有限的，做出決定、抵制沖動或忽略分心等行為會隨著時間的推移消耗我們的認知能量。充滿瑣碎的選擇和分散注意力的信息的環境耗盡了我們的頭腦，使我們的認知能力變得遲鈍，因為大腦不會根據重要性的程度來區分或確定決定的優先次序。換句話說，我們的決策能力受制于認知耐力的限制，并隨著時間的推移而退化。

盡管對認知耐力的極限有天生的認識，但許多軍事領導人在安排日程和戰斗節奏時并沒有考慮到這一點。例如，在值班日結束時舉行 "夜間法庭 "非司法處罰聽證會的指揮官可能會在日常決策的累積效應使他們的認知能力出現問題和不可靠的時候做出重要決定。相反，領導人可能把他們最有成效的時間花在回答電子郵件或執行低級任務上，而不是最大限度地利用他們的認知資源來完成復雜的任務和決策。這些基本的例子說明了為什么軍隊必須將時間管理教育和培訓納入其認知主導工作中。

決策質量

即使在考慮認知耐力的極限時，我們的大腦也經常被淹沒在信息中，必須在采取行動之前進行綜合分析。對最佳復雜性理論的研究表明，在做決定時需要考慮的因素有一個最佳數量，太少或太多都會降低性能。正如對計算機的研究一樣，這些研究揭示了人類工作記憶的極限。我們在綜合理解時，很難在腦海中記住超過三到五件知識。此外，試圖考慮10個以上的因素會大大降低性能。了解這一現象有助于促進更好的決策，尤其是在時間緊迫的情況下。

許多人認為，更多的投入將導致最佳決策的產生。在決策實驗中，受試者在超過最佳復雜程度后要求更多的信息，受試者的表現因信息過載而下降。這種趨勢對軍隊來說尤其值得關注，在伊拉克和阿富汗的信息至上主義現在使高級領導人有條件期待大量的信息來支持他們的決策。信息成癮可能會耽誤指揮官等待更多的信息，而這具有諷刺意味的是，這會降低他們決策的質量。

軍方認識到這一挑戰，正在利用人工智能開發改進的信息過濾和決策支持算法，使領導人能夠做出更好、更快的決定。雖然很有希望，但這些努力在不久的將來是有限的，不會完全緩解與現代戰爭相關的認知挑戰。再次，作為全軍腦科學教育倡議的一部分，關于信息過載的負面影響的教育可以推動文化變革，改善決策--無論是否有人工智能的增強。

對手

當美國軍隊慢慢地將提高認知能力融入其文化時，俄羅斯等在認知領域取得了令人不安的進展。中國強調旨在創造神經科學、人工智能和生物技術方面的作戰優勢的研究和開發，作為正在進行的軍民融合的一部分。有影響力的中國人民解放軍（PLA）領導人強調要為延伸到虛擬領域的未來作戰環境做好軍事準備。這些領域包括信息領域和 "意識領域"，需要 "精神/認知主導 "才能取得成功。新美國安全中心的高級研究員和中國問題專家Elsa B. Kania指出，這些概念現在經常在解放軍的著作中討論，還有人類和人工智能融合的概念。

同樣，俄羅斯認為思想是現代戰爭的主戰場，"戰爭要以信息和心理戰為主導"。俄羅斯模仿中國在認知優勢研究中對道德規范的堅持值得懷疑，但俄羅斯的方法更多的是依靠通過心理戰和其他手段破壞對手的認知過程。無處不在的虛假俄羅斯敘事給對手帶來了很高的認知負荷，需要增加信息過濾，這消耗了認知資源，并隨著時間的推移降低了決策的速度和質量。在2022年俄羅斯對烏克蘭戰爭的前6個月，就有無數這樣的例子。非人化的言辭、非法吞并的行為以及關于烏克蘭人親近俄羅斯的錯誤說法，都是為了混淆俄羅斯的侵略和制造混亂的說法。通過播種懷疑和制造混亂，俄羅斯的錯誤信息只需要暫時蒙蔽敵人的判斷力，就能造成猶豫，為俄羅斯的活動提供優勢。

此外，俄羅斯軍隊對使用喪失能力的藥劑來降低其對手的認知功能表現出持續的興趣。在2002年杜布羅夫卡劇院的人質事件中，俄羅斯特種部隊在通風系統中釋放芬太尼衍生物，以操縱大約50名車臣分離主義分子和750名俄羅斯人質的意識。雖然他們的行動使分離主義分子失去了知覺，但也導致了大約125名人質的過量死亡和其他人的永久性衰弱。盡管俄羅斯官員在很大程度上認為這次行動是成功的，但他們的行動招致了國際社會的譴責，并再次引發了對國際法，如1993年《化學武器公約》的有效性和適用性的辯論。

神經學和生物化學專家，如喬治敦大學醫學中心的神經倫理學主任詹姆斯-喬達諾，擔心神經科學和技術的進步為利用現有條約、國際法和超國家公約中關于使用化學和生物制劑的空白提供了機會。這包括使用CRISPR基因編輯和納米技術來增強士兵的神經結構，同時制造新型神經武器來降低對手的認知功能。

美國陸軍的機遇

飛躍性技術的誘惑和神經科學的進步獲得了國內媒體對認知表現舉措的大部分關注。雖然這些努力很重要，而且應該繼續下去，但美軍必須利用實際的、近期的機會來實現現在的認知主導地位。

間接和直接提高和優化認知性能的方法可以以適度的成本為美陸軍提供快速的勝利。了解到直接-間接二分法涉及到對復雜的認知和神經科學概念的一些過度簡化，但這些類別還是提供了一個討論的框架。提高認知能力的間接方法是通過飲食干預、睡眠調整、體育鍛煉、藥理學和復原力訓練來影響認知能力。直接方法 "直接針對學習、感知、認知或情感的結構或功能機制和過程"，包括經顱腦電刺激或現實增強等方法。在實踐中，這兩種方法沒有界限之分，都需要有效地提高和優化認知性能。

圖 2. 認知優勢的綜合方法

認知硬件升級——一種間接方法

使用計算機類比有助于可視化認知增強，同時建立在間接和直接方法的概念上。認知性能的優化意味著我們在現有的硬件（或生理學）的限制下，最大限度地提高我們的軟件（認知能力，或我們如何思考）。在這種情況下，硬件和軟件的升級都可以為提高認知能力提供機會。硬件升級通過人才管理、生理干預、藥物干預和技術提升提供了一種間接的方法。

人才管理

在《從優秀到卓越》（Harper Business, 2001）中，詹姆斯-C-柯林斯（James C. Collins）通過 "讓正確的人上車，讓錯誤的人下車，讓正確的人坐在正確的座位上 "這一比喻來描述建立一個成功組織的第一步。同樣，陸軍提高部隊集體認知操作能力的最佳機會可能在于識別、招募、評估和保留合適的人。

研究表明，認知能力部分是遺傳的，通過結合神經影像技術、統計工具和傳統的認知評估，識別諸如神經靈活性和技能專長等特質是可能的。這些工具為軍隊提供了一個識別和優化個人認知特征應用的機會，作為信息時代招聘和人才管理計劃的一部分，促進認知多樣性以提高創造力和決策力。認知多樣性被定義為 "視角或信息處理方式的差異"。最近的研究表明，認知多樣性加速了學習，并提高了團隊在不確定的復雜情況下的表現。通過有效的評估和人才管理計劃，可以提高軍事團隊的認知多樣性。諸如 "雅典娜項目 "這樣的倡議為應用評估作為自我發展工具提供了一個有前途的模式，但在軍隊范圍內實施需要增加研究、開發和應用的資金。在當今競爭激烈的就業市場上，陸軍必須在目前的評估和人才管理努力的基礎上，招募和保留所需的人才，以優化其認知潛力并超越近似的競爭對手。

生理干預

大量的研究表明，體育訓練、適當的營養和睡眠管理與認知能力有明顯的聯系。陸軍長期以來一直倡導體育鍛煉對心理和生理的益處，研究證實耐力運動中產生的神經化學物質具有神經保護作用，可以改善學習和記憶。睡眠管理和營養指南也反映在美國陸軍的 "整體健康和體能"（H2F）理論和 "績效三要素戰略 "中，但在整個部隊中缺乏廣泛接受。盡管陸軍認識到適當的營養對支持 "最佳身體和認知功能 "的重要性，但士兵們往往將陸軍的營養概念與體力、體質和能量水平聯系起來，而不是與心理功能或情緒聯系起來。例如，領導人對脫水的身體影響很熟悉。然而，脫水對認知的影響在醫學和研究界之外卻鮮為人知。

在可用于提高認知能力的生理干預措施中，睡眠管理可能是軍隊應用中最尚未開發的潛力。陸軍H2F理論指出，"認知能力和戰備狀態與獲得的睡眠量有直接關系"，許多研究將睡眠與陸軍的認知功能和戰備狀態直接聯系起來。即便如此，研究表明，超過62%的士兵長期遭受睡眠不足的困擾，無論是在駐扎地還是部署地，每晚平均睡眠時間不足6小時。軍隊要想在睡眠管理方面取得有意義的進展，就必須在入伍培訓和專業軍事教育的各個階段通過腦力教育來刻意改變文化。教育必須與表彰和獎勵士兵建立健康的睡眠習慣作為提高認知能力的生活方式的計劃相結合。

隨著美陸軍尋求改變其文化，更廣泛地采用可穿戴技術可以提高士兵和領導者的意識，建立理想的習慣和做法，并改變思維方式。所有這三者都需要啟動在認知和身體領域的持久增強性能。沃爾特-里德陸軍研究所（WRAIR）和美國陸軍作戰能力發展司令部士兵中心涉及數百名第十山地師士兵的研究表明，商業化的現成可穿戴技術，如手表、戒指或手環，可以在個人和組織層面推動行為變化。例如，監測睡眠習慣和下班后的身體活動水平可以幫助領導者利用個性化的數據指導士兵建立健康的習慣。陸軍應優先考慮在這一領域的近期投資，作為快速和可見的手段來證明對提高認知能力的承諾。與領導層的教育和強調相結合，可穿戴設備的使用可以為廣泛的文化變革提供強大的催化劑。

非藥物介入

與生理干預類似，藥物干預為提高認知能力提供了機會。興奮劑的使用就是這樣一種干預，在軍隊中已經很普遍了。在高端領域，醫療機構為飛行員開出了諸如右旋苯丙胺之類的藥物，以維持長期任務中的認知能力和警覺性。更常見的是，士兵們通過飲用咖啡因來幫助他們的個人表現。雖然有機會對提高認知能力的藥物如莫達非尼（Provigil）、哌醋甲酯（Ritalin）和各種苯丙胺混合物（Adderall）的使用進行進一步研究和道德辯論，但咖啡因的使用在西方社會基本上沒有爭議。即便如此，過量飲用咖啡因也會產生不必要的副作用，包括失眠、焦慮、血壓升高和心悸。為了可靠地提高認知能力，需要采取慎重的方法來使用興奮劑，以達到最佳的喚醒水平，同時不產生負面的健康后果。

2B-Alert應用是優化咖啡因使用的一種新方法，有可能在全軍范圍內使用。目前，沃爾特-里德陸軍研究所與生物技術高性能計算軟件應用研究所合作開發，2B-Alert使用機器學習、睡眠歷史和個人數據來預測睡眠不足時期的認知功能，并制定咖啡因劑量計劃，以在所需的時間窗口內最大限度地提高警覺性。如果與可穿戴技術相結合，納入所有訓練，并成為日常軍事文化的一部分，像2B-Alert這樣的應用可以為整個聯合部隊提供安全和具有成本效益的認知增強。

技術加強

整個美國防部的多種努力都在探索基于技術的認知增強手段。這些技術在開發、應用方法和成本方面差異很大，但應被視為整體認知優勢戰略的一部分。例如，經顱電刺激（TES）可以增強大腦信號，模仿深度恢復性睡眠時的腦電波，以提高睡眠質量。因此，在睡眠不足的環境中使用TES可以使士兵從短暫的睡眠中獲得更多的恢復性效果，以提高認知能力。沃爾特-里德陸軍研究所睡眠研究中心與美國國防部高級研究計劃局（DARPA）和Teledyne Scientific合作，正在評估可實地使用的TES設備的有效性，以充分利用有限的睡眠時間并改善疲勞管理。

經顱直流電刺激（tDCS）已經被奧林匹克運動員使用，并正在國防部內進行測試。與經顱電刺激不同，tDCS通過增加大腦中的能量來促進神經活動，改變大腦連接，以改善運動表現和認知。海軍特種作業人員的初步測試顯示，TDCS可以提高訓練效率，空軍的研究顯示，使用經顱直流電刺激可以提高警覺性，增強疲勞狀態下的認知能力。

生物技術和藥物認知增強正在引發關于士兵同意增強的自由和增強社會一部分人的長期反響的道德辯論。陸軍在繼續其強化研究工作以跟上近似競爭對手的步伐時，應該參與到這場辯論中。然而，認識到這些道德限制和預算限制，陸軍應該在短期內更多地強調容易執行和爭議較少的工作。

認知軟件升級——一個直接的方法

重新審視我們的計算機類比有助于說明，增強的認知軟件--我們如何使用我們的思想--為增強認知性能提供了直接的方法。雖然間接的步驟可以改善認知的硬件，但僅靠更好的硬件可能無法提高性能。新的硬件往往需要升級的軟件和更高的用戶熟練度來最大限度地發揮其潛力。因此，直接和間接的方法--升級的硬件和軟件--對于實現最高水平的認知性能是必要的。大腦教育、基于認知科學的學習技術和管理信息過載的方法以最小的投資提供實用的軟件升級。

大腦教育和自我感知

許多認知心理學家和神經學家都認為，優化個人的認知表現要從了解大腦開始。對大腦功能的基本了解為元認知，或 "關于思維的思考 "奠定了基礎。軍隊理論重視元認知在復雜問題解決和適應性思維方面的作用，但對如何發展和改善元認知過程卻沒有提供深入的見解。此外，陸軍理論中關于元認知的文章很少，完全集中在復雜問題解決背景下的領導人身上，沒有考慮到整個部隊的廣泛應用。安德魯-斯蒂德曼在其2011年關于應用神經科學提高陸軍認知能力的論文中指出，"元認知還沒有作為一種理想的領導者特質和培訓概念下降到戰術層面。"

對服役人員進行基本腦科學和元認知的普遍培訓和教育，如果輔之以個人實時觀察大腦過程的能力，可以為高峰認知性能打下基礎。元認知是通過正念完成的，或者說是 "有目的、無判斷 "地密切關注當下。多項神經科學和心理學研究顯示，練習正念有很大好處，包括改善認知控制和決策。陸軍將正念訓練作為士兵和家庭綜合健身計劃的一部分，并在陸軍H2F學說和教練中承認正念和正念意識的概念。然而，正念和正念意識的概念在整個部隊中缺乏廣泛的理解和采用。

腦科學、元認知和正念意識必須被納入專業軍事教育，以優化整個軍隊的士兵認知表現。美國陸軍外國軍事和文化研究大學提供的應用批判性思維課程為野戰級預科課程和陸軍戰略教育計劃提供了基線課程內容。這些主題也應該在所有的初始入職培訓管道中教授，根據技能和經驗水平進行調整，并根據職業生涯的評估結果進行定制。這種方法在許多方面類似于海軍的 "勇士堅韌"計劃，該計劃側重于發展水兵的精神、心理和體力，并取得了初步的成果。

