2022年，世界每天都面臨著氣候變化與安全關系的挑戰性現實。從幾乎所有大陸的致命洪水、熱浪和干旱，到俄羅斯入侵烏克蘭引發的能源和糧食安全危機，氣候變化的影響和對化石燃料的持續使用增加了全球社區的不穩定和不安全。

與此同時，美國的政策制定者和從業人員采取了前所未有的行動來應對這些相互交織的安全挑戰。其中許多行動反映了氣候與安全中心（CCS）在過去提出的建議--無論是在一份簡短的報告《評估：將氣候變化納入2022年的美國國家安全實踐》，以及更深入的《接受挑戰：美國氣候安全計劃的進展報告和對未來道路的建議》，得到了近80位高級國家安全領導人的認可。

雖然在本簡報中贊揚并詳細介紹了這一進展，但也認識到，這還遠遠不夠。特別是，全球對適應性和復原力措施的投資嚴重不足。美國去年未能增加氣候融資資金--遠遠低于其國際承諾--是一個錯失的投資于美國國家安全的機會。幫助最易受氣候影響的國家應對氣候危害，可以防止威脅美國利益的不穩定和沖突，并加強美國在全球舞臺上的可信度和領導力。

在2023年，美國的政策制定者和實踐者將有許多機會來鞏固氣候安全方面的進展并使之制度化。總體而言，2023年的關鍵主題應該是：執行、整合和可持續性。戰略和路線圖已經制定，現在是執行的時候了。

為此，確保所有機構在氣候安全方面取得進展的下一步是開發和填補氣候適應和復原力項目的管道，以便各機構在資金到位時準備好支出。復原力項目可能需要數年才能完全實施，這意味著復原力干預措施必須從今天開始，以確保明天的安全。此外，鑒于氣候災害的速度和強度--國家海洋和大氣管理局（NOAA）評估，美國在2022年經歷了18場獨立的災害，其損失超過10億美元--另一個首要任務必須是大幅提高國內和國外的應對能力。

這份簡報評估了進展情況，并為來年的五個不同領域提出了額外的建議：將氣候安全納入區域戰略；將氣候適應和沖突預防聯系起來；最大限度地采用整體政府方法；增加對盟友和合作伙伴的支持；以及利用戰略預測工具。

本報告標志著軍備控制協會題為 "明天的軍備控制 "的項目達到了頂點。這項工作是歐洲領導力網絡項目的一部分，由德國聯邦外交部資助，名為 "解讀技術復雜性和核政策制定的方法"。本協會的工作屬于該項目的第四部分，題為 "緩解戰略和軍備控制"。

該協會的項目側重于新的或現有的軍備控制和風險減少措施，決策者可以提出并支持這些措施，以防止具有軍事用途的新技術和新興技術導致沖突或對抗進入核戰爭。該項目從2021年3月至2022年12月進行。該協會主辦了五次虛擬研討會，每次都以一種選定的技術為中心，除了最后一次，即結合無人機和致命的自主武器系統，包括12至20名參與者。與會者包括來自世界各地的前政府官員和外交官、政策專家和技術專家。

本報告執行總結

近年來，具有軍事用途的新興技術的話題在國防官員、政治領導人、外交官、政策專家和技術專家之間引起了激烈的辯論。盡管有些人認為這些技術為使用它們的人提供了明顯的、改變游戲規則的戰場優勢，但其他人認為這種評估是夸大其詞，或呼吁更多地關注其使用的風險。

本報告概述了幾種新興技術及其各自的軍事應用可能產生的破壞穩定的影響。它旨在讓決策者更好地了解如何通過一系列軍備控制和減少風險的措施來減輕風險，減少大國沖突或對抗升級到核級別的機會。

在本報告中，"新興技術 "一詞指的是廣泛的科學和技術發展，如果應用于軍事領域，可能會以不可預測和潛在的危險方式對未來的戰爭產生變革性影響。本報告重點關注六種重要的、獨特的新興軍事能力：高超音速武器系統、直接進攻性網絡作戰、進攻性反空間能力、人工智能（AI）驅動的能力、無人機和致命的自主武器系統（方框ES.1）。這些能力的選擇是基于兩個因素。首先，它們已經進入或將在大約未來10年內進入該領域。第二，各國政府和民間社會已經開始在各種論壇上開始討論這些能力的戰場效應，并為軍備控制和減少風險制定潛在的途徑。

本報告提煉了軍控協會在2021年和2022年舉辦的一系列研討會的信息和想法，每個技術領域的幾十位技術和政策專家都參與其中。它確定了四個總體主題，突出了對新技術和新興技術的軍事應用如何可能增加使用核武器風險的最大關切。

增加沖突的速度。在沖突或對抗中使用新興技術可能會在危險的程度上加快其中任何一方的步伐，使有關各方迅速向升級的階梯發展。這個主題包括兩個主要的風險：決策者選擇國家下一步行動的時間減少，以及決策者的信息過載。

不斷增加的不確定性。具有軍事用途的新技術能力可能會增加沖突或對抗中的整體不確定性，如行動的性質和對手的意圖。這些能力還可能暴露出新的弱點，造成不確定的影響，并引入以未知方式運作的新行為者。

減少人的作用。隨著人工智能系統提供的情報、監視和偵察信息及其他數據的擴大，不堪重負的政治和軍事決策者可能會責成人工智能能力收集和處理整個戰場領域的信息，評估各種行動方案，確定可能的最佳結果，甚至可能推薦一個特定的選擇并執行該反應。這種控制權的重新分配可能會導致幾乎沒有實質性的、有效的人類監督。

激勵軍備競賽。新技術和新興技術的軍備競賽可以說已經在進行中了，隨著行為者迅速追求和部署新的尖端能力，試圖保持或獲得戰略優勢，有可能在數量和質量上進一步提升。

決策者可以采取行動，在近期和長期內減輕這些風險。減少風險和軍備控制的努力應側重于在各領域和技術中以及在政府和非政府行為者之間采取多種措施，這些措施綜合起來可以建立一個有效、可行和可持續的軍備控制制度。

本報告確定了現在或未來五年內可能實現的近期風險緩解措施：危機通信系統、定義的建立、規范、單邊聲明和行動，以及建立信任措施。這些類型的措施可以幫助提高透明度和防止誤解，為世界上大多數人認可的技術建立一種共同的語言，并為使用某種能力時的負責任行為建立公認的標準。

本報告概述了在未來10年或更長時間內可以實現的長期措施：涉及一個以上國家的軍備控制和減少風險的安排（如條約、協議），比建立信任措施更正式，盡管不一定具有法律約束力。

本報告所研究的新技術和新興技術所帶來的軍事能力和應用，不僅加劇了戰略穩定和國際安全的現有風險并創造了新的風險，而且使減輕這種風險和對這些系統進行有效軍控的努力變得更加復雜。鑒于新興軍事技術的潛在不利影響，政策制定者可以而且應該考慮近期的軍備控制和降低風險措施。這些措施可以為長期措施奠定基礎，幫助建立一個未來的安全架構，這個架構可以單獨提供透明度、可預測性和穩定性，更可以將核戰爭的前景推到更遠的可能性之外。

表ES.1--六種選定的新興技術能力

新興技術	描述
高超音速武器	高超音速武器是指以至少五倍音速，或5馬赫的速度飛行的導彈或飛行器。
直接攻擊性網絡行動	進攻性網絡行動是針對敵方計算機系統的敵對活動，目的是破壞該計算機處理的信息的保密性、完整性或可用性。本報告的重點是專門針對核企業中任何地方的計算機系統的行動。
進攻性反空間能力	進攻性反空間能力是旨在欺騙、擾亂、拒絕、降低或摧毀空間系統的能力。本報告重點關注反衛星能力，包括直接上升系統和共同軌道能力。
人工智能支持的能力	人工智能是一個總括性術語，包括各種計算技術和使能技術，為計算機解決以前只能由人類處理的復雜問題讓路。本報告重點關注人工智能在軍事或戰爭中的應用。
無人機	無人機是指沒有飛行員、機組人員或乘客的飛行器，它通常是自主的，由地面站控制，或被賦予預先編程的任務。本報告的重點是空中和水下的無人機。
致命性自主武器系統	致命自主武器系統是一種在沒有人類干預的情況下選擇目標并對目標使用武力的武器系統。

《科學技術趨勢2023-2043》對科學技術（S&T）趨勢及其對北約軍事行動、防御能力、企業職能和政治決策空間的潛在影響進行了評估。該評估借鑒了北約科學與技術組織（STO）的集體見解和研究活動，其協作網絡由五千多名活躍的科學家、分析師、研究員、工程師和相關研究設施組成。這些見解與對開源科技文獻、選定的國家研究計劃、北約STO技術觀察活動、（嚴肅）研究游戲、STO CPoW（合作工作計劃）活動以及北約創新努力的廣泛審查相結合。該報告分為兩卷，包括總體結論（第一卷）和詳細分析（第二卷）。

本報告基于、更新并擴展了之前出版的《北約科學與技術趨勢：2020-2040》，遵循相同的總體結構和重點。總體而言，該報告的結論和見解經受住了時間的考驗。然而，在廣泛的技術和地緣戰略環境中出現了值得注意的發展，其中值得注意的是COVID-19、烏克蘭、氣候變化、新戰略概念和東南亞。這些變化反過來又推動了相關科技的發展，并突出了它們對企業或軍事行動的影響。

本報告旨在幫助當前和未來的軍事和民事決策者了解新興和顛覆性技術（EDTs），從而指導北約研發組合管理、創新活動和能力規劃。它側重于以下內容： - 為什么這些EDTs對聯盟的未來活動很重要； - 預計它們將如何發展；以及 - 從作戰、組織和企業的角度來看，這對聯盟意味著什么？

在未來的20年里，我們斷言，四個總體特征將決定先進的軍事技術。技術發展將越來越智能化、互聯化、分散化和數字化。這些反過來將導致軍事能力越來越自主、網絡化、多領域和精確。技術將越來越具有雙重用途，即從商業部門開發和汲取。新興技術能力將提高聯盟的作戰和組織效率，實現北約作戰概念的五個戰爭發展要務（WDI）： 認知優勢；多域綜合防御；跨域指揮；分層彈性；以及廣泛的影響和力量投射。同時，這些技術將而且確實正在給聯盟帶來重大挑戰，包括作戰、互操作性、倫理、法律和道德方面的問題。

北約已經批準了一套既定的感興趣的電子技術，也被稱為優先技術領域。成員國國防部長在2019年10月同意了首批七個EDTs。對于上一份科技趨勢報告，STO增加了第八個領域（材料），供未來考慮和發展。2022年，在馬德里峰會上，這些EDT被正式擴大到包括能源和推進以及新型材料和制造。根據STO繼續監測和評估更廣泛的技術領域的任務，本報告還考慮了電子與電磁學（E&EM）技術的最新發展狀況。這些科技領域要么目前處于發展的初級階段，要么正在經歷快速的革命性增長。本報告所考慮的EDT的最終清單，以及通常使用的縮寫或速記（以黑體顯示），是：

• 數據： 大數據、信息和通信技術
• AI：人工智能
• RAS（或Autonomy）： 機器人學和自主系統
• 空間：空間技術
• 高超音速：高超音速技術
• 量子： 量子技術
• BHET（或生物技術）： 生物和人類增強技術
• 材料： 材料和先進制造
• 能源： 能源與推進
• E&EM: 電子和電磁技術

人工智能、自主性、空間、數據領域、能源和機電領域的技術發展被認為主要是（但不完全是）顛覆性的，因為這些領域的發展建立在支持科學和技術發展的悠久歷史之上。這些領域的行動重點圍繞著它們對其他技術的有效采用和影響。因此，對軍事能力的重大或革命性的破壞要么已經在進行，要么將在未來五到十年內產生相當大的影響。新興領域可以在量子、生化技術、材料和數據的某些方面（如6G技術）找到。這些發展也許被定義為重新出現更好，因為以前的發展周期已經對早期的技術革命產生了重大影響。這些技術需要更多的發展時間（10到20年），才能充分實現其顛覆性的軍事能力。

自上次報告以來，有幾個主要的電子技術發展值得注意，包括：

• 數據： 分布式賬本技術、高級分析和可視化的使用增加，以及新的網絡和無線技術（如6G）的發展，正在加速對連接分散的傳感器和C2節點的深思熟慮的數字數據骨干的需求。這反過來又推動了物聯網（IoT）、邊緣計算和新數據架構（如網狀、結構、湖泊等）的發展。

• 人工智能：顛覆性的人工智能應用以及人工智能作為科技推動者或其他EDT發展的催化劑的作用，已經成為整個物理、信息和生物科學及相關技術重大發展的重要因素。同時，人工智能實踐的局限性導致了對新的、更強大的和可信賴的方法的探索，超越了深度學習和AIoT（物聯網人工智能）的發展。

• RAS：人工智能和能源儲存的發展正在推動日益復雜和強大的自主系統的發展。然而，最重要和最有影響的RAS發展是其廣泛的應用和對當前軍事行動和計劃的影響。成本的降低，廣泛的可用性，以及在戰場上的創造性使用，推動了RAS的創新。

• 空間：商業企業和戰略競爭者正在加速空間技術的發展。在敵對地區持續的天基通信（如StarLink）的影響是值得特別注意的。同時，反衛星研究日益受到關注，而在軌維修能力有望使在軌運行更便宜、更長久。新的推進系統也有望增加對非近地（月球）空間的利用并降低發射成本。

• 高超音速：正在為廣泛的軍事應用（如載人飛機）進行混合模式發動機的研發，部署實用的高超音速導彈系統和開發有效的反措施。

• 能源：能源方面的發展，應對氣候變化和安全挑戰，正在推動軍事方面探索和采用電力推進（空中、陸地和海上）以及用于先進能源儲存的新電池化學。對全球大規模太陽能生產以及地面和地外天基小型核電、釷和核聚變反應堆的研究顯示，在2030年下半年或2040年代初，安全和廣泛的能源生產有相當大的前景。值得注意的是，人工智能和新型材料已經并將繼續成為這種發展的關鍵推動力。

