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澳大利亞陸軍“加速戰爭”未來聲明描述了即將到來的作戰挑戰,包括快速發展的技術、跨作戰領域的沖突蔓延、適應人口變化的訓練需求、壓縮戰略預警時間的“規模”要求,以及網絡對于決策優勢的日益重要性。陸軍已經通過購買諸如埃爾比特戰斗管理系統來應對最后一個挑戰,該系統由戰術通信網絡來傳輸數據。未來的系統將需要做得更多,以應對2035年的挑戰。理想的情況是,人類的決策可以通過一個人工智能的戰斗管理應用程序來增強,該應用程序使用起來很直觀,可滿足澳大利亞越來越多的“數字原生代”人員需要。未來的通信網絡將需要通過欺騙對手、自我防衛和保持替代鏈接來應對新出現的電子戰和網絡威脅。支持要素將需要使聯合陸軍的規模在幾乎沒有戰略預警的情況下得到擴大,迅速傳授給受訓人員,對新出現的威脅做出反應。這個理想系統的可行性取決于軍隊對威脅的認識和對自主系統的信任。如果這些被證明無法實現,陸軍和聯合陸地軍力將需要準備以“決策彈性”而不是“決策優勢”來進行戰爭。

目 錄

1 引言
2 澳陸軍2035及以后的戰場指揮系統
3 未來的戰斗管理軟件應用
4 作戰網絡——多域作戰能力同步的關鍵
5 未來戰場指揮的支撐系統
6 決策優勢還是決策彈性?
7 結論

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1 引言

奧森斯·科特·卡德1977年創作的科幻小說《安德的游戲》描述了這樣一個未來世界:人類派遣一支戰艦艦隊穿越太空,與一個外星對手作戰,以回應對方的入侵行為。這場沖突有幾個突出的特點,決定了地球軍事力量的反應。地球面對的是一個擁有蜂巢式思維的昆蟲類對手,具有快速決策和高作戰節奏能力;在面對這樣一個敵人時,要實現決策優勢,需要應對一些獨特的挑戰。被招募參加戰斗的人類人員是年輕的公民,他們在數字技術的熏陶下長大,習慣于玩電子游戲。為了實現他們的潛力,年輕的指揮候選人使用一系列游戲化的沉浸式模擬訓練,其用戶界面與戰斗中使用的指揮和控制系統相同。該系統通過照顧后勤、情報、監視、偵察和通信功能作為背景功能,簡化了戰斗中的指揮;指揮和控制應用的非戰斗方面對用戶完全不透明。這使得地球的部隊能夠比其對手更快地進行訓練和動員,這是必要的,因為人類預計在隨后的星際入侵人類家園之前,戰略預警時間很短。戰斗部隊從離家很近的基地遠程指揮,跨越空間地理距離,并由具有能力和彈性的通信網絡支持,以實現近乎實時的指揮、控制、態勢感知和跨越光年空間的協作能力。

盡管這部小說旨在描述一個與我們自己的世界格格不入的世界,但在2019年,澳大利亞陸軍發現自己所處的作戰環境與澳大利亞陸軍“加速戰爭”的未來聲明中描述的有些相似。陸軍的潛在勞動力受到人口和社會變化的影響,需要考慮新的培訓和教育模式。快速發展的技術,如人工智能和自主系統,為能夠最有效地應用它們的行為者或民族國家提供了潛在的好處。縮短戰略預警時間要求軍隊能夠迅速“擴展”,以應對需要更多陸地部隊的緊急情況。在這種情況下,網絡將日益成為通過提供融合的、綜合的和有保證的信息來實現和保持決策優勢的一個基本戰場工具。應對這最后一項挑戰的可能解決方案要求陸軍,作為聯合陸地軍力的核心,努力通過快速和準確的信息收集、處理和傳播來實現和保持決策優勢,直到2035年及以后。

約翰·博伊德描述了戰術決策和行動的循環;他聲稱,誰能更快速度完成這個“觀察、定位、決定和行動”循環,誰就有明顯的優勢。 近年來,澳大利亞國防部一直試圖通過使用數字指揮和控制系統來實現這種決策優勢,如埃爾比特戰斗管理系統,該系統由決策支持應用程序和支持性通信網絡組成。 這些戰場指揮系統通常由三個要素組成。一個戰斗管理軟件應用,如目前在役的埃爾比特能力,用電子手段取代或補充語音和紙質系統,快速傳播圖形和文字的指揮和控制、態勢感知和目標信息。第二個要素是戰術通信網絡,它使用無線電和其他承載器在用戶之間傳輸應用數據和語音服務。第三個要素是支持部分,它由訓練、維修、供應和其他保持戰場指揮系統運行所需的功能組成。目前,競爭對手正在以一種可能很快使澳大利亞及其傳統合作伙伴處于相對劣勢的速度發展其指揮和控制能力。 因此,僅僅傳達人類所做決定的指揮和控制系統不太可能產生足夠的節奏來實現和保持相對于未來潛在對手的決策優勢。陸軍2035年及以后的指揮和控制系統可能需要利用快速發展的技術,如人工智能來管理大型數據流,以協助人類做出更好、更快的決策,同時在沒有人類干預的情況下做出低級決策。

