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內容提要

俄羅斯領導層將創新能力視為大國的標志之一,并認為軍事創新對俄羅斯在不斷變化的威脅環境中的整體防御態勢至關重要。俄羅斯人工智能(AI)和自主生態系統的目標最好在俄羅斯經濟發展和現代化努力的背景下理解,包括那些旨在改善俄羅斯公民福祉以及商業和創業活動條件的舉措。

以下報告詳細介紹了俄羅斯人工智能生態系統,以了解俄羅斯不斷發展的人工智能和自主性領域。在關注人工智能和自主性的同時,該報告還試圖將人工智能置于俄羅斯更大的技術環境中。

俄羅斯人工智能的管理和法律方面

俄羅斯政府正在建立必要的結構性法律和管理框架,以便在快速增長的人工智能和自主性領域進行發展和競爭。它正試圖實施具有目標和指標的全國性戰略,以促進支持俄羅斯的數字--特別是人工智能--發展的環境。然而,這些努力的實施主要是由政府通過國有企業推動的。雖然人工智能倡議在整個俄羅斯政府中占有一席之地,但缺乏對私人倡議的重視可能會損害俄羅斯在未來的努力。雖然許多俄羅斯人期待著整個俄羅斯更大的數字化帶來的好處,但也有一些人批評政府為增加對私人數據的訪問而做出的努力。俄羅斯公民對不受控制的人工智能發展及其對社會的潛在影響感到厭倦。

俄羅斯的人工智能生態系統

俄羅斯的人工智能生態系統由政府、國有企業、軍事、學術和私人行為者之間相互聯系的活動集群組成。然而,俄羅斯人工智能生態系統的一個關鍵特征是它由國有公司領導,并為人工智能部門提供大量的聯邦資金。這些國有公司包括孵化器、資助者和旨在促進人工智能發展的倡議。對聯邦資金的嚴重依賴讓俄羅斯的一些人擔心,它破壞了主動性和技術風險的承擔和增長。雖然關于俄羅斯在人工智能領域的調查和國際排名(如文章調查和機構排名)表明,它落后于其他更大的參與者,但它正在作出一些改進。

與人工智能相關的學術實體、培訓和教育

俄羅斯的商業、工業和國防部門都面臨著缺乏技術熟練專家,這在人工智能領域尤其如此。造成這種情況的原因包括:受過技術培訓的專業人員流向國外的高薪工作,蘇聯解體和之后的影響揮之不去,以及俄羅斯廣大地區不同的人口結構。俄羅斯政府認識到了這些挑戰,并正在采取措施來減輕這些挑戰。這些步驟包括針對廣泛的人口統計學的許多項目,從鼓勵訓練有素的技術專家到教育更廣泛的民眾了解人工智能相關技術。盡管采取了這些措施,教育和培訓方面的弱點可能會在一段時間內挑戰俄羅斯的技術創新嘗試,這取決于本報告中詳述的新措施如何生效以及需要多長時間。

俄羅斯的私人部門人工智能

俄羅斯人工智能私人市場的技術發展和增長主要由國家支持的研發工作推動,盡管私人對人工智能解決方案的需求正在增加。總的來說,私人人工智能市場一直被專注于利用自然語言處理(NLP)和其他形式的自動數據分析的進步所支配,盡管對計算機視覺和其他類型的識別和預測能力的興趣正在增長。在用于金融和零售目的的廣泛的自動化NLP應用之外,獲得私人市場關注的最重要的人工智能技術是在面部識別軟件、設施和周邊安全、無人駕駛貨物運輸和農業企業、公共交通控制系統和鐵路網絡整合、訓練神經網絡和其他人工智能方法的自動化平臺,以及自動化醫療分析。

俄羅斯的軍事人工智能

從高級政治和軍事聲明以及專業軍事著作來看,俄羅斯安全專家和政策制定者的共識是,人工智能的發展和使用對俄羅斯武裝部隊未來的成功至關重要,也是其軍事力量的關鍵。雖然軍事人工智能在俄羅斯遵循了許多與其他發達軍隊相同的趨勢,但俄羅斯軍事機構確實特別強調了其已經關注的領域,如用于決策和自主的信息管理。俄羅斯軍事戰略家重視建立他們所說的 "戰場上的信息優勢",而人工智能增強技術有望利用現代戰場上的數據優勢來保護俄羅斯自己的部隊,并拒絕對手的這種優勢。話雖如此,俄羅斯軍方也在不斷討論軍事人工智能的最終目標。有一種普遍的觀點認為,操作者需要留在決策周期中,以避免軍事和道德上的意外后果,但也有討論預測完全自主是未來沖突的一個不可避免的特征,部分是由對美國人工智能相關意圖的解釋所推動的。

國際合作

盡管存在上述挑戰,俄羅斯正在尋求成為人工智能領域的主要思想領袖之一。俄羅斯領導人強調了人工智能對普通公民生活的承諾,從醫療創新到改善經濟表現。然而,俄羅斯領導人也強調了人工智能在錯誤的人手中或在錯誤的意圖下可能帶來的危險。也許比起其他任何人,俄羅斯領導人更關注保護傳統和社會內部穩定的需要,這反映了俄羅斯對外部干預俄羅斯事務的長期關注。俄羅斯正在全球范圍內尋求技術和人工智能發展方面的有益伙伴關系;例如,它已經通過華為和三星與中國和韓國達成了實質性協議。然而,中國和韓國更多是例外,而不是常規。與俄羅斯合作的地緣政治利益通常不會超過美國和歐盟等其他生態系統中的商業利益。盡管如此,我們預計它與其他成熟的技術社會之間不斷增長的關系將產生一些好處。

圖1. 描繪人工智能增強的戰斗機工程

方法和結構

本報告是CNA俄羅斯研究項目在過去一年中繪制和了解俄羅斯人工智能生態系統的工作成果。首先,該團隊開發并實施了一份雙周通訊,強調了俄羅斯技術、人工智能和自主性領域的持續發展。這些通訊還重點關注各種軍事人工智能相關的舉措和關鍵的人工智能組織。他們還在繪制俄羅斯的人工智能生態系統方面發揮了關鍵作用,并提供了需要更深入研究的領域的關鍵。通過這項研究,我們能夠了解公共、私營和軍事部門的各種組織之間的關系。

我們從廣泛的俄語來源收集數據,包括法律文件、官方聲明、行業產品信息、俄羅斯專業軍事期刊、會議記錄和個人出版物。每個來源的重要性在不同部門之間有所不同。例如,政府部分在很大程度上依賴現有的許多官方文件,而軍事部分則更多地依賴公開來源的俄羅斯新聞報道。這項研究必須在收集盡可能多的信息與承認許多談論和撰寫人工智能的消息來源并不一定了解屬于人工智能和自主權范疇的復雜而龐大的領域之間取得平衡。為此,CNA團隊與CNA的自主權和人工智能中心合作,更好地了解各種報告的一些技術意義。然而,請注意,我們報告的重點不是對俄羅斯人工智能發展的技術審查。

本報告的第一部分提供了一個概述,以幫助讀者了解俄羅斯和分析家們經常評估它的各種指標。報告的這一部分是獨特的,因為它沒有特別涉及人工智能或自主性,但我們認為它提供了必要的背景,將豐富對俄羅斯技術創新、人工智能和自主性的討論。具體來說,這一部分對于那些主要背景是人工智能和自主權而不是具體的俄羅斯的讀者來說,將是最有用的。

接下來的部分描述了俄羅斯政府為在俄羅斯創造有利于技術進步的氛圍所做的努力。它涵蓋了更廣泛的 "數字化 "努力,并將人工智能置于這一更廣泛的框架中。這一節是以下各節的背景和環境。第三部分重點介紹了俄羅斯的人工智能生態系統,其主要參與者和互動。之后,有四個部分考察了與俄羅斯教育、私營部門、軍事和國際合作有關的人工智能,以便為我們對俄羅斯人工智能生態系統的討論提供一些顆粒度。

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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。

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。

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執行摘要

大數據、人工智能和機器學習代表了當今最前沿的一些技術,并可能成為未來幾十年甚至更久的主導技術。大多數專家都認為,人工智能的發展將比1879年電力發明以來的任何技術都更能改變我們的生活,這一點通常被稱為人工智能或簡稱AI。

可悲的是,在人工智能和無人系統(或用老話說的 "機器人")的編隊協作問題上,熱度遠遠高于光度,其中大部分是由大眾媒體推動的。普通大眾被不斷喂食關于 "壞"機器人的書籍和電影(例如《世界大戰》、《終結者》),甚至是關于 "好"機器人叛變的書籍和電影(例如《2001:太空漫游》和《機器之家》),普遍擔心今天的機器人--使用人工智能的無人駕駛機器--將以我們在2021年只能模糊感知的方式來主宰我們的生活。

當涉及到人工智能的軍事應用時,這些擔憂就會變得異常強烈。許多人表示擔心,美國軍方可能會失去對其無人系統的控制,特別是其武裝的無人系統。這些擔心已經表現在許多方面,最明顯的是谷歌停止了美國國防部的算法戰爭跨功能團隊的工作,也就是所謂的Maven項目。這尤其令人擔憂,因為Maven項目與武裝無人系統毫無關系。

在許多國家,關于人工智能的軍事用途的對話已經變得尖銳,并阻礙了人工智能在美國軍事武器系統中的有效插入。當人工智能、自主性、無人駕駛和武裝在同一個句子中使用時,這些擔憂被放大了。同時,美國的同行競爭者,中國和俄羅斯,認識到了人工智能在控制他們自己的社會以及其他社會方面的價值,并且正在投資數千億于人工智能,其中大部分是為了給他們的軍隊提供一個與美國軍隊不對稱的優勢。

此外,也許更重要的是,由于今天的戰爭速度往往超過了人腦做出正確決定的能力,美國軍隊需要大數據、人工智能和機器學習,以使其作戰人員在戰斗中獲得優勢,特別是在決策領域。美國軍隊--以及其他國家的軍隊--曾發生過決策者在正確的時間沒有得到正確的信息,來支持時間緊迫的作戰決策而導致悲劇發生的一些情況。

重要的是要注意到,做出這些次優決策的軍事人員在手頭的工具下做了他們能做的最好工作。發生的情況是,戰爭的速度往往超過了人腦做出正確決策的能力。事實上,正如美國陸軍研究實驗室首席科學家亞歷山大-科特博士在一次指揮和控制會議上所說:"人類的認知帶寬將成為戰場上最嚴重的制約因素。"

直到最近,將強化決策提高到新水平的技術根本不存在。今天,它確實存在,而且利用大數據、人工智能和機器學習能夠為作戰人員提供的東西,很可能導致海戰的下一個突破,特別是在決策領域。海軍太平洋信息戰系統中心與海軍研發界、工業界和學術界的合作伙伴一起,正在領導各種努力,以確保美國作戰人員有能力以更少的人和更少的錯誤做出更好的決策。

1 大國競爭時代的戰略視角

21世紀在世界秩序、地緣政治和戰爭方式方面迎來了巨大的變化。正如美國國家情報委員會的頂點出版物《全球趨勢:進步的悖論》所說:

  • 過去幾十年的進步是歷史性的,它將人們聯系起來,賦予個人、團體和國家權力,并在此過程中使10億人擺脫了貧困。但同樣的進步也催生了阿拉伯之春、2008年全球金融危機以及民粹主義、反建制政治的全球崛起等沖擊。這些沖擊揭示了這些成就是多么的脆弱,凸顯了全球格局的深刻變化,預示著一個黑暗而艱難的近期。

《全球趨勢:進步的悖論》指出,未來五年,國家內部和國家之間的緊張局勢將不斷加劇。全球增長將放緩,就像日益復雜的全球挑戰即將到來一樣。范圍越來越廣的國家、組織和有能力的個人將塑造地緣政治。無論好壞,新出現的全球格局正在結束冷戰后美國占主導地位的時代。以公眾期望的方式進行國際合作和治理將變得更加困難。Covid-19危機放大了這些困難,暴露了國際合作的極限。擁有否決權的人處處威脅要阻止合作,而信息回音室效應將強化無數相互競爭的現實,破壞對世界事件的共同理解。因此,未來幾年發生沖突的幾率將比近期任何時候都要高

這一評估在美國國家情報局局長的《世界范圍內的威脅評估》中得到了再次確認,其中部分內容指出。"隨著大國和地區侵略者利用復雜的全球趨勢,同時適應美國外交政策的新優先事項,各國之間的競爭將在未來幾年內增加。國家間沖突的風險,包括大國之間的沖突,比冷戰結束以來的任何時候都要高。"雖然現在評估Covid-19大流行病的全面影響還為時過早,但初步跡象表明,這場危機加劇了美國與其同行競爭對手之間的緊張關系。

2021年,美國仍然在世界各地參與活動。國家安全戰略涉及對美國安全和繁榮的廣泛威脅。這些威脅包括從中國和俄羅斯這樣的高端同行競爭對手,到朝鮮和伊朗,以及以伊黎伊斯蘭國為代表的恐怖主義的持續威脅。在里根國防論壇上的國家安全戰略預演中,當時的國家安全顧問麥克馬斯特將軍強調了這些威脅,并再次確認了前政府的 "4+1戰略",將俄羅斯、中國、伊朗和朝鮮這四個國家以及 "+1"--恐怖分子,尤其是ISIL--列為美國今天必須應對的緊迫威脅。

國際安全范式的這一巨大變化的程度怎么強調都不過分。引起這一新焦點的原因并不神秘,那就是與中國和俄羅斯的大國競爭。事實上,《國家安全戰略》提出了保護美國人民和維護他們的生活方式、促進繁榮、通過實力維護和平以及提升美國在世界上的影響力的戰略愿景。值得注意的是,這個新的、發達的戰略代表了與以前版本的巨大轉變,以前的版本側重于安全、繁榮和國際秩序這三大支柱,都是一些沒有什么具體內容的理想。這個新的國家安全戰略強化了美國對中國和俄羅斯的立場,拋棄了 "朋友 "和 "伙伴 "的字眼,取而代之的是 "修正主義國家 "和 "競爭對手"。

《國防戰略》進一步發展了《國家安全戰略》中提出的主題,更直接地處理了對美國安全和繁榮的威脅。這份文件指出,美國面臨的核心挑戰是被《國家安全戰略》歸類為修正主義大國的長期戰略競爭的重新出現。它指出,越來越明顯的是,中國和俄羅斯想要塑造一個符合其“獨裁”模式的世界--獲得對其他國家的經濟、外交和安全決定的否決權。《國防戰略》發表后不久,美國防部高級官員從詞典中刪除了 "4+1戰略 "一詞,現在以 "2+3戰略 "的方式談論,以承認俄羅斯和中國構成的生存威脅。美國防部領導人已經公開表示,"中國是第一,俄羅斯是第二"。此外,他們還說,俄羅斯仍然是我們最大的近期安全挑戰,而中國是我們最大的長期挑戰。

這份國防戰略繼續說:"與中國和俄羅斯的長期戰略競爭是國防部的主要優先事項,需要增加和持續的投資,因為它們今天對美國的安全和繁榮構成了巨大的威脅,而且這些威脅在未來可能會增加。"

國會研究服務處的一份文件《向國會提交的關于大國競爭和國防的報告》中描述了這種急劇變化的戰略格局。以下是這份報告對今天的戰略環境的描述:

  • 國際關系的后冷戰時代--始于20世紀90年代初,有時被稱為單極時刻(美國是單極大國)--在2006-2008年顯示出消退的初步跡象,到2014年已經讓位于與中國和俄羅斯重新開始的大國競爭以及這兩個國家和其他國家對二戰以來美國主導的國際秩序要素的挑戰,這是一種根本性的不同情況。

  • 在奧巴馬政府2015年6月的《國家軍事戰略》中,大國競爭的恢復與其他考慮因素一起被承認,并被置于特朗普政府2017年12月的《國家安全戰略》(NSS)和2018年1月的《國防戰略》(NDS)的中心位置。2017年12月的NSS和2018年1月的NDS正式調整了美國國家安全戰略和美國國防戰略的方向,明確將主要精力放在與中國和俄羅斯的大國競爭上。國防部(DOD)官員隨后將對抗中國的軍事能力確定為國防部的首要任務。

國會研究處隨后的一份報告《國防初探:地理、戰略和部隊設計》強調了將美國的戰略重點轉向這兩個歐亞大國的重要性,指出:

  • 防止歐亞大陸出現區域性霸權,有時也被稱為維護歐亞大陸的權力分工,或防止歐亞大陸的關鍵地區被一個大國所支配,或防止出現勢力范圍的世界,這可能是歐亞大陸出現一個或多個區域性霸權的后果。

以下是《紐約時報》的一篇社論如何看待美國面臨的長期挑戰問題。"冠狀病毒可能幾乎改變了一切,但它并沒有改變這一點。美國面臨的全球挑戰還在繼續,美國的對手在測試極限,看看他們能在最小的反擊下取得什么成果。"

雖然通常留給更高級別的文件,但美國海軍的《維持海上優勢的設計2.0》也強調了這種同行(而且明顯不再是 "近鄰")競爭的首要重要性,指出:"中國和俄羅斯正在部署其國家力量的所有要素以實現其全球“野心”......中國和俄羅斯試圖以對自己更有利的條件重新定義整個國際體系的規范"。

邁克爾-吉爾德伊上將在就任美國海軍作戰部長后的指示中,強調了這種對高端作戰的需求,以及與美國海軍陸戰隊整合的重要性,在他的FRAGO 01/2019中指出:"我們將確保作戰能力和致命部隊的整體性,使分布式海上作戰、遠征先進基地作戰和有爭議環境中的瀕海作戰效益最大化。"

雖然是聯合部隊集體為國家作戰,但海軍部隊在應對大國競爭方面的重要性在一份題為《海上安全和大國競爭》的報告中得到強調。《維護以美國為首的國際秩序》,其中部分內容指出:

  • 大國競爭(GPC)將大量的注意力引向了威懾或擊敗美國最強大的競爭對手所需的高端能力。然而,競爭不僅僅是高強度的沖突,這就需要對不太激烈的沖突形式與大國競爭之間的關系進行更深入的質疑。盡管分析家們越來越多地詢問全球契約對日常競爭意味著什么,但很少有人詢問全球契約與海軍的海上安全任務之間的關系。這種關注很重要,因為水面海軍的長期部署通常以海上安全行動為主--戰區安全交戰、航行自由行動、人道主義援助等等。

這并不是說海軍比美國其他軍種更重要,也不是說像一些海軍專家所建議的那樣,海軍應該在有限的國防預算中獲得更大的份額,而是說大國競爭的前線是,而且可能繼續是廣闊的歐亞大陸的沿海地區。南中國海的持續摩擦只是大國競爭中的一個爭論點,還有很多其他爭論點。

美國在2020年12月發布的新海洋戰略《海上優勢》毫不含糊地將海上事務置于這一大國競爭的最前沿,其中部分內容指出:

  • 自我們上次在2015年發布《21世紀海權合作戰略》以來,安全環境發生了巨大的變化。一些國家正在爭奪關鍵地區的權力平衡,并試圖破壞現有的世界秩序。我們的對手的重大技術發展和積極的軍事現代化正在侵蝕我們的軍事優勢。遠程精確導彈的擴散意味著美國不能再假定在沖突時可以不受限制地進入世界海洋。

  • 自21世紀初以來,我們的三個海務部門一直在警惕地注視著中國日益增長的海軍力量和俄羅斯聯邦日益增長的侵略行為。我們部署在全球的海軍部隊每天都與中國和俄羅斯的軍艦和飛機互動。我們親眼目睹了他們越來越復雜和越來越有侵略性的行為。中國代表著最緊迫的、長期的戰略威脅。

《國防戰略》高度關注技術,并指出,如果不利用先進的技術來支持我們的作戰人員,美國將無法實現它所尋求的安全和繁榮,并指出:

  • 安全環境也受到快速的技術進步和戰爭性質變化的影響。開發新技術的動力是無情的,以較低的準入門檻擴大到更多的行為者,并以加速的速度發展。新技術包括先進的計算、大數據分析、人工智能、自主性、機器人、定向能、高超音速和生物技術--正是這些技術確保我們能夠打贏未來的戰爭。

  • 新的商業技術將改變社會,并最終改變戰爭的性質。許多技術發展將來自于商業部門,這意味著國家競爭者和非國家行為者也將有機會獲得這些技術,這一事實有可能侵蝕我們國家已經習慣的傳統的超強對抗。保持技術優勢將需要改變行業文化、投資來源和保護整個國家安全創新基地。

《全球趨勢》中強調的發展。《全球趨勢:進步的悖論》以及《國家安全戰略》和《國防戰略》中強調的發展,在美國軍方的未來展望出版物《2035年聯合行動環境》(又稱JOE)中得到了呼應。《聯合作戰環境》的副標題是 "有爭議和無序世界中的聯合部隊",它著眼于20年后,研究未來將如何影響作戰和聯合部隊。《聯合作戰環境》強調,即使在伊拉克和阿富汗的沖突逐漸結束時,美國軍隊在本十年的剩余時間和以后將面臨越來越大的壓力。

《2035年聯合行動環境》有一節專門討論技術。報告的作者解釋了這樣處理技術問題的理由:

  • 聯合部隊將面臨一個主要由加速的技術變革定義的未來技術環境。在過去的20年里,美國對高技術戰爭的做法鼓勵了對手發展非對稱、非常規、不規則和混合的方法。敵人將繼續創新,應用不同的高低技術組合來挫敗美國的利益和軍事力量。

  • 到2035年,美國將面對一系列尋求在一些關鍵領域實現技術平等的競爭對手。累積的結果將是這樣一種情況,用前國防部副部長羅伯特-沃克的話說,"我們的部隊面臨著非常現實的可能性,即到達未來的一個戰區,發現自己面臨著一個先進的、破壞性的技術庫,這可能會使我們以前的技術優勢被推翻--我們的武裝部隊不再擁有無爭議的戰區準入或不受約束的行動自由。"

很明顯,美國情報界和美國軍方都認識到,世界秩序的變化速度與技術生態系統的快速變化如出一轍。此外,在美國政府的最高層,人們承認美國曾經享有的技術優勢已經被削弱,美國軍隊不能再以純粹的技術優勢來支配其對手了。事實上,一些寫軍事和技術的專家已經預示了這種認識。