• 生物技術：疫苗（如COVID-19的疫苗）近乎神奇的快速發展和工程病原體的潛在發展是值得特別注意的。生物制造、合成生物學和三維生物打印方面的進展正在加速。

• 材料：對室溫超導體的研究，石墨烯（和其他二維材料，如石墨烯）的新用途，以及新的半導體材料為未來的技術帶來了巨大的希望。增材制造和生物打印的應用正在爆炸性增長，顛覆了目前的醫療和物流系統。

• E&EM：新的非硅材料和半導體設計正指向更快的芯片和專門的處理器（如用于AI的神經形態）。

真正的顛覆性影響將通過EDT的組合及其復雜關系所驅動的技術融合而發生。以下協同作用和相互依存關系預計將對未來軍事能力的發展產生高度影響：

• 數據-人工智能-自主性： 自主性、大數據和人工智能的協同組合，利用智能、廣泛分布和廉價的傳感器與自主實體（物理或虛擬）一起，將利用創新技術和方法，產生潛在的軍事戰略和作戰決策優勢。

• 數據-人工智能-BHET： 人工智能與大數據配合，將有助于設計新的藥物、有目的的基因修改、直接操縱生化反應、新的化學和生物威脅，以及活體傳感器。

• 數據-人工智能-材料： 人工智能與大數據配合，將有助于設計具有獨特物理特性的新材料。這將支持使用二維材料和新技術的進一步發展。

• 數據-量子： 在10到15年的時間里，量子技術將通過大幅提高傳感器能力、改進PNT（定位、導航和計時）、安全通信和計算，擴大C4ISR數據收集、處理和利用能力。

• 能源-材料-人工智能：在石墨烯等新型材料和外來電池化學的推動下，能源儲存的新發展，以及更強大的輕質材料和新型設計（如大規模鑄造、超級電容或3D打印），將繼續推動電氣化或綠色燃料（如氫和生物燃料）在軍事行動中的使用。支持這些設計和材料開發并優化能源使用的人工智能將有助于北約部隊的綠色化。

• 空間-量子：基于空間的量子傳感器，在量子密鑰分配通信的推動下，將產生適合衛星部署的高精度傳感器。越來越多的商業化的、更小的、更低功率的、更敏感的、由量子傳感器促成的分布式天基傳感器網絡將在10到15年內成為未來軍事ISR架構的一個重要方面。

即使在俄烏戰爭肆虐之際，北約正在尋求整合戰場上的經驗教訓，以調整其防御規劃，以適應一個快速變化的世界。已經有一個教訓是明確的：在一個有爭議的歐洲，盟友需要對行動環境有更好的認識。決策和執行的速度和質量必須提高。北約的有效和道德的決策必須轉化為行動效果。北約必須優先考慮其指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察（C4ISR）架構的現代化和整合，以跟上快速變化的作戰環境。

雖然是一個復雜的概念，但C4ISR最容易被理解為軍隊的 "神經系統"。它對日常運作、自動反應和大型企業固有的復雜流程至關重要。安全環境發生了迅速而根本的變化--包括歐洲大規模戰爭的回歸、氣候變化以及新興技術的變革潛力--要求立即對北約的C4ISR架構進行嚴格審查。C4ISR的現代化是保持競爭優勢的必要條件，以應對基于國家的對手、其他系統性挑戰和尚未實現的威脅--所有這些都可能顛覆北約致力于維護的基于規則的國際秩序。

北約的新戰略概念為加強防御和威懾提供了平臺，同時利用新興和顛覆性技術，為跨大西洋的決策者提供了一個獨特的機會窗口。正是北約的C4ISR能力將使一個相關的、可信的北約 "神經系統 "能夠應對未來的挑戰。

為此，大西洋理事會的這項研究--北約負責國防投資的前副秘書長助理一年來的研究和采訪的最終成果--提供了一個實現這一目標的詳細路線圖。這份全面的報告對C4ISR現代化這一主題進行了專業處理，以幫助跨大西洋的決策者、作戰部隊、專家和政策界以及軍事技術觀察家更好地理解北約C4ISR架構所固有的挑戰和機遇。重要的是，它通過一系列深思熟慮的建議來想象C4ISR現代化的可能性。

歸根結底，問題不在于北約是否需要進化和發展其C4ISR能力，而在于它是否能及時做到這一點，以應對聯盟所面臨的不斷增長的威脅。相信這項廣泛的研究巧妙地提出了北約C4ISR架構必要的現代化路徑。

C4ISR五步發展路徑

1.加強數據和情報共享

共享數據、信息和情報是C4ISR的燃料。然而，現實表明，數據和情報共享水平并未達到預期。這意味著由于信息未被共享，可能會產生巨大的機會成本。在具備正確的政治意愿和適當的安全措施下，北約及其成員國收集到的海量數據和情報可以更好地用于集體安全和防御。

2.數字化轉型

數字化轉型旨在解決數字化、連通性、數據架構和數據管理問題，為提高安全和防御能力、提高彈性提供基礎。數字革命與C4ISR架構密切相關，因為先進的C4ISR技術可以幫助聯盟在指揮、控制、通信、數據和情報分析、決策、操作和互操作性等方面實現顯著的提速、更高的安全性和效用。在這方面取得進展尤為重要，特別是當盟國試圖轉向新的作戰概念和有效的多領域作戰時，后者要求在所有作戰領域實現動能和非動能力量的整合和快速擴展。

3.通過新概念、政策和計劃明確C4ISR要求

為了超越潛在對手，北約必須立即行動，制定未來C4ISR架構需求。一些已經展開的工作，如新的北約部隊模型、多域作戰概念、盟軍作戰指揮與控制評估和《北約聯合情報監視和偵察2030+》的遠景規劃，將直接影響未來北約C4ISR的需求。北約需要為盟國提供一個明確的C4ISR定義，促使成員國達成共識，并確保計劃、能力和概念開發方面的一致性。

4.通過現代化增強和形成能力，以滿足C4ISR新需求

北約應采取一些實際措施，以在未來保持其技術和軍事優勢。這包括改變現有的C4ISR部隊結構，提高北約接收國家和商業空間信息的能力，縮小集成空中和導彈防御的差距，發展更強大的電子戰能力，并投資于以及推廣人工智能、自主性、空中能力和量子計算等新興和顛覆性技術的創新和應用。

5.持續投資C4ISR互操作性、戰備、彈性、創新和適應性

北約的實力在于其集體決策和行動、組織和互操作能力。北約的C4ISR力量和能力為盟國提供可互操作的結構和數字骨干，有助于盟國集體意識、決策和行動。投資于C4ISR準備性、彈性和能力，直接為聯盟本身的潛力做出貢獻。

目錄

• 前言
• 塑造北約C4ISR的威脅和挑戰
• 俄烏戰爭給北約C4ISR帶來的教訓和未來需求
  • 多域作戰
  • 零天準備就緒
  • 北約情報機構(NIE)
  • 持久性和生存能力
  • 多學科的情報和融合
  • 任務分配、收集、處理、開發和傳播(TCPED)
  • 網絡
  • 私營企業的作用
  • 數字化、連接性和大數據
• 影響北約C4ISR的決策和正在進行的工作
  • 多域作戰
  • 數字化轉型
  • 強化威懾和防御態勢
  • 健全的、有彈性的、一體化的指揮結構和加強C2安排
  • 全球感知
  • 創新和EDTs
  • 國防投資
• 建議：共享、轉型、實施、現代化和投資
  • 1.分享更多的數據和情報
  • 2.數字化轉型
  • 3.實施新的概念、政策和計劃，明確對北約C4ISR的要求
  • 4.實現現代化，增強和獲取能力，以滿足新的C4ISR要求。
  • 5.繼續投資于北約C4ISR的互操作性、準備性、復原力、創新和適應性。
• 結論

人工智能（AI）領域的不斷進步以及在關鍵部門整合AI系統的工作正在逐步改變社會的各個方面，包括國防部門。盡管人工智能的進步為增強人類能力和改善各種決策提供了前所未有的機會，但它們也帶來了重大的法律、安全、安保和倫理問題。因此，為了確保人工智能系統的開發和使用是合法的、道德的、安全的、有保障的和負責任的，政府和政府間組織正在制定一系列規范性文書。這種方法被廣泛稱為 "負責任的人工智能"，或道德的或值得信賴的人工智能。目前，負責任的人工智能最引人注目的方法是開發和運作負責任或道德的人工智能原則。

聯合國裁研所的 "在國防中實現負責任的人工智能 "項目首先尋求對負責任的人工智能系統的研究、設計、開發、部署和使用的關鍵方面建立共同的理解。然后，它將審查負責任的人工智能在國防部門的運作情況，包括確定和促進良好做法的交流。該項目有三個主要目標。首先，它旨在鼓勵各國采用和實施能夠在開發和使用人工智能系統中實現負責任行為的工具。它還試圖幫助提高透明度，促進國家和其他關鍵人工智能行為者之間的信任。最后，該項目旨在建立對負責任的人工智能關鍵要素的共同理解，以及如何將其付諸實施，這可以為制定國際公認的治理框架提供參考。

本研究簡報概述了該項目的目標。它還概述了項目第一階段的研究方法和初步結果：制定共同的原則分類法和對各國采用的人工智能原則進行比較分析。

技術正在從根本上改變國防的性質。從人工智能（AI）和機器學習的革命性進展到量子計算、機器人和天基電信的快速創新，軍事防御規劃正在不斷發展。利用科學技術來推進整個國防部（DND）和加拿大武裝部隊（CAF）的指揮和控制（C2）系統，對于維護北美的防務至關重要。

正如“強大、安全、參與”中所強調的那樣，北美的防御仍然是加拿大和美國的一個關鍵優先事項。加拿大的國防政策（國防部2017年）和美國的國防戰略（美國國防部[DoD]2018年）以及美國國家安全委員會的人工智能（2021年）都強調了這一點。盡管目前的系統和北美防御方法多年來一直保持著加拿大和美國的安全，但在新的和正在出現的威脅面前，這些系統和方法已經越來越過時。

正如最近為國防部準備的一份報告所解釋的那樣，技術變革正在加強作戰指揮官確定需求或機會與向作戰人員提供解決方案之間的時間壓縮（Modigliani等人，2020）。在數字時代，軍隊現在面臨的挑戰是，即使想法和初始作戰能力之間的時間尺度開始縮小，也要更快地行動，做出更好的決定。

今天的安全威脅繼續模糊了陸地、海洋、空中、網絡、空間和信息領域之間的傳統區別--即使技術侵蝕了地理上曾經提供的優勢。人工智能和自主系統在戰場態勢感知和精確制導武器系統中的應用代表了軍事技術發展的一個范式轉變。

盡管技術革新一直在塑造戰爭的性質，但當代技術變革的規模和速度是前所未有的。自主的無人機、增強的人機協作和以衛星為媒介的電信正日益成為現代軍事系統的基礎。多極秩序的崛起和日益增長的數字增強型武器市場（2019年公私分析交流計劃）一起，開始從戰略上重新配置國家安全的性質。

在西方占主導地位的時代之外，亞洲正在回歸到現代性時代之前長期繁榮的商業和文化交流模式（Romei and Reed 2019）。隨著全球經濟的變化越來越有利于亞洲市場，美國和中國之間日益激烈的競爭與世界地緣政治重心的轉移相重疊。如果說十九世紀屬于歐洲，二十世紀屬于美國，那么二十一世紀現在屬于亞洲，特別是中國。

事實上，在烏克蘭發生的事件標志著大國競爭歷史上的一個轉折點。俄羅斯對烏克蘭的入侵凸顯了一個不斷變化的地緣政治格局，一個多中心的體系開始形成。俄羅斯的地區野心和中國的經濟崛起正在顛覆歐亞大陸的戰略架構，重新配置全球秩序。

我們可能看到的是一個新的地緣政治格局。中國"一帶一路 "倡議有可能將地緣政治戰略家Halford Mackinder在1904年描述的 "世界島"（AfroEurasia或非洲、歐洲和亞洲）統一起來（見圖1）。正如麥金德所觀察到的，在過去500年里，每一個全球霸主的崛起都是因為對歐亞大陸的主導地位（McCoy 2021）。

面臨著一個新的歷史時刻，因為大國競爭和加速的技術變革共同重塑了全球秩序。全球貿易的地緣政治摩擦和北大西洋公約組織（NATO）與俄羅斯之間曠日持久的沖突共同表明了一個新的、不同的風險環境。商業算法和現成軟件的應用確保了建立在自主系統和人工智能基礎上的技術提高了曠日持久的網絡戰爭的可能性，即使網絡犯罪分子和國家支持的行為者利用數據和通信網絡來攻擊非傳統目標。

DND/CAF認識到，一個以創新變化和地緣政治格局變化為標志的新技術時代正在形成。2017年6月，DND/CAF發布了其國防政策《強大、安全、參與》，認為加拿大的大部分戰術優勢是由于 "敏捷的信息管理和技術工具"。 以推進一系列信息技術為戰略重點，包括數據分析、深度學習和自主系統，"強大、安全、參與 "概述了一些優先事項，并確定了支持加拿大國防戰略愿景的關鍵支柱。

與 "強大、安全、參與"相一致，加拿大國防研究與發展部（DRDC）和國際治理創新中心（CIGI）共同組織了一個全國性的系列研討會，在加拿大國家安全的背景下研究人工智能促進國防和安全。這一舉措特別符合整個加拿大政府對數據的日益重視，正如提交給樞密院書記的報告中所述。聯邦公共服務的數據戰略路線圖》（加拿大政府2018年）。

該系列研討會邀請了各種演講者，以促進對管理下一代軍事行動所需的資源和專業知識的更好理解，涉及三大主題：

→ 人工智能和半自主系統。
→ 人工智能和網絡安全，以及
→ 實現泛域C2。

該研討會旨在從戰略上吸引加拿大的創新生態系統，為專家們提供了一個討論人工智能給加拿大國防帶來的挑戰的空間。由DRDC伙伴關系戰略局發起，該研討會項目由CIGI在2021年秋季和2022年冬季期間管理。與會者包括來自加拿大國防部/加拿大空軍的主要利益相關者、加拿大政府和支持人工智能研究的主要機構。

