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各軍種和部門的指揮官總是盡其所能獲得信息并與他們的部隊共享,因為信息是戰爭經濟中的資本。隨著陸軍內部、聯合部隊和商業部門的技術不斷發展,一個清晰的網絡架構有利于與其他網絡的有效整合,避免通信工作的脫節。本專著通過組織、訓練和理論以及設備的角度研究了無線電在第一次世界大戰期間在美國陸軍中的實施情況,以評估美國陸軍如何整合一項新的信息技術。為了更好地理解無線電在第一次世界大戰期間和戰間時期的實施,本專著還借鑒了兩位理論家丹尼爾-卡尼曼和赫爾南多-德索托的作品。隨著信息技術在民用社會中越來越普遍,假定對民用系統的熟悉可以轉化為操作人員天生就懂得如何整合和操作軍事系統是很危險的。整個聯合部隊共享信息的速度越快,效率越高,軍隊在戰場上發揮所有資源的效率就越高。為了充分利用不斷發展的通信技術來實現高效的信息共享,美國國防部(DOD)應該實施并保持一個慎重的過程,使整個聯合部隊的網絡架構、政策和理論標準化,以指導操作人員的培訓并為系統開發提供依據。

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相關內容

人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

ATP 6-02.54擴展了FM 6-02中的條令基礎和原則。該出版物確定并解釋了衛星通信作為國防部信息網絡運輸層的一部分的作用--陸軍

國防部信息網絡-軍隊的愿景是使用一個端到端的網絡,提供有保障的全球指揮和控制,使軍隊能夠在有爭議和擁擠的操作環境中作戰和獲勝。該網絡無縫整合了從戰略到戰術梯隊的服務和能力,并實現了所有的作戰功能。該網絡是一個作戰平臺,使指揮官能夠整合聯合軍種和所有的戰斗力要素;支持領導者理解、可視化和描述作戰環境、問題和解決問題的方法的能力;支持指揮官做出決策和指導行動以達到理想的最終狀態的能力;評估對問題的理解和作戰方法的充分性以及后續計劃和進展水平。

該網絡是可定制的,并根據行動的各個階段進行調整,以支持主站、途中和部署環境中的指揮和控制。部署環境包括訓練、演習、戰區安全合作、初始進入和聯合武器演習。部署可能會使用最小的到強大的部隊包,要求網絡進行調整,以便在需要時提供適當的服務。使用主站任務指揮中心可以減少部署的足跡和行動風險。網絡必須接受共同的聯合和多國標準,允許增加能力和系統,同時減少而不是增加網絡的復雜性。網絡必須提供優勢而不是負擔,同時為我們的作戰編隊提供更高的速度和敏捷性。

信號兵提供的衛星通信能力通過實現信息優勢在支持陸軍行動中發揮著重要作用。規劃人員整合衛星通信資產以支持指揮官的意圖和作戰計劃。

本出版物介紹了衛星通信的非規定性技術。涵蓋寬頻、窄頻、受保護和商業衛星通信的程序在各種管理政策出版物中都有涉及。

ATP 6-02.54的章節包括

第1章提供了一個衛星通信的概述。這一章涵蓋了寬頻、窄頻、受保護和商業衛星通信。

第2章描述了參與陸軍衛星通信的聯合和陸軍元素的作用和責任。

第3章討論了陸軍衛星通信架構的要求、目標和考慮。

第4章涉及衛星通信任務規劃。本章解釋了規劃者如何從概念出發制定衛星通信計劃。

第5章確定具有獨特衛星通信任務的單位。本章闡述了提供衛星通信支持的定制信號單位的部署和使用。

附錄A討論了衛星通信的地面部分。它確定了陸軍用于提供衛星通信支持的設備。它討論了提供衛星通信支持的企業和戰術終端。

附錄B提供了關于需求分配多址、綜合波形和寬帶碼分多址波形的信息。它討論了這三種波形的規格。

附錄C提供了關于全球廣播系統的細節,包括角色、屬性、上行設施、空間段和廣播段。

附錄D提供了關于受保護的衛星通信能力的信息,包括Milstar和高級極高頻。

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美空軍的所有活動,從在社交媒體上發布的文字和圖像到武裝飛機在機坪上的存在,都傳達了一種信息或意圖,可以利用這些信息或意圖來支持實現聯合部隊指揮官(JFC)的目標。認識到其在聯合行動中的重要性,2018年更新的聯合出版物(JP)3-0《聯合行動》將信息作為第七項聯合職能。信息功能包括對信息的管理和應用,以及與其他聯合功能的有意整合,以改變或保持認知、態度和其他驅動預期行為的要素,并支持人類和自動決策。因此,信息環境中的行動(OIE)的目的是以幫助友軍目標的方式塑造認知和行為。空軍利用信息聯合功能中的一系列能力,通過以下方式支持友軍目標和理想的最終狀態:

  • 通知、吸引和/或涉及相關行為者。

  • 影響外國相關行為者。

  • 攻擊、利用和拒絕相關行為者的信息、信息網絡和信息系統。

  • 保護友好的信息、信息網絡和信息系統。

圖:信息環境 (OIE) 中的作戰

上圖說明了本出版物中討論的OIE和信息應用的整體背景。通過軍事行動和整個政府(外交、信息、軍事和經濟[DIME])的努力,影響相關行為者的看法和行為的能力對促進美國的國家利益至關重要。這是通過可能是公開或隱蔽的行動、活動和投資(OAI)實現的。這些OAI的目的是塑造整個競爭連續體的運作環境。 這些OAI是通過持續的反饋和評估機制進行評估的,這些機制能夠校準和完善未來的戰略方法。

OIE涉及在整個軍事行動范圍內整合所有領域的動能和非動能能力,以產生致命和/或非致命效果。OIE的規劃和執行過程從指揮官的作戰設計開始,指導規劃者協調、整合信息能力,并使其與其他政府整體的努力同步,以利用信息力量。不應孤立地進行OIE規劃,或將其作為更 "傳統 "的軍事行動的事后考慮。相反,OIE應被納入現有的航空部門和聯合規劃進程,以便直接圍繞其效果設計航空部門的行動。

OIE是對基于效果的行動方法(EBAO)的實踐、過程和最終目標的補充。OIE需要發展目標,推動情報需求,并使行動與預期信息相匹配。通過計劃、執行和評估過程,OIE提供了采用正確的能力的手段,以產生預期的效果,實現作戰指揮官(CCDR)的目標,同時支持指揮官的通信同步(CCS)戰略。通過CCS,聯合司令部將以信息為重點的活動與其他工作和行動相結合。它使主題、信息、圖像和行動同步,以支持JFC的目標。同樣地,航空部門的指揮官應該在職能層面上開展他們自己的CCS計劃。指揮官的意圖應該反映在每一個工作人員的產品中。

空軍將OIE的專業知識嵌入到空軍司令員的參謀部或聯合軍司令部的信息參謀部(或小組),以促進信息能力的整合和同步信息OAIs的效果。需要這種專業知識來實現部門目標,并適當運用信息能力來達到預期效果。同樣,空軍可以用OIE的專業知識來增強其他工作人員的能力,以協助戰地信息能力的任務分配和整合全球能力和效果。在戰區行動的空軍信息規劃人員被分配或附屬于空軍部分指揮官,通常被安排在指揮官的參謀部或空中遠征任務組(AETF)。在AETF內,信息部隊通常被分配到一個空中遠征機翼、小組或中隊。

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不斷變化的戰爭特點使得信息環境中的行動(OIE)必須處于軍事規劃和執行的最前沿。由于無法與美國的物質力量相提并論,美國的對手越來越依賴包括信息戰能力在內的不對稱方法來破壞美國的行動和影響。未來的聯合全域作戰(JADO)將需要一個綜合的、跨學科的作戰方法。本文認為,針對對手的認知和信息過濾器而采取的蓄意行動將阻礙對手的決策過程,使其失去對有效運用軍事力量作出明智決定的能力。通過研究俄羅斯在信息環境中的行動、信息戰活動以及反射性控制理論,作者提出了決策優勢理論。該理論試圖提供一種方法,故意利用信息來針對對手的行為和信息系統。其目的是剝奪對手感知和認識形勢的能力,并阻礙其有效利用呈現在他面前的信息來做出經過計算的決策的能力。

圖1 決策優勢理論。

決策優勢理論

決策優勢是通過信息力量來實現的,而信息力量是通過控制信息、利用信息和加強信息來保證自己的利益。信息力量可以達到與物質火力相同的效果,甚至更大的效果。它通過預測對手的行動,了解對手的動機,管理和操縱信息,改變決策算法,以及在信息環境中發展機會、活動和投資(OAI)來增強全領域的聯合軍事力量和效力。

  • 決策優勢:一種理想狀態,在這種狀態下,指揮官比其對手更快、更有效地感知、理解、決定和行動。決策優勢在敵人的決策周期內發揮作用,以消除時間上的庇護所,并消除空間上的選擇。

  • 信息力量是利用信息來塑造認知、態度和其他推動預期行為和事件進程的要素的能力。信息力量涉及獲取、處理、分配和運用數據的能力,以最大限度地提高戰斗力。作者進一步斷言,信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的,這使得信息戰的結果能夠持久、靈活和精心計算,以加強戰斗力并拒絕敵人的決策優勢。

信息力量--控制信息、利用信息和增強信息的組合--將使美國能夠把信息環境中的行動納入聯合防衛行動的規劃和執行。這將使規劃者能夠利用信息來實現結果。信息戰能力--信息作戰;電子戰;網絡;以及情報、監視和偵察(ISR)--提供了改變對手的指揮和控制過程,減少決策,并削弱其作戰行動的有效性的手段。信息力量和物質力量相結合,將通過在環境中制造多種困境,造成混亂,延遲或剝奪敵人采取適當行動的能力,從而降低對手的戰斗力。信息力量和物質力量的結合能加強軍事力量。

信息力量的第一個支柱,控制信息,涉及到保護自己的網絡不被敵人破壞或操縱。保持對信息傳輸和信息系統的控制可以確保信息的保密性、信息的完整性以及美國規劃者和作戰單位對信息的可用性。不受限制地進入值得信賴的系統和相關架構,確保最及時和最相關的信息指導決策。剝奪對手對信息的控制權使其無法了解自己的環境,造成不確定性,并使其決策復雜化。