軍事歷史學家馬克斯-布特(Max Boot)在他的暢銷書《全新的戰爭》(War Made New)中指出:"我的觀點是,技術設定了可能的參數;它創造了軍事革命的潛力。"他用歷史實例支持他的論點,說明技術驅動的 "軍事革命 "如何改變了戰爭并改變了歷史的進程。重要的是,布特指出了技術的重要性,它使那些迅速創新和運用新軍事技術的國家獲得了戰爭勝利的優勢。

美國軍隊已經接受了技術變革的浪潮,這構成了戰爭方式的真正革命。隨著全球技術變革的步伐加快,美國特別善于運用新技術來應對威脅。正如布魯斯-伯科維茨在《戰爭的新面貌》中指出的那樣:

  • 戰時經驗表明,正確的技術,明智地使用,使純粹的數量變得無關緊要。轉折點是1991年的海灣戰爭。戰爭結束時,美國及其聯盟伙伴僅損失了240人。伊拉克遭受了大約10,000人的戰死,盡管沒有人會真正確定。不同的是,美國人可以在晚上看到東西,在沒有特征的沙漠中開車而不迷路,并以90%的概率將一枚智能炸彈投入目標。

雖然所引用的兩本書都是十多年前的舊書,但它們關于技術的論述在美國軍隊接受新工具的方式上仍然是正確的。但正如《2035年聯合作戰環境》以及其他高級別政府、情報界和軍事出版物所指出的,雖然美軍一直善于采用新技術用于軍事用途,但這一過程一直處于壓力之下。有許多因素阻礙了新技術在美國軍隊中的應用,包括這些部隊在過去20年中所面臨的高操作節奏、預算壓力和持續的扣押幽靈,以及往往是笨重的軍事采購系統。盡管有這些壓力,各軍種已經找到了接受新技術的方法,這些技術有望使平衡重新向美國的優勢傾斜。

今天,美國軍隊采用的創新技術中增長最迅速的領域之一涉及無人駕駛系統。在過去的幾十年里,美軍使用的無人駕駛飛行器(UAVs)已經從寥寥無幾增加到1萬多架,而無人駕駛地面車輛(UGVs)的使用已經從零爆炸到12000多架。無人水面飛行器(USV)和無人水下飛行器(UUV)的使用也在增長,因為USV和UUV被證明在廣泛的軍事應用中越來越有用。軍事無人系統(UxS)的擴大使用已經在創造十年前不存在的戰略、作戰和戰術的可能性。

武裝無人系統的擴大使用不僅改變了現代戰爭的面貌,而且還改變了戰斗行動的決策過程。事實上,有人認為,無人機戰爭的興起正在改變我們對 "戰爭 "本身的概念和定義。這些系統在伊拉克和阿富汗的沖突中被廣泛使用,并且隨著美國的戰略重點轉向印度-亞洲-太平洋地區以及這一戰略所要求的高端戰爭,這些系統將繼續具有同樣的相關性,甚至更加重要。無人系統,尤其是它們的效用,不是作為獨立的實體,而是作為被稱為 "人-機-隊 "的作戰伙伴,是美國 "第三抵消戰略 "的一個基本原則。

2 對 "抵消"戰略的需求

美國防部已經啟動了 "第三次抵消戰略",以確保美國保持對潛在對手的軍事優勢。"抵消"戰略是一種軍事競爭的方法,它試圖以不對稱的方式彌補不利的地位。與其在潛在對手也可能擁有巨大實力的領域進行正面競爭,抵消戰略試圖通過引入新的作戰概念和技術,將競爭的軸心轉向美國具有顯著和可持續優勢的領域。

美國在冷戰期間成功地推行了兩種不同的抵消戰略。這些戰略使美國能夠 "抵消"蘇聯在常規部隊中的數量優勢,而不需要在前沿部署的部隊中進行巨大的投資,因為這需要以士兵對士兵、以坦克對坦克的方式提供超額補償。這些抵消戰略依賴于技術、作戰方法和組織結構的根本創新,以彌補蘇聯在時間、空間和部隊規模上的優勢。

這些抵消戰略中的第一個發生在20世紀50年代,當時艾森豪威爾總統試圖通過利用美國的核優勢來克服華沙條約組織的數量優勢,引入戰場核武器--從而將競爭的軸心從常規部隊數量轉移到美國擁有不對稱優勢的領域。這種方法提供了穩定性并為威懾提供了基礎。

第二種抵消戰略產生于20世紀70年代末和80年代初,因為人們認識到蘇聯已經實現了核均勢。第二個抵消戰略試圖通過追求一種新的聯合行動方式來創造一種持久的優勢,即利用常規精確武器、支持實時精確瞄準的實時遠程ISR(情報、監視、偵察)傳感器能力以及允許這些能力在整個戰斗空間同步執行的聯合戰斗網絡的綜合效應。

幸運的是,構成 "第二次抵消戰略 "的軍事技術從未在與蘇聯的正面交鋒中得到檢驗。然而,在 "沙漠風暴 "行動中,這些技術被部署在一支由蘇聯訓練和裝備的軍隊面前。如前所述,正如《戰爭的新面孔》所描述的那樣,伊拉克的失敗是徹底的,代表了現代戰爭中最一邊倒的運動之一。顯然,美國的潛在敵人注意到技術在這場勝利中發揮的關鍵作用。

在20世紀80年代初引入第二套抵消戰略時,美國是唯一擁有知識和能力來開發、部署和成功執行情報、監視和偵察能力、天基系統以及支持這種方法的精確武器的國家。今天,像俄羅斯和中國這樣的競爭對手(以及這些國家向其擴散先進能力的國家)正在追求和部署先進的武器和能力,這些武器和能力展示了許多與傳統上為美國優勢提供高科技基礎的技術力量,如精確制導彈藥。在俄羅斯在敘利亞的力量投射行動中,可以看到美國技術能力與潛在競爭對手之間的這種日益對稱性。

國際安全環境中出現的越來越多的均勢,使得美國必須開始考慮各種技術、系統概念、軍事組織和作戰概念的組合,這些技術、系統概念、軍事組織和作戰概念可能會改變競爭的性質,使美國比潛在對手更有優勢。這一系列的能力為第三個抵消戰略提供了基礎。如同以前的抵消戰略一樣,第三個抵消戰略尋求在預算有限的環境下,通過確定美國獨特的力量和能力所帶來的不對稱優勢,保持并擴大美國的技術和作戰競爭優勢。第三套抵消戰略確保美國的常規威懾態勢在未來仍像今天一樣強大,并為將這一優勢擴展到未來創造條件。

在解釋《第三次抵消戰略》的技術要素時,當時的國防部副部長羅伯特-沃克強調了無人系統、人工智能、機器學習和自動駕駛方面新興能力的重要性。他指出,這些技術為聯合部隊提供了巨大的優勢,使未來的部隊能夠開發和操作先進的聯合、協作的人機戰斗網絡,在太空、空中、海上、海底、地面和網絡領域同步作戰。人工智能將使聯合作戰網絡的自主性達到新的水平--決策權的有限授權,從而為人機協作和作戰團隊帶來全新的機會

無人系統、人工智能和機器學習等技術在第三個抵消戰略中,特別是在該戰略的長期研究和發展計劃(LRRDP)中的突出地位很難被夸大。

也就是說,該戰略有一個強有力的組成部分,強調在使用具有日益復雜的人工智能和機器學習能力的無人系統時,要讓人類處于循環之中。事實上,人機協作是現存的 "第三抵消戰略 "文件以及國防部高級官員的演講和訪談中所強調的一個必要條件。雖然深入研究 "第三抵消戰略 "技術主旨的全部細節超出了本文的范圍,但重要的是要注意,該戰略的主要技術路線集中在人機協作和戰斗團隊的概念上。這一概念的五個基本組成部分是:

  • 自主深度學習系統,它將利用機器學習,在人類反應時間太慢的領域 "以光速 "運作,例如網絡攻擊、電子戰攻擊或大型導彈突襲攻擊。

  • 人機協作,這將使機器能夠幫助人類更快地做出更好的決定。工部長列舉了F-35聯合攻擊戰斗機和海軍綜合火控反航(NIFC-CA)作為這些概念的例子。

  • 輔助人類作戰,這將專注于人和機器可以一起行動的方式,通過可穿戴電子設備、外骨骼和戰斗應用等工具,在各種可能的緊急情況下協助作戰人員。

  • 先進的人機作戰團隊,將側重于人類與無人系統合作作戰;其中一個例子是海軍的P-8 "海神 "與MQ-4C "海神 "的作戰。展望未來,團隊合作的下一個層次將研究蜂群戰術和合作自主。

  • 網絡支持的、網絡硬化的自主武器,將有彈性地在電子戰和網絡環境中運行。目前的一個例子包括戰術戰斧Block IX,其目標可以在飛行中更新。

知識淵博的外部觀察家參考了《第三次抵消戰略》,并強調了無人駕駛系統在實現美國戰略目標方面的重要性。前歐洲盟軍最高司令官詹姆斯-斯塔夫里迪斯(James Stavridis)上將在其發表在《外交政策》上的文章《新三體》中指出,無人系統是這個新三體的三大支柱之一,他指出:"新三體的第二個能力是無人駕駛車輛和傳感器。三合會的這一分支不僅包括空中攻擊無人機,還包括空中、地面和海洋表面的無人監視車......這種系統有一個明顯的優勢,即不需要所有最昂貴的部件:人。"

美國陸軍的一份報告描述了在2014年首次闡述的第三次抵消戰略,而且遠在美國開始稱中國和俄羅斯為同行競爭對手之前,該戰略必須在21世紀的第三個十年中變形和改變:

  • 蘇聯軍隊在數量上的優勢促成了前兩個抵消戰略。隨著美國軍事技術進步的應用已經擴散到近似的對手,它已經有效地重新平衡了戰場。為確保第三次抵消戰略的成功實施,國防部與美國政府必須就我們試圖抵消的東西以及如何平衡這些優先事項以對付處于巨大不同區域和能力的對手達成一致。

  • 第三抵消戰略的運用將恢復美國的力量投射能力,通過可靠的拒絕和懲罰威脅來加強常規威懾力,并作為長期競爭的一部分對潛在的對手施加代價。平衡或擊敗對手能力的能力需要資源,為確保有效運用該戰略,我們必須解決我們試圖抵消的問題。

鑒于第三個抵消戰略的強烈技術重點,在美國尋求在本十年及以后實施這一戰略時,這一戰略的表現將由聯合部隊放置在戰場上的軍事平臺、系統、傳感器和武器所代表。同樣明顯的是,美國各軍種--特別是美國海軍--已經表示希望將無人系統作為其部隊結構中一個日益重要的部分投入戰場。

3 大數據、人工智能和機器學習與軍事武器系統

在國會作證時,前國防部長邁克爾-埃斯珀回答了一個問題:"美國防部技術現代化的首要任務是什么?"他指出,"對我來說,是人工智能。我認為人工智能將可能改變戰爭的特征,我相信誰先掌握了它,誰就會在戰場上主宰很多很多年。這是一個根本性的游戲改變者。我們必須先到達那里。"

美國軍方有許多理由主動利用大數據、人工智能和機器學習來使其武器系統變得更好。也許最令人信服的理由是,我們的潛在對手--特別是我們的同行競爭對手--正在積極地這樣做。一個古老的觀點是軍事術語,"敵人有投票權"。在這種情況下,俄羅斯正在用盧布投票,中國正在用人民幣投票。

這些國家正在對這些技術進行巨大投資。雖然這兩個國家出于國內原因進行這些投資,但他們正在有意和有條不紊地將這些技術盡可能快地插入他們的軍事系統,以便創造一個與美國軍隊不對稱的優勢。鑒于俄羅斯和中國注重保密,這些舉動似乎有悖常理,但這兩個國家都沒有試圖對這些目標保密。

在一次被廣泛宣傳的講話中,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京這樣說。"人工智能是未來,不僅是俄羅斯的,而且是全人類的。它帶來了巨大的機遇,但也有難以預測的威脅。誰成為這個領域的領導者,誰就會成為世界的統治者。"

很明顯,其他 "大國 "將人工智能的發展視為一場競賽,并將從中利用競爭性軍事應用。

從美國的角度來看,以及從一些美國盟國的角度來看,這場競賽在很大程度上是,盡管不完全是,軍事競爭的一個方面。美國和盟國對一個或多個潛在對手在人工智能發展中領先的可能性表示擔憂。第三套抵消戰略被設想為一種在人工智能等新技術的軍事競爭中保持領先的方法。

軍事大國競爭的歷史表明,人工智能競爭,本質上是一場軍備競賽,是一種自然發展。然而,比技術跨越更令人擔憂的是,美國的軍事對手--所有某種形式的專制政權--可能不會像以前那樣致力于維持 "人在回路中 "的方法,將人工智能納入軍事事務。這在目前俄羅斯的軍事人工智能發展中似乎尤其如此。

俄羅斯、中國和美國這三個主要軍事大國都認識到,大數據、人工智能和機器學習有可能應用于軍事能力。在政府參與人工智能研究、他們愿意在人工智能發展中承擔的風險、他們將在多大程度上讓位于人工智能系統的自主權以及他們尋求的直接應用方面,這三者的近期目標都有所不同。

鑒于潛在對手將大數據、人工智能和機器學習植入其軍事武器系統的程度,美國軍方非常有必要采取同樣的措施,以確保這些國家不會獲得不對稱的優勢。也就是說,美國軍方的重點必須是證明人工智能武器系統將 "首先不造成傷害"。因此,將人工智能插入軍事系統不是一個 "非此即彼 "的問題,而是一個 "多少?"的問題。換句話說,美國軍方必須專注于在正確的時間和地點應用適量的人工智能。

正如我們前面所指出的,美國防部已經接受了第三套抵消戰略,試圖為美國提供對同行和其他對手的不對稱優勢。雖然這一戰略有許多方面,但其中一個支柱涉及技術,而這一支柱在很大程度上取決于大數據、人工智能和機器學習來獲得這一優勢。作為這一技術重點的一個子集,人機合作被認為是利用人工智能的無人系統獲得軍事優勢的一種方式。

在軍事系統中找到這種恰到好處的自主權平衡所需的能力必須利用許多仍在出現的技術。軍方知道它想實現什么,但往往不知道它需要什么技術或甚至能力,以使系統在自主性和人際互動之間達到適當的平衡。這種探索的一個關鍵因素是,不要擔心機器本身擁有什么屬性--速度、耐力和其他屬性,而是要關注機器內部的東西。美國國防科學委員會的報告《自主性在國防部系統中的作用》是這樣說的:

  • 與其將自主性視為無人系統孤立的內在屬性,不如從人與系統協作的角度來考慮無人系統的設計和操作......操作人員面臨的一個關鍵挑戰是保持執行任務所需的人機協作,而這種協作經常因設計不當而受到阻礙......無人系統開發人員面臨的一個關鍵挑戰是從以硬件為導向、以車輛為中心的開發和獲取過程轉向強調軟件在創造自主性方面的首要地位。

關于將人工智能植入軍事系統的一些爭議源于術語的不精確。幫助澄清這種模糊性的方法之一是確保在使用自主性一詞時,它指的是人和機器之間的關系。在一段時間內執行某項功能,然后停止并等待人類的輸入,然后再繼續,這樣的機器通常被稱為半自主或有人類在環。可以完全依靠自己的力量完成某項功能的機器,但有一個人在監督,并能夠在機器出現故障或失靈時進行干預,通常被稱為人類監督下的自主或人類在環。能夠完全獨立完成某項功能而人類無法干預的機器通常被稱為完全自主或人類不參與的機器。

這表明,我們需要重新調整關于自主武器的一些辯論,以更準確地區分增加武器的自主性和自主武器。在這個意義上,自主性不是指機器的智能,而是指它與人類控制器的關系。對于相對較少的無人系統將用武器與敵人作戰,這種平衡是至關重要的。在發射武器之前,無人平臺需要向操作者--必須有一個操作者在其中--提供一個關于發射決定可能帶來的利弊的決策矩陣。

可以說,即使是一些在美國軍事人工智能領域工作的人,對于將人工智能插入美國軍事武器系統也會有一些矛盾。也許解決這個問題的最好方法是考慮二戰中最知名的照片之一。這張照片由美國信號部隊的約翰-摩爾中尉拍攝,描述了德懷特-艾森豪威爾將軍在1944年6月5日,即入侵諾曼底的前一天與第101空降師的士兵交談。在此之前,艾森豪威爾已經聽取了空軍元帥利-馬洛里的匯報,101師是入侵期間將遭受80%傷亡的兩支部隊之一。

那些研究無人系統對軍事行動的影響的人--特別是那些大力提倡無人系統的人--看了這張照片,可以設想艾森豪威爾將軍不是與美國空降兵對話,而是與他將派往戰場的機器人對話。那些害怕無人系統的人可能會想象美國空降兵就像照片中描述的那樣,但他們會設想一個機器人來指揮這些士兵,而不是艾森豪威爾將軍--顯然這是一個站不住腳的情況。但是,那些深思熟慮地考慮人工智能無人系統對軍事行動的影響的人,會設想艾森豪威爾將軍向一隊美國空降兵講話,與他們的機器人伙伴站在一起。顯然,需要做更多的工作來充分解決人機合作對今天的軍隊意味著什么。

但這種利用大數據、人工智能和機器學習的普遍愿望未能解決一個關鍵問題,即我們希望這些技術能夠幫助作戰人員執行哪些具體任務。問題的根源可能是美國軍方沒有能力將作戰人員的需求轉化為大數據、人工智能和機器學習所帶來的技術解決方案。除非或直到這樣做,否則這些技術不太可能被充分利用來支持美國的作戰人員。

4 公眾將接受什么?軍事武器系統自主化的黑暗面

作為上個世紀最具代表性的電影之一,斯坦利-庫布里克的《2001:太空漫游》將機器人(當時的無人駕駛車輛)的自主性問題作為其中心主題。看過這部電影的人很少能忘記這樣一個場景:宇航員大衛-鮑曼和弗蘭克-普爾考慮斷開HAL(啟發式編程的算法計算機)的認知電路,因為他似乎錯誤地報告了航天器的通信天線中存在故障。他們試圖隱瞞他們所說的話,但不知道HAL能讀懂他們的嘴唇。面對斷線的前景,HAL決定殺死宇航員,以保護并繼續其程序化的指令。

雖然今天很少有人擔心21世紀的HAL會背叛它的主人,但在使用日益自主的無人系統方面所涉及的問題是復雜的、具有挑戰性和有爭議的。庫布里克1968年的電影是有先見之明的。半個多世紀后,雖然我們接受了無人系統其他方面的改進,如推進力、有效載荷、隱身性、速度、耐力和其他屬性,但我們仍在處理多少自主權是足夠的,多少可能是太多的問題。這可以說是我們在未來十年內需要解決的有關軍事無人系統的最重要問題。

這些正在進行的辯論已經催生了一個山寨的書籍產業,試圖解決人工智能、自主性和無人系統的問題,特別是武裝的軍事無人系統。諸如《為戰爭而生》(Wired for War)、《遙控殺人》(Killing by Remote Control)等書。無人駕駛軍隊的倫理;無人駕駛。無人機、數據和完美戰爭的幻覺;反思無人機戰爭;無主之軍。自主武器與戰爭的未來》和《無人機下的國家》只是試圖以深思熟慮的方式解決這一復雜問題的書籍中的一個例子。

無人系統將變得更加自主,與它們感知環境和適應環境的能力成正比。這種能力使無人系統能夠實現更高的決策速度,并使友軍能夠在對手的OODA(觀察、定向、決定和行動)環路內行動。隨著環境或任務的變化,感知和適應的能力將使無人系統能夠找到實現其任務的最佳解決方案,而無需依賴人類操作員的持續監督、輸入和決策。然而,雖然我們需要無人系統在敵人的OODA環內運作,但我們是否準備好讓它們在沒有我們的決策下運作--在我們的OODA環內運作?

《經濟學人》雜志的一篇文章《道德與機器》以這種方式討論了自主權和人在回路中的問題:

  • 隨著機器變得越來越聰明,越來越普遍,自主機器最終必然會在不可預測的情況下做出生死攸關的決定,從而承擔--或者至少看起來承擔--道德機構。目前,武器系統有人類操作員 "在環",但隨著它們越來越復雜,將有可能轉為 "在環 "操作,由機器自主執行命令。

  • 隨著這種情況的發生,它們將面臨著倫理上的困境。一架無人機是否應該向已知目標藏身的房屋開火,而該房屋可能還藏有平民?無人駕駛汽車是否應該轉彎以避開行人,如果這意味著撞上其他車輛或危及車內人員?參與災難恢復的機器人是否應該告訴人們正在發生的真相,如果這有可能引起恐慌?