海軍在審查了菲茨杰拉德號和約翰-S-麥凱恩號上最近發生的事故后，于2018年在所有士兵和軍官入伍計劃中實施了 "勇士堅韌 "課程。 它使用正念和體育心理學的目標設定、自我對話、可視化和能量管理技術來改善情緒調節和認知表現。勇士堅韌計劃的實施標志著對整個海軍文化變革的重大投資，其結果迄今為止還難以量化。美國海軍臨床心理學家梅麗莎-D-希勒-勞比（Melissa D. Hiller Lauby）上尉指出，2020年7月在美國海軍 "邦霍姆-理查德 "號上成功應對火災的水兵們在行動后的匯報中多次提到了 "勇士堅韌 "訓練的好處。具體來說，自我對話和情緒調節的使用幫助一些水手在面對極端壓力時更加冷靜地應對。需要更多的時間和分析來判斷該計劃的有效性，但 "勇士堅韌"可以為陸軍改變其認知性能文化的努力提供參考。

基于認知科學的學習

訓練在軍隊中無處不在，但最近的認知科學研究表明，軍隊的許多訓練技術可能無法產生長期的理解力。認知科學表明，重復操練、死記硬背和重讀并不像許多人認為的那樣有效。對學術情況和試圖掌握運動技能（如擊球）的運動員的研究表明，改變提供指導和訓練的方式會大大影響學習的質量和持久性。采用基于認知科學的學習方法，如間隔練習、交錯練習和適應性輔導，可以為軍隊提供低成本的機會，使教育和訓練的效果最大化，以提高認知能力。

此外，《陸軍野戰手冊》（FM）7-22《整體健康與體能》指出，基于認知科學的學習策略，控制學習環境，限制干擾，并根據士兵的學習偏好進行指導，可以使士兵更有效地掌握任務。陸軍大學的應用認知和腦科學專家韋德-埃爾莫爾（Wade Elmore）認為，自適應輔導技術有機會增加持久的學習。研究表明，使用機器學習和計算機算法提供定制教學的智能輔導平臺優于所有其他方法，包括人類輔導員。雖然智能輔導可能不會直接提高決策和批判性思維能力，但通過量身定制的強化學習方法來增加士兵的隱性知識，為隨后掌握相關的認知任務提供了基礎。基于認知科學的學習方法和技術必須在整個陸軍訓練中采用，納入陸軍訓練理論，并融入陸軍訓練文化。提高嵌入士兵長期記憶中的持久知識和技能的數量和質量是優化認知軟件以達到最佳性能的有力方法。

管理信息過載

雖然基于認知科學的學習方法和技術可以幫助優化學習，但改善士兵的短期工作記憶需要一個不同的方法。陸軍理論認識到這一點，并在FM7-22《整體健康和體能》中宣稱，優化短期工作記憶的士兵可以更有效地處理和完成復雜任務。該手冊繼續提供任務簡化、學習提示和記憶提示作為提高績效的方法，但沒有采取更全面的方法，并錯過了在這個關鍵領域影響軍隊文化的機會。

抵消信息過載的影響需要從根本上改變陸軍 "永遠在線 "的通信和信息管理文化。特別是對領導人隨時可以進行即時溝通的期望，會因為頻繁的中斷、分心和情緒激動而降低認知能力。作為全軍腦科學教育倡議的一部分，關于多任務、分心、頻繁中斷和信息過載的影響的教育可以為推動變革提供重要的第一步。

有效的時間管理提供了另一個減少心理摩擦和提高認知能力的機會。日常行動的要求經常考驗領導者的時間管理技能。然而，在高級軍校以下的專業軍事教育中沒有系統地教授有效的時間管理技巧。因此，許多領導人不知道基于認知科學的時間管理的最佳做法，并執行保證次優認知表現的日常計劃。加強這方面的教育可以幫助領導人制定日常時間表，避免在創作期間分心，提供集中工作的機會，并支持充足的睡眠和營養。

結論

認知能力是所有領域中個人和集體表現的基礎。隨著美國陸軍為多域作戰做準備，建立促進認知優勢的文化和行為對于成功地與在多個領域尋求不對稱優勢的近似對手競爭至關重要。為了成功，陸軍必須用一種優化和提高認知性能的文化來取代其 "永遠在線 "的多任務和連接文化，以便在信息時代占據主導地位并取得勝利。只有通過植根于教育、培訓、技術和努力工作的深思熟慮的方法，美國陸軍才能建立一種持久的認知主導文化。

雖然僅僅依靠技術進步來實現認知優勢是很誘人的，但在預算和行動不確定的情況下，需要在理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策（DOTMLPF-P）框架內采取多樣化的方法來減少風險。陸軍必須同時采用間接和直接的方法來提高認知性能，同時參與與這些方法相關的道德辯論。美國未來的對手將繼續尋求在認知領域的不對稱優勢。我們必須迫使他們嘗試克服美國士兵的決心、創造力和勇氣來實現這一目標。

多域作戰（MDO）會給訓練帶來許多挑戰。各種不同的組織和部門的參與會加劇這些挑戰，并需要平衡集中協調和分散訓練的目標。此外，盡管MDO的基本概念并不新鮮，但實際的術語最近才被美國陸軍作為一個理論概念引入。因此，訓練技術的發展有可能是被動的，導致孤立的效果。新興的訓練技術可以幫助支持MDO的獨特復雜性，但這些技術和相關系統的發展可能需要與理論發展相配合，與追蹤過程相一致，并盡早納入最終用戶的投入。如果MDO要提供新的好處，訓練界可能需要解決老問題。它可能需要更有效地溝通。

多域作戰背景

新興技術可以緩解因多域作戰（MDO）而放大的復雜訓練挑戰。為了發揮效益，技術研究和開發（R&D）可能需要與理論發展同步進行。然而，協調和有效的采購一直是軍隊的一個長期問題（Wong等人，2022），如果MDO要提供新的好處，訓練界可能需要解決老問題。它可能需要更有效的溝通。

盡管它在軍事文獻中被普遍使用，但MDO的定義可能有細微差別，并可能有所不同。盡管MDO的基本概念并不新鮮，但美國陸軍訓練和理論司令部最近在其2018年的小冊子（TP）525-3-1《2028年多域作戰中的美國陸軍》（美國陸軍，2018）中引入了這個術語。它納入了戰場戰略，但從根本上說，MDO是一種作戰戰略。它從線性作戰、非線性作戰和戰略癱瘓理論演變而來，它描述了陸軍將如何在所有領域作戰，包括電磁波譜和信息環境。

具體來說，MDO可以定義如下（Kasubaski，2019）。"一場由多場戰斗和行動組成的戰役，跨越領域、時間和有爭議的空間進行，最終使友軍（聯合/聯盟）的能力趨于一致，增加對對手（或敵人）的限制因素，減少對友軍的限制因素，打開多個機會窗口，對對手（或敵人）的關鍵漏洞和COG[重心]實現決定性的打擊。"

MDO最初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（CRS，2021）。這個基本概念與所有領域的聯合指揮和控制密切相關（Marler等人，2022）。然而，無論具體定義如何，MDO的一個普遍主題是通過使用技術來解決復雜戰爭的挑戰（de Leon, 2021）。這個主題適用于訓練（de Leon, 2021），這是支持任何總體戰略的必要條件。

聯合全域作戰訓練的復雜性

大規模的訓練可能需要在集中協調和分散目標之間取得平衡，即使只是在一個軍種內。這種平衡在MDO中可能變得特別困難。這種挑戰涉及到組織管理和技術研發，而且隨著更多組織的整合，這種挑戰會增加。

支持訓練的能力應該來自于基本的訓練目標（Marler, 2022）。也就是說，有效的技術與預期的用途相一致。然而，通常情況下，技術的出現不是為了滿足市場需求，而是由于行業的推動。開發者可能會完善或加強一種能力，然后才會追求市場。然而，一般來說，當產品源于最終用戶的需求并與之保持一致時，它們會更加有效。訓練技術尤其如此；當它們從一開始就針對特定的訓練目標和特定的用戶群而設計時，它們是最有效的。

• 隨著用戶群的擴大和變得更加復雜，訓練目標也是如此。通常情況下，單一的訓練能力無法應對 "完全不同的目標"。

隨著用戶群的擴大和變得更加復雜，訓練目標也是如此。通常情況下，單一的訓練能力無法應對大量不同的目標。這反過來又造成了集中協調和分散需求之間的矛盾。在一個大型組織內，不同的訓練需求可能會促進潛在的分散的訓練目標。這種獨立的目標可能是合法的，如果被忽視或混為一談，訓練就會變得無效。然而，如果不加以控制，這種情況可能會導致孤島式的發展--不同的小組獨立進行研發，只為解決他們獨特的目標。這反過來可能會有重復工作的風險，從而浪費了資金。此外，它可能會失去在不同組織之間分享訓練目標、研發和流程方面的最佳做法的機會。因此，某種程度的集中協調可能是有益的。

為了促進協調，由一個組織來跟蹤和分享有關技術發展的信息可能是有益的。然而，在大型組織可能有機發展的情況下，這種意圖可能與人性相悖。例如，盡管每個軍種都可能有一個專門負責訓練的組織，但整個軍種的研發和訓練能力的使用可能并不明確和廣泛透明（Marler等人，2020）。確保整個軍種的適當協調可能需要持續關注。

調和獨特的訓練目標和協調工作的挑戰可能會隨著應用于更多的梯隊和組織而擴大。事實上，在這方面考慮一個連續體可能是合適的，即隨著訓練從單個人延伸到個人、團體、軍種、作戰指揮部以及最終國家（盟國和伙伴國）之間的互動，復雜性也會增加。這種復雜性在聯合社區中得到了充分的認可，各部門被要求進行整合，以便在戰斗中進行訓練（Marler等人，2020）。

引入不同的作戰環境--不同的領域--可能會進一步加劇這些復雜性。不同的環境，涉及不同的領域，可以呈現復雜的場景，需要大量的訓練協調。因此，MDO可能會提出對復制和準備特別具有挑戰性的場景。事實上，當訓練不僅跨越上述組織復雜性的連續體，而且跨越戰爭領域時，它可能是最復雜的，從而形成了一個復雜性矩陣，其兩軸代表了越來越多的作戰領域，以及相互作用的組織的復雜性，如下圖10.1所示。

圖 10.1：復雜性矩陣

為MDO進行有效的訓練可能需要在聯合背景下進行訓練，并解決這個復雜的完整矩陣。學習跨領域的思考、計劃和無縫操作可能是一個巨大的訓練挑戰。對此，與其簡單地從單一服務的角度來看待訓練，不如更全面地看待訓練，可能會有好處。為了利用新興技術的好處，盡早而不是晚些時候考慮復雜的全部矩陣可能是謹慎的。

技術可以如何幫助訓練

各種訓練技術可能對MDO特別有利，并可能有助于平衡集中協調與分散目標。特別是，軍隊正在越來越多地利用虛擬環境，包括虛擬現實（VR）和增強現實（AR）（Lye，2019）。VR涉及用戶完全沉浸在虛擬環境中，而AR涉及將虛擬實體疊加到真實物品上。這種環境可以提供各種好處，從允許安全地練習危險的活動，到鍛煉機密的操作和能力，到增加訓練的重復性。它們還可以為MDO提供專門的好處，主要是連接的形式；通過數據交換將各種聯網的虛擬環境連接起來可能相對容易。

此外，虛擬游戲在軍事訓練中提供了超過十年的價值，讓我們看到了軟件系統的好處，它允許離散的團體和個人整合并基本上一起訓練（Shaban, 2021）。現場、虛擬和建設性（LVC）能力也可以幫助支持MDO（Marler等人，2022）。這涉及到將使用真實武器系統的真實作戰人員與操作虛擬系統（例如，模擬器）的真實作戰人員與控制虛擬系統（建設性）的計算機聯系起來。混合能力涉及將實戰與虛擬和/或建設性相結合，而合成能力包括虛擬和建設性。此外，所有這些能力都可以促進基于性能的評估，即虛擬環境在使用期間和之后提供反饋。在虛擬環境中幾乎所有的操作都可以被存儲、分析和審查，這可能是新興訓練技術的另一個好處。

如圖10.2所示，虛擬訓練能力的兩個好處與MDO特別相關：1）容易開發各種環境的能力；2）連接各種能力的能力。通過游戲、VR、AR、LVC和一般的虛擬環境，可以相對容易地在不同的領域進行練習。可以肯定的是，這些技術并不是集體的萬能藥，某些訓練目標只能通過真實世界的練習來解決。此外，當需要高fi delity模擬時--根據訓練目標，它們并不總是必要的（Straus等人，2018）--適當的基礎模擬模型的可用性可能會帶來瓶頸。盡管如此，虛擬環境提供了開發、改變和使用無數種情況的能力，這可能包括所有的戰爭領域。因此，虛擬環境可能自然有利于MDO。

圖 10.2：訓練環境

除了代表多個領域外，虛擬環境可能有助于促進連接，使大規模的訓練演習與現實世界的演習相比相對容易。當然，整合不同組織開發的軟件系統不一定是小事；它可能需要組織協作和遵守數據標準。盡管如此，將許多不同的模擬器和模擬系統聯網可能比整合現實世界的系統更容易，因為這些系統可能有幾十年的歷史。因此，對于各軍種、作戰指揮部、甚至盟國和伙伴國來說，在聯合MDO訓練的背景下進行虛擬連接可能相對容易。

最終，正是這種連接的潛力可能有助于在集中的協調和分散的訓練目標之間建立一種平衡。如果發展得到適當的管理和激勵，虛擬訓練技術可以讓不同的用戶尊重他們獨特的訓練目標并開發專門的內容，同時允許軟件和模擬器連接到同一個聯盟中（維基百科）。這種聯盟的例子已經以JLVC（聯合實戰、虛擬和建設性）（美國聯合部隊司令部，2010）和JLCCTC（聯合陸地部分建設性訓練能力）（美國陸軍，n.d）的形式出現。然而，這些系統已經有機地成熟起來，從一開始就對復雜的聯合MDO環境進行了最少的整體考慮。盡管如此，連接軟件和模擬器的聯盟可以加強協調。

• 如果對開發進行適當的管理和激勵，虛擬訓練技術可以讓不同的用戶尊重他們獨特的訓練目標，開發專門的內容，同時允許軟件和模擬器連接到同一個聯盟中。

與現實世界的系統一樣，連接的潛在好處可能伴隨著挑戰，包括技術和組織方面。然而，可能有一些基本原則，如果在開發周期的早期考慮，可以釋放出MDO訓練的潛力。這些原則總是與基于模擬的訓練有關，但它們對于產生MDO訓練的好處可能特別關鍵。

技術的高效協調開發和部署

首先，讓訓練內容與訓練目標相一致可能會有幫助。盡管源于20世紀80年代陸軍 "空地一體戰 "理論的發展，但MDO這個詞相對較新。因此，訓練技術，更不用說一般的訓練，可能會對新的作戰理論產生反應，特別是隨著時間的推移，理論的發展。各種新興的訓練技術可能有助于解決MDO的獨特復雜性，但盡早與理論和終端用戶的投入一起開發這些技術可能會產生額外的好處。否則，可能會失去效率，訓練效果也會受到影響。從組織的角度來看，這可能需要理論發展組織與訓練發展組織緊密結合。

第二，訓練能力的部署過程可能與訓練能力的開發過程同樣重要（Marler, 2022）。即使有了針對適當目標的能力，如果沒有與訓練過程適當結合，它們也可能是無效的。因此，在開發訓練能力的過程中，考慮將其插入的課程可能是有益的。例如，僅僅購買VR系統和開發高質量的內容可能是不夠的；開發人員和用戶可能有必要事先了解VR在當前訓練管道中的使用情況，包括從基礎訓練到繼續訓練以及高級訓練。

第三，系統的互操作性可能需要在開發過程的早期成為訓練能力整合的基石。如果把它作為采購的事后考慮，可能會被扼殺。新的訓練軟件和模擬器可以從盡早加強互操作性的努力中受益（SPPS, 2022）。