決策也受到信息利用的影響。利用,是指利用資源并從中獲益的行為,包括改變、變更或操縱信息,使之對自己有利。通過了解對手的信息和認知過濾器、信息系統和情報結構,這是最有效的做法。創造信息戰結果的能力取決于精心制作信息并將其置于敵人決策周期中的正確時間和地點的能力。信息可以在四個過濾點被鎖定或武器化--傳感器、分析中心、分發點或個人。利用過濾器,人們可以降低決策者可獲得的信息的收集和質量,導致對情況的不完整或故意的錯誤理解。決策和具體行動是根據對環境的感知理解而做出的。阻斷信息流的能力阻止和延遲了重要數據到達組織,導致感知、理解和發展局勢的能力下降。傳統的信息操作活動與故意和持續地針對對手的過濾器相結合,將有機會同時針對代理人、信息和對所提交信息的解釋。反過來,這可以減緩對手感知、觀察、定位、決定和行動的能力,促進錯誤的結論,并破壞決策能力。

增強信息使人們能夠制定戰略目標和選擇,為對手創造跨越時間和空間的多種困境。 這需要強大的、敏捷的、分層的ISR資源和綜合指揮與控制過程。JADO的規劃和執行需要有能力同時在戰術、作戰和戰略梯隊中,在所有領域和統一的信息空間中進行機動。協調的計劃需要對形勢的理解,觀察模式和行為的能力,以及識別信息和行動環境的變化。支撐一個人加強信息的能力的是信任。信任包含了團體或個人對所收集信息的完整性所賦予的權重。經過處理、過濾和分析的信息能夠回答知識中的一個特定缺口。這種經過處理的信息被稱為情報。有了準確的情報和被充分理解的假設,決策者可以更準確地評估局勢,塑造環境,并削弱對手自己的決策過程。這樣一來--信息,更具體地說是強化的信息(或情報)--是一種武器,可以用來操縱和欺騙對手,剝奪他做出符合自己最佳利益的決定的能力。

控制、利用和增強信息的結合使決策者擁有了信息力量。信息力量使信息優勢得以實現,而信息優勢又能保證決策優勢。增強信息的能力使人能夠觀察敵人的習慣和行為,幫助人了解敵人的動機和意圖,并確定敵人的作戰能力。管理、放大和操縱信息可以使有針對性的、精心設計的信息到達指定的受眾。類似于過去信息傳遞的錯誤信息和虛假信息可以在過濾器上針對敵人。在信息系統的過濾器處進入情報裝置的信息以傳感器、分析中心和向作戰人員分發信息為目標。此外,通過在一個被認為可信的來源處提供虛假或誤導性的信息,可以改變敵人的決策算法。在特定的時間和地點呈現特定的信息可以改變對環境的理解并改變行為。這也會使人改變他的時間范圍。隨著不確定性的增加,一個人可能會根據感知到的情況選擇加快或減慢他的計劃。

雖然這一理論的每一部分,單獨來看,并沒有提出什么新意,但有兩點是明顯不同的。首先,必須把信息放在軍事規劃的最前沿,并與傳統的物質力量相結合。軍事文化認為,物質力量是至高無上的。現代戰爭要求在同等水平上考慮信息和物質力量。第二,控制、利用和加強信息的活動是美國空軍現在所接受的功能;然而,跨領域和跨職能的綜合規劃是有限的。缺少的環節是有意的整合和專門的過程,在一個同步和審慎的過程中納入所有領域的現有能力。為了實現決策主導權并通過信息力量獲得信息優勢,必須將信息環境中的行動納入規劃過程,如聯合規劃過程(JPP)、軍事決策過程(MDMP)、海軍陸戰隊規劃過程(MCPP)和空中聯合行動規劃過程(JOPPA)。指揮和控制必須充分考慮到所有領域--空中、太空、網絡、陸地和海洋--的非動能和動能行動。在信息環境中執行行動的能力要求在行動層面上有一個集中的規劃過程,以同時計劃和執行對信息的控制、利用和加強。這一點目前并不存在。集中化的規劃將使一個綜合的方法能夠與物質火力結合起來。控制可以保護美國的網絡和計劃,同時阻止敵人獲得重要信息。利用允許有機會拒絕、降低、破壞、改變和放大敵方使用的信息。加強為決策、目標定位和環境中的戰術行動提供所需的關鍵ISR收集。信息力量為指揮官提供了有效處理、分析數據和信息并采取行動的機會,同時剝奪了對手的同樣能力。因此,實現決策主導權需要一個協調和同步的計劃,利用控制、利用和加強所有領域和作戰功能的信息,目的是統一信息空間。

本文針對美軍提出的建議

本文闡述了統一信息空間的重要性,以通過在信息環境中的精心策劃和綜合行動實現決策優勢。充分執行聯合全域作戰的能力需要在規劃周期中重新強調信息和信息戰活動。這項研究提出了四項建議:

  • 建議1:聯合部隊應考慮實現信息力量的要求。這項研究和相關的決策優勢理論斷言,信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的。信息力實現了信息優勢,從而保證了決策優勢。信息環境中的運作為物質環境創造了條件。信息力量與物質力量相結合,形成了軍事力量。

  • 建議2:美軍需要進行組織、領導和文化變革,以實現信息力量和決策優勢。信息系統和情報架構必須在所有梯隊中得到整合--戰術、作戰和戰略。戰術任務規劃和更廣泛的作戰規劃必須轉變為將信息置于規劃的最前沿。個人和團隊必須理解信息環境中的行動的重要性,以及這些行動塑造物理環境條件的方式。正規化的領導者發展和專業軍事教育必須強調認知上的轉變,不再將沖突理解為物質力量,而是將信息力量和活動納入規劃、命令和執行。應更加強調了解如何使用和信任信息,如何操縱和處理信息,使之成為情報,以及如何利用信息來實現決策主導權。最后,數字素養應成為未來培訓的一項要求。

  • 建議3:JADO要求有能力評估信息環境中的績效措施和有效性措施。必須制定一個有效的評估程序,以了解和衡量信息環境中行動的影響。應更詳細地研究這一點,因為這將建立信任,并更好地了解信息戰和信息相關活動如何產生軍事力量和作戰成功。

  • 建議4:未來的指揮和控制程序應該能夠整合信息環境下的行動規劃和執行。應該制定一個聯合防務辦公室的軍事力量計劃,以協調和指導所有領域的戰略,并在信息環境中執行行動。這個過程應該與物質和動能規劃相結合,而不是分開,因為信息和與信息有關的活動為物質操作環境塑造和設定條件。

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在21世紀初,美國軍隊專注于反叛亂行動,而俄羅斯等競爭對手則專注于常規軍事力量的現代化,威脅著美國的軍事主導地位。美國軍事能力差距的縮小,加上新興技術,如網絡空間、太空和電磁波譜,改變了戰爭的特點。美國陸軍的應對措施,即多域作戰(MOO),試圖利用融合的概念,快速而持續地整合所有軍事領域、電磁波譜和信息環境,以賦予軍事優勢。為了實現融合,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間協議,修改人員結構,并修改人事政策。后越南時代空地戰的發展和隨后的 "沙漠風暴行動 "提供了一個歷史案例研究,重點是為實現陸域和空域的融合而進行的組織變革。目前美國軍隊現代化的體制機制主要是在空地戰時期發展起來的,可能需要調整,以確保適應實現MDO融合。

引言

隨著2015年國家安全戰略的發布,標志著美國正式將國家安全重點從過去14年的沖突中轉移。盡管在阿富汗和伊拉克的行動仍在進行,但該文件提到部署的部隊兵力從2009年的約18萬人減少到公布時的不到15000人。雖然仍然承認暴力極端主義組織的威脅,但美國開始將國家安全重點從全球反恐戰爭(GWOT)轉向大國競爭。這種轉變隨著2017年《國家安全戰略》和2021年《臨時國家安全戰略》的發布而加劇,該戰略特別指出俄羅斯等是挑戰美國實力、利益、安全和繁榮的國家。俄羅斯和其他國家競爭者專注于其部隊的現代化,而美國則專注于在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動。這增加了競爭者的能力,并對美國的軍事主導地位構成了威脅。美國陸軍的多域作戰(MDO)概念是對美國陸軍領導層提出的安全問題的回應。它是美國陸軍理論、組織、訓練、物資解決方案、領導、人員、設施和政策(DOTMLPFP)現代化的核心重點,以保持對所有對手的競爭優勢。

MDO的一個核心主題給軍隊帶來了新的問題,即技術的出現和普及改變了戰爭的特征。互聯網的發展和全球日常生活的許多方面對這一現象的依賴引起了網絡空間的競爭,其影響可能會影響傳統的戰爭形式。對基于空間的能力的更多依賴和公認的空間軍事化,同樣代表了在以前的沖突或理論中沒有完全實現的戰爭轉變。能夠利用電磁波譜(EMS)的技術,雖然在整個20世紀都在使用,但在21世紀更加普遍,對戰爭的可能影響也更大。所有這些發展都是隨著信息時代的到來而出現的,增加了信息環境在影響戰爭行為和結果方面的重要性。

廣泛的研究問題和主題

擺在作戰人員面前的問題是如何將這些新出現的能力與現有的和經過驗證的框架進行最佳整合。美國陸軍的答案是:"......在所有領域、電磁波譜和信息環境中快速和持續地整合能力,通過跨領域的協同作用優化效果,以戰勝敵人......" 為了完成這一任務,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間的協議,修改人員結構,并修改人事政策。海灣戰爭時期空地戰的發展代表了美國空軍和美國陸軍的成功整合,以實現其主要領域的融合,并在DOTMLPFP的各個類別中發生變化。對這一時期土地和領域整合的分析可以為未來網絡空間、空間、信息環境和環境管理系統的領域整合提供有益的見解。

MDO結構廣泛地使用了領域一詞,這一概念是理解融合的一個核心概念。MDO中使用的領域一詞符合聯合出版物(JP)3-0《聯合作戰》中描述的該術語的聯合用法。 聯合條令沒有明確定義領域;然而,它確實將領域的概念貫穿于理解作戰環境和如何組織聯合作戰的描述中。該術語并不意味著所有權或排他性,因為單一軍種可以在多個領域內運作。目前公認的聯合行動的物理領域有四個:陸地、空中、海上和太空。信息環境產生了第五個聯合領域,即網絡空間。

聯合條令并不承認信息環境是一個領域。然而,與四個物理領域和環境管理系統一起,聯合條令將其視為作戰環境的一個主要組成部分,并將其視為一種聯合功能。JP 3-0將信息環境定義為"......包括并聚集了眾多的社會、文化、認知、技術和物理屬性,它們作用于并影響知識、理解、信仰、世界觀,并最終影響個人、團體、系統、社區或組織的行動。" 網絡空間作為一個領域存在于信息環境中。電磁環境,即所有頻率的電磁輻射范圍,也是作戰環境的一個重要因素,但聯合條令并不承認它是一個獨立的領域。