2 澳陸軍2035及以后的戰場指揮系統

2035年及以后的未來戰場指揮系統將需要增強而不僅僅是支持決策,以確保澳大利亞陸軍在加速戰爭挑戰的背景下擁有決策優勢,具體方式有三。

首先,決策必須得到認知型戰斗管理軟件的支持,該軟件能夠為戰術指揮官完成盡可能多的自動化任務,同時只需最低限度的培訓即可操作。它將需要能夠為指揮官推薦或做出低級決策,以減少個人的認知負荷,并加速更好、更快和更安全的決策。這將不需要人類水平的人工智能來推薦常規任務,如戰斗后的燃料和彈藥補充;然而,由于法律和道德原因,在可預見的未來,應用致命武力的決定可能仍由人類來做。強化的戰場指揮系統將迎合澳大利亞不斷變化的人口結構和越來越多的潛在新兵,他們將在數字技術中成長;簡化的用戶操作將使士兵能夠快速接受技術培訓。

其次,對手必須不能通過拒絕或破壞戰術通信網絡的使用來完全否定陸軍的決策。該應用需要一個半自主的安全和有彈性的通信網絡,以最小的人為干預在用戶之間傳輸戰斗空間的數據。這個網絡將需要通過欺騙對手和防御電子或網絡攻擊來應對快速出現的技術威脅。由于該地區的地理環境,它還將需要在多個作戰領域內進行長距離的延伸。

第三,戰場指揮系統需要能夠支撐陸軍的決策優勢,因為軍隊需要在幾乎沒有戰略預警的情況下擴大規模,以應對大規模沖突。因此,支撐能力也需要確保未來的系統能夠快速制造,迅速適應新出現的威脅,并迅速傳授給受訓者。此外,培訓和制造能力必須得到信任,因為將有大量的責任下放給指揮系統。

面對“加速戰爭”所闡述的挑戰,陸軍2035年及以后的戰場指揮系統必須做的不僅僅是支持指揮;它必須增強和加速指揮。然而,這一理想系統的可行性必須在澳大利亞陸軍目前面臨的挑戰背景下進行仔細審查,如信任自主系統和了解新興威脅。如果這些被證明是無法克服的,那么陸軍和聯合陸地軍力將需要準備以 "決策彈性 "而不是“決策優勢”來進行戰爭。

3 未來的戰斗管理軟件應用

未來的戰斗管理軟件應用應該增強指揮官獲得態勢感知、做出決策和指揮能力。目前全球范圍內的戰斗管理系統應用,如埃爾比特公司的產品,是為了使態勢感知、后勤、指揮、控制和目標信息以圖形方式呈現在電子屏幕上。雖然這些系統與基于紙張和語音的信息呈現和命令傳遞方法相比是先進的,但它們在很大程度上仍依賴于人類在各個層次上做出決策,起草命令,規劃和執行任務。人機協作有可能通過在更短的時間內對大量數據進行整理,協助人類做出更好、更快的決策。隨著2035年的到來,戰術指揮官可以獲得更多的海量數據,這將變得越來越重要。理想情況下,未來的戰斗管理應用軟件將能夠增強指揮官快速做出和執行決策的能力,盡可能直觀地使用,并允許未來的新兵在最低限度的培訓中熟練使用。這將減少培訓的準備時間,并協助陸軍迅速擴大規模的能力。

陸軍未來的戰斗管理系統應該增強指揮官的先天能力。由于多領域環境下聯合武器作戰的復雜性,今天的戰術指揮官往往有大量的工參謀人員來分析不斷增加的數據,然后用它來進行詳細規劃。諸如拉斐爾公司經過實地測試的“火織者”系統的更高級版本,能夠代替指揮官提出建議或作出決策,以及輔助指揮官機動規劃,可以減輕對這種大型總部的需要,從而減少人員需求。