這些原則可能需要被激勵。國防部可能有責任設計和實施促進協調的激勵措施。另一種選擇是在新的復雜問題面前重溫舊的挑戰和錯誤。可以肯定的是，以政策的形式進行積極的約束，要求各組織以某種方式進行協調，肯定是有先例的。還有一個先例是更多的被動激勵，比如資金，它吸引了一個預期的行為。也許不太常見的是，在廣泛的透明度和溝通新出現的能力和意圖方面的內在激勵。如果不同的組織，無論是國家還是軍事部門，適當地公布他們的訓練目標、能力和過程，這將有助于促進協調。這后一種形式的激勵可能是平衡集中協調和分散目標的關鍵。也許，如果MDO要提供新的好處，解決老問題的方法之一可能只是更頻繁的溝通。

人工智能正在緩慢地進入軍事行動，該學科的進步推動了戰斗空間中自主性的質和量的增加。這就意味著戰斗人員將越來越多地與具有越來越先進自主能力的機器共存。隨著機器從簡單的工具躍升為合作的隊友，人機編隊將成為現代戰爭的中心。空軍的忠誠僚機概念表明，人與機器之間的互動質量與機器的技術先進性一樣，對成功的人機協作至關重要。了解如何確保人類和機器之間的信任將是至關重要的。人工智能和機器學習將使信任變得更加必要和難以實現，而與神經技術的融合可能會使這項任務進一步復雜化，帶來新的挑戰。

引言

人工智能（AI）正日益進入軍事領域。雖然愛好者、否認者和實用主義者可能對人工智能將在多大程度上賦予戰斗空間優勢持不同意見，但它已經被用作分析工具、破壞者和力量倍增器（Rickli和Mantellassi，2023）。在烏克蘭的沖突中，人工智能通過縮短傳感器到射手的時間、分析截獲的通信、傳播情報以及在信息戰中利用人工智能來優化目標定位周期，明顯體現了這種趨勢（Rickli, Mantellassi, and Juillard, 2022, p.22）。人工智能的進步不僅在數量上加速了戰爭的自主性和自動化，而且在質量上也加速了完全或部分由機器完成的一系列任務。隨著人類和機器在戰斗空間中的共存不斷擴大，成功理解如何實現人類和機器之間的最佳合作是釋放人工智能在軍事行動中的全部潛力的關鍵。本文將重點討論人工智能和人機協作對空軍的新的重要性，在放大信任問題之前，特別關注 "忠誠的僚機 "概念。它還將討論人機協作如何與其他新興技術，特別是神經技術相融合，以重新定義未來的可能性。

人工智能與人機編隊

人機編隊（HMT）是將人類的判斷與計算機的數據處理和響應能力相結合的行為（Motley，2022）。在軍事領域，這意味著將人類、人工智能和機器人整合到合作、相互依賴和自主的系統中（Hein和Maquaire，2022）。人機互動在軍事和民用領域已經很普遍，但這種傳統的機器和人之間的互動模式并不一定構成一個 "團隊"（Walliser等人，2019）。理解是什么讓兩者之間的互動成為一個團隊，而不是機器只是一個工具，這一點至關重要。在人機團隊中，機器在實現目標方面發揮著積極作用，它 "從信息中進行推斷，從信息中獲得新的見解，從過去的經驗中學習，發現并提供相關信息以測試假設，幫助評估潛在解決方案的后果，辯論所提出的立場的有效性，提供證據和論據，提出解決方案并提供對非結構化問題的預測，另外還參與人類行為者的認知決策"（Bittner等人，2020，第3頁）。在HMT中，機器不僅僅是一個在指示后完成指定功能的工具，而是一個能夠與人類同行協調并支持實現目標的決策的隊友（Motley, 2022）。

如果機器沒有與人并肩合作，僅憑機器中存在的自主權不足以將人機互動定性為團隊（Motely, 2022）。人機互動由三個要素組成：人、機器以及機器和人之間的互動和關系的性質（Chahal和Konaev，2021）。人工智能正在加速HMT的潛力和普遍性，特別是在軍事行動中，人工智能驅動的自主性有了質的飛躍，正在投入使用的自主系統的數量也在增加。機器將不再是簡單的工具，而是成為行動的組成部分，積極參與決策（Walliser等人，2019）。在這種新興的背景下，需要成功地將人和機器配對，以提取兩者的最大潛力，這為HMT奠定了基礎。

人工智能的進步導致自主系統可以執行的各種功能有了質的提高，使這些系統以更關鍵和合作的方式與人類并肩作戰。以人工智能為動力的自主性，越來越多地由機器學習（ML）驅動，正導致機器能夠獨立和更準確地完成的任務的復雜性增加。例如，Primer。AI正在使用不同的技術，最主要的是自然語言處理（NLP），融合多種情報輸入（音頻、視覺、文本），為烏克蘭軍隊提供實時、自主生成的戰斗空間情報圖（Primer, 2022）。同樣，游蕩的彈藥已經進入了戰斗空間，依靠人工智能來識別和攻擊目標。武器系統正越來越多地受益于私營部門開發的雙重用途人工智能技術。例如，2022年5月，Deepmind發布了一種新的算法 "GATO"，能夠執行604項不同的任務（Deepmind, 2022）。

• 算法可以執行的功能越多，它在功能上與“人類”的等效性就越大，從而增加了 HMT 的潛力。

一個算法可以執行的功能越多，它在功能上就越等同于人類，增加了HMT的潛力。這些發展也推動了自主系統或具有某種程度自主性的系統數量的增加（Boulanin和Verbruggen，2017）。蜂群技術的出現--已經在實驗中得到證明--將加速這一趨勢（Xin等人，2022；Mehta，2017）。許多這些技術進步都是在私營部門開創的，是小國、非國家行為者和個人更容易獲得的收益，與傳統系統不同（Ashby等人，2020；Rickli，2020a）。隨著機器人技術和自主權在數量和質量上的增加，戰爭的節奏將加快（Rickli，2019）。在算法戰爭中，人類在決策過程中保留有意義的作用的唯一途徑將是通過整合和同步人類和機器的輸入（Walsh, 2021）。空軍必須在人和機器元素之間建立共生關系和互動。

雖然人工智能的成功和高潛力正在重塑HMT，但人工智能的固有局限性和相對脆性意味著機器必須繼續與人類共存（Rickli，2020b）。假設戰爭的所有方面都將在不久的將來實現自動化，人工智能將取代所有--甚至大多數--作戰人員的任務，這是不現實的。人工智能目前仍然是 "狹窄的"，只能夠在容易編纂或有更明確的規則和指標的活動中勝過人類（英國國防部，2018）。此外，這些狹窄的人工智能應用很容易受到對抗性攻擊和數據偏差的影響，這可能導致驚人的失敗（Scott-Hayward，2022）。雖然人工智能卓越的分析、數據處理和統計關聯能力大大超過了人類，但后者將保持對戰斗空間的認知優勢，理解背景，依靠直覺，必要時打破規則，并以新穎的方式適應（Losey，2022）。HMT的優先級正是由于需要從機器算法與人類的結合中獲得最佳結果，在這種情況下，每個人都可以發揮其優勢（Jatho和Kroll，2022）。當正確的任務被分配給團隊中正確的元素（人類或機器），并且兩者之間的互動是高質量的，人機團隊的表現就會大大超過人類和機器單獨行動（Jatho和Kroll，2022）。

忠誠僚機的概念和信任

空軍已經特別適應HMT的要求（Briant，2021）。采用人工智能和人與機器之間的互動越來越成為空中力量的核心（Briant, 2021）。世界上有幾個備受矚目的項目正在試驗 "忠誠的僚機 "概念，該概念建議自主的無人駕駛飛機與有人駕駛的飛機一起協作。空軍對HMT的需求來自于多個方面。首先，將人工智能、機器人和計算機整合到行動中，加速了數據的生產和收集，給作戰人員帶來了 "信息過載 "的風險（約翰遜等人，2014年）。操作復雜系統的飛行員需要高度集中和多任務處理，實時分析更多數據的范圍有限。人工智能協助可以減輕一些這種負擔。作為其 "先鋒計劃 "的一部分，美國空軍正在開發 "Skyborg"--一個 "自主飛機組隊架構"，它將使諸如Kratos Valkyrie這樣的無人機能夠與有人駕駛的飛機組隊飛行（美國空軍，n.d）。這些無人機僚機將通過卸載一些數據分析任務、繪制目標和防空系統，以及為飛行員建議飛行走廊來提高飛行員的表現（Losey, 2022）。隨著時間的推移，機載人工智能系統將能夠向飛行員建議適當的行動方案。第二，美國的近鄰對手，如中國，已經大量投資于發展反介入/區域拒止（A2/AD）能力，使作戰環境變得非常有爭議和致命（Grynkewich, 2017）。為了在這些高度競爭的環境中提高生存能力--考慮到蜂群技術的出現--忠誠的僚機可以被大量用于穿透和飽和對手的防御，充當誘餌，或提供動能效應（Perret，2021）。

無數的挑戰出現了，使為忠誠的僚機實現有效的HMT的目標變得復雜，而這些挑戰并非都是技術性的。多種因素影響著HMT的互動質量，其中一些因素在圖9.1中得到了說明。許多關于HMT的研究重點并不完全在技術能力和特性上，而是在人和機器之間的關系及其互動的性質和質量上。有效的HMT只是部分地依賴于人工智能的先進性，但在很大程度上取決于互動的質量。人們常常把它與人與人之間的團隊相提并論。團隊的有效性不是簡單的單獨成員能力和投入的總和，實際上取決于通過團隊流程和團隊工作成功地整合和協調個人努力（Funke等人，2022）。在HMT中，人類必須了解1）其角色，2）人工智能系統，3）如何與人工智能系統/隊友互動，以及4）如何與其他人類隊友互動（Puscas，2022）。

圖 9.1：影響人機交互質量的因素

信任是HMT中的一個重要元素，但也是一個高度復雜的概念，有許多影響它的變量，如人口、地理位置、背景和其他多種因素（Chahal and Konaev, 2021）。Davis、Mayer和Schoorman將信任定義為 "一方愿意受到另一方行動的影響，因為他們期望另一方會采取對信任者很重要的特定行動，而不考慮監督或控制該另一方的能力"（1995）。關于支配人與人之間信任的變量和動力是否與影響人機信任的變量和動力相同，目前還沒有定論（Celaya and Yeung, 2019）。本文將把信任視為 "個人對技術結論的可靠性及其完成既定目標的能力的信心"。(Chahal and Konaev, 2021)。正如英國國防部所指出的，人工智能系統不僅會受到可以做什么的限制，而且還會受到 "行為者信任他們的機器會做什么 "的限制（英國國防部，2018）。事實上，如果沒有信任，人工智能將無法發揮其全部潛力，因為它的使用可能僅限于低風險的情況，而不是它可以提供真正的優勢（Motley, 2022）。空軍面臨的挑戰涉及到如何加強對人工智能的信任，從質量上增強人機關系。培訓和用戶界面的特點是提高對人工智能的信任和改善人機關系的核心考慮。

對人工智能系統的信任可以受到機械理解、系統可預測性、熟悉度和背景的影響（英國國防部，2018，第48頁）。這些因素可以--至少是部分地--通過適當的培訓來灌輸對人工智能系統的信心和理解，以及通過用戶友好的界面，通過提高熟悉度和可預測感來控制機器（Puscas, 2022）。然而，人工智能驅動的自主性的增加和ML作用的擴大意味著適當的培訓和用戶界面將同時變得更加復雜和具有挑戰性，但也更加必要--但所有這些都會對信任產生不利影響（Puscas，2022）。人工智能的 "黑箱 "問題阻礙了可理解性、可解釋性和可預測性，從而降低了信任度，而這種信任度只會隨著下放給機器的自主權程度而增加（Michel，2020）。隨著ML算法隨著時間的推移而學習，飛行員/人類隊友必須知道機器如何變化，它正在學習什么，以及這將如何影響其結果。因此，自動化的復雜性使得持續培訓成為首要任務，但也更加復雜。同樣地，界面的可用性變得更加重要，但同時也更加復雜。隨著機器隊友提供更多的自主權和它的算法過程的復雜化，它的輸出在解釋和溝通上也更具挑戰性（Puscas 2022）。這種復雜性反過來可能會導致對系統的信任度降低。

• 隨著ML算法隨著時間的推移而學習，飛行員/人類隊友必須知道機器如何變化，它在學習什么，以及這將如何影響其結果。因此，自動化的復雜性使得持續訓練成為首要任務，但也更加復雜。

缺乏信任會影響HMT，降低人機團隊的效率和潛力，從而降低其作戰使用的概率。然而，對機器的過度信任也會對HMT產生負面影響。(Scharre, 2018; Puscas, 2022）。事實上，系統自主性的提高會導致 "自動化難題"，即用戶警覺性的喪失與系統增強的自動化和感知的可靠性成正比（Puscas，2022）。在這個意義上，機器的復雜性既可以減少信任，也可以將其增加到一個過度的水平。因此，軍事操作人員需要對他們操作或監督的自主系統抱有健康的懷疑態度，這就需要有能力準確評估系統的局限性（Scharre, 2018, p.144）。這再次強調了適當培訓的重要性，以獲得對系統的理解，以免它 "因忽視而變得完全自主"（Puscas, 2022）。2003年，涉及美國 "愛國者系統 "的一系列事件，一個人在回路中的防空系統，導致自相殘殺，歸因于過度信任和不適當的培訓，這使得該系統事實上完全自主（Scharre, 2018）。

神經科技的融合

任何單獨的新興技術的興起都不會發生在真空中，獨立于其他技術創新。因此，新興技術組之間的融合需要仔細關注，以預測這些技術之間不可預測的互動所帶來的未來挑戰（Rickli和Mantellassi，2022）。目前，人類的互動總是通過界面（如屏幕）進行的，這意味著其效率有一些限制。采用忠誠的僚機的操作演示中，操作員用手持平板電腦指揮機器隊友（Trevithick, 2021）。消除對界面的需求的一個方法是，使用一套允許大腦和機器之間雙向互動的技術，直接將機器與人腦連接起來。人工智能和神經技術領域--尋求將技術部件連接到神經系統的科學領域--之間正在進行的融合可能會在未來實現最佳的人機互動（Rickli，2020c）。

人與機器之間的關系質量對人機交互至關重要，并且受到界面特征的影響。使用外部界面（屏幕、平板電腦、計算機）來監督或以其他方式與機器或半自主代理接觸，可能對認知要求很高，導致喪失警覺性和自滿情緒（Puscas，2022）。神經技術的進步可能會解決飛行員與外部鏈接（如屏幕或顯示器）互動的需要，以查看、溝通并向機器傳輸信息。腦機接口（BCI）將把忠誠的僚機控制無縫整合到飛行員的認知過程中，以減少認知過載，加速觀察、定向、決定和行動（OODA）循環，如下圖9.2所示，并消除設計接口的復雜任務。BCI可以 "促進思維速度的多任務處理"，并允許飛行員 "與智能決策輔助工具對接 "和多車輛合作（Bartels等人，2020）。DARPA正在努力實現BCI的使用，它模擬了狗斗，其中算法 "進入 "對手的OODA循環，通過更快的決策擊敗人類對手（Tegler，2020）。

圖 9.2：OODA 循環的儀表板樣式表示

技術的融合融合了每項技術的特質，加速了它們的發展，并導致了以前不可能的新穎創新。然而，融合也使與單個技術相關的風險轉移到另一個技術，有時會帶來全新的、不可預測的挑戰。因此，雖然BCI等神經技術可以及時實現最佳的HMT，但它們也帶來了新的和更復雜的風險。對于神經技術而言，這些風險包括數據隱私和認知及精神完整性的倫理困境、大腦操縱和發動認知戰爭的新途徑，以及前所未有的監控能力等（Rickli和Ienca，2021）。