將四個物理領域、網絡空間、信息環境和環境管理系統結合起來,就產生了MDO的融合概念。簡單地說,融合是美國陸軍編隊利用作戰環境的所有可能方面,在武裝沖突中創造對敵人的優勢,利用這種優勢,并取得勝利。部隊通過跨領域的協同作用實現融合,這是MDO理念的核心原則。這個術語也起源于聯合條令,被定義為 "在不同領域的能力的互補性,而不僅僅是相加,從而使每一種能力都能增強其他能力的有效性并彌補其他能力的脆弱性"。融合的產生是由于接受了美國將無法在近距離或同行沖突中享有未來領域的優勢,而是需要使用來自多個領域的協調效應來讓出優勢。

支撐這一分析的理論框架是作戰藝術,即 "在......技能、知識、經驗、創造力和判斷力的支持下,制定戰略、戰役和行動,通過整合目的、方式、手段和評估風險來組織和使用軍隊的認知方法"。MDO是一個作戰層面的構造,旨在為指揮官提供一種方法,通過協調使用所有可用資源,在競爭、危機或武裝沖突中取得戰術勝利。然而,除非在政治目標的背景下實現,否則這種勝利是沒有意義的。然而,將戰術結果與政治目標聯系起來,不屬于本研究的范疇,本研究的重點是戰爭的作戰和戰術層面。

MDO融合領域的新興性質和已發表作品的匱乏限制了這項研究。對后越南時代到今天的發展時期的研究限定了本項目的范圍。雖然在整個軍事史上還有其他領域融合的成功案例,但本研究沒有考慮這些案例。這種劃分也排除了海上、空中和陸地融合的成功案例,這些案例可能會產生比只考慮空中和陸地領域更多或相互矛盾的見解。本研究重點關注美國在空中和陸地融合方面的努力以及對美國陸軍MDO的影響,排除了其他國家的MDO概念發展案例和其他領域融合的歷史案例。最后,本研究主要分析了MDO融合的作戰和戰術影響,因為戰略分析不是MDO構建的重點。

這個項目接受了MDO的一般方法,將其作為一個有效的結構來處理后GWOT時代出現的近距離或同行競爭問題,并作為美國軍隊現代化的基礎。這種方法的一個固有的假設是,實現所有領域、信息環境和EMS的MDO融合會產生對對手的明顯優勢。鑒于持續增加總部組織的規模和復雜性的趨勢,如從2001財年到2012年,作戰指揮部人員增長了50%,增加人員的規模和復雜性可能會阻礙決策和組織適應。最后一個假設是,美國陸軍不能以目前現有的框架實現MDO的最佳融合,這意味著美國陸軍需要進行組織變革以充分實現現代作戰環境的好處。

這個項目采用了案例研究的方法,研究了空地戰發展背后的理由和事件,它的持續演變,以及這個過程在目前的服務和聯合DOTMLPFP類別中是如何體現的。這既代表了極端的情況,因為美國陸軍和美國空軍元素在作戰環境中的接近帶來了自相殘殺的危險,也代表了關鍵的情況,因為空陸一體化的發展可能適用于其他領域、信息環境和環境管理系統。這種分析也可能發現案例研究是務實的,揭示了一種有效的方法來實現與新的戰爭領域的銜接。本研究的一般格式是從文獻回顧,到方法概述,案例研究本身,分析和發現,最后是結論。

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想象力和對物理原理不斷發展的理解是未來技術能力的唯一界限,當美國陸軍將自己轉變為一支能夠在多域作戰(MDO)中占主導地位的部隊時,技術在建立和保持對敵手的優勢方面的作用就會增加。美國的政府機構包含了一些組織,負責資助、研究、開發并在新技術增長時將其納入部隊。本專著描述了目前正在開發的能力,這些能力將作為下一代概念的基礎,目前只存在于科幻小說中,但現實中卻有可能實現。它概述了這些進展中的技術所提供的潛在機會,以及它們如何能夠融入所有領域的未來作戰環境。

引言

隨著美國國防部(DoD)從大規模戰斗行動概念向多域作戰(MDO)和聯合全域作戰過渡,對跨領域技術整合的重視程度繼續提高。公共和私營部門的研究和開發組織已經從關注具體的能力轉向提供基本概念的創新,正如陸軍優先研究領域中所概述的那樣(見圖1)。雖然這些優先事項是陸軍特有的,但國防部的其他部門也在為技術創新投入大量資源。

圖 1. 美陸軍優先研究領域。美國陸軍,“2019 年陸軍現代化戰略:投資未來”。

2019年正式成立的美國太空部隊(USSF),在其預算撥款中包括89億美元用于發展天基系統技術。 作為領導將新技術納入空間領域當前和未來擬議戰爭概念的軍事機構,USSF占據了一個不斷發展以滿足作戰環境變化的角色。在短期內,其余領域的更多能力將依賴于空間領域的資產,并推動對技術能力和效率的要求呈指數級增長。美國防部或整個美國政府的任何作戰組織都沒有智力或財政能力來單獨管理這一巨大的任務。與私營企業的緊密合作提供了美國所需的優勢,以保持對其對手的相對優勢。

民用技術的軍事應用和軍用技術的民用應用通過連接兩個平行的研究軌道和匯集關鍵資源如突破、設施和資金來加速發展進程。美國的幾家私營公司已經有專門的部門與政府合作,使雙方受益。作為洛克希德-馬丁公司的一部分,臭鼬工廠負責開發標志性的軍用飛機,如F-117夜鷹和SR-71黑鳥,而雷神技術實驗室創造了愛國者導彈,至今仍是國家防空計劃的基石。私營企業和軍方官員之間的持續合作也改善了技術預測,使規劃者有能力建立起納入仍在開發管道中的概念的途徑,甚至在它們準備投入使用之前。

在本專著中,對未來軍事規劃者來說,最后也是最關鍵的難題是如何在中期和長期將預測能力整合到作戰方法中。等到概念經歷了研究、開發、測試、原型設計和規模生產的完整周期后再考慮其效果,會使美國部隊落后于曲線,并處于持續的反應狀態,特別是在與俄羅斯和中國這樣的全球技術大國競爭時。未來的鑄造過程必須是連續的和迭代的。適應性強的計劃,具有圍繞發展中的突然延遲或進展進行調整的靈活性,比依賴線性進展的概念保持優勢。將 "鞭打 "事件的可能性傳達給高級領導人和政治家,以緩和期望,并減少那些不熟悉技術的細微差別的人的摩擦。

研究問題

美國國防機構如何利用并迅速整合技術進步,以在多域作戰框架內獲得并保持競爭優勢?

論題

負責開發下一代全域聯合作戰概念的戰地級規劃人員需要采用一個反復的、持續的規劃過程,考慮到理論上可能的、但目前還沒有的、與所有領域相互依賴的技術,以集中資源分配和從目前到未來作戰環境的未來預測路徑。

方法論

本專著包括四個不同的研究和思考階段,大致遵循軍隊設計方法學的概念。因此,第一部分試圖了解創新技術的現狀,從而了解軌道和軌道外競爭的技術作戰環境。發展存在于整個美國戰爭機器從概念到原型生產的連續過程中,一些進步來自非軍事應用,如通信、金融和體育產業。第二,研究哪些非保密技術有待于相對迫切的實施。即使在起步階段,新概念的簡單應用也會在多領域的戰場上帶來作戰優勢,而來自真實世界的反饋和數據支持進一步的完善。

在已知的物理學和應用科學的限制下,對現在和可能的空間進行了略微緩和但雄心勃勃的介紹,為未來三十年設定了目標桿。計算能力、材料科學和效率的線性增長阻礙了這些崇高目標的實現。然而,如果能力的增長保持過去幾十年的指數增長(見圖2),本專著中所探討的所有概念都是可以掌握的。最后,本研究以一個簡短的未來戰爭的虛構場景作為結束,該場景展示了戰略和作戰能力在戰術領域的整合,加強了它們與未來戰士在MDO的五個現有領域以及未來可能存在的地外領域的相關性。該方案提出了一個可能的理論終結狀態,以在10到15年的規劃范圍內建立一個作戰方法。然而,這很可能只是物理學和想象力極限競賽中的一個快照。

圖2. 隨著時間的推移,技術能力呈指數增長。

本專著主要關注軌道和軌道外的競爭,包括對所探討的能力有重大影響的地面節點和系統。最終的勝利或失敗,即使是在未來的沖突中,也將極大地影響地面人口,即交戰國的公民。他們將掙扎著在戰爭的附帶影響下生存,同時也會受到氣候變化、人口過剩、食物和水匱乏的日益嚴重的影響。

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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。

簡介

“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。

主要研究成果

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。

方法論

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。

范圍和限制

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。

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摘要

在21世紀,人工智能侵入了我們生活的各個方面。它通過獲取、存儲和回憶信息,幫助用戶建立對周圍世界的更好理解。最令人震驚的是,每個手機擁有者隨時可以獲得的處理能力超過了第一代計算機的能力。在這種計算能力在私營企業中如此普遍的情況下,軍隊如何將這種技術融入其規劃方法,即軍事決策過程?這項研究探討了人機合作,因為它與陸軍師級的規劃有關。

這項研究解構了MDMP,并提出了與現有人工智能技術及其計算能力,以及人類理解和創造能力相結合的建議。這項分析闡明了通過伙伴式理解的概念獲得的一些流程效率;隨著人工智能學會如何為用戶處理信息,用戶對他們的操作環境獲得了更深的認知理解。這方面的工作也探討了這種整合的成本。

1 簡介

1.1 背景/概述

  • "2025年5月21日,為應對一場新出現的危機,該師司令部啟動了一個作戰計劃小組(OPT)。就在幾個小時前,這個陸軍師收到了即將在未來幾周內部署的通知。這種情況發生在初夏,伴隨著一系列獨特的人事挑戰--夏季永久換崗(PCS)季節。由于即將離任的主要工作人員即將離開,而替代人員尚未到達,工作人員的人手并不充足。在剩下的成員中,有些人在所分配的職位上經驗有限,或者從來沒有在陸軍師一級進行過規劃。這個OPT需要審查作戰命令(OPORD),同時還要補充必要的細節,使計劃可以執行。他們沒有足夠的時間向組織的領導者和決策人--司令部提出可行的方案。在審查OPORD、指導團隊新成員、更好地了解作戰環境之外,OPT還必須了解不斷變化的危機的動態,并提出適當的、有效的反應。"