  • 這些問題導致了 "機器倫理"領域的出現,其目的是讓機器有能力做出適當的選擇--換句話說--分辨是非。工程師、倫理學家、律師和政策制定者之間需要更多的合作,如果讓他們自己來決定,他們都會制定出非常不同的規則。

在《紐約時報》的一篇題為 "智能無人機 "的專欄文章中,比爾-凱勒這樣描述無人系統的自主權問題:

  • 如果你覺得使用遙控戰士無人機令人不安,想象一下,殺死一個可疑敵人的決定不是由遠處控制室的操作員做出的,而是由機器本身做出的。想象一下,一個空中機器人研究下面的景觀,識別出敵對活動,計算出附帶損害的風險最小,然后,在沒有人類參與的情況下,扣動扳機。

  • 歡迎來到戰爭的未來。當美國人在爭論總統是否有權下令用無人機進行暗殺時,強大的動力--科學、軍事和商業--正在推動我們走向將同樣的致命權力讓給軟件的那一天。

最近,雖然看起來有些反常,但對自主機器和人工智能的擔憂也來自于在開發這些技術能力方面最為突出的行業。《紐約時報》的一篇文章,題為 "機器人霸主?也許不是",引用了電影《機器之家》的導演亞歷克斯-加蘭(Alex Garland)的話,他談到了人工智能,并引用了幾個科技行業領導人的話。

  • 理論物理學家斯蒂芬-霍金告訴我們,"全面人工智能的發展可能意味著人類的終結"。特斯拉的首席執行官埃隆-馬斯克告訴我們,人工智能 "可能比核彈更危險"。蘋果公司的聯合創始人史蒂夫-沃茲尼亞克告訴我們,"計算機將取代人類","未來是可怕的,對人非常不利。"

美國防部正在把人類對無人系統的控制問題作為第一要務來處理,并發布了政策指示,以確保人類確實保持在OODA循環中。時任美國防部副部長阿什頓-卡特(Ashton Carter)的一項指令發布了以下指導:

  • 自主和半自主武器系統需要人類的投入和持續的核查,以幫助防止意外的交戰。這些系統的設計應允許指揮官和作戰人員對武力的使用進行適當程度的人為判斷。授權使用或操作這些系統的人類,必須以適當的謹慎并按照戰爭法、適用的條約、武器系統安全規則和適用的交戰規則行事。自主系統的定義是,一旦啟動,就可以選擇和攻擊目標,而無需人類操作員進一步干預的武器系統。

這些指令和討論是--而且應該是--政策制定者、軍事領導人、工業界、學術界和科技界之間對話的一部分,因為明天的自主系統的設計和運作是經過深思熟慮的。正如當時的國防部副部長羅伯特-沃克在新美國安全中心國防論壇上發言時指出的那樣,"我們堅信,人類應該是唯一能夠決定何時使用致命武力的人。但當你受到攻擊時,特別是在機器的速度下,我們希望有一臺機器可以保護我們"。

發布政策聲明是一回事,但實際設計自主系統來執行預期的計劃又是另一回事。從政策的角度來看,這是一個關鍵點,因為盡管人們可以選擇把各種層次的決策權交給自主機器,但卻不能逃避對由此產生的行動的責任。在高度自主的系統中,系統對操作者來說變得不透明,這些操作者經常會問一些問題,如:。它在做什么?它為什么要這樣做?它接下來要做什么?如果被問到這些問題,很難看到操作者如何能履行對自主系統行動的責任。

由于這些原因,美國政府,特別是美國軍方要向美國公眾證明它不會失去對機器人的控制,其門檻是異常高的。許多人表示擔心,美國軍方可能會失去對其無人系統的控制,特別是其武裝的無人系統。這些擔心已經表現在許多方面,最明顯的是谷歌停止了國防部算法戰爭跨職能團隊的工作,也就是所謂的Maven項目。這尤其令人擔憂,因為Maven項目與武裝無人系統無關。

5 美國軍事自主系統規劃

在美國最高級別的政策和戰略文件中,無人系統被作為聯合部隊未來作戰方式的一個重要部分。最近的《四年期國防審查》(QDR)指出:"延續1990年代末開始的趨勢,美軍將增加對無人系統的使用和整合。" 在QDR的其他地方,無人駕駛系統被確定為。"保持我們投射力量的能力"。重要的是,《QDR》強調無人系統是國防部致力于創新和適應的一個關鍵部分。

美國國防部對無人系統的愿景是將這些系統納入聯合部隊。由于無人系統被所有軍種使用,國防部發布了一個路線圖,為軍隊使用無人系統提供一個總體愿景。在新的路線圖發布后不久,《海軍內部》雜志發表的一篇文章指出:"國防部新的30年無人系統計劃--四年來第一次更新路線圖--旨在為快速發展的無人系統技術領域制定一個三十年的指南。"最近的路線圖,即2017-2042財年無人系統綜合路線圖,特別指出需要加強無人系統的自主性,指出。

  • 美國防部保持著將無人系統繼續擴展到聯合部隊結構的愿景,并確定了將進一步擴大無人系統潛在整合的興趣和投資領域。本文件的目的是提供總體戰略指導,使各軍種的無人系統目標和努力與國防部的戰略愿景保持一致。該戰略指導將側重于減少重復工作,促成合作,確定挑戰,并概述了國防部和工業界可能合作的主要領域,以進一步擴大無人系統的潛力。由于國防部已經接受了在幾乎所有作戰環境中使用無人系統,這項戰略將使國防部能夠利用無人系統提供的技術進步和模式轉變。

2017-2042財年無人系統綜合路線圖接著列出了四個感興趣的基礎領域,將加速無人系統的整合。這些領域包括:

  • 互操作性。互操作性在歷史上一直是,并將繼續是無人系統集成和運行的主要推動力。載人和無人系統已經越來越多地將其能力協同起來,重點關注使用開放和通用架構的關鍵需求。一個強大的互操作性基礎提供了一個結構,將使未來的作戰取得進展。

  • 自主性。自主性和機器人技術的進步有可能徹底改變作戰概念,成為一個重要的力量倍增器。自主性將大大提高載人和無人系統的效率和效力,為國防部提供戰略優勢。

  • 網絡安全。無人系統操作通常依賴于網絡連接和有效的頻譜訪問。必須解決網絡漏洞,以防止破壞或操縱。

  • 人機協作。如果說互操作性奠定了基礎,那么人機協作則是最終目標。人類力量和機器之間的協作將實現革命性的合作,機器將被視為重要的隊友。

報告接著討論了機器人和無人系統的聯合概念(JCRAS),它為這些系統在未來戰爭場景中的應用提供了一個愿景,直到2035年。JCRAS與之前討論的2035年聯合行動環境直接保持一致,指出了機器人和自主系統(RAS)給聯合部隊帶來的八個關鍵屬性:

  • 學習能力。未來的RAS將通過與環境、人類的互動以及訪問網絡資源來學習。

  • 更強的態勢感知。未來的RAS將通過收集、處理和優先處理來自先進傳感器網絡的信息來增強意識,這將為作戰人員將數據轉換成知識。這將使復雜、擁擠的戰斗空間中的行動更加有效。

  • 實現更高的性能。與載人和可選擇的載人系統不同,RAS沒有人類生理上的限制(如疲勞)。這允許在單一平臺上延長射程和徘徊時間,進行持久監視,并對傳感器和有效載荷進行全新組合。

  • 提高效率和效益。能力更強的RAS將能夠在軍事行動范圍內執行更多的聯合任務,如戰區內空運、地雷行動、打擊大規模殺傷性武器、供應和維持,同時提高部隊的效率和效力。

  • 提供更大的靈活性。未來的RAS系統將可以通過交換模塊硬件和/或下載新的軟件來快速重新配置,從而賦予新的能力。未來的RAS多任務功能將使聯合部隊能夠快速適應,以滿足不同或不斷變化的任務要求。

  • 通過以機器速度運行來提高節奏。RAS以不斷增加的機器速度 "思考"。RAS可以融合來自網絡ISR傳感器的數據,機動到一個有利的位置,并比對手的人類和RAS更快采取行動。先進的數據分析、實時處理和替代性決策框架將使指揮官能夠比對手更快地做出決定和采取行動。

  • 提供產生大規模的潛力。目前聯合部隊的載人庫存是基于相對較少的高能力、復雜和昂貴的武器裝備,無法迅速再生。RAS提供了使用大量廉價系統以產生大規模的機會。

  • 啟用分布式和分散式行動。敵方的技術將以更高的精度和范圍瞄準美國部隊,使傳統部隊面臨更大的風險。使用RAS進行分布式和/或分散式作戰將提高未來作戰環境中的能力。

正如《質量發展報告》和《無人系統綜合路線圖》都指出的那樣,在美軍面臨具有強大防御能力的同行競爭者的那些地區,無人系統是特別重要的資產。聯合行動準入概念認為,"無人系統,可以在目標區域內徘徊以提供情報收集或火力",是一種關鍵能力,在對手擁有大量防御設施,可以限制美國和聯軍進入的地區,這種能力特別有價值。 此外,無人系統是在西太平洋等高威脅地區執行美國 "空海作戰概念"(現更名為 "全球公域準入和機動聯合概念",簡稱JAM-GC)的一個關鍵組成部分,在這些地區,對手的防御系統對有人駕駛飛機和水面平臺構成了不可接受的高風險。

海軍部已經為海軍和海軍陸戰隊的無人系統開發制定了雄心勃勃的目標。在一份備忘錄中,負責研究、開發和采購的海軍助理部長James Geurts閣下強調了無人駕駛系統的重要性,他在求職信中指出:

  • 美國海軍和海軍陸戰隊在戰略上有必要利用新興的和快速發展的無人駕駛和自主技術。為了加速無人系統的開發和投入使用,并確保綜合有效的努力,海軍部(DoN)已經為加速海軍部的無人系統制定了積極的目標,并確保海軍部在這些新興的能力方面保持領先地位。

這份詳細的備忘錄繼續指出:"無人駕駛和自主技術正在改變各國開展軍事行動的方式......無人駕駛和自主系統的使用將改變我們的戰斗方式。" 美國防部的無人系統愿景隨后引出了無人系統戰略和計劃,最后引出了一系列高級無人系統目標:

  • 通過載人、無人和自主能力的綜合團隊實現空中優勢。

  • 通過擴大我們的海底星座的全球范圍來實現海底優勢。

  • 通過載人和無人自主能力的綜合團隊,實現地面優勢。

  • 吸收我們未來的地面戰斗力。

  • 實行多領域的無人駕駛和自主系統。

  • 實現無人駕駛的大規模。

  • 通過整合無人駕駛和自主系統,實現持久的供應、支持和維持。

  • 實現全面的無人操作能力和先進的自主性和機器學習。

這八個高層次目標中的每一個都有一個段落來支持,該段落提供了關于總體目標所需的更多細節,以及海軍部打算采取的步驟來實現這些預期結果。備忘錄接著詳細介紹了近期的促進因素和塑造努力,然后在結論中指出。"增加無人駕駛和自主系統的作戰使用,有望為我們的海軍部隊釋放出一種革命性的能力。"

最近,海軍部公布了期待已久的《無人駕駛作戰框架》。該文件旨在協調整個部門的無人系統工作,列出了雄心勃勃的目標,旨在幫助使無人系統成為海軍平臺庫存中越來越重要的一部分。該框架有五個目標。

  • 在海軍和聯合行動的全部范圍內推進有人-無人的團隊效應。

  • 建立一個數字基礎設施,快速和大規模地整合和采用無人駕駛能力。

  • 激勵無人駕駛系統的快速增量開發和測試周期。

  • 分解共同的問題,一次解決,并跨平臺和領域擴展解決方案。

  • 為無人駕駛貢獻(平臺、系統、子系統)創造一個以能力為中心的方法。

盡管如此,這份38頁的報告確實為海軍部打算如何將無人駕駛系統引入艦隊和緬因州部隊提供了一個組織動力和指南。

6 為軍用無人駕駛系統設計合適的自主性程度

大多數人都熟悉兒童寓言故事《金發姑娘和三只熊》。當金發女郎品嘗三碗粥時,她發現一碗太熱,一碗太冷,還有一碗恰到好處。當美國防部和各軍種尋求實現自主性和人類互動的最佳平衡--平衡這兩種經常對立的力量并使其 "恰到好處"--在一開始就將這種能力設計到未來的無人系統中,而不是試圖在事后將其固定下來,這可能是唯一可持續的前進道路。如果我們不能做到這一點,幾乎不可避免的是,對我們的武裝無人系統將具有 "HAL"式的力量并超出我們的控制的擔憂將破壞這些重要作戰伙伴的承諾。

在用于軍事用途的無人系統中建立適當程度的自主性的一個關鍵是要記住一句老話:"你站在哪里取決于你坐在哪里。" 用戶和設計無人系統的人經常從不同的--通常是明顯不同的--觀點來對待他們試圖完成的任務。海軍研究咨詢委員會的一份報告指出,在設計具有適當程度的自主性的無人系統時,必須調和四個不同的觀點:

  • 用戶觀點。我可以給這個平臺一個任務,并相信它能在沒有持續關注的情況下完成它嗎?它能識別和處理意外事件或模糊的任務嗎?

  • 機器人學觀點。我能否建立一個實用的機器人,在正確的時間做正確的事情?我可以動態地控制、導航、執行和測量我的機器人嗎?它能管理和融合數據嗎?

  • 機器學習觀點。我的機器能解釋復雜的傳感器嗎?它能理解口頭語言,解釋手勢,或識別人或物嗎?

  • 認知的觀點。我的機器能不能復制人類智能的元素,如認知、推理和推理?

隨著美國軍方出于各種原因增加對無人系統的依賴,它最好在某個時候決定該平臺是否足夠好,也就是說,它具有執行任務所需的速度、耐力和其他物理屬性。一旦確定了這一點,那么正如國防科學委員會報告所建議的那樣,軟件開發的艱苦工作必須成為優先考慮的因素。

7 無人駕駛系統:美國國防部的一個使用案例

利用大數據、人工智能和機器學習的普遍愿望未能解決一個關鍵問題,即我們希望這些技術能夠幫助作戰人員執行哪些具體任務。問題的根源可能是美國軍方缺乏將作戰人員的需求轉化為建議由大數據、人工智能和機器學習實現的技術解決方案的能力。作為前美國海軍軍官和艦艇指揮官,我們思考這個問題的方式讓我們很自然地想到海軍的例子。

開始解決這個問題的一個方法是思考海上的指揮官需要什么信息。無論是1812年8月艾薩克-赫爾艦長試圖帶著憲法號對蓋瑞爾號采取行動,還是今天的航母打擊群指揮官考慮將他的艦艇帶入一個可能有爭議的地區,指揮官需要三個主要東西來幫助他做出最佳決定。

他或她需要知道部隊前方的情況,需要將這些信息傳達給旗艦,并需要做出明智的決定。雖然今天的海軍指揮官擁有豐富的資產來幫助實現這些目標,但現在大數據、人工智能和機器學習可以幫助彌補一些差距。

一個打擊小組的指揮官擁有許多資產,可以展望部隊未來,以評估戰術形勢。他可能使用MQ-4C “海衛一”無人機系統來執行這種偵察任務。今天,"海衛一"操作人員會收到MQ-4C看到的流媒體視頻。但這需要他連續幾個小時盯著這段視頻(海衛一的續航時間為30小時),看到的主要是空曠的海洋空間。

利用大數據、人工智能和機器學習,MQ-4C可以被訓練成只發送它遇到的每艘船的視頻,從而大大壓縮了人類的工作量。更進一步,"海衛一"可以對每一次接觸進行機載分析,以標明其可能的興趣。例如,如果一艘船在航道上運行,已向海事當局提交了航行計劃,并提供了AIS(自動識別系統)信號,那么它很可能只值得操作者注意,“海衛一”將相應地標記它。然而,如果它不符合這些標準(例如,該船突然改變航線,離開了航道,或者沒有AIS信號),操作人員將被提醒。隨著這項技術的不斷發展,“海衛一”或其他無人機系統最終可能會配備分類算法,有可能導致自動識別目標。

一旦“海衛一”處理了這些信息,大數據、人工智能和機器學習可以幫助確定如何與旗艦溝通。在今天有爭議的電子戰環境中,不同的通信路徑具有不同程度的脆弱性。在 “海衛一”號發射之前,指揮官可以確定可接受的通信截獲風險水平,以及泄露打擊群存在的風險。

掌握了這個指揮官的意圖,并利用大數據、人工智能和機器學習,"海衛一"可以評估電子環境,從多個通信路徑中進行選擇,并確定哪條路徑提供最小的攔截漏洞。鑒于 "海衛一"號的尺寸和增長潛力,它甚至可以攜帶一個較小的無人機,并將其發射回部隊,以傳遞這種監視信息。

在旗艦上,指揮官必須了解他的傳感器所收集的數據,然后做出一些時間關鍵性的決定。他應該繼續前進,等待,還是撤退?他應該在前面偵察,還是在另一個方向?他是否應該調用其他部隊,或者他的有機資產是否足以成功地完成任務而不會給他的部隊帶來不必要的風險?

這就是大數據、人工智能和機器學習可以做出重要貢獻,幫助指揮官做出關鍵決策的地方。

如果指揮官選擇勇往直前,強制進行交戰,大數據、人工智能和機器學習可以做到今天的初級戰術決策輔助工具無法做到的事情--提供一系列選擇,并評估每個選擇的利弊。重要的是,這些技術并不--也不應該--做出決定,而是為指揮官提供足夠的、經過精心策劃的信息,以便他能比對手更快地做出最佳決定。

對于致命的軍事無人系統來說,在授權無人作戰伙伴發射武器之前,操作者必須知道什么,或者像經常發生的那樣,建議上級當局授權采取致命行動,這個標準更高。例如,考慮軍事操作人員管理一系列正在進行的無人駕駛航空系統飛行的情況,他們一直在觀察一個恐怖分子,并等待上級當局授權使用從該無人駕駛航空系統發射的空對地導彈來消除威脅。

利用大數據、人工智能和機器學習,操作者可以訓練無人駕駛航空系統預測上級主管部門在授權發射前會問什么問題,即使不能提供點解決方案,至少也可以提供百分比概率或信心水平的問題,例如。這個人是預定目標的信心水平是多少?這種信心是基于什么?是面部識別、聲音識別、行為模式、與某些人的聯系、與已知家庭成員的接近或與已知同伙的接近?對家庭成員、已知同伙或未知人員造成附帶損害的可能性是什么?等待與現在出擊的潛在影響是什么?

這些考慮只是操作者必須訓練其配備致命武器的無人系統處理的問題的一個子集。用大數據、人工智能和機器學習來增強這些系統,并利用它們在敵人和我們的決策圈內運作的能力,遠不是把致命的權力讓給無人系統,而是使這些系統能夠在戰斗的壓力下把人類操作員從不得不做出實時的、往往是即時的決定中解放出來。從一開始就將這種能力設計到無人系統中,最終將使它們成為其軍事操作者的有效伙伴。

這使我們回到了美國防部副部長羅伯特-沃克提出的一些擔憂。他指出,當敵人以 "機器速度 "攻擊我們時,我們需要利用機器來幫助保護我們。建立具有強大的大數據、人工智能和機器學習水平的無人系統,能夠與操作人員合作進行這項工作,才能最終確保我們建造的無人系統充分發揮其潛力,幫助我們的作戰人員在戰斗中獲勝。

有令人信服的證據表明,美國,特別是美國軍隊,必須在利用大數據、人工智能和機器學習方面超過我們的同行競爭對手。人工智能國家安全委員會在其2019年的臨時報告中明確分析了人工智能將如何成為游戲規則的改變者。"人工智能將塑造權力的未來。"2020年,《未來國防工作組報告》這樣提出將大數據、人工智能和機器學習插入美國軍事武器系統的必要性:

  • 將人工智能納入軍事和國家安全領域,將從根本上改變戰爭的打法和勝利方式。無論哪個國家在人工智能競賽中獲勝,都將擁有關鍵的、也許是不可逾越的軍事和經濟優勢......算法戰爭的到來,由速度和精度驅動的人工智能武器在復雜的戰斗空間中競爭,要求美國在進攻性和防御性人工智能能力方面進行大量投資。

我們通過使用無人機系統的例子討論了插入大數據、人工智能和機器學習的影響,在這種情況下,MQ-4C “海衛一”,因為當插入這些技術的問題出現時,這是大多數人想到的戰爭領域。但還有一個領域,大數據、人工智能和機器學習可以在戰爭中產生更大的影響,那就是決策領域。

8 一個更普遍的用例:增強決策

伊恩-托爾在其獲獎的美國海軍誕生和成熟的歷史《六艘護衛艦》中,不僅記錄了海軍的早期發展,還記錄了它在多場戰爭中的掙扎。67很少有人在讀完這本書后,會對1775年至1815年間海軍和國家的生存是如何的近在眼前。

雖然我們很容易被托爾的敘述所吸引,像讀小說一樣快速閱讀這段歷史,但至關重要的是,不要錯過決策在海軍的勝利和失敗中的重要性。從在哪里建造這些護衛艦,到選擇它們的活動區域,到它們要打哪場戰役和避免哪場戰役,以及其他一系列的決定,主要是使國家能夠在那危險的幾十年中生存下來的正確決定。

雖然今天美國海軍的平臺和武器與迪凱特、普雷布爾、班布里奇、赫爾、佩里、勞倫斯等艦長的海軍沒有任何相似之處,但今天的艦長仍然必須做出他們的前輩所做的那種生死攸關的決定。大不相同的是今天的決策速度。像憲法號、星座號和其他早期護衛艦的艦長往往有幾個小時甚至幾天的時間來做出關鍵的選擇,而今天的艦長必須在幾分鐘甚至幾秒鐘內做出決定。

軍事史上不乏這樣的例子:做出更好決定的指揮官獲得了勝利,即使他們的對手擁有地理或物質優勢,這些事件在此無需重述。值得注意的是,在過去的幾個世紀里,各級領導人有幾個小時,甚至幾天的時間來做出關鍵決定。但到了上個世紀中期,戰爭的變化極大地壓縮了決策周期。

在朝鮮戰爭期間,俄羅斯的米格-15戰斗機和美國的F-86 "佩刀 "戰斗機為爭奪制空權展開了激烈的戰斗。空軍上校約翰-博伊德(John Boyd)為了找到一種減輕美國戰斗損失的方法,創造了我們今天所知的OODA循環。OODA是指:觀察、定向、決定和行動。

博伊德的概念是,勝利的關鍵是創造一個比對手更快地做出適當決定的環境。博伊德的構思最初是一種在空對空作戰中獲得成功的理論,是根據他的能量-機動性理論和他對米格-15戰斗機和北美F-86佩刀戰斗機在朝鮮的空對空作戰的觀察而發展出來的。哈利-希拉克--F-16戰斗機的總設計師在談到OODA理論時說:"時間是主導參數。在最短的時間內完成OODA循環的飛行員占了上風,因為他的對手在應對已經發生變化的情況時被抓住了。"

即使是非軍事觀察員也清楚,空對空作戰可以說是壓力最大的軍事行動之一。但是,軍事領導人越來越意識到,壓力--尤其是無法處理信息--導致軍事操作人員開始出現自己的OODA環,并做出次優的決定。

在壓力下做出關鍵軍事決策的挑戰在1965年的電影《貝德福德事件》中進入流行文化。這部電影松散地基于美國海軍艦艇和蘇聯潛艇之間的一些冷戰事件,其情節線圍繞著美國驅逐艦貝德福德號(DLG 113)和一艘蘇聯潛艇之間的貓捉老鼠游戲。