結論

人工智能的進步導致軍事行動中具有自主能力的人工智能驅動的機器在質量和數量上的增加。然而，今天的人工智能相對脆弱，這意味著作戰人員將在戰斗空間與機器共存，越來越多地成為隊友。空軍必須投資于可消耗的、無人駕駛的能力，如忠誠的僚機，以克服信息負擔、認知過載和高度競爭的空域中的低生存能力等挑戰。HMT的挑戰是未來空中力量能力的中心。優化人與機器之間的關系，而不僅僅是駕駛這些忠誠僚機的算法，是至關重要的。確保飛行員對人工智能驅動的自主系統的運作和性能有信任，并對其固有的局限性有一個強有力的理解是至關重要的。在解決這些問題時，培訓和用戶界面的重要性非常突出。了解自主性如何影響信任并影響飛行員和他們的機器隊友之間的關系，將對推進HMT具有決定性意義。神經技術，特別是BCI，是一個新興的領域，有可能與忠誠的僚機概念相融合，并使人與機器之間的聯系更加優化。通過預見性地預測BCI、忠誠僚機和人工智能之間的融合所帶來的新挑戰，對于指導未來空中力量的發展至關重要。

人工智能是空中力量的一個強大推動力，但它的潛力還沒有被完全釋放與實現。只要承認其局限性并進行適當的管理，人工智能就有可能極大地改善空軍在不同戰爭層次上的規劃和決策過程。有助于簡化人工智能的使用并允許盡可能精確地利用最多數據的新投入將提高采用人工智能的潛力。從長遠來看，人工智能在聯合層面可能被證明是最有用的，因為它可以從每個部隊組成部分可以提供的大量數據和信息共享中受益。然而，在戰爭中擴大使用人工智能存在著復雜的挑戰和風險。為了建立一個未來的方向，需要考慮到人工智能在技術和人類用戶層面上的基本限制。

引言

當下人工智能（AI）的驚人發展并不總是能引起軍事飛行員群體的興趣。然而，最近人工智能與有經驗的戰斗機飛行員的空戰模擬引起了廣泛的關注（Ernest等人，2016）。在這些模擬中，人類飛行員被他們的人工智能對手擊潰。飛行員和許多其他行業一樣，最終會因為人工智能的進步而消失，這一觀點因此得到了越來越多的關注（Pashakhanloun，2019）。盡管人工智能加速發展，然而迄今為止，人類飛行員在空戰和領導空中力量投射方面的作用沒有什么變化。人類飛行員并沒有被取代，而是逐漸被允許在駕駛艙內積累人工智能的好處，就像駐扎在總部和空中作戰中心的空軍軍官一樣。

只要承認其局限性并加以適當管理，人工智能就有可能大大改善空軍的信息力量和損耗能力，以支持不同級別戰爭的規劃和決策過程。在評估人工智能在空中力量使用戰略的多個層面時，空軍領導人必須在關鍵的兩難問題上找到明確的方向。可以為人工智能開發哪些戰術、作戰或戰略應用？與其他戰爭相比，人工智能的使用是否更適合于特定級別的戰爭？我們如何將人工智能融入我們的戰爭方式？本文將在考慮人工智能的未來發展方向之前，探討與人工智能在經典戰爭層面的使用有關的一些基本挑戰，最后，討論擺在面前的關鍵相關限制和危險。

戰術層面的AI

從一個作者到另一個作者，對人工智能（AI）的定義有很大的不同。法蘭西共和國官方雜志》將人工智能定義為 "一個理論和實踐的跨學科領域，旨在了解認知和思維的機制，以及通過硬件和軟件設備對其進行模仿，以協助或取代人類活動"（2018）。基于這一定義，我們可以將人工智能理解為一種計算技術，它通過利用不斷擴大的可用數據量、不斷增長的計算能力以及軟件設計的進展來解決問題。人工智能的應用是多方面的，幾乎影響到所有領域。人工智能可以簡化行政任務。它可以提高機群維護的性能。它可以優化導彈的制導系統。

然而，正如邁克爾-C-霍洛維茨（Michael C. Horowitz）所指出的，人工智能不是一種武器（霍洛維茨，2018）。它是一個推動者，更類似于電力或內燃機等發明，而不是作戰坦克或戰斗機。現在，越來越多的軍事參與者正在將人工智能引入軍事行動，主要集中在戰術活動上。以色列是這一領域的先驅之一，最近在聯合行動中利用了三種人工智能的能力--《煉金術士》、《福音》和《智慧的深度》（Antebi，2022）。《煉金術士》利用戰術和行動數據，通過手持平板電腦提醒部隊可能的攻擊。《福音》為威脅識別提供建議，操作者必須驗證并決定適當的反應（Ahronheim, 2021）。據報道，這一應用節省了使用現有方法實現相同結果所需的一年的努力。最后，《智慧深度》能夠生成有史以來最全面的地下隧道地圖。

戰役與戰略層面的AI

人工智能在改變戰術層面的戰斗空間方面已經顯示出成果，但在更高的戰爭層面也有潛在的優勢。然而，由于戰略、作戰和戰術層面的戰爭需要不同類型的考慮和推理，人工智能的潛在應用和可獲得的結果也相應地有所不同。

根據克勞塞維茨的說法，戰略必須削弱并最終打破對手的意志。然而，衡量或量化戰略的這一目標并不容易實現。雖然軍事行動對對手造成的損害可以削弱他們的決心，但對于意識形態、政治或心理驅動的對手來說，這并不總是真的。戰爭不能簡化為一系列簡單的邏輯行動和可預測的結果，作為一種人類活動，創造力、驚喜、欺騙和心理因素都會發揮作用（Payne, 2021）。

人工智能無法探究戰爭的心理因素，也無法理解為什么戰場上的失敗并不一定意味著放棄戰斗意志。就像用于體育的軟件不能畫畫、走路，更不能預測比賽中發生的事情一樣，人工智能不能解決涉及人類的復雜互動所帶來的問題。人工智能將無法預測軍事行動中經常遇到的人類創造力和意外或欺騙因素，更不用說為其提供解決方案。人工智能的這些局限性的解釋是，能夠與人類的認知能力相匹配甚至超越的強人工智能目前并不存在。

• 人工智能將無法預測軍事行動中經常遇到的人類創造力和意外或欺騙因素，更不用說為它們提供解決方案了。

人工智能將越來越多地參與到從規劃階段到執行空戰的行動中，但空軍反而需要依賴狹義的人工智能。狹義人工智能僅限于特定的任務和角色，它能以超過人類能力的水平完成這些任務和角色。表8.1比較了窄人工智能和強人工智能中的屬性，后者仍處于發展的早期階段。雖然狹義的人工智能可以支持戰術活動，但它主要被證明不足以將這些聚集成行動層面上的決定性優勢。這樣的觀察在各種嘗試中都有記錄，例如美國海軍為海軍指揮官開發作戰層面的人工智能系統的努力（Aycock和Gleney，2021）。

表 8.1：狹義 AI 和強 AI 的屬性比較

如何最好地利用新興技術還有待觀察，因為僅僅擁有技術是不夠的。在第二次世界大戰中，盟國擁有的坦克相對多于德軍，但由于德國軍事理論的力量，他們的軍隊遭受了關鍵的失敗。人工智能已經成為美國和中國之間競爭技術優勢的核心問題，讓人想起冷戰時期的動態。然而，無論系統的技術有多先進，軍隊使用人工智能的結果將取決于它與之結合的理論和概念。人工智能解決方案必須根據軍事環境的具體限制和特點進行調整。因此，必須通過同時發展和整合理論和作戰概念來全面發展人工智能的能力。

同時，人工智能可以以更有限的方式加以利用，以深入研究特定設備的工作原理或關注對手系統的漏洞--這是約翰-A-沃頓（1995年）著名的 "重心 "概念之一。人工智能也開始被用于影響和心理行動（PSYOPS），這已經成為軍事活動的一個重要組成部分。在現代沖突中，各方都可以歪曲、操縱和傳播錯誤信息。人工智能在這種情況下有很多用途，并能以各種方式支持進攻性和防御性的PSYOPS。按照同樣的思路，人工智能將在信息戰中發揮更大的作用，在信息戰中，信息系統代表了所有各方的關鍵重心。

也許人工智能在作戰層面上最重要的用途在于其優化情報和提供預測分析的能力，使空軍能夠更好地預測威脅和環境的變化。特定的人、特定的關鍵詞和其他模式的存在可以提前提供有關對手意圖和未來計劃的信號。考慮到盡可能多的現成信息，如視頻、文本和圖像，這些信息可能沒有被有效融合和利用，人工智能可以產生強大的結果。通過主動情景規劃的收集和監測（COMPASS）計劃是一項雄心勃勃的努力，旨在通過結合幾個學科，如博弈論、建模和模擬，實現這一目標（Tucker，2018）。

同樣，人工智能可以通過支持對不同建議和行動方案（CoA）的評估和測試，在高層規劃中發揮寶貴的作用。通過對敵對勢力、他們的理論、能力、后勤以及可能的領導人的指揮風格進行建模，人工智能可以幫助指揮官和作戰計劃人員衡量哪些行動方案可能會產生最理想的結果。更進一步說，通過改變建模參數，人工智能可以豐富對假設的思考，突出文化偏見或新的見解。人工智能的應用可能有助于引起人們對被忽視的考慮，甚至有助于開發新的思考挑戰的方法。如圖8.1所示，人工智能在制定行動方案的不同階段有明顯的潛力，可以做出有價值的投入。

圖 8.1：制定行動方案的抽象流程圖

人工智能的未來發展方向

使用人工智能的行動結果和經驗表明，這項技術可以通過加強情報、部隊保護和協助決策來支持戰術活動的重要方式。本文所涉及的簡要意見為我們提供了對人工智能未來潛力的一瞥。越來越多地將人工智能引入國防，推動了始于20世紀末的軍事事務革命（RMA）。與20世紀90年代一樣，其基本目標仍然是整合新的智能技術，通過揭開 "戰爭迷霧 "來主導戰斗空間。

戰斗空間傳感器的增加加強了信息的收集，這些信息必須被處理、合并，并分配給部隊成員，以建立多重殺傷鏈。隨著仍處于早期階段的 "馬賽克戰爭 "概念的實現，這一趨勢將變得更加明顯（Clark和Schramm，2020）。人工智能與多領域作戰（MDO）結構高度相關，它將聯合能力匯集在一起，使早期發現對手的弱點并協調針對這些弱點的同步效應成為可能。人工智能使其有可能通過預測或識別甚至是暫時的弱點，例如，對手的雷達故障，并觸發快速行動和效果以利用時間敏感的目標。

作為一個系統的設計，人工智能的潛力被放大了。在思考空中力量的未來時，這方面出現了兩個有希望的方向：無人機群和忠誠的僚機。在無人機群中，微小的自主系統將像蟻穴一樣運作，其中每個單獨的元素不一定是高度專業化的，但結合成一個系統，提供了一種類似于集體的智能。由于一個元素抵消了其他元素的技術限制，在同步工作中，這些蜂群可以執行復雜的功能，如探測、欺騙和打擊。無人機群被視為未來飽和敵方防空系統的基本手段（Hamilton和Ochmanek，2020）。

另一方面，忠誠的僚機概念則更加雄心勃勃。目前正在開發的第六代飛機被設想為與自主無人機一起運行，協同執行任務。這些僚機將為它們的載人同行提高態勢感知和生存能力，并協助飛行員更快地做出更好的決定。忠誠的僚機將可以適應反映特定任務目標的角色--例如具有電子戰或打擊功能。在過去一個世紀里，領先的空軍利用質量擊敗對手的方法基礎上，忠誠的僚機將重新定義人機合作的動態，并導致未來空軍結構的根本變化。

人工智能相關的限制和危險

如果不強調等待用戶的限制和危險，對軍隊使用人工智能的任何概述都是不完整的。人工智能不是一個神奇的推動者。像任何新興技術或新技術一樣，人工智能將需要發展和測試--反映出未來需要大量投資。人工智能在軍事行動中的應用不是一個簡單的運行軟件的問題。人工智能需要各種投資流，以開發所需的系統、有利的基礎設施，當然還有人的因素，這將使其得到最有效的使用，并保護其免受復雜對手的攻擊。

• 人工智能需要各種投資流，以開發所需的系統、有利的基礎設施，當然還有人的因素，這將使其得到最有效的使用，并保護其不受復雜對手的攻擊。

必須創建新的數字架構、硬件和支持性基礎設施，以利用使人工智能成為可能的 "大數據"。將需要開發戰斗云來存儲數據，并且有必要確定數據和數據系統的性質和要求，以及適當的政策和治理框架。戰斗云和服務器的定位帶來了自己的挑戰--它們必須靠近用戶，但它們應該在空中還是在地面？無論答案是什么，它必須保證總部、指揮部和邊緣作戰人員之間的連接。

在當代軍事沖突中，各方都明白對連接和通信流的關鍵依賴。例如，在烏克蘭沖突期間，俄羅斯軍方瞄準了屬于商業電信服務提供商Viasat的服務器和數據交換節點，以阻止烏克蘭部隊的通信（Burgess, 2022）。事實上，人工智能有各種隱患，了解并能針對這些固有的局限性和脆弱性的對手可以利用這些隱患來損害其用戶的利益。例如，深度學習技術取決于所提供信息的質量和種類，以獲得準確的結果。

這就是為什么文化和無意識的偏見，限制了信息量，會導致操作員在與人工智能合作時做出錯誤的判斷。在人工智能所依賴的人機關系中，信任問題也會出現。如果人工智能比飛行員或受支持的指揮官更有創造力，并提供不尋常的方法來實現任務目標，這可能會引起懷疑和混亂，這在高速戰斗中是不可接受的。如果以同樣的方式產生的行動方案被推薦給盟友或聯盟伙伴，缺乏合理的推理會放大負面的后果。

另一方面，人類自然傾向于相信，當提供一個似乎連貫的結果時，機器是優越的。然而，過度自動化的風險會導致失常。在決策者處于高壓狀態下（例如等級或時間），通過依賴人工智能來指定目標，可能會造成錯誤，導致災難性的后果。

就像任何技術一樣，利用眾所周知的盾牌和劍的辯證關系，人工智能將不可避免地引發反戰略，并可能比預期更快地產生威脅。例如，北約空軍已經開發了自主無人機的進攻能力，卻沒有充分考慮到防御對手使用的類似系統。競爭對手在顛覆性技術時代發揮其能力的威脅有時被忽視，空軍需要告誡不要在人工智能方面重復類似的錯誤。這一點尤其重要，因為很多人工智能是利用商業上可獲得的或開放的軟件開發的，這使得對手有各種途徑來應對反戰略。

結論

人工智能是空中力量的一個強大的助推器，但它的潛力還沒有實現。有助于簡化人工智能的使用并允許盡可能精確地利用最多數據的新投入將提高其在不同級別戰爭中的應用潛力。從長遠來看，人工智能可能被證明在聯合層面上是最有用的，在那里它可以從每個部隊組成部分提供的大量數據和信息共享中受益。空軍領導人將需要決定可以給機器多大的自主權，以便在不影響戰略的情況下利用其品質。

• 人工智能可能被證明在聯合層面上最有用，它可以從每個部隊組成部分提供的大量數據和信息共享中受益。

空軍中通過壓縮時間周期來加快行動節奏和進程的爭奪，決不能成為目的本身。戰爭的目的最終是為了實現政治效果，而不是在最短的時間內開展行動。就目前而言，人工智能在軍事行動中的使用仍然不可能在三個經典的戰爭層面上持續進行。也不可能將人工智能置于軍事決策過程或戰斗空間行動的中心。為了改變這種情況，需要在技術和概念上取得重大進展，以及思維方式的轉變。當這種情況發生時，關于飛行員將消失的預測很可能很快就會實現。