上面的例子在作戰人員的世界里并不是很少發生的。作戰計劃小組必須利用他們的現有資源,最重要的是他們的專業軍事判斷和時間,制定一個計劃供指揮官批準。他們的許多計算、估計和評估將完全取決于他們的集體經驗、理論知識和一些最佳猜測。根據這些計劃和整個陸軍和更大的美國國防部的作戰計劃小組的估計而調整的國家資產,主要是由數據驅動的。將這些數據關聯起來,以更及時的方式提供更精確的人員估計,無疑可以幫助工作人員適應作戰環境,并創造出更多高質量的行動方案、分支和續篇。此外,隨著戰斗的步伐和復雜性的不斷增加,由于通過技術的相互聯系,人類反應、計劃和執行持久行動的認知能力將難以跟上。人工智能技術,總體而言,可能提供了最好的機會,以加強和增強計算解決問題的任務,并減少作戰級規劃人員目前經歷的認知過載。這項技術有可能影響美國陸軍部隊規劃和執行戰爭的方式。

研究的意義

這項研究之所以重要,主要有兩個原因。美國陸軍使用相同的基本規劃方法,即軍事決策過程(MDMP),開展軍事行動已有46年。然而,隨著人工智能在社會應用中的增加,陸軍尚未確定人工智能技術如何在智能任務指揮系統(如XXI部隊旅及以下戰斗指揮系統(FBCB2))之外幫助決策。

其次,思想的全球化已經將人工智能推到了下一次技術革命的前沿。正如20世紀對太空主導權的爭奪刺激了世界主要大國的國家投資一樣,人工智能在21世紀也開始有同樣的投資優先權。人工智能的任何一個領域的重大突破都可能創造出一個在短期內證明不可能克服的優勢。最重要的是,由于我們在政府和私營企業中的信念與敵對國家背道而馳,陸軍和美國處于不利地位。只要專注和精確,軍隊可以從人工技術和軍事規劃的融合中大大受益。

術語的定義

由于本討論的技術性質,術語表是最合適的。以下術語貫穿本專著,為參考提供了基礎。

認知計算--利用各種人工智能技術進行大規模學習、有目的的推理并與人類自然互動的系統

知識庫--精心策劃的數據集或數據體,用作機器學習和認知計算系統的基線。

策劃的數據集--深度學習網絡的基礎知識數據集。

深度學習 - 人工智能的一個方面,涉及模仿人類用來獲得某些類型知識的學習方法。

專家系統 - 人工智能的一種形式,在一個特定的研究領域或專業領域內保持知識。

攝取 - 人工智能系統接收數據的過程。

自然語言處理 - 計算機系統的能力,使用世界知識,通過口頭輸入或書面/打字文本來處理和操作語言,與人類對話。

神經網絡 - 一組處理單元,結構上受人腦啟發,在深度網絡學習中結合一組輸入值產生一個輸出值。

機器學習 - 一個統計過程,從一組數據開始,推導出解釋數據的規則或程序,同時預測未來數據。

伙伴式理解--用戶和人工智能系統之間的迭代對話,其中用戶從系統中獲得更深入的理解,而人工智能系統則獲得對其數據集使用的理解。

強人工智能/通用人工智能--人工智能系統能夠在廣泛的認知任務中表現出明顯的智能行為,至少與人類一樣先進。

弱人工智能/狹義人工智能--人工智能系統能夠成功完成簡單或高度具體的應用。

限制因素

人工智能技術正在通過私營行業的研究和開發迅速發展。因此,某些技術的許多能力和規格都是專有性質的。這種知識產權的發布對這項研究來說是非常有限的。

假設

本研究假設陸軍師的帶寬分配不會因為作戰人員信息網絡--戰術(WIN-T)的取消而大幅減少或增加。本研究還假設陸軍師在理論上與《戰地手冊》3-94戰區陸軍、軍團和師級行動以及陸軍訓練出版物3-91師級行動的雇傭、組成和能力保持一致。本研究假設在本研究涵蓋的未來五年內,人工智能技術不會有重大突破。最后,本研究假設美國陸軍師提供更強大的網絡帶寬、人員冗余以及與戰場前沿的距離,這將優化人工智能技術的實施。

專著的組織

本專著將直接對人工智能歷史和理論進行簡要概述,以提供對該技術的基礎性理解。隨后,技術系統和軍事規劃的歷史整合將提供與建議在未來應用的相關背景。對MDMP的分析將確定人工智能技術是否可以利用私人產業中的應用進行整合。本專著將討論將人工智能技術納入作戰計劃的潛在權衡和副作用。最后,結論提供了進一步研究和應用的結果和建議。

(第2-3章關于AI的發展綜述請查看原文)

4 戰役層面的規劃

軍事規劃是指令性行動的結果。國家指揮機構指示解決沖突的選項,而軍隊則尋求完成所需的狀態。從本質上講,軍事規劃是一種確定和實施解決方案的手段。在介紹的例子中,相對于應急計劃中完成的研究和規劃工作,作戰規劃小組需要提供與當前作戰環境相關的選擇。技術革命從根本上增加了全球環境的互動復雜性,影響了作戰環境中的區域行為者。美國陸軍學說,特別是陸軍學說參考出版物(ADRP)5.0作戰過程,將規劃定義為 "理解的藝術和科學,設想一個理想的未來,并制定有效的方法來創造這個理想的未來。"對于作戰層面的戰爭,在本專著的其余部分,這被稱為作戰規劃。

在聯合出版物或美國陸軍理論中沒有關于戰役層面規劃的具體定義。然而,作戰水平是國家軍事戰略目標和部隊戰術運用之間的聯系,重點是設計、計劃和使用作戰藝術執行行動。AJP-5將戰役層面的規劃定義為 "在戰役層面進行軍事規劃,以設計、實施和維持戰役和主要行動,從而在特定的戰場或行動區完成戰略目標"。

在這個層次的戰爭中,規劃將戰略轉化為行動。戰役層面的規劃也是概念性規劃和指揮藝術與詳細規劃和控制科學的結合點。這一層次的規劃也最專注于軍事解決方案,在很大程度上擺脫了與戰爭政治相關的模糊性。贖罪日戰爭后的主要行動更關注于實現軍事目標,而不是參與戰爭政治。此外,行動的重點是奪取、保留或利用主動權。例如,在 "沙漠風暴 "戰役的規劃階段,由高級軍事學院培訓的戰役層面的規劃人員不太關心其計劃的政治影響,而是關心如何利用行動藝術來實現軍事目的。

作戰藝術是一種產生理解的工具。因此,戰役規劃在很大程度上依賴于指揮官正確構思問題并將一系列可能的解決方案可視化的能力。陸軍理論指出,作戰藝術是指揮官和參謀部制定戰略、戰役和行動的認知方法,通過整合目的、方式和手段來組織和運用軍事力量。通過對戰術行動在時間和空間上的排序,指揮官和參謀部可以組織系統地擊敗敵對勢力,或在戰役級別規劃開始時確定的戰略目標。與任何級別的規劃一樣,參謀部的經驗對于建立共同的理解尤為關鍵,而且隨著戰爭領域內的行動隨著時間的推移不斷擴大,參謀部的價值將繼續增加。

參謀部很重要,因為他們提供了必要的洞察力,使指揮官能夠做出明智的決定。通過批判性思維、知情分析和經驗,參謀部協助指揮官了解情況,做出并實施決策,控制行動,并評估進展。這些職能推動了行動過程,這是美國陸軍行動層面規劃的基礎框架。

美國陸軍有三種規劃方法,能夠對部隊的使用進行規劃。陸軍設計方法(ADM)和軍事決策程序(MDMP),分別作為戰爭戰略和戰役層面的渠道,而部隊領導程序(TLPs)則只在戰術層面上實現行動。指揮官和參謀部根據問題的復雜性、可利用的時間和參謀部的可用性來決定和使用這些方法的適當組合。沿著規劃的連續性,行政管理的性質大多是概念性的。行政管理的抽象性主要是由于它要解決的業務問題的復雜性。MDMP通過技術還原和基于系統方法的解決方案,很容易解決結構良好的問題。然而,當問題變得更加模糊和不可預測,或結構不良時,軍隊設計方法學提供了批判性和創造性思維的工具,以理解、可視化和描述不熟悉的問題和解決它們的方案。ADM幫助指揮官和參謀部匯總最相關的事實,并提供一種操作方法,以幫助過渡到更詳細的規劃方法,MDMP。雖然概念性規劃需要一些數據來確定進入戰區的力量流動,但MDMP創造了規劃中的大部分詳細行動(圖6)。

圖6. 美國陸軍的規劃方法。美國陸軍,FM3-0,1-20。

軍事決策過程是詳細規劃的起點。MDMP是迭代的、更加明確的規劃方法,建立了將ADM的解決方案框架中表達的概念操作化的框架。MDMP是協作性的,使指揮官和參謀部能夠理解、可視化和描述作戰環境,推進制定執行行動方案的進程。它由一系列的步驟組成,有獨立的輸入和輸出。產出導致了對作戰環境的進一步理解,并促進了MDMP的下一步工作。MDMP在很大程度上是有順序的,這證明了這個過程的嚴格性。MDMP可能是非常耗時的,而且高度依賴于工作人員的知識水平、熟練程度和客觀性。

4.1 MDMP的人為因素

與任何組織一樣,該部門的工作人員都會帶有無意識的偏見、別有用心的動機和由每個人的經驗所形成的判斷。這些內部動態和戰爭本身一樣,都是人類的屬性。在規劃和決策中,人類的認知偏差是不可避免的,除非工作人員制定了審慎的、客觀的策略來確認假設和調整范式。偏見主要是由于直覺判斷造成的,作者丹尼爾-卡尼曼稱之為系統1思維。利用自然發展的啟發式方法或經驗法則,軍事規劃人員建立了匆忙的認知 "框架",在其中對信息進行分類和處理,從而提高認知效率。 雖然不是所有的偏見都是壞事,但在規劃世界各地的軍事行動時,如果沒有意識到自己的心理傾向,就可能是負面的。

指揮官和參謀人員需要了解作戰環境,以實現共同理解,不僅是為了開展軍事行動,而且是為了敘事,這些軍事行動將向更大的受眾傳播。人工智能可以支持更多的知情決定,同時盡量減少人類的一些明顯的認知偏差。最近在阿富汗使用的人工智能 "瑪文項目 "在減少人類偏見方面被證明是有希望的。算法跨功能團隊讓我們看到了人機合作的潛力。