貝德福德號的船員在長達數日的潛艇搜尋中變得越來越疲憊。隨著尋找蘇聯對手的緊迫性加劇,貝德福德號的船長無視他的船員在壓力下萎靡不振的警告,提高了他的要求,甚至碾壓了柴油潛艇的呼吸器。當有人問船長他是否會對他的對手開第一槍時,他回答說他不會,但 "如果他開一槍,我就開一槍"。一個疲憊的少尉把他的船長的話誤認為是 "開一槍 "的命令,于是發射了一枚反潛火箭,摧毀了潛艇,但在它發射一枚核武魚雷之前,潛艇就被消滅了。

雖然是虛構的,但《貝德福德事件》對55年后的一個真實世界的事件卻有可怕的預見。雖然對2020年1月伊朗革命衛隊擊落一架烏克蘭噴氣式客機的全面調查需要幾個月,甚至幾年的時間,但今天已知的是,在戰斗的壓力下,伊朗剛剛向美國軍隊發射了一連串彈道導彈,該國對美國的反擊保持高度警惕。

在伊朗情報或軍事指揮系統的某個地方,發出了巡航導彈來襲的警告。負責一個防空導彈組的軍官試圖聯系他的上級指揮中心,以獲得開火的授權。可悲的是,他無法接通,帶著不完整的信息,他發射了兩枚防空導彈,176人死亡。

這些事件--一個是虛構的,一個是非常真實的--有一個共同點:人類被迫在信息不充分或錯誤的情況下做出關鍵決定。在《貝德福德事件》中,它是人類之間相隔幾英尺的空氣間隙。在烏克蘭飛機被擊落的案例中,是無法溝通,以及對威脅的錯誤認知。

很容易將上述事件視為難以置信的虛構或不如美國軍隊的決定,但這將是一個悲劇性的錯誤。美軍人員做出錯誤決定導致生命損失的引人注目的事件已經困擾了美國軍隊四十多年。

  • 1987年5月,美國海軍斯塔克號(FFG 31)在兩伊戰爭的禁區邊界附近巡邏。由于錯誤地認為交戰雙方都不會以美國軍艦為目標,當斯塔克號試圖與來襲的飛機進行溝通時,艦長一開始并沒有感到震驚。伊拉克的 "幻影 "噴氣機發射了兩枚 "飛魚 "導彈,造成37名美國人死亡,近二十人受傷。

  • 1988年7月,懷著對斯塔克號艦長未能采取行動保護他的艦艇的回憶,在兩伊戰爭仍然激烈的情況下,當他的艦艇被伊朗炮艇圍攻時,文森斯號(CG49)的艦長錯誤地認為,一架接近的飛機正在接近并以攻擊姿態下降。他發射了一枚SM- 2ER導彈,擊落了伊朗航空公司655號航班,機上290人全部死亡。

  • 1994年4月,兩架美國空軍F-15 "攻擊鷹 "在伊拉克上空擊落兩架美國陸軍UH-60 "黑鷹 "直升機,認為它們是伊拉克的米-24 "雌鹿 "直升機,機上26名軍人和平民全部死亡。空軍AWACS控制飛機和 "攻擊鷹 "之間的誤傳,以及自動識別敵我系統的故障,是造成這場悲劇的近因。

  • 2001年2月,在瓦胡島以南10英里處,在為VIP平民游客進行的演示中,美國海軍格林維爾號核潛艇(SSN 772)進行了一次緊急壓載打擊機動,并在日本漁船愛媛丸號下浮出水面。船上的三十五人中有九人死亡。

  • 2017年6月,美國海軍菲茨杰拉德號(DDG 62)與集裝箱船MV ACX Crystal相撞。她的七名船員被殺,其他幾人受傷。僅僅三個月后,美國海軍約翰-S-麥凱恩號(DDG 56)與懸掛利比里亞國旗的油輪Alnic MC相撞。她的10名船員在這次事故中死亡。

雖然所有這些悲慘的事故背后有多種原因,最明顯的是涉及美國海軍菲茨杰拉德號和美國海軍約翰-S-麥凱恩號的致命碰撞,但很明顯,在每個案例中,都有可用的數據,如果使用得當,可能會打破安全專家所說的 "事故鏈",并防止悲劇的發生。

值得注意的是,做出這些次優決策的軍方人員是在手頭的工具下做了他們能做的最好工作。發生的情況是,戰爭的速度往往超過了人腦做出正確決定的能力。事實上,正如美國陸軍研究實驗室的首席科學家亞歷山大-科特博士在一次指揮和控制會議上所說,"人類的認知帶寬將成為戰場上最嚴重的制約因素"。

美國空軍技術地平線報告這樣描述這一挑戰:"盡管今天人類在許多任務上仍然比機器更有能力,但人類的自然能力正變得與技術提供或要求的巨大數據量、處理能力和決策速度越來越不匹配。更緊密的人機耦合和增強人的表現將成為可能和必要。"由于這些原因和其他原因,海軍需要大數據、人工智能和機器學習,以使其作戰人員在戰斗中獲得優勢。

對于我們今天使用技術的人來說,這一挑戰應該不足為奇。正如任何擁有智能手機的人在打開機器后不久就知道的那樣,獲得足夠的數據很少是個問題。有時讓人不知所措的是對大量的數據進行分類,并試圖只挑出當下必要的數據。從戰爭的角度來看,這意味著系統只向決策者提供經過精心策劃的信息,以幫助他或她做出更好的決定,而且往往是在戰斗的壓力下。

每年春天在海軍戰爭學院舉行的當前戰略論壇是美國海軍的年度會議,討論和評估海軍對國家和國際安全的貢獻。雖然每個論壇都有其亮點,但2017年的活動可能會被人們記住,因為海軍作戰部長在會上用手說話。沒錯,約翰-理查森上將,一個核潛艇兵--而不是一個戰斗機飛行員--用他的手說話,把聽眾帶回了70多年前發明的航空戰術。

CNO將時鐘撥回到20世紀50年代的空軍上校約翰-博伊德和OODA循環。理查森上將用OODA環路來討論美國海軍正在使用的各種新技術。他指出,海軍已經在博伊德分類法中的觀察和行動部分進行了大量投資。他指出,在大數據、機器學習和人工智能等新興技術出現之前,我們對OODA環路中的 "觀察和決定 "部分無能為力,但今天我們可以。

這正是CNO在他的講話中使用博伊德的OODA循環的原因。他解釋說,今天的海軍作戰人員有大量的--甚至是壓倒性的--數據需要處理。他們需要大數據、人工智能和機器學習來整理這些數據,只呈現那些有助于決策者和扣動扳機者更快做出更好決策的信息。不難看出,這種將數據轉化為戰術上有用的信息的努力對作戰的所有方面都很重要,而不僅僅是戰斗機戰術。

現在可能是時候在美國海軍幾十年來幫助作戰人員做出更好決策的努力基礎上再接再厲了。海軍在利用技術幫助作戰人員在緊張的情況下以更少的人和更少的錯誤更快地做出更好的決定方面一直走在前列。在20世紀80年代,海軍研究辦公室啟動了一項計劃,研究作戰人員如何在高度緊張的情況下做出更好的決定。這項計劃被稱為TADMUS(壓力下的戰術決策),它利用認知科學在了解決策者如何做出決策方面取得了新的突破。這導致了海軍太平洋信息戰中心的科學家和工程師設計了幾個原型(多模式觀察站、知識墻和其他),并進行了測試,在幫助決策者實現改進決策方面取得了令人鼓舞的成果。

TADMUS與類似的海軍項目一樣,就其本身而言是好的。但正如理查德森上將在其當前戰略論壇的發言中所指出的,直到最近,將強化決策提升到新水平的技術還不存在。今天,它確實存在,而且利用大數據、人工智能和機器學習能夠為作戰人員提供的東西,很可能導致海戰的下一個突破,特別是在決策領域。海軍太平洋信息戰中心與通過海軍研發界、工業界和學術界的合作伙伴一起,正在領導各種努力,以確保美國作戰人員有能力以更少的人和更少的錯誤做出更好的決定。

9 充分發揮大數據、人工智能和機器學習的作用

在美國戰略和軍事指導的最高層,大數據、人工智能和機器學習被認為對為美國軍隊提供作戰優勢極為重要。而且,那些負責將這些技術整合到美國軍事平臺、系統、傳感器和武器的人越來越多地將決策確定為這些技術可以增加最大價值的一個重要領域。

在AFCEA/海軍研究所 "西部 "會議上的講話中,海軍預算主任迪特里希-庫爾曼少將這樣提出了海軍如何能夠最好地利用大數據、人工智能和機器學習的問題。"我們如何利用人工智能,不是為了生產殺人的自主平臺,而是為了讓指揮官在戰斗中獲得優勢?"的確,美國海軍--進而是美國軍隊--想要利用大數據、機器學習和人工智能的本質,不是在沒有人類監督的情況下向遠方發射終結者般的無人系統,而是幫助操作員做出更快、更明智的決定。

軍事作戰人員將始終處于循環之中,并將得到大數據、機器學習和人工智能的協助。軍方希望通過這些尖端技術--無論是應用于無人系統還是戰爭的其他方面--來實現的是進入對手的OODA循環。負責研究、開發和采購的海軍助理部長詹姆斯-格茨閣下在一次軍事工業會議上這樣說:"如果一支部隊能夠利用人工智能讓決策者比對手更快地做出決定,那么它每次都會贏。"

在海軍戰爭學院的一次演講中,美國防部聯合人工智能中心主任杰克-沙納漢中將這樣說。"人工智能對美國國防最有價值的貢獻將是它如何幫助人類做出更好、更快、更精確的決定,特別是在高后果的行動中。"

很明顯,美國國防部已經認識到,淹沒在數據海洋中的作戰人員無法做出有效的決策,并試圖利用人工智能和機器學習等技術來幫助整理數據,只呈現在激烈戰斗中有用的信息。

沙納漢將軍在戰爭學院的講話中談到了利用大數據、人工智能和機器學習幫助作戰人員做出更好決策的機會和挑戰,他指出:"在思考、書寫和談論人工智能與實踐之間存在著鴻溝。卷起袖子,投入到人工智能項目中,這是無可替代的。

最近,國防部聯合人工智能中心的新主任邁克爾-格羅恩中將這樣強調了決策:

  • 當我考慮人工智能的應用時,我想的不僅僅是在發現目標后近乎瞬時開火的用例。在整個聯合部隊中,有一系列廣泛的決策必須由人工智能來實現。

在20世紀的戰爭中,衡量軍事優勢的單位是坦克、艦艇或飛機,以及 "勝過槍炮和棍棒 "對手的能力。在21世紀的戰爭中,軍事領導人只有幾分鐘甚至幾秒鐘的時間來做出關鍵的決定,超越對手的思維能力將決定勝利和失敗的區別。

當美國軍方及其國防工業伙伴在21世紀的第三個十年中制定他們的研發投資決策時,早就應該關注一個長期被忽視的領域--我們的軍事決策者的思想,并確保他們能夠做出更好的決定,比他們的對手更快和更少的錯誤。

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空軍將在一個多極世界中作戰,其特點是持續的、低于閾值的交戰,其中多層和多速的戰斗空間延伸到很遠距離。空軍將需要變得高度適應,并能夠通過在高速作戰環境中實時超越威脅,快速從協調過渡到同步,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。新作戰優勢的釋放將取決于空軍加強部隊之間的連通性和整合的能力,以便信息共享能夠比以往更快、更廣泛地進行。

空軍已經嚴重依賴跨五個作戰域的作戰能力——但這些域都將變得非常混亂和具有競爭性。空軍將需要改變他們使用的網絡、系統和流程,以及他們廣泛和基本的工作方式,以便能夠在現代戰場的長度、寬度和高度上思考、戰斗和取勝。多域作戰 (MDO) 為空軍引入新的作戰指揮、控制和作戰管理 (C2BM) 提供了先導,這有望以多種方式從根本上提高在跨多域戰斗空間同步部隊要素和協調效果方面的聯合效率,這在以前不可能實現。

本報告通過將關鍵的作戰范式、挑戰和戰略轉型的推動因素相互關聯,以向新的作戰方式演進,綜合了空軍向多域作戰 (MDO) 過渡的最新觀點

戰略背景

隨著國家競爭再次成為常態,全球競爭正處于新的十字路口。未來的戰略環境將引發新形式的競爭,將包括恐怖組織、叛亂分子、雇傭軍和網絡犯罪分子等非國家行為者在內的敵人聯系起來。對手將在物理和虛擬領域從事合法和非法活動,一方面模糊了和平與戰爭之間的區別,另一方面模糊了本土和遠距離之間的區別。傳統的防御方法將受到可能不承認國界或不遵守國際規范和做法威脅的根本挑戰。

因此,空軍將在一個多極世界中作戰,其特點是持續的低閾值交戰,戰場空間延伸到很遠距離。空軍作為一個在行動中持續活躍的軍種——進行訓練和演習、保障任務或在運輸途中——以保持全天候的任務準備狀態,未來面臨的挑戰尤其明顯。引入多層次和多速度的戰場從根本上破壞了經濟和戰爭的性質,因此空軍將需要加速變革并建立新戰爭方式的能力,使他們能夠在高度復雜和緊張的競爭連續體中贏得未來沖突場景的全部內容,否則就有成為多余的風險。

作戰環境

面對在密集的反介入/區域拒止 (A2AD) 環境中使用先進網絡和武器系統能力的對手,競爭連續體將變得競爭激烈、混亂且受限。隨著空中作戰中心 (AOC)、指揮與控制 (C2) 節點和傳統機載平臺遠離戰斗,空軍執行的全方位保障和戰斗任務將變得更加復雜。因此,空軍將需要新的方法來提高生存能力,并在密集威脅環境中以相關的速度提供效果。空軍將需要變得具有高度適應性,并能夠迅速從協調過渡到同步,以在高速作戰環境中實時超越威脅,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。

當代威脅發展太快,通過電子手段的連接來應對威脅至關重要,因為無法再在聯絡層面有效協調行動。例如,考慮聯合空中作戰中心 (COAC) 和防空作戰中心(ADOC)并不總是明確定義為總部,可以將作戰 C2 要素在防御性防空和區域防空方面分開。常規和新出現的空中和導彈以不同的方式威脅,因此防御它們通常屬于不同的指揮機構。由于一個威脅概況對于地面指揮官來說可能太大,而對于空戰指揮官來說又太小,因此需要一個無縫集成的多層全域作戰架構來生成共享態勢感知 (SA) 并確保將正確的射手分配給在正確權限下的相應傳入威脅目標。

未來沖突的結果將有利于那些在競爭中獲得信息優勢的空軍,在競爭中各作戰領域被融合在一起,而不是基于優越的武器系統和獨立的能力。新的作戰優勢的釋放將取決于空軍是否有能力加強部隊成員之間的連接和整合,從而使信息共享比以往更快、更廣泛地發生。在這樣做的過程中,為了實現更有力的協調,指揮關系和結構將需要進行調整,甚至為新的戰爭方式重新定義。多域作戰(MDO)為空軍提供了未來新的作戰指揮、控制和戰斗管理(C2BM)的先導,它有望從根本上提高部隊成員的同步性和協調多域作戰空間的效果,這是以前不可能的。

  • “空軍將需要變得具有高度適應性,能夠迅速從協調過渡到同步,以在高速作戰環境中實時超越威脅,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在關鍵信息方面也具有敏捷性。”

向多域作戰 (MDO) 的過渡

多域作戰(MDO)的概念與聯合和集合作戰的概念不同,因為它提出了在各作戰領域執行基于效果的、同步的和戰術整合的任務,從而使空軍能夠在現代戰斗空間的長度、寬度和高度上思考、戰斗和獲勝。在過渡到MDO的過程中,空軍將需要對他們使用的網絡、系統和流程以及他們的工作方式進行廣泛和根本性的轉變。為了以相關速度運作,各級指揮官將需要獲得通過聯合共同作戰圖景(COP)提供的強大的、不斷更新的SA,以便比對手更好地了解作戰環境。此外,從機密和公開來源的數據和情報流中收集、存儲、分析、融合、分發和可視化信息的能力,以便在盡可能低的層次上更快地做出決策,這對作戰成功至關重要。

但是,如果沒有適當地過濾和管理,同樣可以創造作戰優勢的大量信息也可能使決策過程不堪重負。除了簡單地將每個傳感器集成到網絡中并集成跟蹤數據之外 從多個來源實時共享,必須對持續流向指揮官的數據和信息流進行智能融合和共享,以便只提供與給定任務或作戰要求相關的數據和信息。在一個信息就是力量、信息可以比以往更快、更遠、但也有太多數據和信息需要處理和吸收的時代,防止指揮官和作戰人員面臨信息負擔和認知超載的危險將是至關重要的。因此,需要新的數字解決方案和工具包,利用自動化和人工智能 (AI) 來支持信息可視化,以便更好地理解和改進決策。

  • “在目前的配置中,作戰C2仍然過于人工手動,并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用的大量數據和信息不兼容。”

軍事行動的數字化

信息優勢對于空軍將戰略意圖轉化為及時的作戰和戰術效果,并在現代戰斗空間的流動作戰領域進行協調,將是決定性的。管理、分析、融合、可視化的工具包,以及關鍵的是,更好地理解來自多源情報流的大量信息,將在未來幾年重新定義作戰規劃和執行。空軍將需要利用新興技術來塑造現代戰爭環境的數字層面,因為新的作戰C2可以支持未來戰斗空間所要求的性能水平。

在目前的配置中,作戰C2 仍然過于人工手動,并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用數據大量混亂、信息不兼容。

傳統的 C2 指令、結構和流程可以基于 24 小時周期的決策循環,不足以應對未來的破壞性威脅和預期的行動速度。任何水平的技術進步都不會使傳統 C2 對未來作戰的預期步伐更加有效。人工智能、自動化、增強現實和量子技術為過濾、可視化和幫助理解大量信息提供了新的可能性,而利用大數據處理的數據分析和融合引擎將為個人平臺、能力和決策者帶來新的機會從聯合甚至泛政府的角度將其整合到一個共同的數字環境中。

一個共同的數字環境和作戰云的實現將使任何地點的部隊和用戶都可以訪問相同的數據和信息流,無論是實時規劃還是執行,并且以與執行任務相同的速率。高度適應不斷變化的任務要求的數字工具包將需要在作戰云上隨時可用,并使用軍事證書按需訪問幫助各級做出更好更快的決策。指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。

  • “指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。”

AOC的功能分布

分布式 AOC 可以理解為同時在不同的地方,而不是在一個或另一個地方,它代表了空軍未來作戰方式的游戲規則改變者。空中作戰中心傳統上由空軍從一個擁有重要基礎設施的固定位置操作,以允許接收大量通信和大量多專業人員。這種集中式 C2 模型在過去為空軍提供了很好的服務,但是隨著威脅形勢的演變,從執行作戰 C2 的單個固定位置的概念使得空中作戰容易受到能力越來越強的對手的攻擊,這些對手可以通過動能和非-動力學手段。在任何接收關鍵通信和提供可操作 C2 的集中位置發生自然災害、火災或停電成為潛在單點故障的情況下,同樣存在風險。

點對點分布的AOC將與位于不同地點的高級指揮部更好地保持一致,而在聯盟的情況下,則與世界不同地區保持一致。分布式AOC還將使空軍有可能與更多不同的專業人員聯系起來--在任何特定時間,在一個以上的地方經常需要這些專業人員--以解決復雜的作戰挑戰。空軍將獲得決定性的優勢,最大限度地減少非周期性工作的需要,以便在需要的地方和時間獲得信息,關鍵是要建立冗余,以提高行動的適應性。隨著AOC功能的分布,空軍將有能力迅速適應動態作戰場景中不斷變化的需求,包括C2網絡中任何關鍵節點的潛在損失,使邊緣作戰人員能夠以更加安全和靈活的方式行動。

然而,分布式空中作戰中心架構所承諾的最顯著的力量倍增效應是使空軍能夠無縫地連接到位于不同位置的伙伴要素和能力。將位于不同地點的盟軍和伙伴空中作戰中心虛擬地聚集在一起,將使空軍能夠整合可用的聯軍能力,以便在任何給定時間和地點利用最有效和最致命的空中力量組合。通過以增強力量和提供綜合威懾的方式整合聯軍能力,可以減輕空軍單獨面臨資源或人員壓力的現實和日常挑戰。因此,空軍將更少地依賴單個平臺能力,而更多地依賴于具有集成作戰 C2 的共享能力架構的力量,該架構從根本上優化了傳感器/射擊者的任務和分配。

MDO 中的 C2BM

作為指導任務和加快行動步伐的過程的一部分,通過替換會減慢行動周期(從而降低反應時間)的傳統方法,必須明確授權給每個級別的指揮部,以便確定決策的優先級可能的最低水平。因此,連接到接收數據和中繼命令的敏捷、適應性強和有保障的網絡的單個指揮官應該能夠專門指揮下屬單位的活動。對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要,但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關——尤其是在對多個任務有明顯壓力的情況下 政府部門將被納入 C2 決策過程。即使授權保持不變,集中控制/分布式執行和任務指揮的模式也可能受到挑戰,因此空軍必須更新正式關系和開展業務的方式。

開放式架構、系統體系(SoS) 網絡,專為高速、大容量而設計,在廣泛而分散的用戶群中進行數據交換對于在需要的時間和地點向合適的人提供相關信息至關重要。Link 16 為互連性和互操作性提供了一個通用標準,對聯軍行動仍然至關重要,但即使有一個在其用戶之間全面設計和實施的現代化計劃,其本身也不夠。更強大的作戰 C2 的基本原理推動了聯合全域指揮與控制 (JADC2) 結構和先進戰斗管理系統 (ABMS) 在美國的發展。JADC2 設想將整個部隊的傳感器、射手和支持平臺連接到主網格網絡,以便作戰指揮控制從以服務為中心的架構有效地推進到高度靈活的聯合全域架構。美國空軍打算利用 JADC2 實時融合來自無數不同來源的數據,而 ABMS 打算通過將正確的傳感器連接到正確的射手來感知、理解并允許指揮官比對手更快地采取行動。