第五代空戰通過匯集空中行動的所有組成部分改寫了空中力量的提供。第五代指揮與控制（C2）將需要減輕對手否認、混淆、模仿和降低指揮官做出正確決定所需的信息，同時確保敏捷性并允許高節奏的行動。澳大利亞的 "分級指揮，敏捷控制 "概念為未來的C2提出了一個混合模式；然而，實現這樣的愿景取決于人的因素以及空中指揮官及其下屬適應新工作方式的能力。空軍指揮官將需要能夠在有限的通信條件下傳播意圖、優先事項和限制，而空軍將需要能夠在必要的作戰節奏下執行指令，在復雜的情況下做出戰術決定，而不需要持續的監督。因此，第代C2將需要善于培訓新的思維方式和培養整個空軍企業的信任文化的領導人。

引言

自從空戰能力的代際結構出現后，空中力量提供的代際變化的想法已經超越了純粹的技術描述，擴展到描述空中行動的所有組成部分的新概念。第五代空戰現在可以被設想為包括四個部分：一個網絡、一個戰斗云操作概念、一個多領域的焦點和一個融合戰的結構（Layton, 2017）。本文首先通過作戰環境的角度探討了第五代指揮與控制（C2）所需的特征。然后，本文探討了與第五代C2相關的組織目標和方法，探討了這種演變所需的人力變革杠桿。最后，本文匯集了第五代C2的含義，考慮第五代空中指揮官的關鍵特征。

重新定義指揮與控制

• "我們將擁有由第三代指揮官領導的第五代能力。"- 海軍二星級軍官定義了對新C2概念的需求

最近在低強度、寬松的信息環境中的C2經驗創造了一種文化，不能適當地優化第五代戰爭的能力。各軍種對C2有許多定義，但有必要為第五代戰爭的C2創建新的定義。澳大利亞國防軍（ADF）已經確定需要將指揮和控制分開，以強調每個組成部分之間的區別。因此，澳大利亞未來的C2概念確定，為了接受 "任務指揮 "的理念，指揮官需要確定要實現的目標，而 "控制 "要素將確定如何協調部隊實現這些必要的結果（ADF，2019）。諸如此類的最新定義將被證明在允許空中指揮官使用C2的替代方法更有效地指揮他們的部隊方面至關重要。由于本文最終側重于了解第五代空中指揮官的特點，因此必須了解他們將成為C2系統的一部分的目標。C2系統的目的是將軍事力量導向一個目標。因此，C2系統的功能是確保為實現部隊的目標而統一努力。除了這一目的和指揮的主要功能外，C2系統還需要允許部隊成員在所需的作戰節奏下進行整合和同步，同時確保資源的最有效利用。

第五代C2：作戰環境

第五代平臺的建造是為了收集大量的數據。這些擴大的信息流將需要被快速處理，以使空中指揮官更好地了解戰斗空間。自主系統和高速網絡將使行動在非常高的節奏下進行成為可能，并使執行行動和效果的快速時間軸成為可能。這一變化的潛在結果將是深遠的。想象一下，通過一個類似于共享汽車服務的系統進行聯合火力協調，以及類似于社交媒體平臺的目標協調系統。另一方面，對手將越來越有能力拒絕、混淆、模仿和降低空中指揮官做出正確決策所需的信息，以阻止決策的行動，或者通過壓制指揮官使其失去效力（ADF，2019）。因此，未來的C2將需要使敏捷的決策和高節奏的行動成為可能，這使得部隊能夠對利用類似能力或具有超過我們決策周期能力的對手做出快速反應。

• 因此，未來的C2將需要使靈活的決策和高節奏的行動成為可能，這使得部隊能夠對使用類似能力或有能力超過我們決策周期的對手做出快速反應。

第五代C2：組織目標

在過去，成功的行動是通過一個單一的統一指揮部，通過下屬的等級制度下放權力來實現的。這是一個已經被利用了幾個世紀的過程，通信系統已經完善，可以通過僵化的等級制度將信息傳遞給集中的指揮者。傳統上，等級制的C2結構被認為是C2的最佳方法，無論是正強化還是負強化。然而，未來的作戰環境將限制這種系統實現它所設計的目標的能力。最近的沖突越來越證明集中式C2結構對攻擊的抵抗力最差，這一特點在1991年海灣戰爭期間被利用來削弱薩達姆-侯賽因軍隊的決策能力。在那場沖突中，聯合國（UN）部隊阻止了伊拉克戰術指揮官從他們的領導層接受命令。由于權力的集中和這些戰術指揮官不愿意在沒有授權的情況下采取行動，聯合國部隊可以奪取決定性的優勢。

圖7.1：網絡結構

集中式C2結構導致了集中的信息處理，它為空中指揮官提供了做出所需決策的信息。這就造成了信息系統具有對手可以攻擊的固有弱點，并給通信基礎設施帶來了越來越多的負擔。例如，盡管最近在通信技術方面取得了進展，但對通信帶寬的需求仍然超過了供應。未來的沖突將看到空軍面對的對手將通過攻擊集中的C2節點和信息系統來限制空軍指揮官指揮部隊的能力。第五代C2需要分散化，以使其在適應快速變化的環境時更具生存能力和敏捷性。因此，未來的C2系統需要使用敏捷的方法進行重新設計，以便在信息戰環境中減輕威脅，并能產生超過對手的作戰節奏。

向更敏捷的C2轉變可能會以犧牲統一的努力和效率為代價。空軍必須在統一工作的傳統需求和敏捷性的新需求之間取得平衡，以便從未來的C2中創造出作戰優勢。根深蒂固的等級制度將需要轉型，以使其適應更多的協作環境，在這種環境中，直接控制的程度要低得多。作為回報，聯合部隊將從更有效地接觸和協調部隊成員的能力中獲益，而不會被多層復雜的組織結構和程序所扼殺。因此，現有的組織模式和系統將受到第五代C2的挑戰。網絡設計者將發現第五代C2比等級組織的情況更具挑戰性。圖7.2抽象地說明了C2設計中的選擇空間。然而，空軍有機會采用與現代架構一起的C2組織模式，它可以實時適應網絡的狀態。這與僵化的C2組織形成對比，在這種情況下，需要適應的是網絡。

圖 7.2：指揮與控制 (C2) 設計的選項空間

第五代C2：方法

• "如果我不能通信，我就不能指揮。" - 空軍一星評論他們在演習中對多種通信形式的要求

遺留的C2系統的元素可能需要保留，以確保C2的一些基本租戶能夠被保留下來。澳大利亞國防軍利用指揮和控制的分離，提出了 "分層指揮，敏捷控制 "的概念（澳大利亞國防軍C2概念2019）。分級指揮，敏捷控制的概念確定了可用于C2每個組成部分的不同結構，認為通過確定任務目標的分級指揮結構可以保持工作的統一性，而敏捷的控制結構可以實施這些目標。在第五代C2結構中，指揮的目的是確定要實現的 "什么"。指揮官接受政府的指示，將決定利用哪些力量來實現這一方向，并確定他們對如何實現這些目標的意圖。指揮的等級制度被用來通過統一指揮來實現統一的努力。與敏捷控制不同的是，指揮結構的改變將需要罕見的、精確的指導。如果采取敏捷的指揮方式，軍事工作的重點可能會像每次指揮權變更時新的指揮官調整作戰目標那樣頻繁變化。

另一方面，控制的目的是確定如何實現指揮部的指令。敏捷的控制結構被設想為確保在信息戰環境中的彈性，具有快速調整的能力，形成和改變協作關系，以確定實現指定任務目標的最有效方式。控制者將需要利用指揮官的優先事項和意圖，以優化利用現有資源的方式與部隊成員進行協作。在這種協作中，能夠控制其他部隊要素行動的平臺將形成和重新形成彼此之間的關系，并主動改變C2結構。這樣的靈活性水平將確保在空軍了解環境和溝通能力發生變化時能夠保持其有效性。分層指揮、敏捷控制的概念也為有效的C2自主系統提供了一個基礎。自主系統可以通過提出方案或測試計劃來協助指揮官和控制人員的決策。由于對控制有不同的定義，自主系統也可以用來指揮部隊成員的行動，在保持人類對行動的監督的同時實現自主的優勢。

最后，通信方面。在最近的大多數沖突中，空中指揮官都可以通過任何他們想要的方式進行通信。從戰術到戰略層面的實時通信聯系基本上沒有中斷過。然而，在未來的沖突中，所有的通信都將被爭奪，給通信架構設計者帶來復雜的挑戰。哪些通信需要被優先加固，在發生攻擊時，哪些元素需要被優先恢復？分層指揮、敏捷控制提供了一個答案，它強調了在控制層面保證通信的必要性，但允許指揮部利用 "突發 "的通信來獲得信息并迅速發布命令。這樣一來，即使在有限的通信可用性下，空中指揮官也能保持有效，在再次沉默之前 "上天入地"。

第五代空軍指揮官的特點

為了在不可能實施持續指揮監督的未來作戰環境中抓住優勢，空中指揮官將需要能夠通過有效地傳達意圖、優先事項和限制來履行其職能。因此，分散的C2需要指揮官能夠利用有限的通信手段清楚地傳達意圖，對根據有限的信息做出決定充滿信心，并相信部隊成員會在有限的監督下執行必要的任務。由于空中指揮官沒有直接進行戰術干預的奢侈，他們有必要能夠傳達足夠廣泛的意圖，以允許邊緣作戰人員采取必要程度的行動，同時防止不可接受的后果。對空中指揮官的一個關鍵測試將涉及他們如何能夠確保部隊能夠在盡可能少的限制下行動。例如，與其為每個部隊單位指定具體的行動區域，空中指揮官將需要確定行動受到限制或禁止的區域。這種方法將使部隊成員有最廣泛的能力來開展行動。

• 由于空中指揮官沒有直接進行戰術干預的奢侈，他們有必要能夠傳達足夠廣泛的意圖，以允許邊緣作戰人員采取必要程度的行動，同時防止不可接受的后果。

降級的通信環境也將要求指揮官能夠自如地根據有限的信息做出決定。指揮官需要能夠確定他們需要做出哪些決定，以及做出這些決定需要哪些信息，但他們不會掌握做出這些決定所需的所有信息。依靠下級推送履行職責所需的信息，空中指揮官需要確信他們將獲得必要的信息，以便在他們 "升空 "時做出必要的決定。他們還需要相信，短促的命令會被理解，因為不可能有冗長的交流來完善和監督戰術執行。為了以這樣的方式進行領導，空中指揮官將需要相信，在盡可能低的決策層操作的作戰人員和人員將執行他們的意圖并發揮他們的作用，而不需要不斷的監督或選擇向更高的當局尋求指導。

同時，需要確保部隊的必要整合，使控制要素能夠有效協作。行動的成功將取決于控制人員之間的信任以及他們在沒有持續指導的情況下進行遠程協作的能力。指揮官的意圖仍將是指導控制人員行動的唯一最寶貴的工具，并使他們能夠做出與優先次序、分配和行動有關的適當判斷，即使在不可預見的情況下。但這種行為將需要通過經驗和演習來訓練，C2系統被迫進入這種操作模式。轉向敏捷控制是任務成功的必要條件，但考慮到空軍既定的作戰方式，可能不容易實現。指揮官將被要求接受訓練活動中的失敗，以便部隊能夠在最真實的作戰環境中學習。然而，在空軍指揮官和下屬控制人員之間建立所需的信任水平，需要善于培養整個企業信任文化的變革性領導人。

結論

• "如果我們不能相互信任，我們就無法解決這個問題"- 陸軍二星評論集中式C2的關鍵驅動因素

未來的作戰環境產生的信息量將遠遠超過目前C2能力的能力。敵方將拒絕、混淆、模仿和降低空中指揮官做出正確決策所需的信息，阻止這些決策的實施，或使空中指揮官失去效力，從而使他們不堪重負。為了在未來的作戰環境中取得決定性的優勢，空軍將需要采用混合C2模式，如分級指揮、敏捷控制概念所設想的模式。第五代空中指揮官將需要通過傳播意圖、優先事項和限制來實現他們的作用，這些意圖、優先事項和限制可以在沒有持續指揮監督的情況下實施。空中指揮官所需要的信任程度是，他們必須相信他們的意圖將被實現，即使他們不能在短時間內溝通或傳播命令。控制員將需要相信指揮官會通過行動支持他們所做的決定。

空軍指揮官將需要訓練新的思維方式，使控制人員能夠在復雜的情況下做出必要的決定，并善于在整個企業中培養一種信任的文化。改變文化是困難的，但軍事組織善于在他們的人員中產生信任，從年輕的士兵開始訓練，使他們的領導相信他們可以合法地和道德地奪取一個人的生命。在整個職業生涯中，高級軍官得到的培訓和經驗使他們的領導人相信他們可以帶領成千上萬的人員和數十億美元的設備進入戰爭。通過為他們的人員提供適當的培訓、評估、經驗、授權和監督，空中指揮官可以建立一種信任的文化，使他們的部隊在第五代C2中表現出色。

協調跨越空中、陸地、海上、網絡空間和空間的行動需要獨特的特點。多域作戰依靠空間領域作為 "決定性的 "使能因素，并要求空間領域的專門知識達到長老級水平。必須培養一支新的空間專家隊伍，以便在未來有爭議的環境中利用空間推進器。這項任務往往落在空軍領導人身上，他們必須提出培訓要求，并為軍事空間官員開發職業途徑，以確保空間力量能夠被投射到空域，反之亦然。創造這樣的專門知識是與主流服務文化相悖的，并將需要努力，但能夠支持多領域行動的空間專家將有助于確保空軍能夠創造不對稱的、跨領域的、聯合武器的能力，這將使他們成為有吸引力的伙伴和可怕的對手。

空間作為成敗的推動因素

只是在最近，人們才認識到，空間的推動者可能具有如此重要的意義，可以決定軍事行動的成敗。直到最近，只有少數國家擁有軍事或與軍事有關的衛星。因此，對空間專家的軍事要求很小，而且，相應地，職業道路也很少。然而，今天，空間領域與所有軍事行動領域相鄰，并且與軍事(以及多領域)行動越來越相關。

至關重要的是，要理解空間領域對當今軍隊的多域行動到底有什么貢獻。空間能力支持MDO的各種有價值和關鍵的使能因素，實現廣泛的態勢感知和跨領域的連接。在最基本的層面上，所有地面行動都受到天氣的影響，而空間資產提供了對天氣狀況的預先警告和預測。接下來，大多數軍事行動受益于高空圖像，一些行動需要準確和及時的遙感。安全和抗干擾通信需要精確的時間，雖然這種能力已經存在了幾十年，但爭奪通信鏈路的能力的擴散已經穩步增長，增加了對規劃和反應戰術的需求。

圖 6.2：軍事行動的太空使能器

此外，所有的軍事行動都需要導航，有些還需要向精確的地點投放效果。只要有必要的地面設備，全球導航空間系統（GNSS）就能提供極其精確的位置。最后，所有的軍事行動基本上都需要指揮和控制(C2)以及協調，往往是在分散的單位之間，往往是在視線之外，偶爾是在地平線之外，甚至是在全球范圍內。在這里，空間能力可以實現必要的連接，只要有知道如何獲得它的專家。一些軍事行動是在導彈攻擊的威脅下進行的。空間可以提供導彈攻擊的預先警告，并提示地面導彈防御系統。導彈預警也許是所有軍事空間行動中要求最高的，因為信息必須在極短的時間內傳遞。