5 人工智能用于“戰役層面的規劃”

新興技術與戰爭的結合是一種歷史上出現的現象。自從從長矛和劍過渡到箭和手炮以來,先進的技術不斷提高戰爭的殺傷力和破壞力。然而,并非所有的技術創新都與 "前線戰斗"有關。例如,當普魯士陸軍總司令赫爾穆特-毛奇(Helmuth Moltke)將復雜的鐵路系統納入普魯士的動員計劃時,這項技術主要支持他的后勤和人員補充,積極影響他的作戰范圍。這種 "前線背后 "的技術與機槍的發展和使用不同,機槍直接促進了第一次世界大戰期間塹壕戰的殺傷力的增加。未來的戰爭也呼應了同樣的觀點。

從概念上講,過渡到一個多維的戰場,人工智能技術可以作為 "傳感器"、"戰斗機 "和 "規劃者",或其中的組合來使用。每種角色都對軍事手段的實施和應用有促進作用--在 "前線",或在 "后方"。無人駕駛飛行器(UAV)提供了一個前線傳感器和戰斗能力的例子,這取決于其變體和有效載荷。致命自主武器(LAW)是使用人工智能技術作戰的另一個例子。

直到最近,用于感知和戰斗的人工智能技術是最常見的就業建議。然而,規劃中的人工智能正開始作為 "第三次抵消戰略"的一個要素重新出現,利用新興技術來增強技術優勢。從美國國防高級研究計劃局(DARPA)的戰略計算倡議開始,到當代的機器人和自主系統戰略,美國國防部正在繼續努力將技術融入軍事行動。

DARPA戰略計算倡議

美國國防部高級研究計劃局(DARPA)于1983年制定了戰略計算計劃,作為資助和開發日益有效的人工智能軟件的一種手段。該計劃將智能機器作為一個由相互關聯的子系統組成的單一問題來處理。通過大學和工業界的合作開發子系統,戰略計算計劃可以規劃出這些系統與現有技術的連接和接口。從一開始,戰略計算計劃就有很高的雄心壯志;預測在計劃結束時能實現完全自動化的機器智能,而這是在十年后。該計劃試圖分析和回答有關規劃任務的支持或自動化的關鍵問題。研究后來發現,開發完全自動化的規劃軟件既不可能,也不被軍方認為是可取的,但一個支持人類能力的系統是可行的。

這個時代的兩個擬議的軍事應用以專家系統和自然語言理解為中心。通過創建一個有能力解決問題、提供建議、預測并在狹窄的考慮范圍內提供理由的專家系統,開發者試圖為軍事規劃者創建一個知識體系。這種能力將與自然語言理解協同運作,使機器有能力理解自然語言作為一種交流界面。然而,20世紀80年代的計算機技術無法解釋本地語言,也無法可靠地對該信息采取行動。相反,用戶必須使用一種風格化的、正式的計算機語言和非常有限的關鍵詞來向計算機發出命令。雖然當時的技術不支持這一概念,但這一努力所產生的對話將落實到其他具有意義的項目中。

DARPA后來與MITRE公司和卡耐基梅隆大學合作開發了動態分析和重新規劃工具(DART),以分析智能規劃系統的可行性。作為一個基于人工智能的決策支持系統,它在波斯灣戰爭期間被用來確定在世界各地運輸軍事物資的物流要求。美國運輸司令部和歐洲司令部報告了這個項目的成功,因為它抵消了DARPA之前30年的資金使用。在接下來的20年里,這個項目將發展成為聯合發展和執行助理(JADE),一個支持在最短的時間內(一小時)制定大規模、復雜的部署計劃的規劃工具。JADE與聯合行動規劃和執行系統(JOPES)對接,產生今天仍然使用的時間階段性部隊部署數據(TPFDD)。DART和JADE是非常實用的程序,因為它們使軍事規劃人員能夠在問題發生之前就識別和預測。這些系統卸載了人類操作的認知任務,"提示 "這些規劃者計劃中的摩擦點。不幸的是,這些系統采用的人工智能水平高于操作水平,使戰術規劃人員無法使用它們。

ARES項目

美國陸軍通信電子司令部(CECOM)進行了平行的努力,建立了ARES項目,這是一個使軍團級規劃者能夠進行決策的助理系統。ARES項目是一項基礎研究和探索性開發,調查1986年陸軍軍團級組織對人工智能方法和工具的應用。ARES的目標是展示一個基于人工智能的輔助系統,為未來的行動進行規劃并控制正在進行的行動。使用地形分析、形勢分析和行動方案生成工具,該系統以最大限度地提高人機界面為導向。這些能力支持了規劃人員,減少了對緊張環境的認知壓力。

然而,作戰研究發現,當規劃人員必須考慮具有不同能力的若干執行機構的同時行動時,人工智能規劃理論有一個重大問題,即過于復雜。雖然ARES項目未能完成其最初的目標,但其對地形分析和士兵-機器互動的關注將未來的研究重點轉移到智能系統上,刺激了XXI部隊系統的創建。雖然這些系統是有用的,但它們只是提供態勢感知,而不是人工智能系統所要的任務自動化。此外,這些系統為先進的電子戰產生了一個可瞄準的信號,這是復雜戰場的一個缺點。

第三次抵銷戰略

第三次抵消戰略是一項克服對手均勢、減少軍事力量結構和下降的技術優勢的計劃。這項多年的努力為一系列的重點領域提供了方向和資金。這些領域包括反介入和區域拒止(A2AD)、制導彈藥、海底戰、網絡和電子戰、人機合作以及兵棋推演和概念開發。第三個抵消戰略解決的主要問題之一是,美國有可能危險地落后于那些在先進技術上投入大量資金且沒有自我約束的潛在對手。隨著該戰略繼續在一個概念下調整目的、方式和手段,諸如機器人和自主系統戰略等附屬倡議有非常集中的努力來支持該戰略。

機器人和自主系統戰略

為了應對近似競爭對手的全球部隊現代化努力,美國陸軍在2017年制定了機器人和自主系統戰略(RAS),在一段時間內對投資和能力重點進行優先排序。RAS有五個能力目標:提高態勢感知,減輕士兵負擔,維持部隊,促進運動和機動,以及保護部隊。該戰略的重點是人機協作,也被稱為 "有人-無人協作"(MUM-T)。這一概念將人與自主系統或人工智能結合起來,以提高決策速度--這是當代戰場上急需的屬性。這一戰略應對了未來OE中的挑戰:戰場上行動速度加快,對手越來越多地使用RAS,以及競爭環境的復雜性擴大。

雖然這些目標是第三個抵消戰略的一個子集,但它們提供了一個新的戰術層面的重點。然而,這一戰略需要在更高層次上的補充技術。例如,RAS建議增加營級及以下級別的無人駕駛飛機和地面系統的數量。然而,營級人員的班、排和連的系統的大幅增加可能意味著收集和處理的數據量的指數級增長。如果高層沒有人工智能系統,師部工作人員將無法跟上同步行動的步伐。更糟糕的是,這些工作人員可能會在認知上被傳輸的大量數據所淹沒,使他們無法有效管理整體作戰環境。正如毛奇將軍通過補充性的鐵路運營官員(一種早期的人機合作形式)將鐵路運輸的復雜性引入到戰爭中,這一戰略需要在更高層次上做出平行努力。

人機組隊

人機合作是指系統和人的配對,以抵消兩者的弱點。美國陸軍的無人機系統和AH-64阿帕奇直升機采用了這種概念,稱為人機合作(MUM-T)。通過這一過程,陸軍AH-64阿帕奇飛行員能夠在被認為對載人航空過于危險的環境中使用和控制無人系統。MUM-T使無人系統能夠利用其優勢、對峙距離和目標獲取,以最大限度地發揮飛行員的優勢、殺傷力和反應能力。這一概念可作為人工智能人機協作的基礎。

在人工智能的范圍內,人工思維和人類思維的配對就是這個概念。人類提供目標、創造力和道德思維,而人工智能頭腦提供自學的經驗、直覺和預測能力。這種能力存在于目前的人工智能技術中。例如,通過算法,AlphaGo系統擊敗了世界上最好的圍棋選手,這個游戲估計比國際象棋復雜300倍。前面提到的深藍所使用的技術,對于下圍棋的計算機來說是不切實際的。因此,通過機器和人的合作,軍方可以保持 "人在回路中",同時獲得提示性反應和加強對情況的了解的好處,類似于前面提到的阿帕奇直升機飛行員。

總結

綜上所述,人工智能和軍事應用的融合并不是一個新概念。不幸的是,在最初構想時,這種人工智能系統和人類規劃者的愿望遠遠超過了那個時代的技術能力。計算速度和計算機科學技術在過去三十年中取得了指數級的進步。鑒于私營企業的進步,人工智能的使用成為一種社會規范,并擴散到日常生活的所有其他方面,在過去幾十年里曾經被認為是不可思議的愿望現在可能即將實現。

6 研究方法

這項研究確定了MDMP從自動化中受益的地方,同時考慮到與這種行動相關的權衡。此外,軍事決策過程在陸軍總部的各級戰爭中都有使用,但基本分析將以陸軍師為參考框架。在師一級,工作人員將足以通過各種規劃范圍管理多項規劃工作。這項研究將首先對軍事決策過程進行分析,研究一些步驟的具體投入和產出。然后,研究分析最相關的輸出,以確定人工智能是否可以提供輸出或增強人類工作人員的能力,同時也確定目前是否存在這種技術。該研究還將討論在這些下屬流程中獲得成功的基本技術要求。本節還將探討軍事和商業應用中類似的現有技術。最后,研究將討論在該過程中使用人工智能的權衡,提供與一些模擬過程的相似之處,這些過程隨著人類對技術過程的日益依賴而萎縮。

7 分析

軍事決策過程由七個步驟組成,整合了被稱為作戰功能的專業領域。MDMP有獨立的輸入和輸出,能夠增加對形勢的理解。MDMP是陸軍作戰過程中 "規劃"步驟的基礎,隨后是軍事行動的準備、執行和評估。如下所述,每個步驟都有子過程,在人工智能技術的支持下,這些子過程可能更有效,也可能更及時。那些最好由人工智能支持的子流程如下:

接收任務

接到任務是MDMP的第一步。這一步涉及剖析上級總部的行動命令,同時使計劃得以啟動。它需要提醒工作人員和其他關鍵參與者,收集必要的工具,并對可用于規劃的時間進行初步評估。接收任務還涉及到建立規劃的計劃--更廣泛的陸軍行動過程的一部分。通常情況下,師部工作人員在上級部門建立行動區域時進行平行規劃,并將產出產品過渡到MDMP中使用。MDMP包含了陸軍設計方法的要素(如作戰方法),ADM過程的概念性需要人類的創造力和批判性思維。作戰方法通過建立上級總部、作戰、規劃門路和敵方時間線之間的時間線來設定過程的節奏和軌跡。第一步的產出是指揮官對規劃方法的初步指導和發布第一個警告命令。

圖7. 任務協助計算(MAC)系統的圖形描述。

在MDMP中,人工智能將利用認知計算方法為該過程提供補充支持,實現深度學習。正如任務指揮系統在MDMP第一步的 "收集工具 "子步驟中被準備和吸收一樣,人工智能系統,任務協助計算或MAC,將被提供一個由高級總部行動命令/附件組成的精心策劃的數據集。這個攝取過程將支持對第一步中產生的最新人員估計進行交叉分析,同時允許與用戶互動,在系統的神經網絡中建立更好的聯系。使用由FM6-0和參謀部生成的預先格式化的警告令模板,系統會自動將來自上級總部的信息填充到警告令中。基于對聯合和機構間系統冗余網絡的漸進式訪問,該系統將對信息進行關聯,以便在MDMP的第二步與參謀部進行分析和討論。(見圖7)

任務分析

MDMP的第二步是任務分析。這是MDMP中最重要的一步,因為它定義了包含問題的環境背景。通過對形勢的繼續評估,任務分析確定了作戰環境的框架,以產生問題和任務陳述,以及指揮官的意圖,從而推動作戰行動。如果問題陳述、任務陳述或指揮官的意圖從一開始就沒有被充分理解,任務成功的可能性就會大大降低。因此,每一個子步驟在計劃中都是重要的和相關的。下面的插圖討論了這些子步驟。

在一個師的規劃人員的 "整合單元 "中,無論是規劃、未來行動還是當前行動單元,都會有來自每個作戰職能小組的成員負責一個任務分析子步驟。在某些子步驟中,每個職能小組都需要審查、分析并向小組提交相關信息。例如,每個作戰職能部門都必須識別、分析和評估上級指揮部下達的指定的、隱含的和基本的任務。通過其他子步驟,如戰場情報準備(IPB),每個作戰職能部門都要對各自的對抗職能進行分析(如友軍火力資產與敵軍火力資產),但情報作戰職能部門負責管理這一過程。隨著各職能小組在每個子步驟中的工作,集體產品在任務分析簡報中向指揮官傳達了結論(子步驟14)。研究人員選擇了任務分析的第1-3、4和6個子步驟來整合人工智能。這些步驟是數據驅動的,為人工智能提供了最佳用途。

美國陸軍,ATTP 5-0.1,4-6。

分析上級總部的計劃或命令

在收到上級總部的行動命令和附件后,MAC將被加載數據。這一行動使系統能夠在作戰命令數據之間建立聯系,為與用戶結成伙伴式的理解做準備。當陸軍規劃人員需要信息時,MAC準備好提供答案,以及其回應背后的原因。例如,MAC會根據用戶的要求提供高級指揮部的行動概念,以及在命令中發現的任何其他文本信息。隨著用戶對命令越來越熟悉,并需要參考整個附件中的具體措辭,MAC將能夠根據要求提供頁面和其他背景信息,從而使各梯隊人員之間更好地同步。當信息發生變化時,MAC可以進行更新,并提醒下級參謀部注意這一變化,同時也將變化記錄下來,供以后參考。隨著任務分析進入戰場情報準備(IPB),MAC在匯總有關環境的數據以幫助增強參謀部對形勢的了解方面將是至關重要的。

實施戰場的初步情報準備

戰場情報準備(IPB)是分析敵人、地形、天氣和民事因素等任務變量的系統過程,以確定它們對敵方和友方部隊行動的影響。IPB通過事實和假設深入了解友方和威脅部隊的互動。通過識別計劃中的關鍵差距,IPB也推動了指揮官的情報收集工作。這些工作產生了情報知識,并進一步完善了行動圖景,為指揮官提供了一個更強大的理解基礎來做出決策。IPB包括四個步驟。界定作戰環境,描述環境對作戰的影響,評估威脅,以及確定威脅的行動方案。用于執行這些步驟的數據從廣泛的來源收集。一旦策劃的地理空間數據、敵方模型數據、基礎設施數據和氣候學數據被上傳,這就允許MAC對數據進行匯編,并提供一些規劃者無法立即看到的關聯性。這種人機合作,或者說是拴住的自主權,支持工作人員通過迭代對話和伙伴式學習,對環境有更深入的了解。

與亞馬遜Echo、Alexa或Google Home技術類似,MAC會回答有關其數據庫內任何內容的問題。例如,"MAC,告訴我關于Atropia的人口中心"。該系統將提供有關人口的文化和人口屬性的信息,以及其中的基礎設施狀況。通過查詢近乎實時的社交媒體數據,該系統可以提供大氣,從而為行動方案的規劃提供依據(例如,敵對與中立的人類地形)。通過自然語言處理(NLP)和問題解答技術(QA),系統可以與用戶進行對話,以促進更好的理解。在這些互動中,用戶將完全控制對話,將對話從數據到信息再到理解的認知層次提升。在本研究中,人類和機器之間這種級別的對話在商業行業中存在。

美國境內的許多家庭已經部署了自然語言處理技術。這項技術的下一步發展是使系統能夠提出探索性的問題,對用戶的詢問提供更好的答復。QA技術也是存在的,最新的例子是IBM的Watson,它利用這項技術贏得了Jeopardy節目。與任何系統一樣,其改進在很大程度上取決于反饋,MAC也不例外。該系統將就提供給用戶的答案征求反饋意見,作為互動的質量保證機制。這些反饋將使數據管理人在必要時對數據集進行調整,同時也對算法進行微調。

在IPB完成后,MAC將提供機動性數據以告知友好和敵對的COA。這將包括通過衛星圖像分析和來自機構間來源的其他數據饋送的實時移動條件,這些屬性在過去幾年中通過人工智能進行了證明。隨著規劃的繼續,除了向用戶發出任何其他正式要求的警報外,MAC將提示規劃者驗證或證明是無效的假設。這種能力擴展了Project Maven所采用的現有技術,Maven項目是2018年部署在阿富汗的人工智能技術,用于支持圖像情報(IMINT)的情報分析員。

用戶和MAC將共同生成整個MDMP中使用最多的IPB產出,即事件模板、初始信息要求、決策支持矩陣和決策支持模板。在協助用戶的過程中,MAC將提供建議的條目,以便進行編輯或完全修改。隨著時間的推移和對已批準產品的觀察,MAC將改進其對用戶的建議,特別是對問題陳述和任務陳述的建議。

確定特定的、隱含的和基本的任務

任務是指由士兵、單位、組織完成的明確界定和可衡量的活動,可支持任務。特定的任務在上級總部的命令或指導中明確指出。隱含任務必須完成指定任務,盡管這些任務可能沒有明確說明。最后,為完成任務必須完成基本任務。基本任務是特定的或隱含的任務,但在行動中始終是任務說明的一部分。參謀部必須找到、理解并說明每一項必要的任務,以便更好地計劃和執行行動。

通常情況下,參謀部的規劃人員會仔細研究上級總部的行動命令和附件,有時會超過50頁的文本,試圖找出與特定作戰功能相關或涉及的任何任務。雖然這種方法很繁瑣,但它可以提取任何可能對開展行動至關重要的特定和隱含任務。這種方法還能通過在指揮層之間產生澄清來加強工作人員的理解。然而,在更高的層次上,行動命令可能有幾百頁,并有許多附件,處理所有任務的能力可能是壓倒性的。更糟糕的是,這個過程需要時間,很少有工作人員真正閱讀所有的命令來理解,從而導致計劃的失誤。

使用文本掃描軟件,MAC將掃描命令、附件和書面指導,以提供一個與被查詢單位和作戰功能相關的任務的綜合。例如,一名維持計劃人員會問:"MAC,請從第十八軍團第12-345號命令中提取與第一裝甲師和維持作戰功能相關的所有任務。" 然后MAC將顯示結果,同時口頭上提供任務數量的整體描述。在參考了所提供的源網頁的維持計劃確認后,相關的任務會填充到維持運行的估計中。這個過程同時在每個作戰功能中反復進行,將工作人員的精力從無數個小時的閱讀和搜索轉移到分析和綜合知識上,以便進行下一階段的規劃。

提出問題/任務說明

問題陳述提供了阻礙實現預期目標或目的的問題或障礙。盡管行政部門為問題的制定提供了參考,但任務分析的次級步驟為行動環境和行動問題提供了適當的框架。問題陳述幫助指揮官和參謀部制定解決方案以實現預期目標。

任務說明是描述組織的基本任務、目的和行動的簡短句子或段落。根據單位的基本任務,參謀部提出任務說明供指揮官批準。上級總部的行動命令和指揮官的指導為一個單位的任務提供了信息,使任務說明變得公式化,從而可由人工智能程序計算出來。

雖然,人工智能有能力匯總、識別和回憶數據,但它仍然缺乏獨立創建問題陳述所需的抽象思維能力。盡管如此,由于任務陳述是公式化的,使用單位指定和隱含任務的具體輸入,MAC可以提出一個任務陳述。使用軍事規劃人員使用的相同方法,該系統將提供建議并不斷接收用戶反饋,從而通過深度學習技術實現長期改進。MAC還將有能力檢查、分析和分類用戶生產的產品之間的因果關系,允許其深度強化學習存儲并為未來的應用產生建議。

發布警告令

該系統將能夠根據任務分析簡報中批準的數據和以前的警告令草案制作最新的警告令。用戶將批準警告令草案的數據字段,根據需要為下屬單位編輯任何信息。此外,系統將為未來行動命令(第7步)提供最新的輸入數據,隨著計劃的制定和完善,更新數據字段。系統還將提示用戶從上級指揮部處理的分片命令中獲得新的信息。例如,如果上級指揮部批準了一個單位邊界的改變以調和戰斗空間,MAC將更新COA開發小組,并建議更新作戰命令模板,提醒計劃人員注意該信息和計劃中受影響的部分。