在一個沒有任何單一平臺或武器系統本身能夠確保作戰成功的未來,JADC2和ABMS的目的是用其他系統的優勢來系統地減輕單個組件系統的局限性。沒有與ABMS或同等的作戰管理(BM)系統連接的平臺將具有較低的生存能力,并最終成為多余的。JADC2和ABMS是美國在每個戰爭場景中取得戰斗成功的基礎,它們為未來的作戰C2提供了將正確的傳感器連接到正確的射擊者的基礎。開發一個高度可擴展的、完全集成的、具有明確授權的多分類網絡架構,將是實現信息優勢的關鍵,它使指揮官和作戰人員能夠更有效和高效地執行。目前的網絡和系統需要進行現代化改造和調整,以實現更大程度的戰斗空間信息,然而,全面的網絡整合帶來了相當大的技術挑戰,因為各個系統并不總是使用一種共同的語言或順利地相互連接,特別是在涉及盟國和伙伴空軍的多國背景下。

  • “對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要,但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關,特別是在多個政府部門明顯面臨壓力將其納入 C2 決策過程的情況下。”

敏捷和協作戰斗

互操作性是未來戰爭的關鍵,而協同作戰的步驟設想跨所有平臺進行信息交換,而不僅僅是戰斗人員。除了由新的具有指揮能力的戰斗機領導的傳統戰斗機之外,隨著第五代平臺的出現,互操作性將需要擴展到所有平臺,包括遙控飛行器 (RPV) 和自主系統。在強大的聯合任務指揮下,互操作性與綜合規劃和作戰指揮控制將允許加速作戰,以克服具有先進網絡能力和武器系統的對手。將遺留系統調整為單一網格、多域網絡是空軍面臨的最關鍵挑戰,必須進行戰略轉變,優先考慮全面的網絡集成和互操作性以及必要的財務資源、時間和人員。

整合帶來了復雜的挑戰,有時需要比預期更長的時間才能實現結果,正如之前在 Link 16 上采用、適應和實施變化的國家經驗所表明的那樣。空軍必須迫使行業合作伙伴更廣泛地采用數據協議和工程系統的標準化,以便能夠有效和高效地實現未來所需級別的互操作性。同時,空軍必須 打破狹隘的思維方式、過時的數據和信息共享政策以及阻礙他們作為組織利用信息真正力量的文化障礙。軍事背景下與美國前總統羅納德·里根(Ronald Reagan)的話有了新的關聯,他將信息稱為現代的氧氣,因為信息力量是未來戰場上有效作戰的基礎。

將盟軍和合作伙伴的資產、資源和專業知識進一步互連,超出單個固定地點的定位,這將成為空軍在未來沖突中保持競爭力的必要條件。三十年前,可能有二三十人,包括指揮官及其參謀參與作戰計劃、執行和 C2。今天,視頻電話會議和數字應用程序使分布在不同地點和時區的數百名員工的點對點協作和信息共享成為可能。與盟國和合作伙伴互操作性的障礙在邏輯上需要考慮并更緊密地結合在一起 - 旨在確保數字環境得到主動保護和防御的國家網絡安全方法及其警告。依賴網絡空間和在網絡空間中作戰的固有脆弱性將使信息戰在傳統作戰之外占有一席之地。同時,空間領域和量子加密技術的進步將開始通過徹底改變軍事行動中的通信方式來減輕復雜網絡空間威脅的影響。

互操作性和聯盟有效性

互操作性是衡量聯盟有效性的關鍵,并將決定在未來的同行競爭環境中的戰斗成功。在沒有盟友和合作伙伴的幫助下,單獨過渡到全域作戰戰略是不可行的,但從聯盟的角度來看,要實現真正的互操作性,必須對空軍設計和規劃未來能力進行戰略反思。互操作性通常可以通過調整現有的系統而得到改善,但如果要以未來沖突所要求的方式在戰略上推進互操作性,以達到戰斗和勝利所必需的聯盟效力的程度,則需要成為一種采購考慮。

互操作性存在著重要的政策層面障礙,例如,與采購項目的過度分類和軍事系統的轉讓有關。這種對聯盟有效性的障礙在近年來的聯盟作戰活動中已變得很明顯,并促使美國引入新的方法,如國防出口特性計劃,該計劃旨在為優先考慮和追求互操作性的方式帶來范式的轉變。將互操作性考慮納入主要采購項目的初始能力文件的作戰概念(CONOPS),將確保它在未來系統的設計階段得到適當的規劃,并戰略性地納入采購過程本身,而不是作為事后的想法被編入。

美國還將更加強調與盟友和合作伙伴共同開發系統,并以系統的早期出口為目標,這一方面有助于改善整體系統設計和安全性,另一方面也能壓縮開發時間和降低成本。任何空軍都不能假設自己總是擁有最好的技術解決方案和概念,因此,當國際市場上有更優越的替代品時,進口能力將需要更高的優先權。軍事系統的本土開發提供了次要的優勢,如經濟效益的本地化和通過國內創造就業機會來培養高技能的勞動力,但也有一些權衡,如較低的性價比或系統不能與替代品提供的相同水平的性能。

在系統層面上,設備之間的互操作性是至關重要的,但是作戰平臺本身和確保它們的互連性本身并不足以實現互操作性,也不會自動轉化為改善聯盟的有效性。空軍必須通過制定共同的作戰方案和戰術、技術和程序(TTPs)來加強聯盟層面互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、合作和培養工作關系的方式是打開未來作戰優勢的關鍵。建立信任需要時間,而作戰層面的互操作性--相對于系統層面的互操作性--是建立在多年的訓練和并肩工作上的,以了解和推進可以共同實現的目標。不可能在危機時期尋找信任,也不可能期望能夠以未來所需的行動水平和速度來運作。

空軍有必要作出新的努力,以改善與關聯部門以及盟國和伙伴空軍的同步和協調。建立一個更強大的傳感器網絡和發展收集、存儲、處理、分析、融合和分享適當安全級別的信息的能力的途徑始于雙邊討論,隨著聯合演習的推進,并隨著從持續努力和互動中獲得的經驗教訓被廣泛實施到培訓、教育和最終的積極行動本身而得以實現。歸根結底,在擴大力量和試圖實現聯盟伙伴之間的綜合威懾方面,信任的概念將比技術因素更重要。盟友和合作伙伴可以成為非常有價值的見解的來源,空軍必須變得更加開放,不斷地與同行分享威脅情況,并保持思想的持續互動,以支持持續改進。

  • "空軍必須通過開發共享的CONOPS和戰術、技術和程序(TTPs)來加強聯盟層面上的互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、協作和培養工作關系的方式是開啟未來作戰優勢的關鍵。"

信任與信息共享

在這個時代,信息被視為力量,但只有當它被分享時才會變得真正強大,在評估盟友和合作伙伴之間的信任時,信息共享的方式是衡量有效性的關鍵。人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周時間的大量信息,然而,空軍的思考和反應速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確和相關的分類信息的能力。考慮到信息共享的三個基本要素(需求方面的理由;使之成為可能的技術和基礎設施;以及受其支配的政策和規則),理由越來越被認為是合法的,使之成為可能的手段在大多數情況下也是現成的。然而,以父權為框架的政策和信息發布規則與文化障礙相結合,阻礙了盟友和合作伙伴之間及時有效的信息共享,甚至經常是根本沒有。

古老的信息可釋放性政策和僵化的數據所有權文化,限制了實時甚至是歷史信息流向需要的地方。盡管空軍擁有與盟友和合作伙伴更緊密合作的動力,但他們總體上仍然落后于更有效作戰所需的信息共享水平。有效的信息共享的障礙和阻礙可歸因于傳統的模式,然而過去有效的東西不一定在未來有效。并非所有的信息都需要與所有級別和所有項目的人共享,但確保正確的人能夠獲得正確的信息是可能的,一方面,重新設計適用的信息共享政策、規則和分類以消除瓶頸,另一方面,通過硬件和軟件解決方案,降低工業規模的信息共享的操作安全(OPSEC)風險。

從商業部門的成功經驗中可以學到寶貴的經驗,即如何安全地改善企業層面的連接和信息共享,關鍵是與外部合作伙伴的連接和信息共享,從而提高生產力,為股東創造更高的價值。建立新的授權、政策和信息保護程序是必要的,以便讓信息在行動領域之間以及在共享的任務伙伴網絡中的不同安全分類之間安全和無縫移動。空軍將需要促進和實施更強大的信息和數據安全,同時通過與聯合和盟國或聯盟伙伴更好地協調技術和程序來建立一個共同的數據結構。跨作戰領域的信息和數據網絡的可訪問性和安全性將成為重中之重,而信息的完整性、可信度和可靠性則是剩余的問題。

  • "人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周的大量信息,但空軍思考和反應的速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確的相關信息的能力。"

網絡空間領域和信息作戰

隨著數字技術和創新的加速作用和采用,空軍的運作方式正變得越來越復雜。然而,機遇也伴隨著風險,因為支持空軍的信息技術和系統本身就成為一種威脅。網絡空間對于彌合現代戰斗空間所跨越的巨大距離至關重要,因此將繼續成為軍事行動中一個永久的、日益突出的要素。然而,大量信息的快速收集、控制和傳播產生了一種新的戰爭類型,即產生了傳統軍事系統必須能夠對抗和防御的具有普遍性的持續威脅。網絡空間和電磁頻譜為信息系統、武器和平臺的運作提供了重要的地形,指揮官的首要考慮之一是需要支配流動的作戰領域,使其盡可能受到抑制和保護,以防止可能帶來區域拒絕問題的攻擊。

網絡保護和通過一切必要手段捍衛網絡空間對軍隊來說是勢在必行的,但未來更重視的是數據和信息資源本身,而不是為它們提供地形的網絡。密碼學的現代化對于實現有保障的安全通信至關重要,但對部隊進行數據保護和信息安全教育是空軍需要解決的一個挑戰。軍隊需要重新培訓組織心態,并制定源自零信任文化的標準操作程序(SOP),以便作戰人員嚴重依賴的信息在所有層面上不斷得到認證和驗證。更廣泛地說,軍隊在網絡空間的主要重點仍將是通過網絡安全軟件和計算機網絡操作來保護C2的物理和電子。

盡管在網絡空間建立交戰規則(RoE)的挑戰仍然存在,但在未來幾年,信息作戰將不可避免地成為與傳統作戰一樣的核心能力。軍隊已經觀察到戰斗之王從火炮過渡到空中力量,空中力量穩步發展,可以在任何時候和任何地方使用。盡管在過去的30年里,空中力量是火力的 "首選",但不確定的是,在未來的30年里,空中力量是否會成為戰斗之王,或者動能能力是否會像其他傳統能力一樣,被更有效、更精確和更經濟的替代品所取代。預測未來總是很困難的,但目前的軌跡表明,非動能能力將最終成為戰斗之王,火力將從硬件過渡到軟件,因為不再需要飛行的效果,因為計算機代碼和遙遠的點擊將變得比動能武器的震蕩效果更具破壞力。

  • "軍隊廣泛需要重新培訓組織心態,并制定源于零信任文化的標準操作程序(SOP),以便作戰人員嚴重依賴的信息在各個層面不斷得到認證和驗證。"

利用空間領域

衛星能夠以最快和最安全的方式將信息傳遞到最底層的指揮部,其數據鏈接對于在高度競爭的環境中同步部隊成員,加速觀察、定位、決定和行動(OODA)的循環,以及在行動前和行動中加強部隊的安全和保障至關重要。

空間領域為全球通信、高空情報、監視和偵察(ISR)以及為保持對空域的控制和執行未來預測的高節奏行動所必需的定位、導航和定時(PNT)解決方案提供無與倫比的覆蓋范圍和持久性。將空間領域納入MDO將釋放出一種力量倍增效應,因為它允許創建跨作戰領域的新網絡,并為分布式聯合規劃和執行建立新機制。隨著傳統的地面和空中指揮要素被推到離戰斗更遠的地方,向空間領域的邁進對于在地面要素和遠程載體之間更廣泛地傳播連接是至關重要的,從而使部隊要素能夠彼此和總部要素之間更理想地運作。

擴大的地球同步衛星群將通過為所有類型的載人平臺、遙控飛行器和自主系統提供連接,使它們能夠一起遠程操作,從而實現一種新形式的作戰C2。隨著目前的限制因素--即計算能力、通信帶寬和太陽能電池板產生的電力--被克服,空軍將通過多種類型的新情報產品和服務呈現革命性的新前景。在未來幾年,利用大數據處理、人工智能和機器學習(ML)來生成、處理、分析和過濾衛星上的大量信息,并自主地向指揮官和作戰人員提供實時的關鍵信息服務將成為可能。空中和太空力量交織在一起,如果沒有所需的最低水平的天基能力,任何向MDO的過渡--設想進入所有作戰領域,但可以說以太空領域為核心--將仍然無法實現。

  • 在過去的三十年里,衛星已經顯示出在分析通信、定位目標位置、生成精確坐標(例如用于瞄準或空中投擲)和打擊后的戰斗評估方面不可或缺的效用,以支持從戰爭到保證任務到戰爭以外的軍事行動(MOOTW)等所有空中行動的規劃和執行。

建立一個軍事空間戰略

進入空間領域的初步步驟側重于發展空間態勢感知(SSA),在推進到天基傳感器和其他能力之前,從地面的雷達和強大的望遠鏡開始。在最基本的層面上,SSA必須允許空軍評估發射,監測衛星和運載火箭重返大氣層,跟蹤軌道上的衛星并提供潛在碰撞的預警。從這一初步步驟開始,需要由地面站、空間飛行器和通信鏈路組成的空間基礎設施,而作戰效果的提供則取決于專門的空間工作人員、操作人員及其工具包,這些因素綜合起來考慮,有可能消耗大量的財政資源。

空軍需要發展主權控制的空間能力的方法,這些方法既要有成本效益,又要有靈活性,例如插入硬件和軟件更新。提供即插即用解決方案的商業現成(COTS)技術和納米衛星--其開發成本相對較低,并能以低成本迅速復制--降低了進入空間領域的門檻,并將在允許空軍以必要的速度前進方面發揮重要作用,同時,越來越多的商業衛星運營商能夠有競爭力地為軍事行動提供帶寬和其他關鍵產品。

然而,空間領域的物理復雜性使得任何空軍或任何國家發展空間力量的相關技術復雜性和成本負擔本身完全不現實。空間領域構成了空間中較大和較小的軍事行為者的需要--無論大小--密切協作,甚至共同發展空間軍事力量。對空軍的要求是與盟友和伙伴協調步驟,無論他們是已經有了既定的程序和方案,還是處于啟動階段,對于利用空間領域為軍事行動提供的真正潛力將是至關重要的。

政府間、商業和研究伙伴關系將需要構成軍事空間戰略的基石,以便有可能從大量的現有知識中獲益,并應用從既定的空間行為者和遺留計劃的經驗中獲得的教訓。應用實驗對于空軍培養專業知識和能夠更迅速地確定能力差距和優先事項非常重要,當與盟友和伙伴合作推進時,可以大大簡化空間能力的開發周期,并為擴大長期的共享利益提供基礎。

通過戰略協調,資源單獨緊張的盟國和伙伴國空軍將能夠把他們的重點限制在建立具有利基能力、機制和軌道的小型衛星星座上,以便以后匯集起來,合并成更大或超大的星座。盟友和合作伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構,否則是無法實現的,關鍵是要建立冗余,以防止突然失敗或失去服務。建立冗余是必要的,因為在未來十年,新的空間行為者和空間威脅的引入使空間領域不僅更加擁擠,這本身就帶來了重大的新風險,而且還首次出現了軍事競爭。

  • 作為通常負責領導軍隊進入空間領域的軍種,當空軍開始考慮發展空間足跡和作戰能力時,眼前的挑戰是制定能夠在預算限制內和以相關速度提供需求的方案。

  • "盟國和伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構,否則是無法實現的,關鍵是要建立冗余,以防止突發故障或服務損失。"

專用太空指揮部

通過將天基能力分布在一個與盟國和伙伴共享的更廣泛的空間架構中,空軍將能夠從更多樣化的能力套件、更高的可用性和全球安全通信的延伸中獲益。隨著天基能力向盟國和伙伴之間共享的架構發展,控制目前被隔開的衛星的地面站將需要互聯并更接近AOC,以改善C2的決策。由于空間資產為民用和軍用用戶提供產品和服務,然而空間領域的使用使作戰C2變得復雜,可能需要其他政府部門參與傳統上由軍事指揮官負責的決策。

軍事指揮官很可能在特定情況下優先考慮或在空間領域的正確時間作出反應的能力減少或受到限制。在某種程度上,在可能的情況下插入的常設協議,可能會澄清如果向另一用戶提供的服務受到軍事行動的影響而需要遵循的具體程序。傳統的C2周期、程序和結構是為了對實體單位行使權力,而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果,需要不同的考慮。因此,一個專門的軍事空間指揮部是必要的,以滿足居住在各兄弟部門、其他政府部門以及外部盟友和合作伙伴的空間工作人員之間所需的巨大的整合和協調程度。

空軍在提供解決方案以有效利用空間進行多域作戰方面發揮著至關重要的作用,并且通常將負責從國防角度領導、管理和培育空間--例如在英國、澳大利亞和荷蘭,其空軍最近已經建立了初步的空間指揮部。一旦空軍建立了初步的操作能力,空間領域的C2結構和程序將隨著新框架的建立而發展,以產生綜合的空間領域意識,捍衛主權、盟國和伙伴的空間能力,并全面推進軍事空間行動、計劃和能力。一個專門的空間指揮部除了使可能沒有共同愿景的姐妹部門在空間領域的使用上保持戰略一致,甚至沒有充分認識到它的潛力外,還對培養空軍多領域行動所需的新的專業空間工作人員和專業知識的骨干隊伍至關重要。

  • "傳統的C2周期、程序和結構旨在對物理單位行使權力,而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果,需要不同的考慮。"

吸收新興技術和利用創新

為了使空軍有能力在各作戰領域進行思考、戰斗和取勝,幾乎所有的遺留系統都需要升級,而且空軍需要提高他們在面對快速技術進步時吸收有任務能力的技術的能力。隨著在采購周期的關鍵決策點上做出判斷的挑戰加劇,空軍采購規劃人員必須走一條鋼絲。在追求提供革命性能力的新解決方案、購買成本較低的商業現成技術(COTS)以彌補能力差距或試圖升級遺留系統之間做出選擇將變得更加微妙。在投入使用的新系統和升級遺留系統之間取得適當的平衡將被新系統的挑戰所加劇,這些新系統往往無法迅速投入使用。

為了滿足未來的作戰要求并保持機動自由,遙控飛行器和自主系統在多領域的戰斗空間中發揮著重要作用。人們普遍承認,無人駕駛和自主系統反映了未來的空中力量,但是空軍仍然傾向于主要從載人平臺和系統的角度考慮問題。對載人威脅和平臺的傳統關注導致了訓練和模擬的發展,TTPs甚至C2流程都是圍繞著提高載人系統對抗載人威脅的能力而設計的。空軍必須在載人、遙控和自主系統方面進行更全面的思考,其中人工智能具有巨大的作用,以確保它們得到適當的考慮,并適當推動對未來威脅、能力發展、培訓、實戰飛行和C2本身的思考。

下一代空域和戰斗管理將需要大數據處理和人工智能來擴展人類的決策空間,同時也有一個潛在的需求,即空軍能夠依靠快速軟件開發來提供基于云的服務解決方案,通過認證的軍事證書安全地訪問。人工智能的最大挑戰是與它的使用相關的控制水平。出于道德、法律和安全的原因,完全不對人工智能施加任何控制是不可行的--然而,施加人類控制超過一定程度,就會有效地減慢其旨在加速的決策過程。目前,無論是在駕駛艙還是在C2中心,人工智能都需要面向為決策者生成和提供選擇,但隨著作戰周期的加快和戰爭的自動化,它的作用將越來越大。

建立快速能力辦公室可能有助于解決采購挑戰,為關鍵任務的前線需求提供更快的周轉,然而,盡管有可能實現快速采購,空軍必須確保他們能夠在沒有特定系統的情況下通過產生開箱即用的解決方案,將現有技術與人類的洞察力和創新相結合。世界上最具創新精神的組織都能有效地利用集體天才的力量,而空軍必須更好地通過培養有利的程序、伙伴關系和心態來培養創新文化,直至最低層。思想沒有等級之分,當空軍領導人創造出創新蓬勃發展的組織環境時,基層人員或非入伍軍官可以成為解決行動挑戰的重要媒介和催化劑。通過扁平化組織,減少等級之間的縱向距離和部門之間的橫向距離,空軍可以實現一個更深入參與的員工隊伍,以更好地收獲創新的好處。

為了提高技術適應性,空軍必須使用通用的開放式架構開發未來的系統和數字解決方案,并更好地將操作人員和最終用戶與開發系統和工具的工程師和技術團隊以及負責采購和維持決策的辦公室聯系起來。通過迭代開發系統和工具來實現更深層次的合作,與操作人員建立共同的所有權,并使修訂工作能夠即時進行。用戶的直接、持續的參與將提高標準化程度--如圖形用戶界面--支持操作人員的培訓,并能確保服務成員為成功做好準備。與工業伙伴和學術界的伙伴關系將對壓縮系統從構思到原型的開發周期起到關鍵作用,確保更快的失敗途徑,并使空軍在技術上的適應性更強。

促進創新文化

前進的道路

空中力量仍然是今天動能效應和空運的最具決定性的能力,但空軍領導人必須確保空中力量在2030年及以后仍然具有相關性。空軍已經嚴重依賴在五個作戰領域的行動能力--然而這些領域都將變得非常混亂和有爭議。一系列的安全挑戰已經加大,變化的速度也在增加,因為潛在的威脅在破壞性技術武器化的推動下加速。空軍將面臨的挑戰是為潛在的安全損失找到解決方案,并保持他們在未來受限和退化的作戰空間繼續作戰的能力。為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性,以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的,空軍必須重新定義他們如何與兄弟部門、盟友和合作伙伴進行合作、共存和競爭。空軍將需要在內部變得更加互聯互通,并與姐妹軍種、盟友和合作伙伴一起,在多領域的整合中取得成功,并在未來延伸的戰斗空間中提供協調的效果。