人員培訓

在無爭議空間的簡單行動可能用民用系統做得很好，但在需要的時候優化和確保必要的精度需要專家。在要求最嚴格的任務中，只有專家才知道到哪里去請求和接收這種圖像或電磁測繪。因此，充分利用空間所能提供的東西需要專家了解給誰打電話，要求什么，以及如何格式化信息，使其對空軍、士兵和水兵有意義。戰區作戰計劃和執行人員，包括區域聯合行動中心特別需要這種專業知識，但在國家聯合參謀部也越來越重要，特別是在制定計劃的地方。

這種培訓的模式存在于美國空軍的國家安全空間研究所（NSSI公共中心，n.d.）和陸軍的FA40計劃（陸軍空間作戰軍官（FA 40），n.d.）。尋求提供更廣泛的跨領域戰略和行動的模式包括美國空軍空軍指揮和參謀學院的聯合全領域戰略家（JADS）計劃，以及美國空軍第505部隊的實驗課程（不幸的是，該課程很短暫），旨在為空軍部門培養多領域戰爭官員和全領域作戰規劃者（亨利，2021年），其中對空間的重視被納入其中（賴特，2019年）。

為反太空做準備

然而，知道向誰詢問以及在太空中詢問什么可能是不夠的。所有這些在很大程度上都是想當然地認為，空間資產是存在的，并且能夠不受干擾地運作，但是，這可能越來越不真實。空軍領導人必須決定行動中心必須有多少名空間領域的規劃人員，并提前對他們進行培訓。在較小的空軍中，可能難以創造和維持一個職業領域，空軍領導人必須尋求為軍官創造進入國家空間計劃或當地商業空間生態系統的途徑，并考慮如何有效利用預備役人員或兼職的專業知識。正如各種來源所詳述的那樣（NASIC公共事務辦公室，2018；國防情報局，2022），幾個反空間系統是 正在開發中，在空軍領導權衡未來太空干部必須準備好的東西時，必須考慮這些發展。

• 空軍領導人必須決定行動中心必須有多少空間領域的規劃人員，并提前對他們進行培訓。在較小的空軍中，可能難以創造和維持一個職業領域，空軍領導人必須尋求為軍官創造進入國家空間項目或當地商業空間生態系統的途徑，并考慮如何有效利用預備役人員或兼職的專業知識。

保衛友方太空使能器

如果空間資產易受攻擊和未受保護，一個依賴空間力量的多領域作戰計劃可能會崩潰。由于對空間系統的大量威脅來自于地球，這可能改變目標的優先次序。空中力量有可能成為主要的反空間武器，因為它可以攻擊設置有傳輸、接收、控制和處理站的地面部分。

防御不友好的太空能力

同樣，一個多領域的行動計劃可以被一個能夠利用空間系統獲得關于攻擊及其力量的先進知識并能夠以安全的超視距通信和精確性協調反應的對手挫敗。因此，需要空間專家來了解對手的空間系統和關鍵動態，例如他們何時處于觀察的位置。

跨域支援火力和航空航天聯合武器

空軍人員應該特別關心地問：空間部隊如何支持空軍？空間部隊如何能拒絕空軍？空軍如何能支持太空部隊？空軍如何能拒絕太空部隊？這些跨領域的問題需要反空間的教育和培訓，以及跨領域的反空間思維，以及對軌道動力學、戰斗秩序和對手武器系統的基本了解。

將太空力量投射到空中領域

空中力量在力量投射方面具有出色的射程和無可比擬的速度，特別是在有足夠的空中控制權的情況下，可以不受爭議地開展行動。空中力量通過超視距傳感和導航來實現，這使它能夠了解其目的地和目標、天氣以及用于C2和協調的安全的超視距通信。空中力量受到導彈攻擊、敵方活動或電子戰令變化的早期預警的保護，例如。

只要有適當的規劃，空間力量可以將所有這些能力--超視距傳感、精確導航、超視距通信和預警--投射到空中領域。空軍作戰規劃人員必須認識到，像這樣的資源可能需求量很大，可能需要優先考慮，可能需要特殊的許可或訪問終端，可能必須在有爭議的環境中運行，因此需要在需要這些服務之前提前很長時間提出要求。重新配置星座以提供最佳覆蓋需要時間。獲得戰略能力的許可需要時間。專業的空間專家或聯絡官需要了解飛行員需要什么，何時何地需要它，并提前考慮如何確保和提供這種使能因素。在有爭議的環境中提供空間使能因素，必然要求有防御性反空間的專門知識。

空軍還必須確保其部隊設計追求設備的整合，如衛星終端和全球導航衛星系統接收器。如果部隊設計者希望從空間力量中獲得新的使能能力，他們需要向空間部隊提供一個明確的需求信號。例如，有一系列可能直接支持空中力量的 "藍天 "想法，如火箭貨物運送(AFRL, n.d.)的任務能力部件(MICAP)、天基電子戰效果(Sands, 2018)、天基目標指定(Rogers, 1997)、天基數據網關(XVI衛星，n.d.)，或天基跟蹤移動目標(McLain和Dalman, 2018)。如果沒有來自和流向空間力量的明確的需求信號，以及對如何闡明和在哪里發出這種需求信號的理解，就不可能發展諸如這些利基能力。需要了解空中力量問題集以及空間力量技術和空間力量需求系統中可能的藝術的人。

空間力量也可以被用來拒絕或破壞敵人空中力量的一致性。目前，空間力量沒有直接的反空效應，例如從空間擊落飛機的能力，而且一些物理、技術、財政和政治障礙阻礙了這種能力的形成。然而，空間力量可以通過光電、雷達和電子測繪的高空傳感，剝奪對方空軍突襲或集中力量的機會。雖然高度升級并可能需要最高級別的批準，但原則上，友好的反空間能力可以剝奪對方空軍提前看到目標的能力，在發射前獲得導彈預警，或剝奪空軍使用衛星為其行動導航、通信或交換計時信號的能力。

將空中力量投射到太空領域

空間力量依賴于空間段、地面段和鏈接段（USSF, 2021）。在空間段內，航天器容易受到導彈攻擊、干擾、網絡空間攻擊以及激光的炫目或致盲--所有這些原則上都可以由空中平臺提供。例如，鏈接段可以被針對衛星、上行/下行站或用戶的空中資產所利用或攻擊。地面部分，如上行/下行設施、C2要素、航天器跟蹤設施或發射設施，也可直接受到動能空中力量的攻擊或由地面部隊的空中投送。

地面和空中對手的反衛星能力也將容易受到空襲。空軍可能需要準備好保衛友好的地面空間支持基礎設施或攻擊對方的地面空間支持基礎設施。空軍可能需要執行直接的反空間任務，或攻擊正在針對友軍空間系統部署的敵方空軍能力。但是，為了使空中力量在這樣的作戰場景中有效，它需要參與規劃并了解戰斗命令和對手的空間和地面系統。從邏輯上講，一些專門的能力將需要定制的部隊設計。

結論

MDO已經成為現代行動的一個必要條件，因為每個軍事行動領域都有獨特的優勢。畢竟，一個領域的行動可能取決于對另一個領域行動的支持，而且威脅可能從任何領域出現以攻擊相鄰的領域。因此，了解相鄰領域及其相互作用并能將這些影響轉化為其領域的空間專家，在執行MDO中是必不可少的。

空間領域越來越多地提供局勢意識的背景和與廣大軍隊連接的主干，因此，是MDO的基本連接組織。但是，空間領域可以釋放的優勢并不是免費的。最大限度地提高空間領域對MDO的無縫貢獻的能力需要專業知識，這必須提前培養。考慮到空中和太空之間的密切歷史關系（目前不存在單獨的太空部隊），這種專門知識最有可能在空軍中成長。這種專門知識需要在作戰層面上發展，一個領域（空中、陸地、海洋）的作戰問題可以轉化為另一個領域（空間）的要求，一個領域（空間）的作戰能力和見解可以轉化和傳播，以使其他領域（如空中、陸地、海洋）的部隊發揮作用。

發展這種能力既需要對這種專門知識的正式要求，也需要明確闡述發展這種專門知識所需的培訓，以及一個晉升途徑，至少到實地級別，以及在工業或民用空間和兼職服務中創造隨后的職業道路的一些預先考慮，以確保在未來獲得他們的專門知識。創造這樣的專業知識是與主流服務文化相悖的，需要努力。但是，那些付出這種努力的空軍將面臨更少的令人討厭的意外，并將擁有可支配的非對稱的、跨領域的、聯合的武器能力，這將使他們成為有吸引力的伙伴和可怕的對手。

在過去的幾十年里，許多不同部門的大型組織已經實施了開放式創新（OI）模式，采用這種戰略需要文化和組織變革，以及網絡動態和協調的演變。開放創新代表了一種新的戰略，為空軍等國防組織及其行業伙伴，特別是領先的系統集成商，帶來了大規模的轉型。國防組織從封閉模式向開放創新模式的轉變，意味著在文化、組織和流程層面上對復雜軍事項目的設計和評估進行范式改變。開放式投資給國防組織帶來了三個主要挑戰：重新定義如何為國防目的探索和利用關鍵的新技術；改變供應變化的方法，以更迅速和安全地獲得新興技術；實施新的網絡協調模式。

引言

開放式創新（OI）促進了知識的流入和流出，以加速內部創新（Chesbrough, 1993）。在過去的幾十年里，不同部門的許多大型組織已經實施了開放式創新模式，這表明采用這樣的戰略需要文化和組織的變革，以及網絡動態和協調的演變。開放式投資代表了一種新的戰略，為空軍等國防組織及其行業伙伴，特別是領先的系統集成商，在結合內部和外部想法和資產以創造價值方面帶來了巨大的轉變（Merindol和Versailles，2020）。國防組織從封閉式到開放式模式的轉變，意味著在文化、組織和流程層面上對復雜軍事項目的設計和評估進行范式改變。與工業伙伴的傳統界限也變得模糊不清。

關于開放創新的學術文獻記載了促進異質行為者之間動態合作和引入新型互動所必需的網絡協調新模式。美國、英國和法國等國家已經通過在這方面發起各種倡議，展示了國防方面的開放創新能力，但不斷發展的國家工作的更多細節仍在詳細說明之中。開放式投資特別為國防組織提出了三大挑戰，本文將對此進行探討：重新定義如何為國防目的有效地探索和利用關鍵的新技術；改變供應變化的方法，以更迅速和安全地獲得新興技術；實施新的網絡協調模式。

重新定義新興技術的探索

與國防有關的創新不再僅僅出現在國防技術和工業基地（DTIB）的范圍內。國防的關鍵技術比以往任何時候都具有 "雙重用途 "的性質--意味著它們與國防有關，但也有各種商業應用。人工智能（AI）、機器人和大數據等兩用技術都是創新生態系統的主要成果，與國防沒有或只有部分聯系。因此，軍事能力的發展要求國防組織吸引新的創新行為者和代理人，并改變國防項目的管理方式，以便更好地利用新興機會。為了更好地發掘新興技術的潛力，并成功地利用它們，國防組織從最初不用于國防的創造性和創新中獲益已變得至關重要。

自冷戰時代以來，對軍民兩用技術的參考已經發生了變化，當時這類技術的發展是基于線性的創新模式（Foray，1997）。當時，國防組織主要在技術準備水平（TRL）的早期階段調查兩用技術的潛力，與大學和研究界合作進行具體的探索工作或項目。這個過程是基于一個技術 "推動模式"，在特定的技術成熟度水平上創建了不同的活動流（例如，國防與非國防）。然而，在開放創新模式中，兩用技術的推廣更具有反思性，與創新的線性模式不相關（Merindol和Versailles，2010）。軍民兩用的概念涉及到在技術開發生命周期的不同階段可能出現的探索路線，并越來越多地以國防和民用社區之間的合作創造以及不同技術成熟度的"衍生"點為特征。這些演變意味著國防組織需要修改傳統的做法、程序和框定其收獲創新方法的規則。

• 雙重用途的概念涉及在技術開發生命周期的不同階段可能發生的探索路線，并且越來越多地具有國防和民用社區之間的共同創造以及不同技術成熟度水平的“衍生”點。

更快地發現未來的機會

國防領域的開放性投資需要與不從事國防相關工作的異質行為者進行流暢的交流。為了實現這一點，創建可信的互動機制，建立一種共同的語言，并鼓勵與潛在的貢獻者保持利益一致是至關重要的（Merindol和Versailles，2020）。國防組織傾向于與專門從事高端技術的初創企業發展關系，重視能夠在早期發現并開始與企業家合作，以開發基于突破性技術和創新的解決方案。例如，歐洲領先的系統集成商泰雷茲公司與Station F合作，在巴黎市中心為網絡安全初創企業建立了一個技術孵化器和加速器中心，這可能是法國最大的同類中心。諸如此類的舉措為泰雷茲創造了獨特的機會，吸引了最初不以國防為重點的初創企業，并引導他們的技術發展到成熟的水平，使他們能夠直接與泰雷茲的工程師一起開始滿足國防需求。

國防組織也試圖與各種各樣的研究人員建立聯系，以更好地了解技術顛覆性和動蕩的戰略環境所帶來的關鍵挑戰。例如，隸屬于北約轉型司令部的北約中心已經規定了與北約30個成員國的研究人員建立聯系的任務，以評估軍事領導人的技術和戰略評估，這可能會影響盟國軍隊的關鍵能力。北約中心是一個靈活的組織，擁有一個由軍官和工程師組成的小團隊，采用靈活的方法與研究人員合作，例如通過數字平臺參與網絡和互動，可以通過專注于技術、地緣政治和經濟趨勢的研究團體的關鍵投入，豐富北約領導人的思維和視野。

國防組織還可以與那些與傳統上與國防有關的能力和概況相距甚遠的社區發起合作項目。最明顯的例子是前景規劃等活動，在這些活動中，國防戰略家質疑基本假設，并試圖超越現有概念范式的界限。在法國，隸屬于法國國防部的國防創新局（AID）實施了紅色團隊防御計劃，該計劃與科幻小說家合作，以確定未來的威脅，例如。與小說家合作，能夠以一種獨特的方式，在確定和準備軍隊應對不尋常但高度合理的威脅情況方面進行發散性思維。紅隊防御計劃通過證明軍事研發的新方向并幫助指導與創新生態系統的更廣泛合作，為法國國防部帶來了重要成果。

培育新的合作模式

在國防環境中引入新的合作模式有兩個關鍵挑戰。第一個挑戰涉及到與外部行為者建立有效的關系，特別是激勵他們從事針對國防的創新工作。第二個挑戰涉及到國防組織內部對不從事國防工作或傳統上與國防界有聯系的外部行為者的思維方式和程序的調整。在應對這些挑戰時，強調有必要建立新型的合作和信任的互動關系。國防組織必須確保高質量的知識交流，并保證通過這種交流創造的價值能夠在所有利益相關者之間公平分享。如果國防組織想要有效地補充不再能滿足國防需求的傳統技術和科學的 "推動模式"，就需要在合作開始前提供透明的規則。

• 國防組織的新合作形式需要在組織層面上的靈活性。與初創企業合作，需要有能力測試和試驗新的解決方案，并具有高度的反應能力，這是通過引入創新文化和開放的思維方式來實現的。

國防組織的新合作形式需要在組織層面上的靈活性。與初創企業合作要求有能力測試和試驗具有高反應力的新解決方案，這是通過引入創新文化和開放心態實現的。例如，在法國，AID就關鍵的軍事問題與各種創業生態系統進行廣泛交流，確定高潛力的初創企業，并向他們提供詳細的軍事用例，以促進和豐富實驗活動。法國方法的一個關鍵因素是加強國防組織的反應能力，這將有助于在潛在的解決方案適應軍事用途之前打開更深入合作的大門。這一目標也反映了國防組織在更好地發展以用戶為中心的創新方面的重要性。