行動方案的制定

行動方案的制定是為指揮官提供選擇的方法。使用下屬單位之間同步的戰術行動,行動方案是對所確定的問題的廣泛的潛在解決方案。行動方案的制定包括七個下屬步驟:評估相對戰斗力、產生選擇、排列部隊、制定一個廣泛的概念、分配總部、制定行動方案和草圖、進行行動方案簡報。人類規劃者仍然是完成這些步驟的主要代理人。今天的人工智能技術還沒有展示出協調行動方案的能力,考慮到計劃火力、同步情報資產和安排運動隊列所需的細節水平。MAC將通過使用地形數據、氣候數據和特定車輛的機動性數據,提供隨時間變化的運動分析,來支持每個子步驟。這項技術類似于谷歌地圖,但包含了一個更強大的算法,以考慮到跨國流動性、編隊規模、移動走廊和車輛類型。來自MAC的分析將使時間線的準確性更加鮮明,并為整個計劃提供更好的同步性。當計劃人員為每個行動方案制定同步矩陣時,MAC將按作戰功能將COA小組的投入填充到COA聲明中,以實現協作。一旦選定的行動方案進入下一步,即戰爭博弈,MAC就會協助確定減員和隨時間推移的相對戰斗力。

行動方案分析(兵棋推演)

兵棋使指揮官和參謀部能夠確定與所考慮的作戰行動相關的困難和協調問題。通過對計劃中的假設和行動進行現實測試,各組織可以預見潛在的風險、摩擦點以及會阻礙任務完成的行動(友軍和敵軍)。這一步也影響了指揮官對作戰問題的理解,確定所提議的解決方案是否會帶來所提議的最終狀態。如果提議的作戰行動方案不可行、不可接受、不合適、不完整或無法區分,那么作戰行動方案將回到發展過程中進行完善。

通過這一步驟,MAC將提供兩種功能。最重要的工作是為每個COA建立計算機輔助的模型和模擬。考慮到COA數據需要更新,這個方案非常耗費時間。用戶必須驗證從系統輸入中收集到的數據(如總部、特遣部隊組成等),以便正確地排列部隊和作戰計劃。第二個功能的強度較低,涉及計算每次交戰的結果。這個功能很重要,因為它提供了對一段時間內戰斗力的分析。它還提供了對戰術行動有效性的評估,保留了足夠的戰斗力以實現任務和期望的最終狀態。MAC將考慮到技術武器數據;殺傷概率和車輛軍備數據來提供結果。人類規劃者仍將負兵棋推演方法和兵棋簡報。這一步的產出將不涉及人工智能。

命令生產、傳播和過渡

MDMP的最后一步是命令生產、傳播和過渡。在這個步驟中,計劃過渡到行動過程的執行階段。第7步包括制作和傳播行動命令、附件和附錄。在這一過程中,工作人員負責核對由于疏忽或基本計劃的變化而造成的規劃差距。此外,參謀部還與上級指揮部進行聯絡,適當反映作戰環境和軍事計劃的關鍵變化。每個作戰職能部門都有一個指定的部分來完成作戰命令,所有部分都必須確保集體產品的連貫性、全面性和完整性。在一個陸軍師中,單元有一個指定的人負責編寫作戰命令的輸入,同時還有一個指定的人將所有的部分編入最后的命令。

MAC,使用整個過程中的數據輸入,將是在這個任務中執行的主要代理。例如,該系統將從批準的COA草圖中讀取COA聲明,并將此文本作為行動部分概念的基礎。由于系統攝取了上級總部的情況和行動概念的段落,它將提供這些作為對師部命令的建議,并在數據集中進行核算修訂。

同樣的活動將發生在每個作戰功能的附件和附錄中。此外,系統將對照已經提交的支持性文件審查新輸入的數據,提示用戶文件之間的差異或規劃的差距,類似于一個更強大的拼寫和語法檢查,像Grammarly程序。一旦調和,用戶將提交該部分,讓指定的編譯人員完成項目。被指定的匯編者將是批準、編輯和審查計算機上轉寫的數據的系統用戶。這項技術是對谷歌應用目前所使用的智能回復技術的改編。使用能夠編寫電子郵件的深度神經網絡,這種形式的人工智能分析電子郵件的內容,并應用一套復雜的編程規則來構建一個回復。人類沒有參與這個過程;算法正在通過機器學習和接觸內容繼續處理自然語言。

隨著MDMP的完成和訂單的打包分發,MAC將繼續支持工作人員,在附件和附錄中推薦文本條目。隨著整個行動過程中的變化,MAC將繼續為集體工作人員提供提示,以便從更高的命令中進行修改。此外,隨著后續MDMP的發生,MAC將建議對行動環境的演變進行修改。這種迭代過程將持續到該司部署完成,在這種情況下,數據集被分析并適應未來的系統。策劃的數據集將被適當地分類細化,以考慮到以前用戶的反饋,隨著時間的推移創造一個更好的系統。

技術權衡

隨著任何技術的使用,人類從根本上適應于更好地發揮其效用。人類與現今移動設備的互動和依賴最能證明這種認知適應。在尼古拉斯-卡爾的著作《淺灘》中,他討論了由于我們與個人計算設備的互動,人類的注意力持續時間更短,專注能力受阻。隨著人工智能和戰役層面規劃的融合,軍事規劃人員有可能變得依賴技術提供的速度和易用性。這種可能性類似于世界上對谷歌查找信息的依賴(速度和易用性)與深入思考和記憶信息的技能萎縮之間的相關性。在任何一種情況下,美國陸軍都面臨著規劃人員在師級高度競爭和嚴酷環境中適應能力下降的風險。然而,使用退化的系統進行訓練可以減輕這種風險。此外,規劃人員在較低層次上仍將使用沒有人工智能的MDMP,從而保留了模擬規劃的技能。另一個風險是計劃人員各梯隊之間面對面的合作可能減少,因為系統以電子方式拉動和存檔OPORD信息。這種影響類似于電子郵件通訊的增加和實際通訊的減少之間的關聯。這些影響都是不可避免的,但并不嚴重妨礙軍事規劃的進行。事實上,這些風險是值得的,因為將人工智能整合到作戰層面的規劃中,可以提高效率、速度和準確性。

8 結論

人工智能比以往任何時候都更傾向于社會規范。這項技術幾乎伴隨著人類生活的每個方面。深度強化學習和專家系統技術的進步正在使私人企業激增。然而,美國軍隊只是見證了人工智能力量的一小部分。隨著其他發達國家對人工智能技術的投資成倍增長,美國正在落后于創新曲線。如果不增加、逐步將人工智能納入軍事規劃單元和作戰規劃團隊,那么作戰過程將不會對未來產生有利影響。此外,美國陸軍站在見證一個戰場,讓我們的認知能力無法規劃、準備和執行,適應使用MDMP的行動。

通過人工智能的能力來分析MDMP,這項研究確定了通過部分融合獲得的潛在效率和積極表現。人工智能技術應逐步整合到陸軍師級MDMP中,以發揮其能力。目前的人工智能技術可以支持MDMP的某些方面,但只有在為軍事用途做了具體的調整之后。未來的研究應該調查目前在戰斗環境中使用人工智能技術的陸軍跨職能小組的擴展情況,以便將規劃過程納入其范圍。最后,研究應該調查人工智能在所有作戰功能中的好處。

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隨著美國為大國競爭而重組其軍隊,戰場的有效性將取決于美軍是否有能力超越其近似競爭對手的決策周期。速度是關鍵--軍隊如何快速從其傳感器中收集數據,分析數據,辨別重要信息,將其發送給相關作戰人員并作出最佳反應。一支日益一體化和互操作性的部隊,對共同作戰環境有共同理解,對于軍隊完成能力融合至關重要。

美國防部聯合作戰概念(JWC)描述了全域作戰,并設想了一個聯合殺傷網,它可以通過全域聯合指揮和控制(JADC2)的支持概念,快速有效地將任何傳感器與任何投射能力聯系起來,這就是融合的原則。實現融合要求各軍種之間專注聚焦,確定優先次序并進行協同。美國陸軍將在JADC2中發揮核心作用,因為它為作戰和戰術網絡的發展提供信息;為JWC提供后勤骨干;并在一系列與各部門、機構和國際合作伙伴的合作實驗中測試融合。

0 概述

  • 議題:隨著美國軍隊為大國競爭而進行的轉型,戰場效率將在很大程度上取決于其超越同行競爭對手決策周期的能力。

  • 聚焦范圍:描述了陸軍和聯合實施JADC2的情況。

  • 觀點:

    • 在一個共同的作戰環境中,數據管理和共享對于軍隊實現必要的能力融合至關重要。
    • JADC2要求國防部和陸軍進行變革,特別是在數據共享、網絡支持能力、決策周期中的人工智能(AI) 以及對部隊結構的調整方面。
    • JADC2是關于獲取數據和有效連接;它不是一個特定的平臺。

1 戰略環境

在2020年以后,美國軍隊必須具有戰略上的敏捷性、反應性和致命性。中國和俄羅斯正在大力投資,以減輕美國在陸地、空中、海上、太空和網絡空間各個領域的能力。

  • 通過快速移動平臺維持的反介入/區域拒止(A2/AD)能力,爭奪進入戰場的機會。
  • 利用日益增長的城市化和其他阻礙視距瞄準的地形。
  • 利用戰略上敏感和動態的環境。

在有可能限制聯合部隊戰略部署和使用其部隊能力的情況下,需要一個現代化的指揮和控制(C2)機構,能夠迅速匯集美國及其盟國的所有能力,以威懾,并在必要時擊敗近鄰和其他競爭對手。

1.1 遺留系統的不足之處

目前的C2項目使用的是幾十年前的平臺,"沒有針對未來沖突的速度、復雜性和殺傷力進行優化"。目前的平臺各軍種不能有效地利用或發送數據、命令給其他軍種,而且它們的結構不能支持實現未來的C2。2018年國防戰略(NDS)強調了C2系統現代化的重要性,指出在退化的環境中未來的戰斗將以速度、更多的自主權和分布式的單位獲勝。

2 聯合作戰概念(JWC)

美國防部領導層設想了一個在戰場上沒有界限的未來,圍繞著一個統一的C2系統,其中一個多領域的方法--參與和整合地面、空中、海上、網絡和空間作戰--對于挑戰一個近似的對手是必要的。JWC是一個關鍵的概念,并且正在推動未來的研發和采購,同時也在整合作戰指揮部的審查和服務計劃。因此,該概念的發展是國防部的一個優先事項。

圖:全域聯合指揮與控制(JADC2)通過實時終端用戶報告和協作規劃,協同多個數據源,在國防支持民事當局行動期間,準確地在聯合特遣部隊民事支持(JTF-CS,美軍機構) 可能需要的地方提供支持能力。