雖然世界各地的空軍確實無法在單一領域充分發揮優勢,更不用說在多領域背景下,但從過去的經驗中可以學到豐富的教訓。歷史上充滿了破壞性的挑戰,空軍必須制定戰略來推動執行MDO所需的轉型變化。這種轉變必須從擴大演示開始加速,以連接整個作戰領域的傳感器、射手和部隊要素。MDO范式廣泛要求平臺和專業人員同時支持各種各樣的作戰要求和聯合指揮官的連接。因此,在向MDO過渡的過程中,人的因素將比技術更具有決定性,如果要實現全面的網絡整合和戰斗云在軍事行動中的實際應用,必須更新培訓、發展和領導人員的方法以反映新的現實和戰爭方式。

  • 空軍需要變得能夠利用流動領域,有效地結合航空、空間和網絡空間,在全球舞臺上采取戰略行動(或發出信號)--在范圍和速度上有更多的選擇和最小的政治風險。

  • "為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性,以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的,空軍必須重新定義他們如何共同運作、共同存在并與兄弟部門、盟友和合作伙伴競爭。

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摘要

本報告是CNA提供關于俄羅斯民用和軍用人工智能(AI)領域的及時、準確和相關信息及分析的一部分,特別是俄羅斯如何將AI應用于其軍事能力。本報告基于俄語公開資料整理。

管理和法律的發展

1. 立法者在儲蓄銀行會議上討論先進技術的發展

1月21日,在儲蓄銀行企業大學舉行的數字轉型會議上,政府代表和行業專家討論了旨在促進先進技術進一步發展的潛在立法。國家杜馬主席維亞切斯拉夫-沃洛金說,立法者需要為發展數字技術創造條件,并表示俄羅斯需要成為這一領域的領導者。正如沃洛金所說,"如果你擁有技術,你就擁有了世界"。

然而,杜馬金融市場委員會主席阿納托利-阿克薩科夫說,俄羅斯在發展數字經濟的許多領域仍處于道路的起點,與領先國家相比有很大差距。他說,不可能迅速克服這種落后,因為這種進展需要通過相關法律,盡管他也說杜馬正在為此積極努力。阿克薩科夫表示,希望杜馬將在春季會議上接受一些旨在實現這一發展的新法律。據杜馬第一副主席亞歷山大-朱可夫稱,杜馬正在審議的法律包括與保護個人數據有關的法律。

會議特別討論了作為優先事項的人工智能發展,自民黨領導人弗拉基米爾-日羅諾夫斯基表示,最重要的是尋求與人類發展水平相當的智能。一些與會者,如共產黨根納季-久加諾夫,對這個話題表達了細微的看法。久加諾夫說,人工智能是一種幫助人類解決問題的工具,在發明人工智能產品時,創造者必須記住他們對人類的道德責任,因為他們將對如何使用它負責。阿克薩科夫還對忽視數字領域風險的后果提出警告,稱有必要規范人類和人工智能之間的道德關系。

2. 政府在實施數字化轉型失敗后進行大清理

2021年1月,俄羅斯政府宣布,它將解雇和替換62名負責數字化轉型的政府副職中的10名,因為他們未能執行委托給他們的任務。這些副手在一些相關領域的表現得到了很低的評價,包括準備部門數字轉型計劃和實施人工智能項目。

根據俄羅斯副總理的說法,到目前為止,只有18個聯邦機構在數字化轉型領域表現出高績效。它們包括緊急情況部、聯邦稅務局、工業和貿易部、農業部、俄羅斯聯邦通信信息技術和大眾傳媒監督局、聯邦知識產權服務和聯邦環境、技術和核監督服務。表現最差的機構包括自然資源部、聯邦檔案局、聯邦青年事務局和聯邦海運和河流運輸局。

對各部門和首席數字轉型官員的評估考慮了各種事項,包括政府命令的執行質量和速度以及預算義務的履行情況。

3. 關于數字沙盒的法律生效

關于俄羅斯聯邦數字創新領域實驗性法律制度的法律于1月28日生效,取消了許多關于測試新技術的限制性規定。目前正在討論首批8個實驗案例,在專家組的框架下,在潛在的沙盒參與者、專家團體以及監管機構和經濟發展部代表的參與下,進行方案草案的制定。

4. 俄羅斯聯邦通信信息技術和大眾傳媒監督局(Roskomnadzor)起草了對個人數據處理的同意要求

2021年1月,Roskomnadzor發布了一項命令草案,明確規定個人如何同意處理其個人數據。這些要求包括通過Roskomnadzor信息系統用俄語提供同意,說明數據處理的目的,并提供某些識別信息,如個人的全名和聯系信息,以及接受同意的運營商的信息。主體可以限制或禁止經營者以主體選擇的方式分發其個人數據,并且必須包括同意的有效期。

大數據協會對Roskomnadzor的草案并不完全滿意,并建議為數據主體增加更多細節。雖然一些專家對草案的部分內容表示擔憂,包括措辭和缺乏聯邦預算的額外資金,但其他專家贊揚了圍繞個人數據處理同意的更新規則的價值,認為這將使數據轉移的處理更加謹慎和自覺。

為了執行2020年12月30日通過的第519-FZ號聯邦法律 "關于'個人數據'聯邦法律的修正案 "的規定,Roskomnadzor制定了該草案。該聯邦法律賦予Roskomnadzor制定個人數據處理同意要求的權利。對法律草案的討論將持續到2月10日,法律將于3月1日生效。

5. 聯邦委員會領導層關注人工智能的影響

俄羅斯聯邦委員會發言人Valentina Matvienko表示,她希望參與新技術和人工智能的監管,因為她擔心人類可能成為 "活的機器人"。

馬特維延科指出,人們擔心人工智能機器人會在各種工作甚至個人生活中取代人類。在提到Sber負責人German Gref展示的視頻中的主角時,她說:"會有一種或另一種職業嗎?或者人類化身將在工作場所取代他們? ...... 當然,這很嚇人。因為,上帝保佑,你早上醒來時,出現的不是你的丈夫,而是一個茶壺"。她表示擔心,人工智能會消除情感和文化,將人類變成活生生的機器人。她過去曾對科幻電影和書籍中描述的未來機器人起義表示擔憂。馬特維延科的觀點在整個俄羅斯公眾中是很普遍的。

軍事和安全方面的發展

6. 俄羅斯國家技術集團(Rostec)開發第四代戰斗裝備

俄羅斯最大的軍事工業集團--羅斯特克國家公司(見第3-19期《俄羅斯的人工智能》關于羅斯特克的活動)已經開始研究為未來的士兵創造戰斗裝備。這項新的發展應該是為了取代第三代Sotnik裝備。

該項目將從卡拉什尼科夫控股公司、精密機械工程中央科學研究所和其他羅斯托克機構抽調專業知識和資源,研究世界各國軍隊使用的先進戰斗裝備,并建立創建新一代戰斗裝備所需的RDT&E范圍。據羅斯特克公司稱,最終目標將是形成一個名為 "2035年軍事裝備發展 "的跨部門綜合目標計劃,國防部已授權該企業對這一主題進行研究。

Rostec公司的公告指出了士兵戰斗裝備的第四代計劃。今天,羅斯特克公司正在開發第三代 "索特尼克 "裝備,其幾個要素已經在進行初步測試。據羅斯特克公司的工業主管Bekkhan Ozdoev稱,新一代裝備將包括新技術,如機器人設備和信息交流的綜合系統。早些時候,Rostec和國防部的聲明表明,Sotnik是目前整個俄羅斯軍隊使用的Ratnik戰斗系統的進一步發展,未來的設計將有機載AI和其他先進技術。截至2020年底,俄羅斯技術公司已經向在俄羅斯和敘利亞服役的士兵交付了超過30萬套第二代Ratnik戰斗裝備。

7. 帶有人工智能的俄羅斯太空機器人將在2023-2024年出現

據塔斯社國家媒體報道,安卓技術(AT)企業宣布,第一批能夠與宇航員智能互動的機器人將在2023-2024年出現。這家俄羅斯公司因開發2019年飛往國際空間站的FEDOR機器人而聞名。FEDOR也是與俄羅斯高級研究基金會合作開發的(請見《俄羅斯的人工智能》第5期)。

據AT公司稱,目前正在開發的關鍵技術元素將使機器人--名為 "Teledroid"--能夠與宇航員互動。該公司明確指出,某些人工智能元素將被用于Teledroid的創造,以便在外太空工作。該公司明確指出,這種新的機器人將主要在遙控模式下工作;其完全自主操作是次要功能,因為其工作應在人類監督下完成。

2020年10月,AT公司宣布,第一個用于外太空工作的機器人原型將在2021年下半年開始測試。在這些測試之后,該公司將開始開發機器人的外觀、功能,以及在國際空間站工作的具體協議。

8. 新科學家加入ERA科技城

2021年1月,國防部的ERA科技城舉辦了年輕軍事科學家的宣誓儀式。這批新成員由來自俄羅斯30多個地區的150名大學畢業生組成。據國防部科學研究活動總局局長安德烈-岡察洛夫少將稱,為了被ERA的高度競爭計劃所接受,畢業生必須具有一定的科學、技術和工程背景。這些新科學家將他們的技術研究與現役軍人結合起來。在宣誓就職之前,這批人參加了聯合武器訓練課程,以熟悉軍事條例和服務。在不久的將來,這些年輕科學家將開始他們在一些學科的研究,如人工智能技術和超級計算機。

2018年,國防部啟動了ERA科技城("科技城"),作為軍隊的研發和科技機構,年輕軍官可以與非軍事和民用高科技機構一起工作,為國家的武裝力量開發突破性技術。2019年,國防部指定ERA為軍方主要的人工智能RDT&E中心,并于2020年在那里開設了一個人工智能實驗室。

9. 俄羅斯無人駕駛航空時代的到來

2021年1月21日,俄羅斯首屈一指的軍事記者之一阿列克謝-拉姆討論了國防部無人機機隊的目前狀況。他指出,此時,無人駕駛飛機是俄羅斯所有軍事部門的一部分,地面部隊擁有最大的無人機隊,有1500多架無人機。

Orlan-10無人機構成了地面部隊無人機隊的核心,還有Granat、Eleron-3和Tachyon短程無人機。無人機連隊駐扎在摩托化步槍和坦克旅和師。拉姆指出,類似的無人機部隊正在新成立的獨立偵查旅中組建。每個聯合武器部隊、旅和師的每個無人機連都有兩個無人機排。第一個是短程排,配備Orlan-10和Tachyon-4無人機。第二個排也被稱為 "短程",因為它有Granat-1、2、3和4、Zastava、Tachyon和Elon-3無人機,射程都小于100公里。這種結構被復制到整個空降部隊和海軍步兵中,第61(北方艦隊)和第40(太平洋艦隊,堪察加)海軍陸戰隊旅都有無人機連。

拉姆進一步指出,在炮兵旅、工兵旅、導彈旅、偵察旅、甚至鐵路旅中都有無人駕駛部隊。這些單位是單獨的排,配有短程無人機,就像前面提到的那些。工程師使用無人機偵察雷區和敵人的防御工事;鐵路工人使用無人機來評估鐵道床的狀況,并評估橋梁和其他基礎設施。在導彈旅中,無人機被用來為伊斯坎德爾系統選擇合適的位置并對其進行防護。拉姆特別指出,作為炮兵旅的一部分,無人機部隊的組織和人員結構很有意思。除了裝備Orlan-10的排,還包括最新的Orion-30無人機,以及裝備無人炮兵偵察系統的排。預計空降兵部隊新組建的炮兵旅中的無人駕駛部隊也會有類似的組織。Orlan-30無人機也被用來引導Karsnopol迫擊炮的高精度制導導彈,這種新型無人機的射程可達300公里。

航空航天部隊已經成立了幾個無人機中隊。Forpost無人機曾經是那里唯一服役的無人機,但最近這個機群得到了Orlan-10的補充。拉姆指出,俄羅斯海軍擁有最原始的無人機組織。只有海軍有獨立的無人機團,這些團配備了Forpost和無處不在的Orlan-10無人機。值得注意的是,Orlan-10也可以在海上作業--自2018年以來,海軍將Orlan-10機組設在輕型護衛艦和護衛艦上。

拉姆進一步指出,俄羅斯武裝部隊有新的無人機加入。新的Korsar無人機可以成為聯合武器旅和師的獨立無人駕駛航空連的一部分,以及獨立的偵察旅。每個無人駕駛連至少可以增加一個 "Korsar "排,進行視覺和電子偵察,并進行高精度打擊。在2018年5月的勝利日閱兵中,"Korsar "向公眾展示。拉姆寫道,與監測站和雷達站以及輕型炸彈和導彈一起,射程為200公里的Korsar將成為旅和師一級以及聯合武器部隊的基本要素--它將能夠在敵人的戰術后方行動,識別指揮所、炮兵陣地等。在局部沖突中,Korsar無人機可以追蹤無線電通訊,監測戰斗人員的行動,并打擊建筑物和車輛。

拉姆進一步指出,國防部計劃組織遠程重型無人機部隊;據推測,這種部隊將在各個偵察航空中隊組建。2020年底,俄羅斯軍方終于收到了第一批MALE Orion無人機--每個無人機綜合體包括一個指揮所和三架飛機。拉姆指出,獵戶座將執行與土耳其Bayraktar無人機類似的任務。除了在幾百公里的深度進行偵察外,這種無人機還將摧毀目標并為部隊提供直接支持。拉姆認為,值得注意的是,在這一點上,Altius遠程無人機不太可能組成無人駕駛航空隊--眾多的生產延遲,此外,無人機開發商之間的變化也嚴重減緩了其建造和測試計劃。與此同時,俄羅斯海軍顯然對Altius感興趣;這種帶有圣安德魯旗的無人機的照片已經在互聯網上公布。

Altius的主要優勢是其獨特的飛行時間和范圍。按照計劃,該無人機可以在空中停留48小時以上,飛行距離可達10,000公里。因此,這種無人機可以成為一種優秀的海軍偵察機,支持海軍水面艦艇群、海軍航空兵和潛艇部隊。Altius的運載能力也使其有可能攜帶制導武器--特別是Kh-35U反艦導彈。拉姆認為,每個海軍陸戰隊的無人駕駛航空團中至少會有一個 "Altius "中隊,而在航空航天部隊的每個無人駕駛航空中隊中可以有一個或兩個 "Altius "中隊。

拉姆進一步證實,S-70 Okhotnik是航空航天部隊武器庫中最高科技的無人駕駛飛行器。盡管這種無人機還沒有完成其完整的測試計劃,但人們已經推測它將對敵人后方具有戰略意義的目標進行監視或實施外科手術式打擊。利用其隱身設計,以及在機上攜帶最現代化的雷達和無線電設備的能力,奧霍特尼克將能夠克服對手的高科技防空系統、雷達站和軍用飛機。每個無人機連將包括一個或兩個S-70中隊。

同時,Okhotnik計劃的一個重要因素是它與蘇-57有人駕駛戰斗機的整合;S-70中隊可以包括在俄羅斯第五代飛機的三個航空團的組成中。這將簡化維護和操作,因為Okhotnik和蘇-57使用共同的設備和武器系統。拉姆指出,戰斗機飛行員將不斷地與這些無人機進行 "忠誠的僚機 "合作,在與其他軍種的作戰訓練中可以積極使用蘇-57-S-70部隊。早些時候,俄羅斯國防部暗示,Altius和Okhotnik無人機都將搭載人工智能,用于C4ISR(見《俄羅斯的人工智能》第10期和第14期)。

公司和市場的發展

10. 國家技術倡議IWG開會討論神經網絡路線圖

2021年1月22日,部門間工作小組(IWG)會議舉行,處理國家技術倡議的發展和實施。會議在科學和高等教育部長瓦利-法爾科夫的主持下舉行,俄羅斯聯邦總統數字和技術發展特別代表德米特里-佩斯科夫以及國家技術倡議市場的領導人參加了會議。這是會議結果的譯文。

會議期間,NTI神經網絡路線圖制定和實施工作組組長安德烈-伊瓦申科介紹了神經網絡路線圖的最新版本。因此,向俄羅斯政府經濟現代化和創新發展委員會提出建議,批準NTI的 "神經網 "行動計劃(路線圖)。

神經元網路線圖實施的第一階段是創建神經元網技術的數百家初創公司,并與之合作。第二階段涉及到幾十家中型公司的出現,這些公司反過來應該產生能夠在全球范圍內具有競爭力的國家領導人(第三階段)。新的NTI神經網絡路線圖版本反映了調整后的社區優先事項,考慮到2020年取得的成果,以及當前的社會和技術趨勢,如大流行病及其后果造成的變化。到2025年,有新的細分領域和更新的性能基準:

  • 在 "Neuromedtekhnika "部分,現在有 "外康復"、"神經替代 "和 "新一代TCP "部分。

  • 在 "神經通信和營銷 "部分增加了 "神經經濟學 "子板塊。

  • 在 "NeuroAssistant "部分為 "AI in telecom "和 "AI in industry "領域增加了一個產品和服務子板塊。

  • 路線圖中還增加了與俄羅斯市場容量和俄羅斯高科技產品出口有關的目標。更新后的路線圖文本將很快公布。

神經網絡工作組的組成也被更新,增加了兩名專家:

  • 伊利亞-季米特洛夫--數字經濟發展的監察員;電子交易平臺協會(AETP)的執行董事;SELDON集團的總裁

  • 阿列克謝-帕耶夫斯基--科學記者;Neuronovosti.ru網站的主編;指標門戶網站的科學編輯;醫學史博客的共同作者;科普和新聞文章的作者

部門間工作組會議總結了由國家技術倡議支持的幾個大型項目的成果。NeuroIntellect iPavlov項目的成果被認為是成功的。該項目的本質是開發深度機器學習算法,考慮到人腦的架構原理,同時以技術平臺的形式開發 "對話式 "機器智能,以實現與用戶的目標對話自動化。

iPavlov開發的技術質量不僅在俄羅斯層面得到認可,而且在國際層面也得到認可。對于2020年Alexa獎社交機器人大挑戰3,Alexa獎委員會從375份申請中選出了10個決賽選手。俄羅斯團隊入選,并獲得了25萬美元的研究經費,獲得了擴展主題聊天數據集的使用權,以及來自Alexa開發者的支持。2020年12月25日,DeepPavlov項目在2020年技術突破頒獎典禮上獲得了文憑。iPavlov項目的成果將被應用于Sberbank數字生態系統中。

NTI神經網絡路線圖的上一版本于2016年6月24日由俄羅斯聯邦總統領導的經濟現代化和創新發展委員會主席團批準。

在2016-2020年的執行期間,發生了以下情況:

  • 創建了一個由數千名技術領導人組成的社區,以協調和參與在神經網絡技術和神經網絡產業聯盟領域工作的新成員。

  • 為110多家小企業啟動了資助(FSI、Razvitie-NTI、Start-NTI計劃)。

  • 啟動了12個關鍵平臺項目(第317號政府令)。

  • 為130多個青年項目提供資金(UMNIK計劃,VIF)。

  • 形成了一個兒童圈的伙伴網絡(Robbo、Bitronics、Robotrek)。

  • 在Leader-id系統中登記的活動超過400次。

  • 組織了七個商業代表團,分別前往德國、瑞士、英國和美國。

據報道,2016年制定的績效指標在2020年已經實現并超過了。

神經網絡產業聯盟是一個非營利性的伙伴關系,它將神經科學和神經技術領域的開發商、制造商和研究人員聚集在一起,目的是為神經網絡--下一代信息交換環境創造一個有競爭力的俄羅斯市場。

NTI是一個長期的綜合計劃,為確保俄羅斯公司在未來15-20年內在新的高科技市場上的領先地位創造條件。NTI是一個廣泛的聯盟,涉及到由志同道合的人組成的團體,如技術企業家、主要大學和研究中心的代表、俄羅斯的大型商業協會、發展機構、專家和專業團體以及有關行政當局。目前,NTI有12個工作組,它們有九個有前途的市場和三個跨市場領域的發展路線圖。

11. 1000萬美元的新基金將投資于人工智能項目

據報道,2021年1月19日,Begin Capital推出了一個新的1000萬美元的基金,投資于人工智能項目。Begin Capital的創始人Alexey Menn表示,資金將流向處于早期發展階段的初創企業,這些企業可以指望獲得10萬到25萬的投資。該基金專注于歐洲市場,投資將在種子和A輪階段進行。

門恩說,人工智能是一種催化劑,可以加速大多數行業的發展,他的公司認為,那些將有效使用人工智能解決方案的公司將比競爭對手有巨大的優勢,因為他們在一開始就有 "人工智能的DNA"。門恩還強調,該基金仍然非常活躍,并計劃在2021年完成五到七筆新交易,每筆交易的目標是100萬美元。

門恩還澄清說,他的基金不是在尋找投機性交易;相反,他和他的同事們有興趣幫助有才華的企業家建立他們不愿離開的全球公司。這個基金,以及越來越多的類似投資機制和工具,對于那些需要資金和支持來將他們的想法發展成實際產品的新晉人工智能企業家來說至關重要。這個私營部門的基金也是對越來越多的由政府支持的尋求促進人工智能創新生態系統的資金機制的一個重要平衡。

12. 俄羅斯將在2025年前測試飛行出租車

據Hover無人駕駛航空出租車項目總經理亞歷山大-阿塔馬諾夫稱,到2025年將在俄羅斯三個地區進行飛行無人駕駛出租車的試點測試。阿塔馬諾夫在2021年1月25日舉行的出租車無人機演示會上提供了這一最新信息。

無人駕駛飛行出租車是一種客運無人機,可以同時將兩個人舉到空中(總重量不超過300公斤),并能夠從一個沒有準備的地方,如停車場起飛。該車輛由一個數字系統控制,完全將乘客排除在控制之外。乘客在一個保護艙中,在發生事故時可以吸收撞擊。有一個用于緊急情況的救援降落傘,它可以將汽車輕輕地降到地面。無人機的尺寸與傳統汽車相似,它可以在空中停留半小時。