該研討會側重于了解為軍事行動開發和實施可信賴、可解釋的人工智能所涉及的要求，審查了一系列問題，包括數據質量評估、數據格式、數據共享、偏見緩解、人機合作和自主系統的倫理。這份特別報告建立在該系列研討會的基礎上，為推進加拿大的軍事規劃提供了具體建議。它旨在提供一個分析框架，以了解人工智能在未來十年內對國防的影響。

美國國家科學、工程和醫學研究院成立了用于收集科學質量的海洋和海岸數據的小型衛星系統的伙伴關系選擇評估委員會，以解決任務書中的以下目標。

該研究將對建立和利用伙伴關系的可行性和意義進行獨立評估，以開發、部署和運行一個衛星系統和支持性基礎設施，能夠傳感具有足夠科學質量的海洋、沿海、大氣和水文數據，以建立預測模型并支持國家利益的近實時應用。它將盡可能地確定和描述這種系統的有希望的選擇。委員會將確定并考慮潛在的公共和私人合作伙伴，以開發這樣一個系統或主要的子系統，同時考慮到以下因素。

• 哪些國家的任務可能會從小型衛星數據收集系統的使用中獲得實質性的好處，以及該任務如何取決于數據收集的頻率和地理范圍？這些利益可以被廣泛地定義為包括軍事、經濟、科學、教育和環境利益。

• 在工業、政府和學術機構之間有哪些伙伴關系可以被激勵來發展必要的空間平臺、系統集成、發射、通信、測試、數據分配和維護功能？

• 現有的基礎設施是否足以支持所需的空間平臺開發和制造、系統集成、發射、通信、測試、數據分配和維護功能？為了縮短從構思到在軌的時間，應該加強或創建哪些基礎設施組件？基礎設施被廣泛地定義為包括工業制造能力、空間系統支持結構和通信信息系統。

• 可以采用什么程序來加強技術發展管道、標準制定、以及識別和采用最佳做法？

• 開發所需技術、基礎設施和程序的預期時間表是什么，這些技術、基礎設施和程序將使所需的衛星系統得到發展？

在進行這項研究時，委員會將審查提供一些所需系統組件的現有系統，以及處于不同開發階段的系統，以便在未來進行部署。在可能的范圍內，委員會將收集和分析關于公共和私人組織的預期相關未來需求的信息，以及學術研究人員的相關觀點。

在履行其任務說明的職責時，委員會的評估方法依賴于其成員的經驗、技術知識和廣泛的專業知識。委員會并沒有試圖報告對每一個潛在的伙伴關系選項或每一個可用的實施方法的詳盡評估。委員會的第一個目標是通過確定和關注哪些政府任務領域可以最多利用和受益于商業新空間的空間接入能力（定義見下文方框S.1），從而提供持久的價值。它的第二個目標是確定當前的挑戰和未來的機會，以重新定義空間基礎設施，以便更有利于可持續的伙伴關系，同時確定能夠為多個利益相關者服務的采購方法。

總體觀察結果

本報告所討論的機會來自于服務于商業和政府部門的新空間技術的爆炸性增長（在第2章討論）。小衛星技術（在方框S.1中描述）已經極大地改變了政府機構采購、開發和發射商業衛星的模式。該技術和相關的空間發展繼續迅速發展，在本報告中一般被稱為新空間生態系統。預期的定義是仿照 "硅谷 "生態系統，其中政府是一個重要的合作伙伴，與商業部門建立一個健康和自我維持的關系，提供空間產品以及空間業務本身的相關創新。正如人們所預期的那樣，有許多與這種模式轉變相關的新術語，這意味著本報告中關于當前和未來趨勢的討論的術語需要仔細和具體的定義。為了保持一致性和清晰度，委員會在整個報告中使用方框S.1中列出的以下術語。

在過去的十年里，越來越多的新空間組織已經出現，它們不受傳統做法和限制的束縛。通過重新想象、創造和不斷改進小衛星空間技術，一個新的和不斷增長的空間生態系統現在已經到位，能夠為傳統用戶和新的或非傳統用戶的廣泛利益相關者群體服務。就本報告而言，傳統用戶主要包括政府部門和機構，他們的任務是支持情報、國防和民用空間，這些任務通常局限于由政府承包商采用昂貴但成熟的開發方法開發的大型航天器。新的或非傳統的用戶通常是較小的科學任務、技術成熟計劃或其他應用，以前往往由于缺乏經驗或資源而無法進入太空。這些用戶的空間準入要么不可用，要么通過依賴傳統的空間伙伴而受到限制。

目前的商業實踐正在擴大能力，包括技術和商業驅動的應用，為一個廣泛和充滿活力的生態系統打開大門，提供廣泛的解決方案，能夠支持越來越多的利益相關者。在傳統方法的同時，與制造有關的空間基礎設施，如定制的航天器總線、儀器和傳感器--包括與傳統系統性能相匹敵的高分辨率成像和雷達系統--正在出現，數量不斷增加，能力不斷提高。在運營的商業地面上，現在已經有了常規的站點，數據管理和分析也是如此，包括用于數據訪問和歸檔的云計算。因此，如果得到適當的鼓勵和滋養，一個具有廣泛能力的生態系統就會出現，包括數據融合、分析和數據購買的新商業機會，以及可以使傳統和非傳統用戶群體同樣受益的地面/空間通信。

盡管這些不斷發展的系統還沒有進入完全可運輸的商業技術狀態--例如，航天器系統仍然缺乏互操作性--這些能力和服務仍然為所有類型的用戶的空間業務開啟了越來越多的可能性。公私合作伙伴關系（PPPs）和其他創新的采購方法可以加強以通信、遙感和軍事情報為重點的國家任務，以及以海洋學、水文學、大氣層、氣候、監測自然和人為災害、成像和導航等科學數據收集為重點的新任務領域，以及尚不清楚的新的和機會主義的應用。

從2011年到2020年，全世界發射的所有航天器中有75%（2972個）是小型衛星。在此期間，美國國家航空航天局（NASA）和美國國防部（DoD）在全球所有政府機構中引領了小型衛星發射的擴散。此外，商業組織在這十年間發射了2972顆小型衛星中的2013顆，為開發者提供了大量的服務，是運營小型衛星數量最多的組織。Planet公司擁有這些年發射的所有遙感小型衛星中的22%，而SpaceX公司擁有所有通信小型衛星中的47%。這兩家公司目前都在低地球軌道（LEO）上飛行大型星座。第二章的表2.2提供了商業能力趨勢的時間表和發展預測。

認識到這些新的進展，國防部建立了混合空間架構（HSA）作為其主要的哲學框架，以評估吸收商業系統或采購國防部獨特系統之間的平衡。HSA是一個綜合的基礎設施，由空軍研究實驗室（AFRL）在2014年首次研究，并通過美國太空部隊（USSF）和情報界利益相關者所做的工作進行擴展。這種新方法的目標是超越傳統的項目爐灶，使各個政府利益相關者能夠使用該框架來實現其獨特的需求。它正在開辟新的可能性，通過利用聯合和綜合方法產生的協同作用，從傳統空間與新空間的結合中獲益。正如第3章所討論的，HSA是一個多層系統架構，提供了從多個商業和政府系統整合能力的靈活性，以滿足各種不同的和不斷發展的政府用戶需求。雖然仍處于早期階段，但它已開始提供具有成本效益和彈性的空間能力，以支持廣泛的國家安全任務，包括科學和技術（S&T）以及研究和開發（R&D）工作。(關于科技/研發的具體定義，請參考第3章的方框3.1)。

HSA的前提是對新空間創新的廣泛利用，為第4章討論的潛在科學機會和第五章討論的新商業模式打開大門。當政府管理人員能夠使他們的采購方法與這個新的框架保持一致時，將從美國政府和商業部門的新伙伴關系中受益。隨著小衛星能力的發展和HSA的深入人心，用戶將需要了解小衛星系統的優勢和劣勢，以確定它們在特定任務中的效用，特別是對于科學目標。對于海洋科學和沿海數據任務來說，雖然使用小衛星來測量海洋變量對于某些應用來說是一個真正的優勢--例如，通過海洋模型的數據同化進行短期預測--但并不是所有的目標都可以用小衛星來實現。將大型專用任務與小型衛星群結合起來，可能是監測海洋中發生的所有過程的最佳策略。第四章概述了小型衛星的具體優勢和劣勢，并對其潛在的任務應用提供了指導。

商業空間和技術提供者也將受益于新的商業模式，考慮到合同安排、相互責任和伙伴關系的條款和條件，以及所提供服務的范圍和程度。同時，目前缺乏綜合商業服務（將能力打包以滿足特定任務的需要，并包含可互操作的組件，以促進系統之間更大的適應性），阻礙了使用政府承包工具來支持任務開發和運營過程。私營部門和美國政府可以共同鼓勵商業服務的整合，以促進政府任務目標和商業能力在可接受和可管理的風險態勢下更好地結合。

為了實現一個有用的生態系統，政府的空間采購和管理文化需要促成一個環境，使政府管理人員能夠對快速變化的環境作出快速和有效的反應。根據研究委員會成員的經驗，在許多情況下，政府管理人員傾向于更大的控制；他們不愿意通過依賴商業資源或通過快速適應不斷變化的生態系統中的機會來冒他們的項目和國家安全任務的風險。除了討論新空間范式的潛在風險和感知到的挑戰外，第五章還識別和討論了與不同的組織慣例、知識產權和合同障礙有關的風險，這些障礙抑制了可以從使用創新的商業能力中獲得的全部利益。在目前的環境中，政府管理人員不僅要考慮商業供應商的技術性能，而且要考慮商業可行性風險，這一點很重要。從積極的一面來看，大多數產品和服務的多個商業供應商正在出現，這使得在商業采購決策過程中可以考慮雙重來源的選擇（如多個供應商）。

因此，為了充分受益于新空間生態系統，政府機構將需要制定收購和采購的做法和方法，既能使管理人員與商業服務合作，又能激勵他們為其項目獲得最大價值。創造一個允許伙伴關系發展的環境也有好處，例如通過將商業和政府利益相關者與中介代理聯系起來，他們可以通過將用戶的需求與商業供應商的能力相匹配來促成這種伙伴關系。這種中介伙伴關系的結果將是一個 "雙贏 "的合同安排，使供應商和用戶都受益。利益相關者的工具，如商業服務管理庫，可以改善利益相關者的協調，并加速有效的伙伴關系進程。

在這樣一個動態和不斷發展的環境中，靈活性是關鍵，因為工具和方法將繼續適應、增長和發展。為了使一個PPP商業安排成功和可持續，它需要有一個保護雙方的合同，并使公平的緩解選擇得以行使，以處理利益相關者的利益變化。第5章討論了近期內一些可適應的PPP選項，這些選項可以包括一個完整的空間系統解決方案，或根據具體的用戶需求提供的選項菜單。替代模式的例子可以包括部署商業空間組件公司，它們將提供空間系統的不同元素，或者在某些情況下，簡單地購買數據。正如將要討論的那樣，所有這些選擇都是可能的，而且對于擬議的HSA和新空間生態系統內的傳統和非傳統的利益相關者都是可以支持的。

結論與對策建議

以下結論和建議是按照報告各章的順序排列的。

第2章：結論和建議

結論：商業航天工業的巨大增長和快速演變已經產生了引人注目的成功，而且有跡象表明，這一趨勢將繼續加速。美國政府，包括傳統的政府空間用戶，可以從不太傳統的關系中大大受益，如公私合作關系，使工業的技術和批量制造能力得到采用。

建議：美國政府應鼓勵發展公私伙伴關系，可能包括主要租戶，以促進一個新的國家空間生態系統，支持工業、政府和學術目標。

結論：現有的互操作性標準主要是由傳統的系統結構驅動的，阻礙了政府獲得靈活和可適應的商業服務。美國政府和商業利益相關者將越來越多地依靠綜合商業服務和推進標準來建立一個基礎廣泛的生態系統，使航天器開發、有效載荷集成、測試、發射服務、運營管理和數據產品生產之間的過渡路徑更加順暢。由獨特的商業新空間需求和關鍵系統的設計實踐所驅動的互操作性標準的開發和采用，將增加競爭，并為當前和未來的政府用戶的廣泛的空間任務和操作需求實現有效的執行和管理。

建議：關鍵系統--那些最適合標準的系統--應該被聯合開發和積極管理，以支持新空間公私伙伴關系，促進未來系統的最大接受和使用。標準和最佳實踐可以在空軍研究實驗室的AFWERX、國家航空和航天局的小型航天器系統虛擬研究所和小型有效載荷共享協會等組織內制定，以促進新空間商業產品能力的采用。

結論：政府協調努力，促進和監督現有的政府項目，加上利用雙重用途的技術（從汽車、醫療、游戲和其他行業演變而來），可以加強現有的技術管道，并有利于所有的國家空間活動。空軍研究實驗室的AFWERX、國家航空和航天局的小型航天器技術計劃、政府的小企業創新研究計劃和政府的小企業技術轉讓計劃是這種技術注入和示范的適當場所。

建議：海軍研究局應充分利用參與現有政府技術開發計劃的機會，如空軍研究實驗室的AFWERX、小型航天器技術計劃、政府的小型企業創新研究計劃和政府的小型企業技術轉讓計劃，來注入雙重用途的技術。

結論：空間系統和操作知識在整個商業空間產業的迅速擴展，為混合空間架構和其他美國政府空間倡議提供了許多機會。明確的標準和最佳做法，結合解決和加快決策速度的采購機制，解決任務風險，并調整激勵機制，將允許美國政府有效地獲得這些新能力。針對商業模式的采購機制可以進一步支持從倡議開始到在軌能力的響應時間表。