如果說軍隊一直處于國防創新進程的中心，那么隨著以用戶為中心的方法，他們的作用和參與現在已經發生了變化。在技術推動模式中，軍事用戶只在創新工作開始時正式出現，以明確需求，并通常在研發部門能夠創建測試原型后返回畫面。然而，在以用戶為中心的方法中，互動更加非正式，并以用戶和技術提供者之間的橫向交流為基礎。軍事用戶作為共同創造者，在各個開發階段始終保持活躍，而且沒有中間人（Merindol和Versailles，2020）。為了更好地接受和促進以用戶為中心的方法，軍隊已經越來越多地轉向創建 "實驗室"，作為創新的巢穴。例如，在法國，陸軍、海軍和空軍都有自己的實驗室，為軍事用戶提供一個與研究人員、初創企業和其他技術供應商進行信任互動和敏捷實驗的環境。這些實驗室還允許軍事用戶對現有的民用解決方案提供關鍵反饋，并提出可能為創新提供新起點的想法。

重塑主要系統集成商的角色

從對技術的探索過渡到對技術的有效利用，意味著需要從戰略上發展采購框架。軍事項目的特點是復雜程度越來越高，無論是從具體的部件或子系統來看，還是從更高的層面來看，都是將能力整合到一個系統中。處理部件的創新比處理系統的創新更容易，而一個具體項目的規模越大，它就越復雜，相應地，與之相關的創新管理也越復雜。另一方面，最高水平的程序復雜性與系統集成有關。在開放式創新模式中，主要系統集成商的作用并沒有消失，但他們與國防組織之間互動的性質和動態隨著新的創新主體的引入而發生有意義的變化。有必要充分釋放每個貢獻者最擅長的潛力，這意味著主導系統集成商和國防組織必須能夠合作，提供綜合政策框架、工作模式和流程，使軍事項目的新解決方案能夠更迅速地被吸收。

在這種情況下，國防組織必須學會將他們的角色限制在規定操作要求和用戶需求上，而不是為項目發布詳細的指導方針和技術組件的 "愿望清單"（Versailles, 2005）。另一方面，主要的系統集成商必須采用并促進模塊化和接口的標準化，這可以使在軍事項目的生命周期內更靈活地整合新興技術和創新方面取得進展。將新功能集成到軍事裝備中通常被證明是具有挑戰性的，但也有一些明顯的例外，比如當開源解決方案使新的參與者有可能與 "老 "一代的專有軟件、中間件和硬件互動，或者在不同技術世代的組件之間互動（Le Texier和Versailles，2009）。另一方面，對模塊化的成本和能夠快速整合新興兩用技術的好處之間的權衡評估，必須仔細和持續考慮。

改變供應鏈的方法

有了開放性投資，解決軍事項目供應鏈相關風險的產業政策需要重新洗牌。DTIB將繼續在滿足軍事需求方面發揮重要作用，但在其內部保留關鍵能力的努力已不足以維持技術優勢。首先，當務之急是通過對擁有關鍵兩用技術的新創新生態系統的出現進行核算，來補充傳統的DTIBs。其次，國防組織必須管理新的創新生態系統為DTIB提供的互補性，一方面要培養它們之間的共性和協同作用，另一方面要確保關鍵供應鏈的可靠性。

改變對DTIB的看法

DTIB通常集合了一組在不同程度上依賴國防開支的產業。國家依靠各自的DTIB在一定程度上實現了軍事生產的自給自足（Dunne等人，2007）。DTIB是一個由主要系統集成商管理的分級網絡，通常被觀察為一個封閉的周邊行為者，他們在國內市場上本地化，以前在國防項目中很活躍，專業性由主要系統集成商塑造和驅動（Versailles and Merindol, 2019; Versailles, 2005）。在這種傳統框架下，國防工業局相對穩定，相當大的權力和影響力集中在主要的系統集成商和國防組織，他們圍繞知識產權和國防物品和設備的出口等問題施加規則。然而，國防需求越來越不能完全由位于DTIB內的能力來滿足，特別是隨著國防數字化和數據技術利用的加速。為了與民用領域的創新保持同步，并為國防領域帶來類似的積極成果，需要復制敏捷性和投入驅動模式的相同特征。

雖然有必要開放國防工業局的邊界，以利用與軍事目的相關且日益需要的雙重用途技術，但開放創新的挑戰不能僅僅通過將新的研發流和技術供應商引入國防工業局來解決。適應新的現實也強調需要用以前與國防無關的新的創新生態系統來補充工業發展局。這可能具有挑戰性，因為傳統的DTIB的穩定性與新的創新生態系統的動態形成對比，后者由自下而上和以用戶為中心的需求驅動。然而，即使在開放式創新的背景下，DTIB及其穩定性對于增加價值仍然至關重要，因為一方面它對軍事需求、理論和有關部隊使用和作戰限制的概念有深刻的理解，另一方面它被證明有能力處理和管理軍事項目的巨大復雜性（Belin等人，2018；Versailles，2005）。因此，在國防的開放創新模式中，傳統的DTIB行為者仍然 "擁有 "或控制將新技術和創新納入軍事項目的具體能力，但需要提供更好的聯系，以適應國防需求的新解決方案，這些解決方案可能與民用應用沒有太多共同之處。

發展互補性

新的創新生態系統在確保長期獲得關鍵技術方面提出了雙方面的挑戰。首先，生產軍民兩用技術所需的研發和工業能力可能取決于一個國家傳統的軍事和地緣政治聯盟框架之外的行為者或生態系統。創新生態系統往往有自己的生命，由商業因素和民用需求決定，其組成可能分散在各個國家。因此，戰略資產的本土化可能主要不是由國家聯盟的特殊性和商業參與者和新的創新生態系統的伙伴關系所驅動。然而，對于國防來說，本地化需要民用和軍用產業之間的政策協調，以創建創新中心和與在其國際聯盟和伙伴關系框架內開發特定兩用技術有關的能力。

表 2.1：比較國防科技產業基地和新型創新生態系統

第二，國防科技工業局與軍民兩用技術提供者之間的相互依存關系可能會在長期獲取關鍵部件的問題上產生不確定性。系統的單個部件可能是復雜和高價值的，但它們本身很可能是無用的，只有當它們在技術或平臺上發揮作用時才會變得有價值。這種努力需要協調，需要通過接口的標準化和組件或系統的商品化等應對措施來減少與這種敏感的相互依賴關系相關的風險（Holgersson等，2022）。標準化接口可以提供設計規則，以確保復雜系統的不同部分之間的互操作性（Jacobides等人，2018）。另一方面，商品化可以利用替代部件甚至是供應商的可替代性的好處。

兩用技術帶來的本地化挑戰以5G技術為例，該技術有望大規模擴大帶寬，以釋放 "大數據 "和人工智能技術的收益。5G是由DTIB以外的行為者提供的，需要開發新的模塊 "加固 "用于軍事用途，并要求軍事系統使用臨時協議與民用標準連接。為了降低5G等軍民兩用技術的風險，政府可以規定技術供應商屬于被視為戰略盟友和合作伙伴的國家，并確保商品的可替代性或存在后備供應商。僅有接口的標準化是不夠的，國防組織必須在采購的早期就考慮商品化。兩用技術的不確定性可以通過適當考慮國防環境的具體限制因素在一定程度上得到管理，但不會完全消失。國防組織必須做好準備，在一個國家的全球聯盟和伙伴關系的框架內，推行將接口標準化、商品化和依靠工業關系的激勵措施相結合的戰略。

實現新的網絡業務流程模型

國防領域的開放創新戰略必須提出一種網絡協調設計，通過幫助國防組織和主要系統集成商之間重新合作來滿足需求。然而，這需要努力去實現。國防組織的思維方式和工作方式的重大改變是必要的，以實現與行業伙伴的新型信任互動。OI模型在三個層面上定義了網絡協調功能。首先，國防組織必須促進各種中介機構的發展，例如，孵化器、加速器、創新實驗室和國防研究機構，從戰略上建立它們之間的互補性和協同作用。這些中介機構必須能夠部署必要的機制，以促進新的連接和互動，使其能夠作為催化劑和推動者，與新的創新生態系統合作進行兩用技術的開發。

圖 2.1：國防開放式創新的網絡編排

第二，國防組織和主要的系統集成商必須協同工作，為與軍事項目有關的技術設計和促進開放系統架構。這一過程已經在開源軟件中得到了發展，但需要通過改進采購流程和收購模式在其他領域得到擴展（LeTexier和Versailles，2009）。最后，國防組織和主要的系統集成商必須仔細考慮本地化、接口標準化和商品化的戰略必要性，以減輕與國際化創新生態系統開發的雙重用途技術相關的長期風險。在此，加強軍民協調，制定具有前瞻性的產業政策，有助于使關鍵技術和產業資產的本地化成為可能，以反映一個國家的全球聯盟和伙伴關系的構成。

（重要內容譯文）

當空軍面對技術中斷的環境時，必須以必要的遠見來應對領導變革的適應性挑戰和必要性，以克服文化障礙。變革主要是人類的挑戰，而不是過程，應對適應性挑戰需要的不僅僅是關注技術問題。顛覆性思想家常常因為不符合特定的價值觀而被邊緣化，但顛覆者的歷史角色在創造強大而持久的影響方面一直至關重要。領導風格對于激勵和授權組織走向變革至關重要。變革型領導在空軍中發揮著至關重要的作用，可以釋放其人員的潛力，從而朝著新的工作方式發展。然而，推進變革和改造人員并不是一個線性過程，為了維持這一進程，空軍領導人需要能夠提供信心并建立互信。

引言

上個世紀出現了巨大的技術飛躍，今天的無人駕駛飛行器（UAVs）和第五代及新興的第六代軍用飛機為空軍帶來了新的技術顛覆性環境。新興技術，如人工智能、大數據、量子技術、機器人、自主系統、新的先進材料、區塊鏈、高超音速武器系統和應用于人體強化的生物技術，僅舉幾例，將從根本上改變空軍必須組織和運作的方式。

認識到這一點，英國皇家空軍（RAF）在2020年推出了 "Astra"，這是一項旨在建立一支適合未來的 "下一代 "空軍的運動。Astra涉及整個皇家空軍的漸進式變革，包括其指揮和領導方式（皇家空軍，2020）。負責推動RAFX--皇家空軍的創新中心--的Blythe Crawford大尉將轉型的挑戰概括為：皇家空軍以其傳統的方式，一直 "試圖用1990年代的流程和技術來管理一支第五代空軍"（皇家空軍，2022）。人為因素是軍事效力的核心，這不是最近才發現的。拿破侖-波拿巴強調了人的因素比物質數量和材料更重要的影響，他寫道："在戰爭中，四分之三取決于個人性格和關系；人力和物資的平衡只占剩下的四分之一"（拿破侖，1808）。

本文將倡導人為因素的作用，從特立獨行、破壞者或離群索居者開始，如約翰-博伊德上校，"改變戰爭藝術的戰斗機飛行員"（Coram，2004）。在簡要討論了領導風格和結構之后，本文將探討適應性挑戰與技術性挑戰的概念（Heifetz, 1994; Heifetz, Linsky, and Grashow, 2019 and; Heifetz and Linsky, 2017）。最后，我們提供了一個由Kurt Lewin（1947年）設計并由John Kotter（1996年）演變而來的看似簡單的三步變革模型。這些概念模型的重點是如何通過改變人類行為來轉變心態或范式，并作為一種思考方式提供給空軍領導變革和轉型。

適應性挑戰和變革模型

一項關鍵的領導任務是了解挑戰的性質，并能夠區分反映 "技術問題 "的挑戰和反映 "適應性問題 "的挑戰（Heifetz, 1994）。技術性問題是指有已知解決方案的問題，我們向權威機構求助，期望他們能解決這些問題。一個例子是一個壞掉的飛機引擎，需要一個工程師來修理它，解決方案是不言而喻的，而且引擎現在可以工作。適應性挑戰是不同的，因為沒有不言自明的解決方案，當局沒有能力解決這個問題，而且還沒有開發出適當的反應。

對空軍來說，適應性挑戰的例子可能涉及到在面對激進的螺旋式創新、現有的工作模式或流程的低效率時保持競爭優勢。問題并不容易被貼上技術性或適應性的標簽，許多問題都是兩者的混合體。領導層失敗的一個原因是，當局把適應性挑戰當作技術性挑戰來對待，這一點海菲茲提醒要注意（海菲茲和林斯基，2017）。空軍領導人必須能夠解開混亂的網絡，將技術問題委托給適當的當局，并通過 "適應性工作 "解決適應性挑戰。

適應性工作旨在創造涉及領導者和追隨者互動的條件和環境，可以使組織或受影響的社區在面對復雜問題時 "茁壯成長"。根據Heifetz的說法，解決適應性或技術性和適應性的混合挑戰需要六個領導者行為或原則（Heifetz, 1994; Heifetz, Grashow, and Linsky, 2009 and; Heifetz and Linsky, 2017）。這些 "領導力原則 "或 "領導適應性變革 "的原則不斷演變，但可以總結為：

1.站在“陽臺”上。領導者必須對 "舞池 "中的情況有一個詳細的感覺，但為了了解大局，獲得一個遙遠的視角，識別模式，減少決定的壓力，他們必須到“陽臺”上。重要的一課是要在舞池和陽臺之間移動，避免被困在一個角度。

2.識別適應性挑戰。領導者必須準備好識別適應性問題的殘酷事實和所需的適應性變化。

3.調控困境。領導者必須進行平衡，不能壓倒，但也要保持足夠的緊張，以保持緊迫性。必須提出問題，即使領導者不掌握答案，也必須對無益的規范提出挑戰。

4.保持嚴謹的注意力。領導者要識別干擾因素，并將注意力集中在棘手的問題上。除非保持注意力，否則人們往往會回到舊的行為和技術問題中去。

5.把工作交還給人們。權力機構沒有答案；通過鼓勵和支持，鼓勵其他人承擔起責任，成為變革的一部分，這一點至關重要。

6.保護來自下面的聲音。在鼓勵人們接受責任和提出想法之后，領導者必須保護而不是壓制想法和聲音，包括不同意見者。

這些領導力原則與軍事環境高度相關，結合前面討論的變革型領導力的構建，可以使空軍領導人更好地應對適應性挑戰。然而，空軍和軍事環境為領導者應對適應性挑戰，特別是領導變革帶來了獨特的挑戰。由于其封閉性、僵化的結構和等級制度、傳統和工作方式，包括指揮、權力和授權的概念，適應性解決方案所需的條件在軍事組織中并不容易找到。在軍事環境中，也許比其他任何環境都更需要領導者思考如何突破界限，挑戰人們和現有的思維模式，向新的文化范式轉變。

Lewin因管理變革的三階段概念模型在英國國防組織中得到了成功的應用。Kurt Lewin（1890-1947）作為麻省理工學院（MIT）的教授，開創了應用研究、行動研究和團體溝通的先河，開發了一個早期的三階段變革模型（Lewin, 1947）。在解釋他的三階段模型時，Lewin使用了一個冰塊的比喻。為了獲得一個新的形狀，冰塊必須首先被融化（"解凍"），然后變成新的形狀（"過渡"），最后凍結（"凍結"）。因此，第一階段與人有關，現有的 "心態 "通過 "解凍 "而被拆除。阻力被中和或繞過，關于現狀的現有慣性被克服。在第二階段，由于抵制變革的力量被推動變革的力量所壓倒，因此發生了過渡。在這里，一個混亂的時期可能會變得很明顯，因為舊的方式正在受到挑戰，而沒有清楚地了解它們被取代的情況。第三階段與結構被凍結在其變化的形式中有關。