莫斯科市創業和創新發展部參與了允許無人駕駛出租車在城市周圍飛行的工作。據阿塔馬諾夫說,由于莫斯科市政府的組織和行政支持,這些測試成為可能。一輛空中出租車在斯科爾科沃測試成功,該公司計劃在工業區、立交橋、河流、湖泊和運河上空飛行。如果該項目成功完成,Hover公司計劃在今年年底啟動飛行汽車的大規模生產。與此同時,與其他國家地區的領導層的談判也在進行中。

Hover計劃向服務聚合商和其他類似于Uber的新市場參與者提供飛行汽車。阿塔馬諾夫指出,到2025-2030年,無人駕駛飛行出租車航班將比直升機航班便宜100倍,在高峰期比乘坐出租車便宜3倍。自2016年以來,Hover已經籌集了大約300萬美元。這家初創公司是國家技術倡議(NTI)Aeronet協會的成員,也是斯科爾科沃基金會的駐地。作為支持NTI項目的一部分,該公司從創新促進基金獲得1000萬盧布,2018年又獲得2000萬盧布。NTI仍然是快速增長的俄羅斯民用人工智能生態系統中的一個積極參與者。

教育和培訓的發展

13. 公司創建計算機視覺工具來遠程監考

據報道,Visionlabs和Examus公司聯合創建了一個名為 "Luna Exam "的產品,能夠遠程監控學生的考試。這兩家公司都是斯科爾科沃創新中心的居民,它們利用基于計算機視覺的算法開發了這個工具,該算法分析了來自網絡攝像頭的生物識別數據。除了最初驗證應試者的身份外,該軟件還能夠檢測他或她的頭部位置和凝視方向,學生在攝像頭視野中的持續存在,是否有對話,以及框架中是否有陌生人。該工具將由教育中心使用,但也可用于認證員工的培訓。

14. 教育部計劃將人工智能教育納入學校課程

據1月25日《漫步者》雜志文章稱,俄羅斯教育部宣布,俄羅斯學校內的計算機科學課程作業將很快包括有關人工智能的材料。根據這篇文章,培訓材料將在2021年5月前準備好,第一批試驗課程將在2021年9月進行。這些課程將包括數字平臺的支持,可能包括Sberbank的SberClass平臺或Yandex的 "課本"。

教育部的公告引用了信息技術市場咨詢公司Gartner的統計數據,這些數據強調了培養下一代俄羅斯IT和AI專家的必要性。根據該研究,由于經濟各部門積極引入人工智能,到2025年,創造的工作崗位數量將超過被淘汰的崗位數量200萬。到2022年,每五個從事 "非標準任務 "的員工就會使用人工智能。

15. 莫斯科科技園正在為青少年舉辦免費的人工智能課程

據國際文傳電訊社1月26日文章,為14-18歲的莫斯科學生提供的免費人工智能培訓項目將從2021年2月至5月進行。該培訓項目由Mosgormash兒童科技園和莫斯科通信與信息學技術大學(MTUCI)聯合舉辦。預計將有約30名學生參加該計劃。學生們將被分成兩組,分別專注于不同的專業。"醫學中的人工智能 "和 "確保企業安全的人工智能"。根據新聞稿,莫斯戈爾馬什兒童科技園成立于2016年5月,已經開設了各種相關領域的課程:地理信息學、虛擬和增強現實、機器人、神經技術、現代宇航學、信息技術、無人駕駛車輛和高科技。

16. 濱海地區在學校實施技術培訓課程

據報道,俄羅斯濱海州在過去一年半的時間里,實驗性地實施了教育科技開發公司 "Robbo "的教育工具,并取得了成功。Robbo是國家技術倡議的 "圈子運動 "成員。由于更新了 "俄羅斯聯邦教育機構'技術'學科領域的教學概念",羅博的課程和設備被分配到濱海地區。濱海區是第一個收到這些學習工具的地區。

文章稱,每個 "機器人班 "都包括一套設備、軟件和教學材料,用于培訓學生的工程和技術革新。"Roboplatform"、"Robbo實驗室"、一套用于組裝互動機器人 "Otto "的材料、"Robbo 3D打印機Mini "等。這些課程已經在47所學校和37個技術團體中使用。

羅博的創始人和制作人帕維爾-弗羅洛夫被引述如下:

  • 在俄羅斯建立創新經濟的過程中,同樣重要的是在成長中的一代中培養使用最現代技術的文化和開發尚未存在的IT產品的能力。要做到這一點,你需要教學童在實踐中制作和組裝技術設備。由于引入了Robbo課程,濱海地區是俄羅斯地區中最早使技術學科領域的內容完全符合高科技社會要求的地區之一。

國際合作

17. 俄羅斯進行首次無人機出口銷售,其無人機在維和任務中發揮作用

2021年1月22日,俄羅斯聯邦同意向緬甸提供Orlan-10E無人駕駛飛行器,以及Pantsir-S1防空系統。俄羅斯國防部長謝爾蓋-紹伊古和他的同行敏昂-赫連大將在紹伊古訪問該國期間簽署了該協議。

這是俄羅斯首次出口無人機,它終于進入了一個競爭非常激烈的市場,目前該市場被美國、以色列和中國等無人機出口領導者占據,土耳其和伊朗也在發揮著越來越積極的作用。奧蘭-10是俄羅斯軍用無人機機隊的主力,占國防部2000架無人機的近一半。這種特殊的無人機是一種戰術ISR無人機,射程可達120公里;它也被用作電子戰角色,作為攜帶手機塔干擾器的Leer-3系統。奧蘭-10戰機在敘利亞的表現相對較好,俄羅斯出售一種在戰斗中得到驗證的技術是合理的。早些時候,俄羅斯宣布愿意出口其新型獵戶座MALE ISR無人機。

自2001年以來,俄羅斯和緬甸已經為有效的雙邊軍事技術合作建立了法律和監管框架。俄羅斯向緬甸提供了作戰和訓練飛機、直升機和防空導彈系統,以及雷達站、裝甲車和火炮系統。有了這第一筆Orlan-10的銷售,俄羅斯無疑希望更多的國家能夠得到更多的訂單,這些國家正在尋找一種簡單的具有成熟戰斗特性的ISR無人機。到目前為止,沒有證據表明俄羅斯會因為緬甸民兵在2021年2月發動的政變而退出這筆交易。

俄羅斯國防部最近在納戈爾諾-卡拉巴赫(NK)開設了一個俄土聯合中心,以監測阿塞拜疆和亞美尼亞之間的停火執行情況。2020年9月至10月,阿塞拜疆和亞美尼亞為有爭議的納戈爾諾-卡拉巴赫地區打了起來。亞美尼亞在沖突中敗下陣來,因為阿塞拜疆軍隊為戰斗做了更好的準備,其中包括獲得和使用一系列土耳其和以色列的ISR和戰斗無人機。俄羅斯維和人員將使用Orlan-10和Forpost ISR無人機,這兩種無人機都被俄羅斯軍隊在敘利亞積極使用。Orlan-10的航程為120公里,Forpost MALE無人機的航程為250公里。此外,這兩架無人機可以對朝鮮領土進行全天候的監測。無人機的數據進入俄羅斯特遣隊,在那里進行處理,然后傳送到監測中心,那里有俄羅斯和土耳其軍人24小時值班。然后,值班人員決定在休戰被違反的情況下該怎么做。俄羅斯在過去幾年里一直在擴大無人機的使用范圍,其許多軍用級ISR無人機執行監測自然災害和發展緊急情況的任務。

18. 斯貝爾購買波士頓動力公司的機器人

據其Telegram頻道報道,Sber公司從美國波士頓動力公司購買了四條腿的狗狀機器人Spot。該機器人將用于研究自然環境中的機器人行為和機器人與人的互動。該機器人價格為74500美元,可供公眾使用。這次購買凸顯了Sber從一家儲蓄銀行(Sberbank)向一家專注于人工智能研究的IT公司的持續轉型。

19. 俄羅斯公司為可持續發展提出人工智能解決方案

五家俄羅斯創業公司(大部分位于斯科爾科沃)參與了1月27日(星期三)的AI for Good全球峰會,他們在會上介紹了他們基于AI的可持續解決方案。該峰會是一項計劃的一部分,旨在通過將人工智能創新者與問題所有者聯系起來,努力解決與可持續性有關的全球挑戰,從而加速實現聯合國可持續發展目標(SDGs)。該項目最初的俄羅斯賽道有280個參賽項目,有40個入圍者。俄羅斯賽道的五名獲勝者被邀請參加全球峰會。

被選中的公司包括EMBLE,這是一項利用神經網絡技術對馬的內部器官進行監測和功能診斷的服務;Intellogic的Botkin. AI,一個基于軟件的平臺,利用人工智能技術進行放射學研究分析;Oz Forensics,通過自動化在線入職和客戶驗證過程,包括防止深度偽造欺詐和通過假視頻進行欺騙攻擊的組件,幫助降低成本和生物測量欺詐。SOL,一個遠程手語翻譯平臺,使聾啞人能夠獲得市場上為健聽公民提供的一系列服務;以及BIOGEOHUB,該軟件可以通過使用照片和視頻分析自動識別生物群落和海底地貌特征來繪制海景圖和監測生態系統。

斯科爾科沃基金會主席Arkady Dvorkovich強調,俄羅斯人工智能正在努力實現可持續發展,同時保持最高的道德標準。他指出,斯科爾科沃正在 "盡一切努力確保斯科爾科沃項目參與者的發展有助于實現聯合國制定的全球目標"。他繼續說:"同時,我們考慮到我們的工業伙伴對企業ESG(環境、社會、治理)標準的技術開發的要求。在 "全球挑戰 "中結合這兩個載體是可能的。人工智能促進可持續發展目標的計劃,從今年開始將成為真正的全球性計劃。"

聚焦:俄羅斯軍事工程師和勘探人員將獲得機器人技術

2021年1月,俄羅斯軍事工程師慶祝了彼得大帝創立其服務的320周年。為了慶祝這一服務的主要成就,俄羅斯國家媒體和軍事期刊刊登了一些涉及軍事工程師的最新技術成就和技術的出版物。這些分析的核心是獲得最新的排雷機器人系統,如Uran-6和Uran-14,這兩個系統都被俄羅斯軍隊在敘利亞使用。

為了紀念這個軍事節日,塔斯社發表了一篇關于國防部國際排雷行動中心的報告。自2014年該中心成立以來,其專家參加了國際人道主義排雷行動,包括在敘利亞、老撾和納戈爾諾-卡拉巴赫。據中心主任弗拉基米爾-西多連科上校稱,具有戰斗和人道主義排雷經驗的教官主持所有課程,這些設施考慮到了他們的俄羅斯軍事經驗。該中心的課程和任務不斷得到更新,以了解世界各地的恐怖組織和非國家行為者使用的改裝簡易爆炸裝置的新信息。迄今為止,超過115名來自亞美尼亞、白俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、烏茲別克斯坦和塞爾維亞的軍事人員已經在該中心接受了培訓。此外,1200名敘利亞工兵已經從該中心畢業,以滿足國內的排雷需求。該中心采用開放式建筑,模擬各種環境和氣候條件下的不同工作條件。

據Sidorenko稱,Uran-6排雷UGV用于最大限度地減少人員損失的風險,并且已經在高強度的沖突中證明了其可靠性。其他機器人系統也在中心和現場被掌握,包括Scarab和Sphera小型ISR UGV,以及MICR多功能排雷工程綜合體。西多連科證實,除了Uran-6之外,俄羅斯工程部隊很快將收到新的重型機器人--2021年,俄羅斯開發人員將繼續研究重型IMRTK-RT排雷UGV和IMRTK-ShR突擊和清理UGV。他還指出,在2020年,俄羅斯工兵收到了15個Uran-6排雷機器人和7個Uran-14滅火機器人。2021年,國防部將向工程部門提供20臺Uran-6和17臺Uran-14。

為了紀念這個軍事節日,國防部的官方出版物《紅星報》還發表了對俄羅斯工程兵總司令尤里-斯塔維茨基的采訪。他指出,他的部隊的現代武器庫包括75個類別的600多項技術,包括用于偵察、隱蔽和模仿,以及克服水障礙、地雷爆炸障礙和其他障礙。軍事工程師們還在掌握動態模擬器和培訓專家的教育多媒體課程。斯塔維茨基將軍指出,在2020年,他的部隊獲得了近640種不同的車輛和系統,以及超過19.5萬套的工程設備和各種彈藥。這些車輛還包括西部和南部軍區初步購置的烏蘭6。

俄羅斯的Izvestia新聞門戶網站還發表了對工程部隊最新單位之一--機器人公司的一名服務人員的采訪。他描述了他的部隊對Uran-14的使用,以及最近對Uran-6 UGV的采購。在納戈爾諾-卡拉巴赫排雷部隊服務時,他有機會指揮Uran-6。他特別指出,這種UGV通過定位爆炸裝置,然后將其引爆或使其無法使用,從而挽救了人的生命。操作員位于離UGV大約一公里的地方,通過機載攝像頭控制它,而Uran-6則清理出一條1.5米寬的路徑。這種車輛能夠承受高達4公斤TNT的爆炸,以及打破高達1米的垂直墻和穿越高達1.5米寬的溝渠。

同樣在1月20日,《俄羅斯報》(RG)發表了其記者的一篇報道,該記者有機會在測試場操作烏蘭-6。為了激活UGV,操作員在操作臺上輸入六位數的密碼,該操作臺懸掛在操作員的脖子上。RG指出,該控制臺看起來類似于典型的視頻游戲機,無疑是為了方便越來越年輕的俄羅斯士兵操作,他們在一個個人電子和游戲設備無處不在的時代長大。如果密碼正確,UGV尾部的紅色燈塔開始閃爍,以表明車輛已經識別了操作者,并準備好聽從特定的命令。

車輛的遙控器上有兩個屏幕。較小的屏幕帶有傳感器,顯示有關車載系統狀態的信息:燃料供應、油溫等。大的那個顯示來自視頻攝像頭的圖像;Uran-6有四個攝像頭。其中一個,在車輛的前面,顯示前方的情況。如果帶掃雷功能的裝甲盾牌被抬起,則沒有來自前面攝像機的畫面。在這種情況下,操作員可以切換到兩個側面的攝像機,顯示軌道正前方的情況。最后,烏蘭的第四只 "眼睛 "提供了后方視野。

RG指出,操作臺的左側手柄控制機器的移動,而右側手柄控制車輛的排雷附件;Uran-6配有五個拖網,用于不同類型的地雷。一個大的紅色發動機 "停止 "按鈕從控制臺的底部伸出來。一個更大的紅色按鈕位于UGV本身的尾部區域--在它的幫助下,操作員可以在必要時迅速停止車輛。車上還有一個小的圓形艙門--如果操作員背包里的電池用完了,他可以把電纜插入艙門,連接到操作臺,繼續工作。Uran-6的無線電控制頻道是為了防止干擾和攔截,這也是在控制臺和電池組上有許多天線的原因。

Arsenal Otechetsva("祖國的軍火庫")雜志的主編Viktor Murakhovsky指出,UGV的遠程控制操作有其缺點。操作員由于遠離車輛,只能通過電視攝像機來評估情況。這些攝像機不能提供深度、體積和其他參數的感覺。然而,他指出,現代機器人系統使得有效清理地形成為可能,挽救了士兵的生命,并節約了重型設備資源。

Uran-6 UGV將證明是俄羅斯部隊的一個多功能遙控平臺。它不僅將被陸軍和工兵部隊使用,也將被俄羅斯海軍使用。國防部最近決定為海軍工程團配備Uran-6排雷UGV。Uran-6很可能能夠在沿海淺水區作業,探測地雷,放置浮標指示地雷,并銷毀爆炸物。俄羅斯軍事專家在評論這一發展時指出,在水下作業的破壞者和滲透部隊可以在沿海地區附近放置小尺寸的彈藥,而Uran-6可以在清除這種裝置時發揮作用。

前面提到的著名俄羅斯軍事記者阿列克謝-拉姆在其發表在Novo Voenmnoe Obozerbie(NVO,"新軍事評論")的文章中討論了俄羅斯工程和排雷部隊的演變。拉姆指出,聯合部隊的工兵團已經變成了縮小的旅:國防部已經建立了一個混合營,而不是單獨的工兵營、炮兵營和突擊營,作為這些團的一部分。它包括一個排雷工兵連、一個突擊連和一個裝備有掃雷設備的連。他進一步指出,配備機器人系統的連隊是為了加強營級和旅級連隊。特別是,Uran-6是工兵營的一部分。拉姆還指出,在不久的將來,Uran-9戰斗型UGV也可能成為受雇于突擊和突破工事的部隊的一部分。拉姆指出,Uran-9還可以在工兵營的排雷行動中提供火力支持。

而且,不僅僅是軍事工兵在使用UGVs。莫斯科地區國民警衛隊(Rosgvardiya)總局的OMON "Rusich "單位的工程師正在使用MRK-15移動機器人綜合體進行工程偵察,檢查車輛,遠程探測以及檢查和消除爆炸物。Rosgvardia的工兵也配備了Araks移動綜合體,用于搜索和處理爆炸物。KRMM-06移動機器人綜合體是Araks的一部分,被設計用來攜帶重達1.5公斤的貨物,以便在200米以內進行清除。該綜合體有兩個視頻攝像頭,可以在任何天氣和季節下工作。

本報告由CNA的戰略、政策、計劃和方案部(SP3)撰寫。

戰略、政策、計劃和項目部提供基于區域專業知識的戰略和政治軍事分析,以支持海軍部、國防部長辦公室、統一作戰司令部、情報界和國內機構的作戰和政策層面的決策者。該部門利用社會科學研究方法、實地研究、區域專業知識、主要語言技能、1.5軌道伙伴關系以及政策和業務經驗來支持高級決策者。

CNA是一個非營利性的研究組織,通過提供深入的分析和以結果為導向的解決方案,幫助政府領導人在制定政策和管理業務時選擇最佳行動方案,從而為公眾利益服務。

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背景

美國的許多國防專家認為,將人工智能(AI)的潛力發揮到極致,可能是保持美國軍事優勢的決定性因素。然而,盡管這項技術對美國國防部(DoD)具有潛在的重要性,但人工智能的軍事研究和開發資金只占這項技術總投資的一小部分。而且,與傳統的國防承包商不同,國防部即使不是主要客戶,也是重要客戶,國防部在大多數這些高科技軟件公司的整體客戶群中所占比例相對較小。由于這些公司雇用了一些領先的人工智能人才,并建立了一些最有能力的技術框架,利用這些專家的才能可以使國防部利用人工智能為其自身轉型的努力受益。

為了評估軟件工程師和私營部門技術人員對國防部人工智能應用的看法,研究小組進行了一項調查,提出了美國軍方如何使用人工智能的各種場景,并要求受訪者描述他們以這些方式應用人工智能的認同度。這些場景改變了幾個因素,包括戰場的距離,作戰破壞性,以及人類對人工智能算法的監督程度。調查結果發現,大多數美國人工智能專家并不反對國防部的基本任務或人工智能在軍事領域中的應用。

研究問題

  • 1.哪些因素會影響軟件工程師對人工智能在美國軍方應用感到舒服和不舒服?

  • 2.軟件工程師對社會機構——特別是國防部的信任程度與他們對國防部構建人工智能應用的可接受性的看法之間有關聯嗎?

  • 3.軟件工程師是否將國防部認定為戰略競爭對手的國家視為對美國的重大威脅?

  • 4.軟件工程師依靠什么類型的新聞媒體和其他信息來源來知曉他們與國防部有關的事件?