建議：美國政府的采購機制應該進行調整，以接受不斷發展的商業實踐和適當的標準，以解決和加快決策速度，管理任務風險，并調整激勵措施，以迅速實現政府的空間倡議。

第3章：結論和建議

結論：混合空間架構顯示出巨大的潛力，作為一個新的空間生態系統的框架，整合及時、傳統和新空間產業，以提供成本效益和靈活的空間能力，支持廣泛的國家任務和目標。這個生態系統可以使海軍研究辦公室既追求其技術示范倡議，又追求其長期應用。

建議：海軍研究辦公室（ONR）應考慮將混合空間架構框架作為實現其長期海洋科學目標的一個機會。ONR應該與美國空軍合作，調整其基于HSA的方法，作為其他美國政府和非政府用戶的試點項目。

第4章：結論和建議

結論：小型衛星在國家民用任務中展示了它們在海洋學、氣象學、水文學、災害評估和其他與地球科學有關的應用方面的效用。在適用的情況下，它們通過提供更高的時間和空間分辨率以及更短的規劃周期來補充混合空間結構中的傳統系統，這使得新技術能夠比傳統方法快速插入。預計小型衛星的技術和傳感器能力，以及相關的服務，將在未來擴大。

建議：美國政府應積極定位，充分利用商業空間部門不斷發展和增長的能力，為最廣泛的傳統和非傳統用戶提供服務，將海洋學和沿海數據的應用作為試驗新過程和程序的初步努力。

結論：美國政府和學術機構之間的小衛星任務伙伴關系已經在空間科學和技術方面產生了高價值/低成本的進步，包括衛星平臺和有效載荷、地面部分通信、任務和有效載荷操作，以及科學數據產品的生成和分配。

建議：作為其與學術機構持續關系的一部分，海軍研究辦公室應檢查新出現的先進傳感器和相關技術機會，以有利于未來的海洋科學目標和任務。

第5章：結論和建議

結論：支持新空間生態系統中所需要的服務所需的技術基礎設施目前已經存在，或者如果通過擴大政府采購機會而積極啟用的話，預計將會出現。然而，美國政府空間界目前和未來可能對該基礎設施的利用，由于缺乏對現有技術能力以及從商業空間產業的快速增長中演變出來的新能力的熟悉而受到阻礙。就海軍研究辦公室而言，空間科學采購做法受到傳統方法的人為限制，限制了他們充分利用現有的新空間機會，這些機會與正在為國家海洋學伙伴關系計劃開發的海洋和沿海傳感器技術的快速示范有關。

建議：海軍研究辦公室與國家海洋和大氣管理局，作為國家海洋學伙伴關系計劃（NOPP）的聯合管理者，應該探索廣泛的現有合同機制，使商業空間能力能夠快速部署，以實現國家海洋學伙伴關系計劃的技術演示目標。它應該授權其采購人員充分利用快速發展的商業空間系統機會。

結論：聯邦采購制度--包括法定和監管計劃--提供了足夠的靈活性，以利用不斷發展的商業市場，并采用創新的方法，如公私伙伴關系（PPP）和其他形式的合同關系，包括其他交易授權（OTA）和空間企業聯盟（SPEC）。

建議：美國政府應采用一系列可用的合同機制，并積極支持使用創新的商業模式，以充分參與傳統空間和新空間商業產業。這包括從公共-私人伙伴關系和商業服務合同中的一系列選擇，以及在快速原型和快速投入使用類別中的較新的中層采購選擇。

結論：目前，沒有任何現有的機制允許預測未來的政府需求，以主動告知商業空間部門，使其能夠關注并優先考慮其未來的投資方向。美國國家航空和航天局的快速航天器開發辦公室已經通過開發其快速航天器目錄的衛星目錄，解決了這個與不定期交付/不定期數量的衛星總線采購有關的預測問題。

建議：海軍研究局應利用美國國家航空航天局的快速航天器目錄來滿足其目前的需求，并應與美國國家航空航天局的快速航天器開發辦公室和空軍研究實驗室的AFWERX合作，以納入其預測的未來需求。

結論：混合空間架構（HSA）框架的發展和采用提供了一個潛在的路線圖，為國家需求建立小衛星系統能力的時間表。然而，建設小衛星服務的能力可以通過將商業小衛星的能力與HSA的需求相一致來加速--這將減少達到一個完全有能力的空間生態系統所需的時間。同樣，市場驅動的力量和持續的政府投資項目也可以加速技術、基礎設施和流程支持，以響應客戶和社區的需求和要求。

建議：美國政府應該激勵私人投資，通過先進的采購戰略，如公私伙伴關系，與商業供應商建立無限期交付無限期數量的合同，以及政府作為穩定的促進者實現更快和更多的綜合成果的錨定租約，來實現更快和更多的綜合成果。

結論：商業空間部門似乎完全有能力滿足國家海洋學合作計劃（NOPP）的海洋傳感器技術示范飛行和發射需求，正如提交給委員會的那樣。今天，NOPP可以通過各種合同機制獲得許多這些能力。此外，這些能力預計將在未來5年內與混合空間結構驅動的美國空軍和其他政府采購一起增長和發展，與國家海洋伙伴關系計劃的目標保持同步。

建議：創新的采購做法在成本和飛行速度方面都有很大的好處，以滿足政府，特別是國家海洋學合作計劃（NOPP）的要求。根據技術準備情況和任務要求，NOPP應該考慮以下選擇：

1.讓新生的商業中介能力參與進來，探索并形成適當的伙伴關系，以匹配現有的和新興的商業能力，實現預期的技術成果。

2.探索現有的政府項目和聯盟，如美國國家航空航天局國際空間站或空間企業聯盟，以及其他支持技術原型和符合預期空間飛行目標的乘坐機會的項目。

3.聘請聯邦資助的研究和發展中心（FFRDC）或類似的公正機構作為感興趣的政府和商業實體之間值得信賴的中間人，以確定適當的公私合作機制，并構建這些機制以實現技術和采購能力的成功結合；以及4. 4. 同樣地，聘請FFRDC或類似的可信賴的代理機構來制定技術和商業參與的準則，以積極彌補政府和行業之間的現有差距和新差距。

圖2.4 支持小衛星開發、發射和產品采購的一般流程。對滿足客戶需求的商業服務的評估可能包括購買現有的數據產品或制定一個新的任務來創造這種產品。目前，進行商業數據購買的能力是有限的，然而可以支持任務開發各個階段的商業組織的數量正在迅速增加。了解橫跨儀器和航天器開發、系統集成、發射服務、遠程地面站（RGS）服務和任務運營的商業選擇的成熟度，對于使用商業服務來生產滿足任務要求的飛行系統至關重要。在本圖中，"獨立 "指的是獨立的商業產品--它們不與其他任務產品捆綁或集成；"增值 "包指的是商業產品，它是由多個任務段解決方案組成的更廣泛、更綜合的商業包的一部分。

圖4.7 HARP寬視場成像偏振計立方體衛星飛行驗證任務，展示了從空間進行的多角度氣溶膠和云屬性測量。這項技術已經從機載系統成熟到空間版本，在南美洲的的喀喀湖上空的400幅圖像的長數據采集被后處理成推波助瀾圖像。還顯示了由Aqua和Terra衛星上的中分辨率成像光譜儀（MODIS）儀器拍攝的類似圖像，證實了HARP數據中看到的大氣和陸地特征。的的喀喀湖是該偏振成像儀的一個很好的清潔空氣替代校準源，因為該湖的高海拔為太陽在表面的反射和大氣的偏振提供了很好的可見度。資料來源。馬里蘭大學巴爾的摩縣分校HARP團隊。

北約逐步面臨著動蕩、技術先進和不穩定、不確定、復雜和不明確（VUCA）的作戰環境。基于北約聯盟，成員國和盟國可以通過建立共同的目標和相互承諾，通過合作和分享資源和風險，以及通過激發彼此的創新和創造力來應對未來的作戰挑戰。然而，為了實現這些優勢，北約將需要有能力跨越文化和地理界限的領導者，將他們的組織團結起來。他們將需要高度發達的社會、文化和道德能力，以建立作為一個聯盟成功所需的信任和理解。

本報告為北約領導者開發提出了一個綜合能力框架，界定了有效領導多國軍事行動所需的關鍵技能。它還旨在幫助調整個別國家的領導者開發計劃，這些計劃獨立地培養其未來的領導者。與該框架一起，本報告確定并研究了有效的多國領導者開發的關鍵領域。本報告探討了管理和利用形勢、技術和道德復雜性的挑戰，以及促成包容性和創造性文化、建立有效關系以實現和維持未來持久的北約聯盟所需的技能。

執行摘要

需要北大西洋公約組織（NATO）成員國派遣部隊的多國軍事行動的數量顯著增加。這是對各種危機的回應，從COVID-19大流行病的回應到救災和地區沖突。事實上，21世紀的全球安全環境是一個VUCA（動蕩、不確定、復雜和模糊）環境。領導者需要在多國的、文化多樣的環境中接受挑戰，這些環境在行動實踐、角色、權力和理論方面存在獨特的差異，可能會影響他們作為軍事行動領導者的有效性。因此，有必要確定軍事領導者所需的關鍵能力，以確保在參與多國行動時的信心、有效性和成功。

成立第286研究小組的目的是考慮多國行動中領導力的當前和新出現的挑戰以及對整個北約聯盟正在進行的軍事領導者開發的影響。其主要目標是為未來的領導力發展需求提供指導，并制定一個領導力發展框架，以支持不斷提供的領導力教育、培訓和經驗。RTG-286匯集了整個北約在軍事教育、領導者開發和培訓、文化能力和社會心理學領域的專家。該小組借鑒了成員國關于當前領導者開發計劃的總結報告、學術研究和北約出版物，如《未來聯盟行動框架》（FFAO，2015；2018），以形成對到2035年作戰環境可能面臨的挑戰的深入理解。

本文提出的領導者開發框架包括未來軍事領導者所需的關鍵能力，涉及六個領域：認知、社會、個人、專業、技術和轉型。一系列的領導能力被進一步分解為其組成部分，以便進行詳細的審查，例如未來的領導者將如何建立信任和關系，這是多國軍事行動的關鍵組成部分。與領導者開發框架一起，RTG-286號文件從主題上探討了多國領導者的未來需求。研究了文化能力和關系建設的作用，以及管理復雜性、利用技術、培養創造力和發展道德領袖所需的方法。

本報告建議北約審查其領導者開發實踐，以應對未來的多國行動需求。報告認為，亟需加強對軍事領導者的多國重點教育和經驗，為文化多樣和技術先進的行動做準備。建議在本報告和領導者開發框架的指導下，將教育、基于演習的經驗和培訓相結合。這將提高領導者在一系列領域的知識和能力，包括技術和文化能力、溝通技巧和決策，并為北約多國行動的未來軍事領導者提供經驗和洞察力。

第1章 - 引言

為了保持軍事優勢并在未來的行動中獲勝，北約部隊必須不斷發展、適應和創新，并具有可信性、網絡化、意識、敏捷和彈性。(NATO Act, 2018)

1.1 領導多國軍事行動的挑戰

進入21世紀以來，北大西洋公約組織（NATO）對基于多國聯軍或聯盟的軍事行動的參與程度大幅提高。同時，在非對稱戰爭的擴散、技術進步、新的作戰概念和世界許多地區日益嚴重的政治不穩定等因素的推動下，這些多國軍事行動的復雜性、多樣性和節奏都在增加。

從領導阿富汗的國際安全援助部隊（ISAF）（2003-2014年），到打擊亞丁灣、非洲之角和印度洋周邊海盜的威懾和破壞行動（2008-2016年），北約的行動一直是多樣化的（北約新聞室，2021年8月19日；北約新聞室，2016年12月19日）。2005年，北約對造成超過80,000人死亡的巴基斯坦地震災難作出了反應，空運了近3,500噸急需的物資，并部署了工程師、醫療隊和專業設備，協助救援行動（北約新聞室，2010年10月27日）。最近，在2018年，約有20,000名軍事人員參與了北約在世界各地的復雜行動，包括地面、空中和海上領域以及所有類型的環境。北約一直負責在阿富汗、科索沃和地中海的行動，同時還承擔了大量的培訓任務，以支持伊拉克國防部隊的發展。此外，北約通過執行空中治安任務支持非洲聯盟，并協助應對歐洲的難民和移民危機（北約新聞室，2021年9月10日）。

多國軍事行動，包括人道主義、維和和戰斗任務，是全球安全工作中一個越來越大的特點。它們涉及多個不同文化背景的機構，如北約或聯合國，以及非政府機構，如紅十字會和無國界醫生組織。這種國家和機構之間的聯盟給領導者帶來了復雜的挑戰，影響了決策和任務的有效性。鑒于每一類任務都有獨特的挑戰，無論是地區沖突、城市戰爭、救濟援助還是大流行病，未來的軍事領導者必須以量身定做的方式做好準備，以滿足特定聯盟部隊的需求。

對于每項任務，軍事領導者必須了解每個國家的能力和不足，以及非政府機構如何與有關地區的當地軍隊聯系起來。這是一個巨大的挑戰，需要詳細介紹該地區的關鍵地緣政治和社會文化因素，以及他們將遇到的一系列民間和其他安全及援助組織。這種復雜的信息在接受指揮之前可能并不總是能夠得到。

在組織軍事任務時，與當地國防組織的接觸和協調以及管理區域文化多樣性的復雜性都會發揮作用。如果把與非政府機構打交道的相關問題也考慮在內，這將是一個錯綜復雜的過程。更重要的是，當軍事領導者在外國擔負起領導的重任時，他們是在一個新的、具有挑戰性的環境中進行領導，他們很可能遇到不熟悉的團隊、利益相關者和文化。此外，他們可能沒有完全的指揮權，而是受制于國家的軍事領導，并受制于國家的組織結構、任務目標和規則集。

正如北約職權范圍的多樣性所表明的那樣，領導者需要了解和駕馭他們所參與的行動環境和國家的文化方面，如果他們要最大限度地提高行動效率。此外，相互支持、思想的多樣性、創造性和風險分擔是聯盟成員的許多優勢之一。為了實現這些優勢，北約將需要具有發達的社會技能和建立基于信任、尊重和信心的關系能力的領導者人。他們將需要有能力做出符合道德的決定，并理解他們工作的復雜系統，以便在復雜的作戰環境中促進有彈性的和可信賴的合作關系。