為了幫助這個三階段模型的應用，Lewin提出了一個名為 "力場分析 "的工具，用來測量影響目標實現的因素（"力"），或阻礙目標實現的因素（"阻"）（1951）。Lewin因的程序模型（1947年）在領導變革時可以作為一個扶手，并與科特更現代的八步驟模型（1996年）有效地結合起來。Lewin模型的精髓和邏輯基礎在Kotter模型的演變中仍然是不可或缺的，其中的每一步都可以被解釋為解決變革失敗原因的一個連續體。Kotter的八步驟模型經受住了時間和應用的考驗，但為了反映快速變化的世界所帶來的不確定性而進行了改進，這導致了對其過時的批評（Kotter等人，2021）。最初的八個 "步驟 "被描述為使戰略網絡發揮作用的過程中的 "加速器"，如圖1.3所示。

結論

技術上的顛覆性環境是由新興技術塑造的，如人工智能、大數據、量子技術、機器人、自主系統、新型先進材料、區塊鏈、高超音速武器系統和應用于人類增強的生物技術，僅舉幾例。這種新興環境將改變軍事能力、戰略和行動。為了成功地適應和改變，空軍領導人將被要求接受和支持顛覆性的思想家，并開發一個或多個系統，通過采用ODA循環等思想來解開對手，ODA循環是為了利用武器和行動來產生快速變化的環境，抑制對手能夠適應這些情況

有必要認識到，空軍轉型的挑戰不僅僅是技術上的，而是技術和適應性挑戰的混合。空軍領導人在對待適應性挑戰和領導變革時必須從政治上思考人的因素。變革的大部分問題在于組織的文化，做事的方式，以及共同的價值觀、符號、行為和假設。因此，它需要組織內的個人改變他們的做法。人們本身就是問題的一部分，而解決方案就在他們身上。為了有效地實現變革，我們必須了解變革被抵制的原因以及克服這些障礙的方法。

本討論中提出的概念模型并不遵循線性進展，現實情況可能是，前進一步會導致后退兩步。只有當空軍的變革領導者能夠 "解凍 "現有的思維模式，并且 "力場分析 "為支持變革的力量提供了比抵制變革的力量更大的權重時，推進變革和轉型才能成功。擁有理解問題并能部署變革進程的合適人員是至關重要的。變革的挑戰與人的轉變有關。變革型領導必須提供信心，并通過提供一個特定文化的模式來創造相互信任，從而使人們踏上變革的關鍵旅程。

美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中作戰，不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由特種作戰部隊（SOF）操作的飛機需要改進防御能力，以支持在非許可環境下的任務。將自動化和人機協作納入現有的防御能力，可以減少威脅的反應時間，提高有人和無人飛機配置的防御機動的有效性。這篇論文研究了作為威脅反應一部分的飛機機動的價值，以確定人類干預對時間和準確性產生負面影響的情況。它還考慮了復制Merlin實驗室的飛行自動化方法和將能夠進行防御性機動的機器訓練系統納入現有飛機的機會。分析表明，飛機的機動性對于有效的威脅反應至關重要，自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。這篇論文建議重新關注特種部隊飛機的防御能力，并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上，以提高防御性威脅反應。它還主張繼續研究在SOF任務中使用可選的載人飛機，以完善其操作效用，并在各種任務平臺上擴大能力。

美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中運作，不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由于地對空威脅已經擴散到在世界各地活動的敵對行為者，未來的作戰環境將以有爭議的空域為特征，這將對有人和無人駕駛飛機的操作構成挑戰。由特種作戰部隊（SOF）操作的飛機需要改進防御能力，以便在這些有爭議的地區進行機動，同時支持傳統SOF任務。這篇論文研究了商業能力的進步，以減少威脅的反應時間，提高有人和無人駕駛飛機配置的防御性機動的有效性。

通過與位于波士頓的飛行自動化初創公司Merlin實驗室合作，本分析探討了防御性機動的潛在自動化。飛機機動是對威脅作出有效反應的一個關鍵方面，自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。通過確定AC-130J威脅反應中人為干預影響飛機操縱時機和準確性的步驟，這項分析揭示了復制梅林實驗室的飛行自動化方法和將能夠執行防御性操縱的機器訓練系統納入現有飛機的機會。

在威脅反應過程中確定的關鍵步驟包括威脅指示、威脅作戰識別和威脅反應配對。目前，機組人員手動執行這些步驟來完成防御性威脅機動。然而，這些步驟中的每一個都可以從自動化和人機協作中受益，通過三種明顯的方式提高整體性能。首先，生成簡化的視覺和聽覺威脅指示，確保及時通知威脅的存在。其次，自動識別過程以準確識別威脅的變體，減少了反應時間和人類識別錯誤的可能性。最后，將威脅識別與適當的飛機反應同步配對，減少了不必要的延誤，并提高了威脅操縱的準確性。

這篇論文建議重新關注SOF飛機的防御能力，并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上，以改善防御性威脅反應。將人機協作和自主能力納入飛機防御系統，可以使防御機動性能優于傳統系統，并允許在更廣泛的環境中作戰。除了改善防御性機動，梅林實驗室的自動飛行甲板在各種不同的飛機和任務中提供了潛在的用途。繼續研究應該調查在SOF任務中使用可選擇的載人飛機，以完善其操作效用，并在各種任務平臺上擴大能力。最后，在整個特種部隊中采用梅林系統將顛覆既定的操作慣例，需要個人和組織行為的改變。為了緩解過渡期并提高采用率，AFSOC應采取步驟，盡量減少利益相關者的行為變化，同時最大限度地提高系統的操作效益。培養對人工智能、機器學習和自動化的理解，將使這些行為者為軍事技術的快速變化和戰爭特征的變化做好準備。

圖 9. AC-130 防御性威脅反應圖。

美國人工智能國家安全委員會在2021年1月提交給國會的最終報告中建議國防部在2025年前做好人工智能準備。這一建議源于美國同行之間的人工智能軍備競賽，以及近年來在開發用于持續監視、指揮和控制以及武器化代碼的算法方面所取得的進展。雖然美國防部內有旨在利用各部門人工智能的戰略舉措，但戰術能力的發展和部署之間存在嚴重的脫節。作為美國防部的領導機構，聯合人工智能中心負責為美國防部的所有部門創造可行的解決方案，因此，如果所有單位都試圖在2025年之前做好人工智能準備，將不堪重負。本文強調了人工智能發展過程中的一個主要缺陷，并認為應將能力發展授權給空軍機群，并提供必要的資金和資源以真正將人工智能作為一種武器。此外，本文確定了通過基因操縱、智能灰塵納米技術和COVID-19機器學習過程發現成功的人工智能概念，以幫助戰術領導人了解人工智能革命如何幫助他們的特定任務領域，并激勵他們進行自我教育。

當涉及到利用人工智能（AI）時，美國空軍還沒有準備好與同行對手作戰，而且美國處于一場未宣布的軍備競賽中，可能會看到對手在未來十年內占據領先地位，因此需要迅速采取行動以扭轉局勢。更令人不安的是，這一威脅并沒有被該領域的戰術專家完全理解，或者即使他們理解，他們也可能沒有意識到（或在官僚上沒有能力）提供競爭所需的能力。對手在人工智能的研究和開發工作中正在取得進展。情報界的專業人士可以做些什么來解決這個問題。本文將嘗試定義中隊可以解決的戰術相關問題，并確定高層行動的不足之處。

人工智能國家安全委員會在其最終報告中建議美國防部采取行動，以便各部門為十年后的競爭做好準備。委員會的核心建議是美國防部遵循兩條努力路線：在2025年前為廣泛的人工智能整合奠定基礎，在2025年前實現軍事人工智能的準備狀態。這些項目在委員會報告發表前幾年就已經在進行了，這表明了對我們為有效競爭而需要的未來現實的戰略理解和承諾。然而，如前所述，開發人工智能支持的能力需要多年時間。為了有廣泛的人工智能整合，各級領導人需要了解人工智能的基本復雜性，以及如何在他們的任務空間內納入人工智能能力，以便他們能夠在2025年之前迎來人工智能革命。所提到的三大舉措從戰略角度縮短了傳感器和射手之間的差距，但處于邊緣的元素如何為這些努力作出貢獻？此外，如何授權給前線，讓他們根據任務的具體需要進行必要的組織、訓練和裝備？本文的目的是介紹人工智能的基本概念，并闡明應采取的行動，以推動空軍進入由人工智能驅動的持久性監視狀態。以下段落將討論智能能力、經過驗證的分析概念，以及展示未來的需求。

有幾個定義需要提到，以便在本文的其余部分提供背景，并幫助教育下級領導了解基礎概念。首先，人工智能需要三樣東西：數據集、算法和函數。數據集是一個數值表，算法是計算機用來解析數據的過程，而函數是 "從一組輸入值到一個或多個輸出值的確定性映射 "這些構成人工智能的基礎。總的來說，我們可以把人工智能看作是一類努力，它試圖采用計算機算法，并允許人類以合乎邏輯的方式解釋其結果。作為人工智能類別的一個子集，"機器學習（ML）涉及開發和評估使計算機能夠從數據集中提取（或學習）的算法。DL "專注于創建能夠做出準確的數據驅動決策的大型神經網絡模型"，而DL的重點舉措是圍繞著從神經網絡的特定神經元中貢獻特定功能的想法。對DL的理解對指揮官使用人工智能的能力至關重要，因為科幻小說中的想象力會認為這是可能的。

從情報、監視和偵察（ISR）的角度來看，DL可以推動多種數據來源的綜合（例如，多情報融合和分析）。通俗地說，ML可以幫助將幾種情報功能以一種共同的形式結合起來。然而，鑒于適當的數據集、算法和功能（或指揮官的意圖），理論上DL有可能允許對收集的信息進行分析、理解、反駁為錯誤信息、接受為事實、重新分配任務進行額外的收集，或推動新的收集任務，就像人可以做的那樣，但在機器處理信息和得出關于可用數據的結論所需的幾秒鐘內，是自主的。雖然戰略和作戰指揮官正在努力實現一種反映類似于上述DL潛力的能力的最終狀態，但他們仍然必須考慮法律、道德和倫理困境，以及開發完整的人工智能基礎設施的安全性和可靠性。如果戰術領導人不與高級領導人同步利用這些機會，我們注定無法與當前的任務集進行任何形式的整合，并注定無法實現國家安全委員會對人工智能規定的 "到2025年人工智能就緒的軍隊 "的姿態。那么，我們的部隊如何才能變得更有人工智能效率？幸運的是，人工智能驅動的能力、分析技術以及政府和商業案例研究可供探索。

人類基因編輯曾經似乎是難以想象的事情，但通過使用機器學習，它正逐漸成為現實。有關規則間隔短回文重復群（CRISPR）的研究已經進行了多年。作為一種生物技術，人們可以推斷出CRISPR技術的意圖是讓科學家有能力 "改變基因或創造DNA以改變植物、動物或人類。"此外，很難像前國家情報局局長詹姆斯-克拉珀在2016年所做的那樣，將基因編輯作為一種強大的大規模殺傷性武器來爭論。由于基因編輯為裝備精良的對手提供了機會，情報專業人員應該了解有關基因操縱的指標如何通過機器學習表現出來，以達到與美國戰略利益相悖的目的，并幫助指揮官了解他們如何能夠迅速打擊這些威脅。這一現實離所需的科學并不遙遠，如果分析人員知道如何識別必要的因素，他們可以將其納入計算。

如果分析員不能通過DL技術獲得分析所需的數據，也有一些創造性的解決方案來獲得信息。一個提供巨大潛力的創新是被稱為微電子機械系統的微小無線網絡的出現，被親切地稱為智能灰塵。"智能灰塵的大小為立方毫米，包含電源、通信和計算。"這是整個傳感器網絡的一個單一節點。研究還表明，智能灰塵粒子將能夠達到微觀水平，能夠作為傳統醫療護理方法的替代品進行注射。比隱身的尺寸更令人敬畏的是這個設備子集預計能提供的能力。它們可以容納攝像頭、環境傳感器和通信機制，以傳輸數據，并進一步處理。與ML工作、與存儲設備甚至互聯網的連接相結合，人們可以設想出一種檢測概率很低的收集資產，一種維護需求很低的系統，如果計劃得當，這種系統能夠降低前沿部署資產的風險，并限制其進入目標收集區域。

到此為止，本文已經討論了分析師如何將人工智能視為一種威脅，如何將其視為一種收集資產，但分析的過程呢？不妨看看COVID-19大流行病。雖然2020年的大流行病充滿了不確定性，但在大約一年的時間里，病毒被相對快速地分析、追蹤和抗擊。醫學界與DL專家合作，開發了COVID篩查和診斷方法、藥物發現以及最終的疫苗創新。這需要大量的數據輸入，這些數據來自社交媒體、基于文本的數據、病人數據、被稱為omics的科學數據的集合，以及圖像和視頻數據。這個分析系統是一個里程碑，表明人類可以與機器合作，在一個非常有效的時間窗口內從獨特的數據集中創建一個解決方案。應用于多源數據融合和分析的標準情報實踐中，如果有資源，沒有理由相信分析師不能利用DL的能力來制定準確的評估。

正如人們所看到的，人工智能在多個國家安全問題上具有巨大的潛力，如果戰術分析員有能力的話，他們可以將其應用于自己的任務領域。美國防部在人工智能方面最重要的代理人是聯合人工智能中心（JAIC），該中心于2019年2月12日根據行政命令13859的要求啟動，作為國防部人工智能戰略的執行者。有一個組織負責確保人工智能的需求得到滿足是一個有價值的目標，但如果各部門要在2025年之前做好人工智能準備，他們就不可能處理整個國防部的能力發展需求量。各級指揮部需要有一個共同的承諾，以避免因優先事項不一致而錯過機會。就目前的人工智能能力發展進程而言，戰術解決方案是不可用的。

自身的官僚主義阻礙了快速、分散的能力發展。為了確保人工智能驅動的能力，人們必須證明有足夠大的需求需要使用人工智能（如僅用五名分析師對數百萬個數據點進行排序），并通過多層官僚機構提交所謂的 "緊急行動需求"，以達到主要司令部的要求。一旦獲得批準，該請求將被轉發到JAIC進行裁決。一旦被裁定并在國防部的其他要求中被優先考慮，可能需要幾個月的時間才能找到一個開發者，并開始解決這個問題。在最好的情況下，這個過程可能會看到從需求提交到開發的6個月周轉期，這是不令人滿意的，如果服務要在2025年之前做好人工智能準備。這不是JAIC的錯，因為他們應該向國防部領導人和國會倡導人工智能，所以各部門有資金從外部尋求人工智能，同時學習如何在人工智能、ML和DL能力發展方面變得靈巧。筆者建議領導們認真考慮賦予機翼必要的預算、培訓要求，并與經批準的開發者名單（由全軍委員會批準）協調，以追求人工智能的努力。這項建議并沒有將JAIC完全從流程和能力發展中移除，因為該組織將繼續承擔正式的領導地位，制定政策并獲取最佳實踐，以便在整個國防部共享。

人工智能革命就在這里。本文確定了人工智能為部隊的每項任務提供的機會的縮影。人工智能、ML和DL為可能的事情打開了大門，并且應該讓ISR分析員以不同的方式思考問題及其解決方案。從基因突變到自動分析再到自主武器，可能性只限于可用的數據--或如何解釋可用數據。美國的對手已經具有威脅性，并且很可能在未來十年內增加。國家安全不僅需要提高對人工智能的認識，還需要開發和整合基于人工智能的武器系統。依靠簽約組織來開發機器算法，在未來是不可持續的。必須根據任務的需要調整任務算法，否則就會在一系列的能力中遭受失敗。