主要發現

  • 1.硅谷和美國防部之間似乎不存在不可逾越的鴻溝

    • 來自硅谷技術公司的受訪者和擁有頂級計算機科學的大學對人工智能軍事應用感到滿意。
  • 2.對于涉及使用致命武力的人工智能應用來說,認同度存在著差異

    • 來自三家接受調查的硅谷科技公司,約三分之一受訪者對人工智能的致命用途感到不安。
  • 3.科技工作者對領導的信任度很低,甚至對他們自己的領導也是如此

    • 軟件工程師和其他技術人員對擔任領導職位的個人信任度較低。

    • 科技工作者對科技公司首席執行官的信任幾乎與他們對民選官員或聯邦機構負責人的信任一樣少。

  • 4.科技工作者最擔心的是對美國的網絡威脅

    • 這三個群體中超過75%的受訪者認為中國和俄羅斯是美國的嚴重威脅。
  • 5.科技工作者支持使用軍事力量來抵御外來侵略

    • 調查受訪者強烈支持使用軍事力量保衛美國及其北約盟國免受外來侵略,近90%的參與者認為在這種情況下使用軍事力量是正當的。
  • 6.硅谷的科技工作者與軍方沒有什么個人聯系

    • 不到2%的硅谷受訪者曾在美國軍隊服役。

    • 幾乎20%在國防承包商工作的軟件工程師以前曾在美國軍隊服役。

主要建議

  • 1.應該探索各種機制,擴大國防部和硅谷之間在網絡作戰方面的合作,網絡作戰是人工智能的潛在應用,硅谷工程師將其視為重要的全球威脅。

  • 2.應該探索擴大軍事作戰人員、國防部技術專家和硅谷科技人員之間的協同,以評估在組織之間建立更大信任的途徑。

  • 3.應該探索國防部讓硅谷工程師參與國防部人工智能應用。

  • 4.應該調查國防部和硅谷雇員共建共享的價值。

  • 5.另一個潛在的富有成效的調查領域是評估各種類型的參與的好處,以幫助最具創新和經驗的美國人工智能專家了解國防部如何完成其任務,并發現他們的才能和專業知識如何有助于解決國防部和國家的問題。

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引言

在俄羅斯-烏克蘭軍事行動之后,北約盟國終于認識到有必要重新武裝,以威懾和抵御俄羅斯。德國政府宣布它將把國防開支增加一倍以上,其他國家也紛紛效仿。由于缺乏資金不再是主要制約因素,歐洲的北約盟國現在將重建其軍事力量。但在重建的同時,他們的軍隊必須應對今天的緊迫挑戰,為明天的沖突做好準備。保持--或達到--軍事技術優勢將有助于北約未來的作戰能力,并首先要求具備創新能力。不幸的是,由于各種原因,經過幾十年的預算削減,軍事創新不再是西方軍事組織的強項。北約即將出臺的戰略概念需要為全聯盟刺激軍事創新的努力提供指導并設定界限。本文概述了聯盟在這一努力中所面臨的挑戰,并為應對這些挑戰提出了具體建議

新與舊

現在人們普遍承認,軍事技術和軍事戰略的發展正在重塑戰爭的特征,并重新分配地區的力量平衡--在大國之間(例如美國和中國)以及小國之間(例如阿塞拜疆和亞美尼亞)。這些發展影響了戰爭的所有層面。例子很多:深度學習的進展正在加速OODA(觀察、定向、決定、行動)循環,并改變指揮的動態;A2/AD(反介入區域封鎖)能力的擴散正在破壞空中優勢,并使競爭環境趨于平等;傳感器的無處不在正在刺激物理環境的全景化,迫使人們采取新的軍事行動方式;各種規模的無人系統的普遍存在正在使更多的行為者能夠從遠處進行攻擊。但是,在新事物誕生的同時,舊事物不會凋零,至少現在不會。事實證明,現有的武器系統遠遠沒有被淘汰。它們可以被用來威脅和施加巨大的破壞。作戰坦克具有軍事重量(weight),火箭和導彈具有破壞力和摧毀力。盡管有大量關于靈活性和敏捷性的討論,但大量裝備(mass)仍然很重要,且現代技術未能解除當代戰爭的迷霧。

轉型時期

因此,一個合理的斷言是,戰爭的特點可能正在發生變化,但預期的軍事事務革命(RMA)肯定還沒有實現。用軍事創新的話說,當軍事組織采用新技術、開發使用這些技術的作戰概念并調整其組織結構以提供支持時,就會發生RMA。這反過來又使 "武裝力量的戰斗潛力和軍事效力大幅提高--往往是一個數量級或更大"。 下一個RMA被描述為圍繞 "自主武器、多領域機器人集群、自組織防御系統、自動化武器、大數據分析以及機器和深度學習程序"。 預計它將轉化為超強的態勢感知和理解,并加速決策,以更高的速度實現更高的精度。預計它將以人機團隊為特色,人和機器無縫地一起運作;大量的一次性無人系統可以在類似蜂群的編隊中半自主地運作;以及數量較少的分布式人類單位利用戰斗云在戰場上尋找作戰方式,以越來越快的戰爭的形式呈現。

軍事戰略家和未來學家對下一個軍事事務革命(RMA)到來的確切時間跨度并不確定。雖然許多新興和顛覆性技術仍然相當不成熟,但邁克爾-奧漢隆預計,"與軍事創新有關的技術變革在未來20年可能比過去20年證明的速度更快、影響更大。" 在2021年的一項研究中,基于廣泛的文獻回顧和深入的專家訪談,我的研究小組也評估了在下一個區域軍事聯盟愿景中出現的關鍵技術,將對國際安全產生巨大影響(見表1)。

表1:敏感技術及其對國際安全的影響(來源:HCSS)

在未來一段時間內,計算機和機器人技術以及人工智能和大數據應用方面的快速變化預計將繼續進行,并對武器系統產生重大影響。正如O'Hanlon所寫的那樣:"如機器人系統集群等在戰場上既可作為傳感器又可作為武器的時代,將可能會真正到來。此外,激光武器、可重復使用的火箭、高超音速導彈、軌道炮、無人潛水艇、生物病原體和納米材料可能會發展得非常快。總的來說,可能是也可能不是一場革命。但其潛力是不容忽視的"。

因此,未來的時期可以說是一個過渡時期。過渡時期充滿著不確定性,但那些頑固地堅持自己的老路的人很可能會面臨失敗。與此相反,那些成功駕馭過渡期的人必然會在下一次軍事沖突中勇往直前。

因此,真正的不確定性取決于軍事組織是否能夠通過發展概念和調整組織結構,富有成效地利用技術進步,使其在戰場上獲得競爭優勢。目前的技術進步速度與高水平的地緣政治競爭(以及隨之而來的高水平的威脅感)相結合,很可能會激勵沖突各方投入大量。

在認識到創新的必要性后,北約已經實施了一系列舉措來支持創新,特別是在新興和顛覆性技術領域,如人工智能、量子技術和生物技術。它在2021年2月宣布了一項戰略("培養和保護:北約關于新興和顛覆性技術的一致性實施戰略"),并在2021年7月創建了DIANA(北大西洋防御創新加速器),以 "促進北約盟國之間的技術合作,促進互操作性,鼓勵開發和采用技術解決方案"。它還建立了價值10億歐元的北約創新基金,在2021年10月投資具有軍事用途的尖端兩用技術。至少在紙面上,北約似乎正在采取真正的措施,為明天的沖突做準備,但我們從軍事歷史中知道,新技術的發展是必要的,但遠遠不夠。畢竟,"要在軍事事務中帶來一場革命,通常需要兩樣東西:一個使之成為可能的客觀發展,以及一個能抓住這種發展的人,駕馭它,并指導它"。

因此,北約的新戰略概念應提供指導和方向,說明聯盟如何管理過渡,利用現有和新興技術提供的機會,并提高其作戰潛力。聯盟需要注意以下陷阱,并注意以下建議:

1. 優先考慮重要的事情,而不僅僅是緊急的事情

"我有兩種問題:緊急問題和重要問題。緊急的不重要,重要的永遠不緊急,"美國總統艾森豪威爾在1954年說了一句著名的話。

對組織來說,一個常見的謬誤是,盡管有良好的意圖,但任何眼前的危機都會吸走組織的大部分注意力和精力。竭盡全力去處理當前的危險,而明天的挑戰卻被有效地忽略了。

軍事組織意識到了這種偏見,并將其組織分層為處理當前、未來和長期未來規劃的不同單位。然而,幾十年來的預算削減已經大大削弱了這些面向未來的單位所能支配的資源。在一些中小國家(SMPs),這些部門甚至被完全取消,人力被重新分配來處理當前事務。在其他中小國家,這些單位在機構層次中的地位被削弱,不利于它們在官方決策中的地位。因此,至少可以說,他們對實際能力組合發展決策的投入是微弱的。有必要避免重蹈覆轍,造成今天的局面:當 "重要 "最終變成 "緊急 "時,完全沒有準備好應對俄烏沖突。這可以在未來被避免,通過重振未來規劃部門,提高他們在官方機構中的地位,以及關閉展望活動和能力發展活動之間的循環。

2. 在翻新與創新之間取得平衡

當然,經過幾十年的衰敗,迫切需要加強現有部隊的裝備和庫存。填補關鍵的能力差距,補充庫存,加強軍事準備,提高軍事流動性:每一項都是重建北約作戰能力的必要因素。

事實上,歐洲北約成員國仍未實施所有必要的轉型,以完全收獲在20世紀90年代承諾的完全信息化戰場的技術成果,并且在指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)、"壓制敵方防空能力(SEAD)、巡航導彈、彈道導彈防御、隱形飛機和電子戰資產 "以及作戰總部的部署和指揮方面都依賴于美國。但是,完全專注于重建部隊將阻礙對未來戰爭預測中所設想的未來武裝力量的創新。此外,一個危險的事實是,重新武裝將加強現有的支持者的地位,他們將保護現有的資產并阻礙變革。

要在翻新與創新之間取得適當的平衡,并沒有什么神奇的公式,也很難給出一個具體的數字(還因為漸進式的調整有時也會導致轉型),但有必要創造一個擁抱變化和支持實驗的環境--下文將詳細介紹。這也將有助于分配所需的手段,例如,將整個國防開支的至少2%分配給研究和投資(R&I)。

3. 協同硬件、軟件和濕件

北約保持其軍事優勢的能力的一個真正風險在于過度關注硬件和平臺,而沒有充分考慮如何協同使用這些平臺來實現戰場上和戰場下的政治目標。正是硬件、軟件和濕件(即 "人的東西")的結合使情況發生了變化。

軍事創新源于技術、作戰概念和組織調整這三者。將這三者割裂開來可能會產生尋找問題的解決方案(而不是相反),并且不太可能為北約提供它所需要的軍事技術優勢。現在是時候縮小富有想象力的實踐者和長期規劃者之間的差距了。

國防組織應該建立紅色小組,并責成他們進行零基礎規劃:他們應該從一張白紙開始,考慮如何將技術(包括新舊技術)和作戰概念結合起來,以便在未來的戰爭環境中獲勝。這可以為新能力的發展提供信息,并推動創新而非更新的進程。同時,其他小組可以負責確定如何將創新的作戰概念應用于現有能力,以實現競爭優勢。這應該在北約成員國和北約層面進行。北約,特別是盟軍指揮部轉型(ACT),可以成為最佳實踐的重要收集者和優秀成果的傳播者,并在該領域的現有倡議的基礎上進行。

4. 思考勝利和成功的理論

知識和思想在全球的思想市場上迅速傳播。這個全球思想市場不僅限于新聞和娛樂,而且還延伸到了戰爭領域。戰略家和國防規劃人員畢竟不是在真空中運作。

在思想的喧囂中,參與者爭先恐后,形式變得和內容一樣重要。技術被描述為新的和革命性的,并被斷言一定會破壞戰爭性質。這不可否認地灌輸了 "敬畏"的效果,但不一定能讓人了解這些技術將如何帶來勝利。然而,在許多21世紀的武裝沖突中,智力和道德因素與物質因素一樣重要,是戰斗和勝利的關鍵。要解決這種對技術的執著,需要作出更多的努力,思考在未來的安全環境中,什么樣的方式和手段的組合會帶來勝利或成功。同時,需要確定組織和作戰的要求,這當然包括--但顯然超出了--硬件。這將需要戰略、作戰、組織和規劃專家利用專門的未來戰爭模擬進行緊密合作。歸根結底,它始于將未來戰爭的預測和準備作為一個專業行業認真對待。這開始于在(國防)大學為未來的平民和軍事規劃者制定課程,在其中接受類似于軍事專業人員在戰爭藝術方面的培訓和教育。

5. 注意聯盟成員之間的技術差距

長期以來,技術通貨膨脹的幽靈一直籠罩著國防能力的發展:每一代軍事平臺都會變得更加昂貴。這就造成了一種情況,即平臺的數量,特別是SMP的數量,已經大量減少。這也導致了頭號軍事強國--美國--與聯盟內其他國家之間的技術差距擴大。

當歐洲的北約成員國仍在努力充分吸收和利用C4SIR的進步所提供的機會時,美國已經開始了另一項創新戰略,以延長其軍事技術優勢。總的來說,平臺數量的減少和對未來互操作性的威脅意味著國防規劃者和他們在SMPs的政治決策者面臨著重要的選擇。

有必要重新認識SMP的優勢,以及它們能夠真正帶來什么。它需要接受的是,一些平臺不需要是 "軍事規格",但也可以不那么通用和堅固,在某些情況下是可有可無或一次性的,更容易負擔。它要求在考慮到國家實力、戰略文化、威脅觀念和盟國需求的情況下,處理國家專業化的敏感問題。通過一個與盟軍作戰概念緊密結合的戰略概念,可以作為一個有用的統一催化劑來指導這一努力。

最后的想法

建議北約接受這些挑戰并聽取這些建議。即將出臺的戰略概念應該為成功的軍事創新設定參數。但是,這就留下了文化這個不太實際的因素。

軍事創新只有在一個刺激而不是反對它的大環境中才能開花結果--正如軍事創新文獻中充分記載的那樣。近年來,在我與國防規劃人員和軍官的交談中,已經非常清楚地看到,幾十年的預算削減已經扼殺了大部分創新的沖動。僵化的官僚結構、不鼓勵破壞者的職業道路結構、注重保護和保存的廣泛文化:可以說,創新不再是現有軍事組織的DNA。好消息是,通過專門的努力,使用逆流的規劃方法,即自上而下和自下而上的同時實施,這種情況是可以改變的。這需要在機構層級中賦予創新者權力,調整職業道路以促進和獎勵創新者,更廣泛地認識到停滯不前意味著衰退。

作者:Tim Sweijs——海牙戰略研究中心(HCSS)研究主任、戰爭研究中心(WSRC)高級研究員

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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。

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摘要

本文探討了俄羅斯軍事戰略的核心原則和相關的作戰概念,并討論其在俄羅斯軍事安全知識體系中的作用。俄羅斯軍方領導人描述現有戰略為“主動防御”,這是一種戰略概念,整合了預見和預防沖突的先發制人措施,戰時作戰概念旨在否認對手在戰爭初期取得決定性勝利,降低和瓦解他們的努力,同時設定條件以在可接受的條件下終止戰爭。該戰略強調防御和進攻行動的整合、機動防御、持續反擊、對手指揮和控制的混亂、在整個軍事行動戰區(包括本國的基礎設施)的部隊交戰。其勝利理論的前提是降低對手的軍事經濟潛力,重點關注至關重要的目標,以影響對手維持戰斗的能力和意志,而不是通過地面攻勢奪取領土或關鍵地形。該研究還探討了俄羅斯戰略行動的內容、相關任務和任務、俄羅斯軍事概念的梯隊,以及俄羅斯對現代戰爭理論和實踐的看法。

圖 1. 戰爭與軍事安全知識體系

表 1. 俄羅斯對戰爭演變特征的看法

圖4.綜合性空中打擊構圖(變體)

執行總結

俄羅斯軍方領導人將當前的軍事戰略描述為“主動防御”。這一概念在蘇聯軍事思想中有著悠久的歷史,在蘇聯后期從作戰討論演變為戰略框架。在俄羅斯,軍事戰略代表了最高形式的軍事藝術,提供了關于戰爭理論和實踐、國防準備、預防沖突的方法、戰時管理部隊和戰略行動劃定的一般原則。總而言之,軍事戰略和相關的作戰概念揭示了“俄羅斯戰爭方式”、影響和中心論點。俄羅斯的戰略反映了在規劃、作戰概念以及實現這些目標的部隊結構或能力方面的選擇。本研究探討了俄羅斯軍事戰略中在主動防御的標題下所做的選擇、它們的基本論點以及戰略作戰概念的表達。

俄羅斯軍事戰略中的作戰概念描述了在沖突爆發之前采取的預防措施,以阻止沖突,以及進行戰爭的原則。在受到威脅的時期或危機升級期間,俄羅斯軍隊會采取預防措施來消除威脅,其中可能包括在感知到迫在眉睫的威脅時先發制人地使用有限的武力。防御戰略強調機動防御和反擊。這是一種防御性進攻,設想對手在整個軍事行動區持續交戰,包括其本國的關鍵基礎設施,執行影響對手維持斗爭的能力或意愿的戰略行動。因此,俄羅斯的軍事戰略由代表防御和進攻結構的作戰概念組成,沒有明確的區分。主動防御貶低戰略性地面進攻,優先考慮航空航天領域、機動防御和非接觸戰爭形式。

主動防御中的“主動”內涵設想了示威或有限使用武力,以使對手相信侵略的成本將超過預期的收益。從俄羅斯的角度來看,國家主要使用非軍事手段和間接方法來實現政治目標。因此,俄羅斯軍方試圖為國家所認為的未宣戰、遏制和脅迫形式提供答案。然而,戰爭的性質被理解為非軍事手段是有效的,因為它們有技術先進的軍事能力支持。在戰爭初期,戰略性常規進攻仍然具有決定性意義。設想的主要威脅是對俄羅斯具有重要軍事、經濟和政治意義的重要目標的綜合性大規模空襲。遠程精確制導武器和其他形式的非動能攻擊(如電子戰)的戰略性質是俄羅斯軍事考慮的首要因素。

主動防御旨在應對這種威脅,在暫時危險或威脅,以及由擁有戰略常規能力的技術先進的對手構成的軍事挑戰期間,尋求使用間接手段來應對。該戰略的一般原則是實現戰略行動出人意料、果斷和連續性。識別對手的弱點,尋找不對稱的反擊來抵消他們的優勢,并掌握戰略主動權。它設想了由火力、打擊和機動定義的作戰,其中戰術編隊在遠距離相互交戰,而偵察打擊能力使得防區外戰爭成為可能。

戰場被視為支離破碎的或不連續的,沒有固定的戰線,無線電電子手段與傳統的火力和打擊相結合,以“復雜地擊敗”對手的軍事行動。地面部隊進行機動防御,試圖削弱對手的力量,降低他們的實力,并保持力量。俄羅斯的軍事戰略不是地面進攻,而是接受以領土交易來削弱對手的前景,直到可以進行更牢固的陣地防御和反攻。

有效的論點是可以有效地削弱對手,規避他們的進攻性地面行動并轉移最初的大規模航空航天攻擊。目標是打亂對手的努力,并通過對至關重要的物體進行遠程打擊來塑造他們的政治算盤。演算的重心在于降低一個國家的軍事和經濟潛力,而不是奪取領土。在這里,戰爭的最初階段,即沖突的最初幾周,被認為是決定性的。俄羅斯的總體目標是阻止對手取得決定性的結果,迫使他們陷入高損耗的沖突。其愿景是對軍事和經濟基礎設施造成破壞,以便對手以可接受的條件尋求終止戰爭,并被隨之而來的內部不穩定所占據。

軍事戰略直接為戰略行動提供信息,戰略行動涉及在統一的方案和計劃中執行的協調任務、打擊、行動和戰斗行動,以實現戰略目標。這些作戰構想包括摧毀重要物體的戰略作戰、戰略航空航天作戰、核力量作戰和戰區總體戰略作戰,合并先前的大陸和海洋作戰構想。

俄羅斯的軍事戰略反映了俄羅斯希望在與技術上的優勢對手進行區域或大規模戰爭中成為軍事上的劣勢方。它談到了俄羅斯在戰爭中整合非軍事、常規和核手段,并追求戰略威懾。它旨在回答美國新出現的作戰概念所構成的威脅,同時為俄羅斯關于部隊組織、態勢、使用、戰略任務和部隊使命的軍事討論提供信息。

圖 8. 美國航母戰斗群組成(選項)

圖 9. 全球武器發展主要方向

圖 11. 航空航天——武裝戰斗的單一領域(航空航天戰區)

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引言

俄羅斯總統弗拉基米爾·普京宣布 2021 年為俄羅斯科技年,11 月被命名為人工智能 (AI) 月,這表明俄羅斯領導層對這一總括性術語的濃厚興趣。俄羅斯國防部門尤其被這些人工智能技術相關機遇所吸引。近年來,人工智能、機器人技術以及將自動化和自主性進一步整合到武器系統和軍事決策中,都被強調為俄羅斯武裝部隊現代化的優先事項。

2017 年,普京有句名言:“人工智能是未來,不僅是俄羅斯,也是全人類……誰成為這一領域的領導者,誰就成為世界的統治者”。引用這句話,分析人士經常將俄羅斯的發展歸因于、測試和使用武器化的 AI 來與當前領先的 AI 開發商:美國和中國在所謂的全球 AI 競賽或全球技術競賽中競爭的必要性。雖然認為競爭和追趕的需求是俄羅斯動機的一部分,但它對軍事人工智能的興趣不應僅僅歸因于對相對實力的追求。要了解俄羅斯圍繞人工智能、自治和自動化的辯論的深度和復雜性,需要審查有關其對俄羅斯軍隊的戰略影響、自治的好處和風險,以及更廣泛地說技術現代化和技術現代化的重要性的討論。俄羅斯在世界上的地位的創新。

本報告旨在概述面向國際受眾的不同概念和動機,這些概念和動機一直并正在指導俄羅斯政治和軍事領導人實現其追求武器化人工智能的雄心。首先,它概述了俄羅斯軍隊追求人工智能、自主和自動化背后的各種外部和內部因素。其次,它介紹了俄羅斯在這一領域的一些計劃、對其能力的了解以及加強這些計劃所面臨的挑戰。第三,它深入探討了俄羅斯關于自主,特別是自主武器系統的辯論,以及關于開發所謂的“殺手機器人”或自主戰斗機器人的倫理討論,這是一個經常使用的術語在俄語文學中。

該分析基于對開源材料的調查,包括媒體報道、新聞稿、官方聲明和演講、同行評議的文章和智囊團報告,以及俄羅斯軍事期刊上的出版物。作者希望將其作為正在進行的博士研究項目的第一步,以及對新興的關于俄羅斯如何看待武器化 AI 的英語文獻做出貢獻。

概念注釋

本報告分析了自主、自動化和人工智能的概念——這三個術語在俄羅斯和國外經常相互混淆。值得從探索這些概念開始。自動化是一種基于特定動作或規則序列將任務委派給機器的方式,從而使流程更具可預測性。自動化系統是“根據預編程腳本執行具有定義的進入/退出條件的任務”。自主性是一個更復雜的過程,廣義上的意思是“對機器進行編程以執行通常由人員執行的某些任務或功能人類”,但沒有詳細的規則,因此更難以預測。人工智能可以定義為“數字計算機或計算機控制的機器人執行通常與智能相關的任務的能力。” 人工智能及其子集,例如機器學習,以及其在計算機視覺、面部和聲音識別等方面的應用,可用于實現武器系統更高水平的自動化和自主性。自主武器系統通常被定義為“一旦啟動,無需人工操作員進一步干預即可選擇和攻擊目標的機器人武器系統。” 聯合國安理會 2021 年 3 月發布的一份報告表明,土耳其制造的 Kargu-2在利比亞內戰期間,游蕩彈藥系統被編程為以自主模式選擇和攻擊目標。這被世界各地的媒體描述為首次使用致命的“殺手機器人”。但是,尚不清楚該系統在攻擊時是否真正自主運行。

【在人工智能進步的幫助下,武器系統可以在自主范圍內進一步發展,承擔更多任務,并最終在戰場上取代人類】

圖1. 武器系統的自主性

同時,這些領域之間的能力并不總是相同的。在俄羅斯的案例中,自動化和無人機器人系統的開發比集成更現代的基于機器學習的系統更先進。俄羅斯軍事文獻中經常提到的“自動化”(автоматизация)過程——其他術語包括“機器人化”(роботизация)、“智能化”(интеллектуализация)或“數字化”(дигитализация)并不是一個新現象。 俄羅斯在自動化和遠程控制武器系統方面的能力相對優于其在人工智能總稱下整合機器學習和廣泛技術的其他子元素的能力。許多軍事決策者和分析人士的立場是,借助人工智能的進步,武器系統可以在自主范圍內進一步發展,承擔更多任務,并最終在戰場上取代人類。

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