使問題更加復雜的是，未來的領導者將需要了解先進的技術，以及如何最好地實施這些技術和它們產生的信息。隨著支持人工智能和嵌入人工智能的系統在戰斗空間中變得更加普遍，信息管理將在未來成為一個更大的挑戰。信息過載的風險加上這些技術無處不在的傳播，雖然是為了支持領導者，但實際上可能只會增加他們的負擔。此外，對手手中的先進技術將改變和塑造未來的戰斗空間，以及沖突和戰爭的發起和戰斗方式。

網絡空間中這種信息戰的虛無縹緲的性質不是本報告的重點，然而，領導者將需要準備處理信息流，因為它將影響未來的任務指揮。空中空間、衛星和海底空間將越來越多地使用分布式傳感器網絡進行管理，這些網絡是自主監測的。然而，未來的領導者將受制于根據這些系統的輸出作出判斷和決定。因此，他們將需要了解技術的輸出，以及如何對其進行優化，以便為有效決策提供信息。

本報告認為，未來有效的領導者將是具有技術能力、創造性和批判性思維能力的人。他們將了解如何利用技術來實現其決策優勢。未來決策周期的加速和決策精度的提高是決定未來戰爭的最關鍵因素。因為我們知道，我們的對手也在尋求利用這些技術來發揮他們的優勢的方法。我們的優勢是人的因素! 我們的領導者的社會性、創造性和批判性思維能力將意味著決策優勢，并使北約能夠保持信息優勢、總體態勢感知和理解。這一切都與領導者有關，以及他們如何很好地理解他們將在其中運作的環境的細微差別，領導和授權給他們的指揮者。

問題是，鑒于動態和復雜的作戰環境所帶來的挑戰，我們如何使我們的領導者最好地準備好，以便有效地發揮作用？本報告認為，我們有責任確保為我們的領導者做好準備，以應對這些方面的領導問題。沒有簡單的答案，然而，北約可以通過評估和確定他們的需求，并為領導者提供獲得這些需求的機會，來準備教育未來的軍事領導者。

1.2 RTG-286 - 范圍、目標和產出

北約人因與醫學（HFM）研究任務組（RTG）286的基礎是北約HFM-ET-143（2015-2016）對軍事多國行動的領導者開發進行的初步研究。該小組包括來自澳大利亞、捷克共和國和土耳其的代表，確定了探索北約領導者領域現有知識差距的要求。RTG-286進行了合作研究，以評估多國軍事行動中當前和預測的發展（詳見上文）對北約領導者的影響。

RTG-286旨在提高對領導者開發需求的認識，并為提高領導者在多國任務中的表現做出貢獻。RTG-286的目標是：

1）創建一個與北約多國行動相關的當前高級領導者開發主題的摘要。

2）確定未來多國行動中的挑戰以及北約高級領導者取得成功所需的領導能力。

3）確定當前和預期的領導者開發和領導者績效之間的差距，并提出適當的建議；以及

4）為當前和未來的北約多國行動制定一個初步的擬議領導者能力的整體框架。

鑒于多國軍事行動的復雜性，有必要考慮發展領導者的戰略，為這種挑戰做準備。因此，本報告的目的是為多國軍事行動加強每個國家的領導者開發實踐，特別是在作戰指揮層面。本研究考察了有關領導力的學術和軍事學術研究，并審查了當前與北約多國任務中的領導力有關的領導者開發培訓和教育。它還探討了戰略和工具的發展，各國可以利用這些戰略和工具來確定其現有的培訓、教育和發展實踐在多大程度上為其領導者準備了多國任務。

除了提供該研究背景的章節外，RTG-286的顯著成果是為北約多國行動制定了一個領導者開發的綜合框架。北約和伙伴國家可以利用這一框架，為他們專門針對多國行動的領導者開發和培訓活動提供信息。通過一個反復的過程，該框架被開發出來，以包括必要的知識、技能、屬性、經驗和其他因素（包括道德、核心價值觀、身份和對武器職業的承諾）。該框架旨在作為了解和評估北約和伙伴國現有領導者開發活動的參考和資源，并與北約《未來聯盟行動框架》（FFAO）2018年戰略軍事觀點保持一致。

1.3 第286號研究任務組--組建、組成和活動

在完成并提交北約HFM-ET-143報告的結論（包括技術活動建議（TAP）和職權范圍（TORs））后，北約高級小組代表批準了建立北約HFM RTG-286的過渡。北約高級領導層的批準期為2017年6月至2020年6月。RTG-286由來自加拿大、匈牙利、挪威、丹麥、波蘭、瑞典、英國和美國的參與者組成，同時還有來自北約盟軍司令部轉型的代表。美國主席Yvonne Masakowski博士發起了研究計劃，并邀請英國代表Karl Santrian皇家海軍司令擔任該小組的聯合主席，Matt Petersen上校（英國陸軍）于2018年10月接任。

北約STO要求每個RTG在其總部舉行第一次會議，以確保北約的高級領導者能夠參與該小組的初步研究規劃。因此，RTG-286的第一次會議于2017年6月在法國巴黎的NATO STO總部舉行。各國輪流在北美和歐洲主持會議，以確保所有成員都有機會參與。全年通過網絡研討會和電話會議舉行會議，各分組和/或個人參加會議，討論他們的進展和目標。會議在波蘭克拉科夫（2017年12月）、美國洛杉磯（2018年6月）和加拿大渥太華（2018年10月）、英國施萊文漢（2019年3月）和華盛頓特區（2019年6月）舉行。加拿大會議的安排是由于幾個小組成員正在那里參加IMTA會議，它還促進了與倫理和領導力RTG小組的聯合會議。北約HFM RTG-286的最后一次會議于2019年10月在匈牙利布達佩斯舉行，小組參加了北約創新挑戰賽，并商定了最終報告。

1.4 報告的組織

本報告研究了多國軍事行動對領導者開發的要求，涉及六個關鍵領域。對這些領域的分析是與多國領導者開發的新框架同時進行的，這是RTG-286對北約未來領導者開發需求研究的一個重要貢獻。

在這段介紹之后，第2章將首先概述RTG-286在分析未來領導者能力要求方面所采取的方法。它介紹了差距分析的結果和指導這項研究的方法概述，特別是能力框架的設計。

第3章介紹了北約的領導者開發框架。通過這個框架，領導者的能力在五種上層能力下被合理化。專業知識；技術能力；認知能力；變革能力；和社會能力。在RTG-286的研究中，這些能力與其他個人屬性一起被確認為有效的跨國領導力的關鍵要求。他們在該框架中的定義是為了滿足更好地理解這些要求的需要。

在介紹了能力框架之后，第4章將重點討論本報告中考慮的第一個關鍵的行動效率領域，特別是管理和利用復雜性。本章概述了未來北約領導者可能面臨的復雜問題和情景，并研究了一些可用于支持有效的多國指揮的方法和思維技巧。

然后，第5章將探討創造力和創新作為有效領導的關鍵組成部分，強調領導者在為創造力創造條件、解決創新障礙以及促進組織敏捷性和共同復原力方面可以發揮的作用。

第6章探討了最近和未來的技術進步，以及如何利用它們來提高領導者的效率。這將包括研究影響未來行動的先進技術（例如，自主系統、機器人技術）。本章分析了一些可供領導者努力利用技術進步的方法。

然后，第7章從戰略角度闡述了在未來北約多國軍事行動中發展有效伙伴關系所需的領導者能力。本章從內部（建立有凝聚力的聯盟）和外部（非政府組織）的角度，探討了與軍事和非軍事伙伴的關系建設，以及當地的非正式領導和弱勢人群。它試圖確定有效關系的挑戰和基石，以及未來的北約領導者如何建立和維持強大而富有成效的伙伴關系。

跨文化能力是第8章的重點，因為本報告更深入地探討了未來多國行動對北約領導者的社會能力要求。本章認識到北約活動的全球前景，以及國家和非政府組織之間的合作以及與學術界和商界的合作所帶來的軍事優勢。它認為，從制定戰略和戰術到獲得緩和沖突所需的知識，領導者在不同的社會文化環境中理解和有效應對的能力將是所有領域的關鍵。

第9章涵蓋了與未來多國環境相關的新出現的道德挑戰，以及道德推理、身份、氣候和文化的日益重要性。它概述了北約核心價值觀的可操作性的重要性，承認了北約合作伙伴之間可能存在的價值觀趨同和分歧，以及領導者如何管理這些差異。

最后一章綜合了本報告的主要建議，并總結了RTG-286的結論，然后從前面的章節和其他章節中引出一些共同的線索和見解。第十章和本報告的最后，簡要考慮了從RTG-286的結論中引出的進一步研究領域。

危機管理是北約的一項核心任務。今天，聯盟面臨著危機和緊急情況，必須在相當大的風險和時間壓力下采取行動。北約正在發展能力，以便在個案和協商一致的基礎上為有效的危機管理和災害預防作出貢獻。這將使聯盟能夠積極參與危機管理和災害管理，包括通過non-Article 第5條的危機應對行動。因此，聯盟提倡對軍事人員和文職人員進行聯合培訓，以促進建立信任。這些行動要求需要轉化為技術系統能力；這意味著實施技術解決方案，用于培訓和災害決策支持。

MSG-147項目和CMDR CoE的目標是開發一個參考架構并實施一個技術平臺，以便能夠快速有效地測試危機/災害和氣候變化應對計劃。開發工作包括研究、理論和概念開發、標準化和改善互操作性。該平臺將為危機管理和公民保護建立各種工具和模擬，這些工具和模擬是北約所特有的，并能實現非軍事行動。

在這種情況下，建立模擬單元，使災害相關事件的數據在HLA環境中交換，并同時將這些信息（報告/單位條件）傳輸給軍事（北約和國家）和民用C2系統，是MSG-147小組技術性能的一個突出成果。

本文件描述了德國對支持NMSG-147項目的貢獻所面臨的挑戰、開展的工作和取得的成果。德國的貢獻包括概念和技術兩方面的成就。CD&E（概念開發和實驗）方法被用來調查和驗證所產生的概念要求和技術解決方案。

為了能夠提供一個已實施的解決方案，開發了災難FOM模塊（與NETN FOM v2兼容并可集成），并成功進行了測試。對這一概念進行技術調查的一個特殊創新是應用CD&E方法和程序來評估M&S領域的新技術解決方案及其實施。

關鍵詞：自然災害、建模、仿真、聯邦對象模型、CBRN、野火、洪水、危機管理、培訓和教育、災害分析

提綱

• 第一章 簡介
• 第二章 問題描述
• 第三章 M&S CDMP&CCI 決策支持系統
• 第四章 技術架構
• 第五章 危機管理和災害響應集成開發環境
• 第六章 災難FOM開發
• 第七章 項目結果

毫無疑問，今天圍繞人工智能（AI）的最復雜的治理挑戰涉及國防和安全。CIGI正在促進戰略制定：人工智能對軍事防御和安全的影響項目將這一領域的主要專家與來自國防部的40多名公務員和加拿大武裝部隊的人員聚集在一起，討論人工智能對國家安全和軍事領域的力量倍增效應。

這一努力依賴于一系列的四次研討會，以產生關于數據驅動技術如何引發巨大的技術重組的前瞻性思考，這將對加拿大的國防規劃產生深遠影響。具體來說，這些研討會集中在數據治理和政策（道德、云計算、數據準備和互操作性）；決策（可信賴性、人機一體化、生物技術和問責制）；模擬工具（培訓、兵棋推演、人機合作、機器人、自主和可信的人工智能）；以及信息時代的加拿大情報（將人工智能用于情報）。CIGI還主辦了一個研究生研討會，以激勵整個加拿大在全球公共政策、計算機科學和安全等領域學習的新興學者。

報告總結

本文探討了在人工智能（AI）和機器學習背景下的軍事特定能力的發展。在加拿大國防政策的基礎上，本文概述了人工智能的軍事應用和管理下一代軍事行動所需的資源，包括多邊參與和技術治理。

維持先進軍事能力的前景現在與人工智能的武器化直接聯系在一起。作為一項通用技術，人工智能代表著一種力量的倍增器，有能力重塑戰爭規則。事實上，在核彈頭仍然是一種單一的技術應用的情況下，人工智能有能力支持許多不同類型的武器和系統。正如北大西洋公約組織（NATO）的指導意見所指出的，人工智能和其他 "智能 "技術現在對加拿大及其盟國的未來安全至關重要。

新技術在改變戰爭的性質方面有著悠久的歷史。從馬匹和盔甲的使用到航空母艦和戰斗機的引進，人工智能和機器人只是代表了軍事技術發展的最新階段。常規武器與人工智能和機器學習的融合，必將重塑決策的性質和軍事戰略轉型中的武力應用。

即使當代人工智能系統的能力被限制在機器學習算法的狹窄范圍內，這種限制可能不會持續太久。與神經科學、量子計算和生物技術相重疊的發現領域正在迅速發展，代表了 "智能機器 "進化的未知領域。在這些新的研究領域中的科學和技術發現給加拿大的國防帶來了巨大的風險，但同時也代表著巨大的機遇。

顯而易見的是，新興技術已經成為高度緊張的地緣政治競爭的基礎，它與一系列商業產業和技術平臺相重疊。中國、俄羅斯、美國和其他國家和非國家行為者正在積極追求人工智能和其他前沿技術的軍事應用。競爭的領域包括云技術、高超音速和新導彈技術、空間應用、量子和生物技術以及人類增強。

盡管技術創新一直塑造著國家間沖突的性質，但新興和顛覆性技術（EDT）的規模和速度是前所未有的。加拿大的國防政策反映了這種擔憂，它呼吁使加拿大武裝部隊（CAF）適應不斷變化的地緣政治環境。加拿大國防規劃已著手擴大和發展加拿大武裝部隊，在新的軍事平臺整合中納入下一代偵察機、遙控系統和天基設施。