注1:聯合作戰概念的四個支持性概念

  • 指揮與控制
  • 火力
  • 后勤
  • 信息優勢

2.1 JADC2

美國防部JADC2戰略于2021年5月由國防部長勞埃德-奧斯汀批準,闡明了國防部實施JADC2的方法;它將JADC2描述為感知、探測和行動的作戰能力,從而提高從沖突到競爭以及所有領域的互操作性和決策速度。JADC2是一個以數據為中心的持續C2能力框架,它支持JWC,并使聯合部隊能夠迅速匯集有助于威懾的效果,并通過決策優勢使任務取得成功。

JADC2指的是所有聯合C2的實施,包括:

  • 構建其連接性的架構。
  • 授予權力。
  • 整合人工智能(AI)決策。
  • 提供梯隊的人員能力。
  • 培訓領導人。
  • 同步工作人員并賦予他們實時決策的權力。

由于速度和規模在未來的戰斗中至關重要,JADC2將建立一個網狀網絡,實時將各部門的數據帶入一個 "可共享的數據湖",將來自所有領域--陸地、空中、海上、太空和網絡空間的傳感器連接起來。利用人工智能軟件、數據庫、處理器和算法,它將把偵察信息轉化為可識別的和優先的目標,比人類分析員更快。目標數據將被發送到處于最佳位置的單位/能力,無論是動能、網絡、電子戰(EW)還是信息作戰(IO)。

JADC2及其網狀網絡可以被看作是一個安全的戰斗互聯網,軍事應用程序在上面進行連接,從所有可用的來源搜尋數據,以迅速將最佳的 "投射 "或 "效應器 "與目標聯系起來。JADC2可以提供無處不在的數據,不同的人類和機械數據可以根據需要使用。歸根結底,JADC2不是一個特定的平臺;它是獲取數據并有效連接。

圖:聯合參謀部的JADC2作戰規劃實驗,允許陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊的節點共享實時的信息,以實現傳感器與投射的聯系,并將其顯示在一個共同的作戰畫面上(美軍聯合現代化司令部)。

2.2 各軍種間的合作

所有軍種都同意需要將JADC2作為一項組織戰略。2020年,陸軍和空軍簽署了一項協議,在2022財政年度(FY22)之前分享數據并制定共同的數據和接口標準;在多次實驗中,他們在這方面取得了成功。此外,陸軍、海軍和空軍在2021年初簽署了一項合作協議,以測試、整合和分享數據開發,以實現JADC2。

3 陸軍的角色

陸軍現代化戰略描述了陸軍將如何作戰,用什么作戰以及如何組織起來支持聯合部隊。陸軍致力于發展作戰網絡、技術和概念,通過一系列名為 "項目融合"(PC)的演示和實驗來實現超額匹配并為聯合部隊提供信息。這是一場持續的學習運動,旨在迅速 "融合"所有領域(陸地、空中、海上、太空和網絡空間)的效果,并塑造陸軍的新興理論、組織、訓練、能力、研究和發展以及后勤。

通過實驗和學習,"項目融合"有助于確保軍隊在適當的地方擁有適當的人員、適當的系統、適當的能力,以支持聯合戰斗。——陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍

"項目融合"(PC):學習運動

PC由五個核心要素組成:

  • 確保合適的人員和人才。
  • 將陸軍現代化工作與八個陸軍未來司令部跨職能小組(CFT)聯系起來,這些小組與陸軍現代化的六個優先事項相一致。
  • 擁有正確的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅。
  • 使用人工智能對信息進行分析和分類,并在陸軍網絡中進行傳輸。
  • 在 "最嚴苛的地形"中測試能力。

每項實驗都通過新的架構、編隊和來自陸軍八個CFT的授權來融合現代化舉措,并深化陸軍現代化舉措的整合。這些努力正在加速2018年國防戰略中概述的現代化戰略,該戰略設想未來的戰斗將在退化的環境中以擁有速度、自主性和分布式能力的單位獲勝。

表:陸軍未來司令部項目融合戰略20-22財年

在亞利桑那州尤馬的 "項目融合2020"(PC20)持續了幾個月,展示了人工智能和機器人技術,包括兩次實彈演示。該實驗由士兵、平民、科學家和工程師設計,在最低作戰水平上測試了融合,以挑戰戰術邊緣的決策過程。其中一項測試使用衛星和無人駕駛航空系統:同時感知空中和地面目標;迅速將數據傳遞給平臺,以打擊目標;并在十幾秒內決定性地摧毀該目標。

圖:2021年10月19日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到第82空降師的美國陸軍一等兵丹尼爾-坎達爾斯使用戰術機器人控制器來控制遠征模塊化自主車輛,為 "項目融合"做準備。在2021年項目融合期間,士兵們試驗使用該車輛進行半自主偵察和再補給(美國陸軍中士馬里塔-施瓦布攝)。

對實現JADC2能力的另一個貢獻是陸軍繼續倡導將其從聯合(joint)擴展到 "結合(combined)"--CJADC2--因為任何網絡都需要包括盟友和合作伙伴。陸軍在亞洲和歐洲有著深厚的軍隊間關系,應該站在這種重要努力的最前沿。認識到這一點,陸軍21/22財政年度的PC戰略將參與范圍擴大到了結合伙伴和盟友,增加了指揮層級并使之多樣化,并推動了現代化概念和技術的極限。

注2:項目融合(Project Convergence):項目融合是聯合部隊對速度、射程和決策主導權的實驗,以實現超額完成任務,并為聯合作戰概念和全域聯合指揮與控制提供信息。作為一場學習運動,它利用一系列聯合的、多領域的交戰來整合人工智能、機器人技術和自主性,以提高戰場態勢感知,將傳感器與投射連接起來,并加快決策的時間線。因為誰能最先看到、了解并采取行動,誰就能獲勝。

注3:項目融合的五個核心要素

  • 1.人
  • 2.武器系統
  • 3.指揮和控制
  • 4.信息
  • 5.地形

4 挑戰

JADC2要求國防部和陸軍進行轉型,特別是在數據管理和共享、網絡支持能力、人工智能在決策周期中的作用以及為實現這些變化而對部隊結構進行調整。陸軍現代化戰略及其現代化優先事項是持續轉型的框架,以使陸軍能夠在多個領域進行部署與聚合效應。

注4:軍隊現代化的優先事項六大任務

  • 遠距離精確射擊
  • 下一代戰車
  • 未來的垂直升降機
  • 陸軍網絡現代化
  • 空中和導彈防御
  • 士兵殺傷力

4.1 數據共享和網絡能力

一個用于C2的綜合戰斗管理系統需要在數據共享和標準化數據共享接口方面進行通信;然而,許多遺留系統包含數據共享障礙。2021年初,各軍種之間開始認真工作,制定數據標準以連接他們的JADC2項目,并通過 "發現、理解和與所有領域、梯隊和安全級別的合作伙伴交換數據 "來克服這些障礙。

陸軍的網絡CFT正在試驗網絡的現代化,以實現聯合接口、彈性和能力。它的重點是加強地面領域的數據和網絡傳輸能力,連接人工智能和機器學習(AI/ML),開發戰術云和邊緣計算。

4.2 聯合部隊實驗

國防部正在制定和實施一套初步的實驗和原型設計的核心原則,以統一國家安全事業。聯合部隊已經確定了幾個原型能力,通過將真實世界的威脅數據納入響應計算,在即將舉行的演習中進行測試。陸軍聯合現代化司令部建立了聯合系統集成實驗室(JSIL)--一個使用持久性環境場景的實驗網絡,允許各軍種、工業界和盟友通過幾個網絡測試數據共享能力。這將有助于對JADC2戰略進行可靠的評估。

4.3 最大限度地利用空間、人工智能和網絡

由美國太空發展局管理的低地球軌道(LEO)衛星將整合各軍種的戰術網絡,以創建一個網狀網絡的傳輸層。計劃于2022年部署的近30顆衛星將提供一種 "作戰人員沉浸 "能力,其中傳感器、投射和戰術網絡可以與戰術通信連接。PC22將利用這些衛星,開發低地軌道能力。

人工智能國家安全委員會報告稱,國防部有必要在2025年前采用、實施人工智能并為其提供資源。人工智能/ML--陸軍的一個優先研究領域--對于在聯合、全域作戰中實現聯合戰場管理系統至關重要。人工智能的進步提高了對新出現的威脅的反應速度和敏捷性,使指揮官和工作人員能夠將精力集中在加速、優化決策上。

建設網絡安全基礎設施是陸軍網絡計劃的一個關鍵方面,它將為統一的網絡帶來速度、訪問和安全。在平衡這些要求的同時,美國網絡司令部正在與行業伙伴密切合作,擴大用于在國防部、情報界和商業網絡之間傳遞數據的安全共享工具,而不存在被破壞的風險。

圖:作為 "項目融合2020"的一部分,飛馬系列戰術自主系統的一部分在尤馬試驗場進行測試。飛馬系統有能力為無人駕駛航空系統(UAS)、地面行駛履帶式車輛,提供監視能力或創建一個地區的豐富詳細的三維地圖。

5 前進之路

決策主導權--在技術和融合的作用下更快地做出更好的決策的能力--將使美國軍隊從其對手中脫穎而出。JADC2有助于實現信息主導權,并促進快速融合,實現速度關鍵優勢,這是未來AI/ML競爭的基礎。

目前,每個軍種都在其各自領域內管理C2的復雜性。隨著戰爭的特點變得越來越復雜,聯合部隊必須同時有效地整合五個領域。這需要新的C2方法。JADC2是建立一支能夠完成國防戰略目標的聯合部隊的基礎。國會的支持、持續的資助和軍種間的合作對于成功實施JWC和JADC2至關重要。

陸軍在實現這一聯合網絡的技術、創新和實驗方面處于領先地位。它的PC學習運動已經證明了它有能力使用新興技術和創新概念來實現軍種間和跨域的融合。陸軍的未來司令部、CFTs、作戰能力發展司令部和軟件工廠正在結合士兵的經驗、工業界的資源和科學家的專業知識來發展和提供未來的戰斗力量。通過實驗和聯合協作,陸軍正在使JADC2成為現實,從而增強戰略競爭中的威懾力和沖突中的超強戰斗力。

美國陸軍協會

美國陸軍協會是一個非營利性的教育和專業發展協會,為美國的全部軍隊、士兵、陸軍文職人員和他們的家屬、行業伙伴以及強大國防的支持者服務。美國陸軍協會為陸軍提供聲音,支持士兵。

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前言

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。

本文總結

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

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