基于對不斷變化的技術環境的廣泛評估，加拿大國防部（DND）認識到，這個新時代的特點是全球力量平衡的變化。這包括在快速發展的創新經濟中大國競爭性質的變化。就像石油和鋼鐵為工業時代設定條件一樣，人工智能和機器學習現在也可能為數字時代設定條件。

這種規模的破壞是由技術和制度變化的融合所驅動的，這些變化可以以新的和不可預測的方式觸發復雜的反饋回路。在這個新的環境中，人工智能技術將迫使世界各國軍隊投射力量的能力倍增。確定軍事人工智能發展中的護欄對于避免未來危機至關重要。應用減少風險的措施來識別和減輕軍事人工智能可能帶來的一系列風險將是關鍵。事實上，在這些能力完全嵌入世界上目前和未來的軍隊之前，治理人工智能可能會更容易。

從整體上看，這種轉變預示著從初級機器到數據驅動技術和精密電子的巨大轉變。這種物理、數字和生物技術的加速融合代表了一場巨大技術革命的早期階段。在全球范圍內管理這些新興和顛覆性的技術，對于減少未來沖突的風險至關重要。

1 引言

從人工智能和機器人到電池存儲、分布式賬本技術（DLT）和物聯網（IoT），新興和顛覆性技術（EDT）現在正在激起一個商業創新的新時代。這一巨大的技術變革景觀正在醞釀一場社會和經濟變革，對中央銀行的發展具有巨大影響。正如北約最近的一份報告所指出的（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020），這些技術包括：

→ 人工智能和機器學習。人工智能/機器學習的發展及其對創新的潛在影響。這包括神經形態計算、生成式對抗網絡，以及人工智能從已經收集或尚未收集的數據中揭示出意想不到的見解的能力。

→ 量子技術。正在進行的從量子過程研究中獲得的知識轉化為量子技術的應用，包括量子計算、量子傳感、量子密碼系統，以及在量子尺度上對材料的操縱和開發。

→ 數據安全。用于保障和損害通信、數據交易和數據存儲安全的算法和系統的設計，包括量子證明加密方法、區塊鏈和分布式賬本架構，以及更廣泛的網絡安全領域。

→ 計算功能的硬件。微型化、電力采集和能源儲存方面的進展，包括在全球范圍內提供數字化關鍵基礎設施所需的物理系統（物聯網）和機器人的廣泛使用及其對全球系統和流程的持續影響。

→ 生物和合成材料。從原子/分子層面的材料設計、合成和操作到中觀和宏觀尺度的創新，支持生物工程、化學工程、基因層面的操作、增材制造和AI介導的生成設計。

正如蒸汽機和印刷術激發了工業革命一樣，人工智能和機器人技術現在也在軍事技術的性質和全球力量平衡方面引發了巨大變革。人工智能的興起并非沒有歷史先例，但伴隨著人工智能的變化表明，需要對國防規劃進行更精確的調整，以適應一個數據驅動的時代。

在大國競爭和多極體系的背景下，人工智能已經成為競爭的一個特別焦點。中國、俄羅斯、美國和其他許多國家都在積極追求人工智能能力，并把重點放在國防和安全方面。例如，中國希望到2030年在人工智能方面領先世界，并期望通過利用大量的豐富數據，擴大其在人工智能產業化方面的領先優勢（Lucas和Feng，2017年）。

事實上，數據和數據驅動的技術現在占據了全球經濟的制高點。整個全球數據經濟的競爭已經與大國競爭密不可分（Mearsheimer 2021）。盡管美國和中國的經濟深深地相互依存，但中國在整個歐亞大陸不斷擴大的投資將很快使其成為世界貿易的中心。

技術優勢仍然是北約國家的關鍵支柱，但中國正在迅速趕超。即使美國在人工智能發現方面建立了強大的領先優勢，中國也越來越有可能在人工智能驅動的應用產業化方面占據主導地位。中國不僅有先進的商業能力，而且還有一個連貫的國家戰略。中國的技術部門正在達到專業知識、人才和資本的臨界質量，正在重新調整全球經濟的指揮高度（Lucas and Waters 2018）（見圖1）。

中國產業部署的大部分技術創新都是 "漸進式 "的，而不是 "顛覆式 "的，但現在這種情況正在改變。將新興市場聚集在其軌道上，中國前所未有的經濟擴張現在對世界經濟產生了引力（The Economist 2018）。標志性項目，價值數萬億美元的 "一帶一路 "倡議（世界銀行2018年）為圍繞電動汽車、電信、機器人、半導體、鐵路基礎設施、海洋工程以及最終的人工智能的廣泛戰略轉變提供了一個全球平臺（McBride和Chatzky 2019年）。

毫不奇怪，中國已經是國際專利申請的世界領導者（世界知識產權組織2020）。隨著自主機器（Etzioni和Etzioni 2017）、可再生能源基礎設施、量子通信（?iljak 2020）、增強型腦機接口（Putze等人2020）和天基武器（Etherington 2020）的出現，重新思考加拿大國家安全，特別是加拿大國防的性質的壓力正在增加。鑒于技術創新的步伐不斷加快，以及亞洲作為世界貿易中心的崛起（Huiyao 2019），來自國外的技術的影響可能是巨大的。

圖1：按購買力平價計算的國內生產總值預測（以萬億美元計）

2 AI與軍事防御

2.1 AI定義

人工智能的概念已被廣泛討論，但該術語的精確定義仍然是一個移動的目標。與其說人工智能是一項具體的技術或特定的創新，不如說它是一個材料的集合。事實上，即使人工智能技術已經成為廣泛的主流商業應用的基礎，包括網絡搜索、醫療診斷、算法交易、工廠自動化、共享汽車和自動駕駛汽車，人工智能仍然是一個理想的目標。

盡管人工智能領域的研究始于20世紀40年代，但隨著機器學習和計算機處理能力的改進，過去十年對人工智能興趣的爆炸性增長已經加速。人工智能的持續進步被比喻為在人腦中發現的多尺度學習和推理能力。當與大數據和云計算相結合時，預計人工智能將通過將 "智能 "人工智能和機器學習系統與第五代（5G）電信網絡（即物聯網）上的大量聯網設備連接起來，使數字技術 "認知化"。

作為人工智能的一個子集，機器學習代表了人工智能的最突出的應用（見圖2）。機器學習使用統計技術，使機器能夠在沒有明確指令的情況下 "學習"，推動許多應用和服務，改善一系列分析和物理任務的自動化。通過使用數據自動提高性能，這個過程被稱為 "訓練 "一個 "模型"。使用一種算法來提高特定任務的性能，機器學習系統分析大量的訓練數據集，以便做人類自然而然的事情：通過實例學習。

今天，機器學習的最常見應用是深度學習。作為更廣泛的機器學習家族的一部分，深度學習利用人工神經網絡層來復制人類智能。深度學習架構，如深度神經網絡、遞歸神經網絡和卷積神經網絡，支持一系列廣泛的研究領域，包括計算機視覺、語音識別、機器翻譯、自然語言處理和藥物設計。

圖2：人工智能的層級

2.2 加拿大國防部：將人工智能應用于國家安全

安全人工智能位于新興和顛覆性技術（EDT）星座的中心，包括機器人學、基因組學、電池存儲、區塊鏈、3D打印、量子計算和5G電信。在研究層面，美國仍然是人工智能的全球領導者。目前，國家科學基金會每年在人工智能研究方面的投資超過1億美元（國家科學基金會2018年）。國防高級研究計劃局（DARPA）最近宣布投資20億美元用于一項名為AI Next的計劃，其目標是推進上下文和適應性推理（DARPA 2018）。

與過去的原子武器或隱形飛機的技術發展不同，沒有國家會壟斷軍事人工智能。研究人員和領先的商業企業之間廣泛的全球合作意味著人工智能和機器學習的進步可能會在全球范圍內擴散。事實上，人工智能發展的大多數技術進步是由工業界而不是政府推動的。除了市場主導的技術公司，世界各地廣泛的網絡集群正在孵化新一代的商業創新（Li and Pauwels 2018）。因此，許多未來的軍事應用將可能是為商業產業開發的技術的改編。

幸運的是，加拿大一直是人工智能研究前沿的領導者，并繼續通過2017年推出的泛加拿大人工智能戰略下的幾個項目培育一個強大的人工智能生態系統。加拿大政府積極參與人工智能咨詢委員會和各種國際伙伴關系，包括2020年啟動的全球人工智能伙伴關系；人工智能國防伙伴關系，其第二次對話在2021年舉行；以及重疊人工智能驅動的安全和規劃的多邊協議（五眼，北約）。事實上，加拿大的國防政策，"強大、安全、參與"（SSE），反映了加拿大政府對增加年度國防開支的承諾，重點是技術。

目前的聯邦預算包括對人工智能發展的實質性承諾，承諾在10年內投入4.438億美元（Silcoff 2021）。在政府2021年的預算中，1.85億美元將支持人工智能研究的商業化；1.622億美元將用于在全國范圍內招聘頂尖的學術人才；4800萬美元將用于加拿大高級研究所；五年內4000萬美元將旨在加強埃德蒙頓、多倫多和蒙特利爾的國家人工智能研究所的研究人員的計算能力；五年內860萬美元將幫助推進人工智能相關標準的發展和采用（加拿大政府2021年，148）。

2.3 增強加拿大的情報能力

人工智能是一個影響廣泛的商業和軍事技術的模糊領域。像電力或化石燃料一樣，人工智能的廣泛應用意味著人工智能和其他通用技術有能力重新配置現代軍隊的步伐和組織（Bresnahan和Trajtenberg 1995）。從整體上看，人工智能代表了國家安全性質的結構性轉變。出于這個原因，SSE設想了一個未來的軍事態勢，更加注重開發、獲取和整合先進的變革性技術，包括網絡和自主系統。

即使加拿大在傳統聯盟（北美防空司令部、北約和五眼聯盟）中的持續作用仍然是國家安全的基礎，EDT正在從根本上改變沖突的性質。正如格雷格-菲夫（2021年）所觀察到的，人工智能作為戰爭工具的崛起與升級加拿大國家安全架構，特別是加拿大情報部門的日益增長的需求相重疊。技術變革和信息爆炸的復合周期，新的技能組合和新的數據分析戰略對國防規劃的演變變得至關重要。

在數字時代，戰爭正日益成為基于知識的戰爭。隨著沖突進入信息領域，軍事規劃開始重新聚焦于信息/虛假信息行動、網絡行動、情報行動和政治或經濟影響行動。事實上，這種混合戰爭作為一種戰爭工具由來已久，其目的是利用宣傳、破壞、欺騙和其他非動能軍事行動，從內部破壞對手（Bilal 2021）。

網絡仍然是潛在對手、國家代理人、犯罪組織和非國家行為者的一個關鍵目標。這包括對通信、情報和敏感信息的嵌入式監視和偵察。正如Amy Zegart（2021年）所解釋的那樣，技術正在通過極大地擴展數據和信息的獲取，使情報的性質民主化。事實上，今天驅動戰略情報的大部分信息實際上是開放源碼情報（OSINT）或在公共領域。

現代軍隊正變得嚴重依賴安全、及時和準確的數據。隨著數據的急劇膨脹，消化它變得不可能。這種數據爆炸正在推動對新的分析模式和新型網絡工具的需求。在數字時代，安全和情報人員需要新的平臺、新的工具和跨領域工作的新OSINT機構。在這方面，人工智能可能特別有幫助。

隨著數據的重要性增加，在廣闊的數字領域的對抗性競爭也在增加。人工智能和機器學習可以通過篩選巨大的數據庫來極大地提高加拿大的國家情報能力。人工智能不是銀彈。人工智能系統不能產生意義或提供因果分析。然而，人工智能和機器學習可以極大地增強人類在管理數據和數據驅動的分析方面的情報能力。

2.4 增強加拿大軍力

隨著決策者為數據驅動的世界調整其安全態勢，人工智能有望改變軍事沖突的既定模式。DND/CAF面臨的關鍵挑戰之一是數據驅動的網絡重塑指揮和控制系統的速度（Thatcher 2020）。集中式系統的優勢在于其協調人類活動的效率。在指揮系統中，人員和傳感器推動威脅檢測，將信息向決策堆棧上移，以便決策者可以做出適當的反應。數字技術深刻地加速了這個過程。

人工智能在軍事領域的應用可能被證明對傳統的指揮和控制系統具有挑戰性。例如，在美國，五角大樓的第一位首席軟件官最近辭職，以抗議技術轉型的緩慢步伐。在離開國防部職位后的一次采訪中，尼古拉-沙伊蘭告訴《金融時報》，美國未能對技術變革和其他威脅作出反應，使國家的未來面臨風險（Manson 2021）。

除了變化的速度緩慢，軍事指揮和控制系統的集中性意味著單點故障提供了脆弱的攻擊點。指揮機關和自動或人類控制者往往容易受到利用不良或欺騙性信息的對抗性技術的影響，甚至自上而下的決策在適應復雜的突發挑戰方面也會很緩慢。

神經形態計算、生成式對抗網絡（GANs）、人工智能決策支持、數據分析和情報分析方面的新創新在增強軍事行動的結構和進程方面可能會產生巨大影響。機器學習算法的快速發展已經在商業和軍事領域引發了一波投資熱潮。

超越對損耗和動能攻擊的傳統關注，轉向基于加速和適應的新方法，數據驅動的技術可能是促成國家安全性質徹底轉變的關鍵。人工智能不是一種單一的技術。相反，它是一類可以在一系列軍事和商業應用中整合的技術。這些技術不斷演變的基礎是數據。

數字技術現在由數據推動，并將繼續推動創造越來越多的數據驅動的技術--特別是人工智能。數據是訓練人工智能和先進機器學習算法的基礎。數據既是大規模運行的數字系統產生的 "操作廢氣"，也是機器對數據輸入作出反應的過程，它現在推動了機器的 "自主性"。

數據驅動的技術支撐著現代社會的核心社會和經濟功能，涵蓋了基礎設施、能源、醫療保健、金融、貿易、運輸和國防。隨著5G網絡的全球推廣，預計在高度健全的全球信息網絡中創建、收集、處理和存儲的數據將出現爆炸性增長。根據市場研究公司IDC的數據，目前全球數據正以每年61%的速度增長（Patrizio 2018）。預計到2025年，數據將達到175 zettabytes（一萬億吉字節），改變數字經濟的性質和規模（同上）。

出于這個原因，DND/CAF將數據提升到國家資產的水平是明智的。這對經濟增長和加拿大國防都至關重要。將數據作為國家資產加以保護和利用，將意味著重新思考目前構成當代數據架構的大型集中式數字基礎設施。可以肯定的是，網絡時代的數據安全應該是分散的和聯合的，以避免集中式系統的脆弱性。

3 武器化AI：致命的自治系統

關于技術破壞的傳統預測往往會犯一個錯誤，即假設這種規模的系統變化只是以一對一的方式取代舊技術。在現實中，這種規模的顛覆往往會不成比例地取代舊的系統，使其具有巨大的新的架構、界限和能力（Arbib和Seba 2020）。

正在進行的人工智能武器化正在助長一場全球軍備競賽，有望重塑加拿大國防戰略的輪廓。事實上，世界上許多國家在人員系統自動化、設備維護、監視系統以及無人機和機器人的部署方面已經遠遠領先（斯坦利和平與安全中心、聯合國裁軍事務廳和史汀生中心2019）。從美國到俄羅斯到以色列再到中國，軍事研究人員正在將人工智能嵌入網絡安全舉措和支持遠程手術、戰斗模擬和數據處理的機器人系統。

以先進的物流、半自動車隊、智能供應鏈管理和預測性維護系統的形式將人工智能應用于軍事行動代表了人工智能的近期應用（Perry 2021）。然而，能夠在陸地、海洋、空中、太空和網絡領域針對個人（無論是否需要人類干預）的自主武器的演變代表了軍事沖突的可能未來（見圖3）。事實上，近100個國家的軍隊目前擁有某種程度的武裝或非武裝無人機能力（Gettinger 2019）。

圖3:全球無人機激增

商業無人機技術在采礦、農業和能源領域的縱橫捭闔，正在助長無人機技術的廣泛擴散。正如最近亞美尼亞和阿塞拜疆之間的沖突所表明的那樣，一群相對便宜的自主和半自主無人機可以被利用來壓倒傳統的軍事系統，使一系列當代平臺變得過時（Shaikh和Rumbaugh 2020）。輕型、可重復使用的武裝無人機，如土耳其的Songar（Uyan?k 2021）可以配備一系列有效載荷，包括迫擊炮、手榴彈和輕機槍。最近對沙特阿拉伯的Abqaiq石油加工設施（Rapier 2019）和俄羅斯的Khmeimim空軍基地（Hambling 2018）的攻擊反映了軍事無人機在不同戰場環境中的應用越來越多。

致命自主武器系統（LAWS）被定義為可以在沒有人類授權的情況下選擇和攻擊目標的武器，它被設計為在獨立識別目標之前在指定的行動區域內長期徘徊。多個無人機或機器人可以并行運作，以克服對手的防御或摧毀一個特定目標。開發人員傾向于將致命性武器系統分為三大類，即觀察、定位、決定和行動（OODA）循環（見圖4）。這些類別包括。"循環中的人"、"循環中的人 "和 "循環外的人"。這種區分也被框定為 "半自主"、"受監督的自主 "和 "完全自主 "的技術系統。不幸的是，受監督的致命性自主武器系統和完全自主的致命性自主武器系統之間的區別，可能只是一個軟件補丁或一個監管程序。

圖4：OODA環

隨著致命性自主武器系統和其他數據驅動的技術變得更便宜和更廣泛，它們可能會給廣泛的國家和非國家行為者提供平臺和工具，以新的和破壞性的方式利用人工智能和機器學習。除了收緊OODA循環外，軍事人員將需要了解人工智能在加速OODA循環方面的影響，以確定在特定情況下哪種模式最合適。

3.1 網絡平臺

鑒于EDT的范圍和規模，認為我們可以簡單地保持從上個世紀繼承的系統和做法是錯誤的。正如英國查塔姆研究所2018年的一份報告所警告的那樣，美國、英國和其他核武器系統正變得越來越容易受到網絡攻擊（Unal and Lewis 2018）。這些擔憂是有根據的。人工智能和EDT的擴散一起，幾乎肯定會通過利用人工智能和自主系統的規模效應，為小國和非國家行為者帶來好處。

對于許多北約國家來說，網絡平臺已經成為多領域行動的關鍵--海、空、陸、網絡和空間。大規模的網絡使得在復雜環境中可視化和協調大量資源成為可能。在5G電信和云計算的基礎上，信息系統現在可以有效地收集、傳輸和處理大量的戰場數據，提供實時數據分析。

連接設備正在成為協調空襲、駕駛無人機、消化戰斗空間的實時視頻和管理高度復雜的供應鏈的關鍵。在英國，國防數據框架提供了一個結構，以解決軍事組織與數據驅動的企業需求相一致的挑戰（Ministry of Defence 2021）。從戰略到通信到后勤到情報，數字平臺現在是協調復雜軍事行動的基礎。數據現在是所有作戰領域的命脈。

在一個數字化的戰斗空間中，每個士兵、平臺和資源現在都是一個復雜軍事網絡中的節點。從20世紀90年代以網絡為中心的美國軍事行動開始，數字技術已經成為先進武器、戰術和戰略的基礎。從戰場態勢感知和自主無人機到精確制導彈藥和機器驅動的心理行動，網絡正在使戰爭進入網絡時代。

在集中式機構對工業時代至關重要的地方，平臺和網絡正在成為數字時代的關鍵。人工智能本質上是一種 "自下而上 "的技術，依靠不斷 "喂養 "大量的數據來支持機器學習作為 "學習引擎"。隨著數字生態系統的激增，網絡平臺和它們所依賴的數據管理系統成為管理不斷擴大的資源和人員的關鍵。

與金融部門一樣，DND應該尋求區塊鏈等DLT，以加速加拿大軍隊的數字化轉型。通過在分散的網絡中橫向分配數據，CAF區塊鏈可以幫助減少官僚化系統固有的限制和脆弱性。DLT提供了一個高度分散的驗證系統，可以確保所有的通信和數據傳輸免受對手的攻擊，同時消除集中式節點的潛在故障。

3.2 無人機群和機器人技術

人工智能在軍事規劃中的應用正在迅速推進，許多國家在部署無人機和機器人方面已經取得了很大進展。事實上，無人機技術的全球擴散正在順利進行中。

世界各地的軍隊正在加速開發或采購攻擊型無人機（見圖5）。俄羅斯的 "閃電"（BulgarianMilitary.com 2021）、西班牙的Rapaz8以及英國、9美國10和以色列11的各種無人機項目共同代表了軍事技術新時代的早期階段。與工業時代的軍事技術不同，無人機可以以低成本獲得，并需要相對較少的技術技能。

無人機群技術涉及微型/迷你無人機/無人駕駛飛行器或無人機群，利用基于共享信息的自主決策。事實上，當代軍用無人機已經可以被設計成在沒有人參與的情況下定位、識別和攻擊目標。利用蜂群技術，數以百計的非武裝無人機可以從現場收集信息，同時用各種武器（即火器、火炮和/或彈藥）引導數以千計的無人機。

正如簡短的視頻 "Slaugherbots "所展示的那樣，完全自主的武器將使瞄準和殺死獨特的個人變得非常容易和便宜。在面部識別和決策算法的基礎上，國家和非國家行為者都可以廣泛使用致命性武器。數以千計的相對便宜的無人機配備了爆炸性的彈頭，有可能壓倒防空系統，攻擊基礎設施、城市、軍事基地等等。

圖5：無人機對比

3.3 馬賽克戰爭

無人機群壓倒加拿大軍事設施的威脅，以及對關鍵基礎設施的網絡攻擊或在衛星傳感器檢測到威脅時自動發射的高超音速導彈，代表了一個令人不安但越來越可能的未來。從復雜性科學和對昆蟲的研究中產生的，使用無人機來支持 "集群情報 "代表了一個加速戰爭節奏的新工具集。

為了應對這種不斷變化的環境，DARPA提出了 "馬賽克戰爭"的概念。馬賽克戰爭的中心思想是，模塊化系統可以成為應對高度網絡化環境的廉價、靈活和高度可擴展的工具。就像馬賽克中的瓷片一樣，單個作戰平臺可以被設計成高度可配置的。編隊利用分散的代理在 "殺戮網 "上進行重新配置。殺戮網的目標是避免 "單體系統 "的結構僵化。

與傳統戰爭中需要的復雜棋局不同，馬賽克戰爭利用數字網絡，利用模塊的靈活性和增強的決策（時間壓縮）加快動態響應時間。像自然界中的復雜系統一樣，殺傷性網絡使用算法來消除單點故障，通過模塊化設計加速反應時間。

從主導地位（預測）轉向加速反應（適應），"馬賽克戰爭 "旨在支持混合軍事單位，利用 "決策棧 "上下的橫向網絡。人工智能、無人機、傳感器、數據和人員結合在一起，為地面上的作戰指揮官提供支持，使小型編隊能以更快的速度獲得情報、資源和后勤資產。

像 "馬賽克戰爭 "這樣的模塊化系統表明，未來的戰爭將越來越多地利用現在驅動戰爭游戲和模擬的計算、數據分析和算法。推動高度流動、游戲化和不可預測的環境，未來的人工智能系統可以將戰爭加速到一個隨著結果范圍的擴大而變得極其密集的計算速度和節奏。

DARPA最近的AlphaDogfight（2019-2020年）為這一新現實提供了一個窗口。使用復雜的F-16飛行模擬器讓計算機與有經驗的人類飛行員對決，試驗的目的是為DARPA的空戰進化計劃推進人工智能開發者。毫不奇怪，F-16人工智能代理通過積極和精確的機動性擊敗了人類飛行員，而人類飛行員根本無法與之相提并論，五局為零。

4 對抗性攻擊

人工智能的武器化也在激起對抗人工智能系統的新戰略和方法。正如網絡行動（無論是間諜活動還是攻擊）可以指示計算機網絡或機器以它們不打算的方式運行，對手也可以對人工智能系統使用同樣的策略。這個過程被稱為對抗性機器學習，旨在找出機器學習模型的弱點并加以利用。攻擊可能發生在開發或部署階段，包括通過提供欺騙性輸入（例如，"毒化"數據）或針對模型本身來誤導模型。

這些方法在國家安全環境中特別危險，因為在許多情況下，它們是微妙的，人類無法察覺。此外，具有挑戰性的是，對手不一定需要對目標模型的具體知識或直接訪問其訓練數據來影響它。隨著人工智能系統變得更加普遍，更多的人可以接觸到，對手的吸引力和攻擊機會將增加。

4.1 攻擊數據

攻擊者可能試圖修改訓練數據或測試數據。這是通過創造對抗性樣本來實現的，這些樣本被故意 "擾亂 "或改變并提供給模型，從而導致錯誤。例如，通過改變洗衣機圖像的分辨率，研究人員能夠欺騙一個模型，將機器分類為 "安全 "或 "擴音器"（Kurakin, Goodfellow and Bengio 2017）。對人的眼睛來說，對抗性圖像看起來幾乎是一樣的。

在國家安全方面，對手可能會試圖使用同樣的技術來暗示武器系統實際上是一個社區中心。如果這是在孤立的情況下發生的，那么這個問題很可能被識別和解決。如果對手的樣本被長期大規模使用，這可能成為一個重大的挑戰，并影響對情報收集系統的信任。

此外，一些對手可能并不精確--或有技能--并可能試圖迫使一個模型對整個類別而不是特定類別進行錯誤分類。由于我們在國家安全環境中越來越依賴計算機圖像，并不總是能夠實時或在有爭議的空間進行驗證，因此在這種攻擊中出現誤判的風險是很大的。

高后果的人工智能系統并不是對抗性攻擊的唯一目標。受對抗性樣本影響的人工智能系統可以包括生物識別，其中假的生物特征可以被利用來冒充合法用戶，語音識別中攻擊者添加低量級的噪音來混淆系統（Zelasko等人，2021）和計算機安全（包括在網絡數據包中混淆惡意軟件代碼）。

由于DND/CAF尋求通過部署人工智能系統來提高效率--如軍艦上的語音助手（McLeod 2019）--必須在部署前評估對抗性使用的風險并制定對策。

4.2 攻擊模型

除了改變輸入，另一種攻擊方法可用于逆向工程模型以獲取訓練數據（Heaven 2021）。由于機器學習模型對訓練數據的表現比新的輸入更好，對手可以識別目標模型預測的差異，并與包括個人身份信息在內的已知數據相匹配（Shokri等人，2017）。隨著機器學習即服務變得越來越多--而且在許多情況下，被用作開發更復雜的能力的基礎--DND將需要仔細審查國家安全系統的數據泄漏風險。這甚至適用于看似無害的系統，如語音助手。

人工智能系統的弱點的例子很多（Hadfield-Menell等人，2017）。這些例子包括吸塵器將收集到的灰塵彈回它剛打掃過的地方，以便它能收集更多的灰塵，或者數字游戲中的賽艇在原地循環以收集分數，而不是追求贏得比賽的主要目的。雖然這些例子沒有生命危險，但同樣的技術--被稱為獎勵黑客（當一個模型被指示使其目標函數最大化，但卻以非故意的方式進行）--可以被用于更嚴重的效果。

從旨在用固定的訓練數據解決 "單步決策問題 "的機器學習過渡到解決 "順序決策問題 "和更廣泛的數據集的深度機器學習，將使對抗性攻擊更難發現。這種威脅是如此之大，以至于美國情報高級研究項目活動正在資助一個項目，以檢測木馬人工智能對已完成系統的攻擊。令人擔憂的是，政府可能會在不知情的情況下操作一個產生 "正確 "行為的人工智能系統，直到出現 "觸發 "的情況。例如，在部署過程中，對手可能會攻擊一個系統，并在更晚的時候才導致災難性的故障發生。這些類型的攻擊可能會影響到圖像、文本、音頻和游戲的人工智能系統。

4.3 防御和反制措施

正如對抗性樣本可以用來愚弄人工智能系統一樣，它們可以被納入訓練過程中，以使它們對攻擊更加強大。通過對最重要的國家安全人工智能系統進行清潔和對抗性數據的訓練--要么給它們貼上這樣的標簽，要么指示一個模型將它們分離出來--更大的防御是可能的。但是，復雜的對手很可能會自行躲避這種防御方法，而使用額外的戰術進行深度防御將是必要的。

GANs有各種各樣的用例，從創建深度假說到癌癥預后（Kim, Oh and Ahn 2018）。它們也可用于防御對抗性攻擊（Short, Le Pay and Ghandi 2019），使用一個生成器來創建對抗性樣本，并使用一個判別器來確定它是真的還是假的。一個額外的好處是，使用GANs作為防御，實際上也可能通過規范數據和防止 "過度擬合 "來提高原始模型的性能（IBM云教育2021）。

對抗性攻擊和防御模型進行基準測試--如使用GANs--是一種全面的對策，可以對AI系統進行比較。這種方法為制定和滿足安全標準提供了一個量化的衡量標準，并允許評估人工智能系統的能力和限制。

作為這個測試和評估過程的一部分，博弈論可能有助于建立對手的行為模型，以確定可能的防御策略。由于人工智能系統無法在傳統的信息安全意義上進行 "修補"，因此在部署前應仔細分析針對國家安全人工智能系統的對抗性攻擊的風險，并定期進行審查。此外，訓練有素的模型--特別是那些關于機密數據和最敏感應用的模型--應該得到仔細保護。

5 關于人工智能的全球治理

數據驅動的戰爭的速度和范圍表明，我們正在進入一個新的時代，其中致命性武器系統的潛力--無論是否有人類參與--都可能極大地改變全球力量平衡。從殺手級無人機和人機合作到增強的軍事決策（殺手2020），人工智能技術將使世界各國軍隊投射力量的能力大大增加。正在進行的人工智能武器化也與空間武器化相重疊（《經濟學人》2019年），因為低地球軌道（LEO）日益成為軍事監視、遙感、通信、數據處理（Turner 2021）和彈道武器（Sevastopulo和Hille 2021）的操作環境。

人工智能與低地軌道和致命性自主武器系統的興起，代表了全球安全性質的一個關鍵轉折點。為此，世界各地的學術研究人員、技術企業家和公民都對人工智能的軍事化所帶來的危險表示擔憂。正如他們正確地指出的那樣，在規范負責任地開發和使用人工智能的規范和法律方面缺乏國際共識，有可能造成未來的危機。

5.1 戰爭法則

除了我們在科幻小說中經常看到的對人工智能的夸張描述，重要的是建立適當的制衡機制，以限制人工智能技術可能提供的權力集中。關于管理人工智能和其他數字技術的共同國際規則和條例將塑造未來幾十年的戰爭和沖突的輪廓。在軍事人工智能的發展中制定護欄，對于減少未來沖突的可能性至關重要。

加拿大和其他北約國家積極參與這一討論可能是未來全球和平與安全的關鍵。在發動戰爭的條件（jus ad bellum）和戰爭中的人工智能行為（jus in bello）方面，規范人工智能使用的戰爭法仍有待確定。鑒于美國和中國之間不斷擴大的競爭，需要制定關于致命性自主武器系統的使用及其擴散的條約是再及時不過了。

正如北約所觀察到的，加拿大及其盟國應尋求促進、參與和建立合作機會，以支持開發和應用人工智能和其他EDT的廣泛、全面的架構（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020）。盡管面臨著艱巨的挑戰，全球治理在規范軍事人工智能方面可以發揮重要作用。盡管對人工智能及其武器化有不同的看法，但過去的談判可以作為未來條約的基礎，特別是在定義戰爭規則方面。這包括關于常規武器、核軍備控制、生物和化學武器、地雷、外層空間和平民保護的條約（見圖6）。

到目前為止，《聯合國特定常規武器公約》（CCW）已經監督了一個討論應對自主武器帶來的人道主義和國際安全挑戰的進程。已經提出了一系列監管致命性自主武器系統的潛在方案，包括《特定常規武器公約》下的一項國際條約，一個不具約束力的行為準則，宣布各國承諾負責任地開發和使用致命性自主武器系統。在聯合國之外，2013年發起了 "停止殺手機器人 "運動，目標是完全禁止致命性自主武器系統。

聯合國秘書長安東尼奧-古特雷斯強調了人工智能和其他數字技術的風險和機遇（聯合國2020），并呼吁禁止致命性自主武器系統（古特雷斯2021）。不幸的是，聯合國成員國，特別是聯合國安理會的觀點存在分歧，一些國家認為監管是民族國家的專屬權限，而另一些國家則側重于更多部門的做法。除了人工智能的武器化，在圍繞人權、算法偏見、監控（公共和私人）以及國家支持的或國家支持的網絡攻擊等問題上也存在廣泛的分歧。

對于世界上的主要軍事大國來說，缺乏互信仍然是追求人工智能集體軍備控制協議的一個重大障礙。即使相當多的國家支持提供新的具有法律約束力的條約，禁止開發和使用致命性自主武器，但世界上大多數主要軍事大國都認為人工智能的武器化具有重大價值。鑒于這些分歧，致命性自主武器系統的多邊管理將需要建立信任措施，作為打開政治僵局的軍控進程的手段。

走向平凡的監管 也許制定管理人工智能的政策和監管制度的最具挑戰性的方面是難以準確地確定這些制度應該監管什么。與生物和化學武器不同，人工智能大多是軟件。事實上，人工智能是一個移動的目標：40年前被定義為人工智能的東西，今天只是傳統的軟件。

人工智能是一個模糊的技術領域，影響著廣泛的商業和軍事應用。例如，機器學習算法是搜索引擎（算法排名）、軍用無人機（機器人技術和決策）和網絡安全軟件（算法優化）的成分。但它們也支撐著平凡的行業，甚至兒童玩具（語義分析、視覺分析和機器人技術）、金融軟件和社交媒體網絡（趨勢分析和預測分析）。

與屬于這些平凡的監管領域的產品和流程一樣，人工智能技術不是被設計成最終實體，而是被設計成在廣泛的產品、服務和系統中使用的成分或組件。例如，一個 "殺手機器人 "不是一種特定技術的結果。相反，它是人工智能 "成分 "重新組合的結果，其中許多成分也被用來檢測癌癥或增加駕駛者的安全。

雖然人們傾向于使用一個專門的不擴散鏡頭來監管人工智能，但雙重用途的挑戰仍然存在。與核擴散或轉基因病原體不同，人工智能不是一種特定的技術。相反，它更類似于一個材料或軟件成分的集合。與大多數二元的核不擴散鏡頭相比，可以在食品監管中找到更相關（盡管不那么令人興奮）的監管模式的靈感，特別是食品安全和材料標準（Araya和Nieto-Gómez 2020）。

5.2 治理人工智能

鑒于對人工智能進行全面監管存在重大的概念和政治障礙，治理仍然是一項艱巨的挑戰。一方面，如果我們把人工智能理解為一系列復制人類活動的技術實踐，那么就根本沒有一個單一的領域可以監管。相反，人工智能的治理幾乎重疊了每一種使用計算來執行任務的產品或服務。另一方面，如果我們將人工智能理解為大幅改變人民和國家之間權力平衡的基礎，那么我們就會面臨重大挑戰。

幸運的是，這并不是民族國家第一次面臨影響全球安全的新技術。在第二次世界大戰之后，世界上最強大的國家--美國、英國、蘇聯、中國、法國、德國和日本--對核武器、化學制劑和生物戰的全球治理進行監督。當時和現在一樣，世界必須采取集體行動來治理人工智能。

與冷戰時期一樣，包括定期對話、科學合作和分享學術成果在內的建立信任措施可以幫助減少地緣政治的緊張。為管理軍事人工智能帶來的風險制定一個共同的詞匯，可以為隨著時間的推移制定更有力的人工智能多邊條約提供基礎。

在這方面，經濟合作與發展組織（OECD）已經公布了其關于人工智能的建議，作為一套政府間標準，于2020年2月啟動了人工智能政策觀察站。加拿大和法國政府還與經合組織一起領導了一個全球人工智能伙伴關系（GPAI），旨在成為一個人工智能政策的國際論壇。GPAI的成員專注于以 "人權、包容、多樣性、創新和經濟增長原則 "為基礎的負責任的人工智能發展。

除了GPAI，一些歐洲國家已經呼吁歐盟成員開始一個關于負責任地使用新技術的戰略進程--特別是人工智能。美國已經邀請盟國討論人工智能的道德使用問題（JAIC公共事務2020）。北約已經啟動了一個進程，鼓勵成員國就一系列道德原則和具有軍事用途的電子技術關鍵領域的國際軍備控制議程達成一致（Christie 2020；NATO 2020）。認識到EDT對全球安全的深遠影響，北約于2019年12月推出了EDT路線圖（北約科技組織2020）。

從整體上看，二十一世紀需要進行正式監管。從長遠來看，這很可能包括尋求與禁止生物武器、化學武器和殺傷人員地雷一樣的人工智能條約。然而，鑒于人工智能的創新速度和世界超級大國之間日益擴大的分歧，就人工智能的全球治理進行談判的機會之窗可能正在關閉。

圖6:人工智能的全球治理

6 結論：走向國家創新體系

即使在工業時代即將結束的時候，技術創新也在加速進行（Araya 2020）。自從大約80年前誕生以來，人工智能已經從一個神秘的學術領域發展成為社會和經濟轉型的強大驅動力。人工智能在戰爭中的整合被一些軍事分析家描述為一個不斷發展的 "戰場奇點"（Kania 2017）。在 "技術奇點"（Schulze-Makuch 2020）的概念基礎上，人們越來越多地猜測，人工智能和機器人將超越人類的能力，有效地應對算法驅動的戰爭。

人工智能和其他EDT的演變正在將先進的數據、算法和計算能力匯集起來，以 "認知 "軍事技術。在這種新環境下，現代軍隊正變得嚴重依賴提供安全、及時和準確數據的網絡。數據已經成為數字系統的 "作戰用氣 "和驅動 "智能機器 "的原料。隨著數據重要性的增加，在廣闊的數字領域的對抗性競爭也在增加。事實上，數據的真正價值在于其推動創新的數量和質量。

正如北約關于EDT的年度報告（北約新興和顛覆性技術咨詢小組2020）明確指出，要想跟上技術變革的步伐，就必須在技術的開發、實驗和應用方面保持靈活性和快速迭代。整個CAF的創新能力必須是一個更廣泛的創新生態系統的一部分，該系統有效地整合了公共和私人生態系統的研究和實施。這包括與加拿大工業界合作利用雙重用途的GPT的明確目標，以便利用已經存在的技術。

這種多領域的合作在歷史上被定義為國家創新體系（NSI）（OECD 1997）。事實上，NSI政策和規劃可以采取多種形式，從松散的協調到高度整合的伙伴關系。在美國（Atkinson 2020）、中國（Song 2013）和歐洲（Wirkierman, Ciarli and Savona 2018）應用的各種NSI規劃模式表明，在最大化政府-產業-研究伙伴關系方面可以找到大量的經濟和社會回報。政府應通過稅收優惠、采購和研究資金以及戰略規劃，努力建設加拿大的技術能力。但它不能單獨行動。

國家創新必然取決于機構參與者在一個共享的生態系統中進行合作。出于這個原因，一個協調的加拿大國家統計局將需要在推動長期創新的過程中，人們和機構之間的技術和信息的相互流動。鑒于EDT的許多創新是由工業界主導的，推進公私伙伴關系對加拿大軍隊的發展至關重要。對于國防部/加拿大空軍來說，要推進適合數字時代的軍隊，政府、工業界和學術界將需要以更綜合的方式進行合作。

建立一個強大的加拿大創新生態系統將意味著更廣泛的公私合作和持續的知識和資源的再培訓、培訓和孵化。盡管開發尖端人工智能需要人力資本投資，但大多數人工智能應用現在可以通過開源許可獲得，即使核心學習算法可以在公共平臺和整個學術生態系統中獲得。這種 "開放一切 "環境的影響是對封閉的等級制度和深思熟慮的官方機構的實質性挑戰。

政府程序和規劃將需要適應加速的創新生命周期，以配合EDT積極的淘汰周期。除了與網絡技術相關的巨大的不對稱安全風險外，向數據驅動型軍隊的轉變將需要大量關注數據安全和數據治理。與進行傳統的國家間沖突所需的大量成本和規劃不同，網絡攻擊的破壞性影響可以由僅有一臺個人電腦的小團體對關鍵基礎設施發動。鑒于未來不斷增加的挑戰，大型官僚機構（公司、政府、學術和軍事）的設計變化是不可避免的。

除了對新的和不同的知識、資源和專長的需求，加拿大政府和加拿大軍方將需要平衡硬實力和不斷變化的地緣政治格局的需求。在美國占主導地位的時代之外，二十一世紀正被一個以技術民族主義和后布雷頓森林體系為特征的多極體系所塑造。面對一個快速發展的數字時代，國際合作將是確保和平與安全的關鍵。信息共享、專家會議和多邊對話可以幫助世界各民族國家及其軍隊更好地了解彼此的能力和意圖。作為一個全球中等國家，加拿大可以成為推動這一努力的主要伙伴。

國際治理創新中心（CIGI）

國際治理創新中心（CIGI）是一個獨立的、無黨派的智囊團，其經同行評議的研究和可信的分析影響著政策制定者的創新。其全球多學科研究人員網絡和戰略伙伴關系為數字時代提供政策解決方案，目標只有一個：改善各地人民的生活。CIGI總部設在加拿大滑鐵盧，得到了加拿大政府、安大略省政府和創始人吉姆-巴爾西利的支持。