一個直觀使用的應用程序可能會降低用戶所需的認知負荷,促進更短和更簡單的培訓,從而使更多的戰術指揮官能夠更快地獲得資格。目前,軍官們在多個課程中接受了廣泛的培訓,涵蓋了作為現場指揮官的許多方面,包括機動、情報、監視和偵察以及后勤。這些知識隨后被發展成技能,并在大量的演習和行動中得到保持。在國家快速動員的情況下,新的指揮官可能沒有機會在部署行動之前接受這套全面的培訓。一個利用人工智能、自動化和機器學習來預測、推薦和執行快速招募指揮官的支持軟件可能會抵消潛在的經驗和技能差距。例如,雖然許多年輕的澳大利亞人可能足夠熟悉數字技術,可以玩 "實時戰略 "游戲,如《命令與征服》,他們在游戲中向他們的部隊發布命令,然后通過簡單的點擊用戶界面執行他們收到的任務,但游戲玩家很少被要求考慮和規劃后勤、通信網絡、人員輪換或其他關鍵的支持任務。理想的情況是,一個數字軟件應用程序允許用手指輕輕一劃就能指揮,它能解釋戰術指揮官的機動計劃,自主提示情報、監視、偵察、恢復、修理、通信和醫療資產,并向指揮官提出計劃供其批準和執行,這將使一個相當沒有經驗的軍官接受培訓,掌握超過今天環境中可預期的能力。

戰斗管理應用軟件應滿足陸軍未來勞動力的人口統計,這可能會在2035年及以后發生變化。“數字原生代”將在軍隊招募的人員中占越來越大的比例。他們可以被定義為沉浸在數字技術中長大的人;他們可能更容易通過有效利用現代數字手段的方法進行培訓和教育。因此,未來需要陸軍迅速增加其勞動力規模的必要戰爭,可能需要依靠通信系統,通過數字方法進行簡單而快速的培訓。軍隊在未來可能招募的人群正逐漸習慣于在個人生活中使用數字手段進行交流。寧愿發送短信或社交媒體信息也不愿打電話或寫信的潛在候選人比例正在增加。到2035年,如果新兵訓練的系統與他們入伍前接觸的技術相似,軍隊應該更好地滿足新兵的學習風格。如果陸軍的系統被數字化,在短時間內培訓大量的未來戰術指揮官可能會更容易。

盡管澳大利亞年輕人更有可能熟悉技術,但這并不一定意味著他們會憑直覺熟練地使用今天戰場指揮系統中的特定技術類型。只提供支持決策優勢所需功能水平的簡單系統可能會通過簡化和縮短操作未來數字指揮系統所需的培訓,為軍隊提供更多的能力。在第二次世界大戰期間,日本帝國海軍按照標準訓練其飛行員,這意味著他們比任何競爭對手都更有技能。然而,這意味著培訓時間很長,因此,他們無法實現所需的勞動力產出規模,以匹配盟軍飛機的數量。如果人員不能熟悉他們將使用該系統的戰術任務和作戰功能,那么將不可能縮短他們合格使用該系統的時間。

從概念上講,這種應用的戰術使用可以如下說明。在預計行動的準備和重組階段,戰斗管理系統解釋指揮官的計劃,并向半自主的戰斗支持系統發出機器對人和機器對機器的綜合警告命令。士兵們被告知他們必須準備好滿足估計的增援需求,一群后勤機器人可以開始放置貯藏室,向前定位彈藥和維修資產,并在戰斗中擺出補給作戰部隊的姿勢。情報、監視和偵察資產以及警衛部隊被預先部署,以確保指揮官不會被敵人的反擊嚇到。一個聯合效應系統,如雷神公司的先進野戰炮兵戰術數據系統(AFATDS)的更先進版本,會生成一個計劃草案供人類批準,以支持機動計劃的動能和非動能效應組合,如遠程火力、空中和導彈防御,以及網絡和電子攻擊。在需要儲備、設備甚至防御結構的地方,現場的自主增材制造設施可以隨時待命,按需生產預期的物資。這種支持規劃可以迅速完成,只有在批準致命武力時才需要人的干預;機器對機器的非致命任務命令促使陸軍能夠比非自動化的對手更快地決定、重新定位和采取行動。

一個易于使用的戰斗管理系統,可以增強或取代總部參謀人員所需的支持功能,使指揮官的演習計劃得以實現,這將使同樣數量的被招募的“數字原生代”能夠填補一個需要迅速擴大規模的軍隊。然而,關于這樣一個理想的系統是否有可能被開發出來,甚至遠至2035年,還有許多問題。軍隊需要充分解決軟件集成、技術可行性和倫理可接受性等問題,這些問題將影響任何人工智能系統的可雇傭性。此外,如果沒有一個有彈性、有保障的網絡支持,在戰場上的用戶之間傳輸這些信息,那么應用數據將毫無用處。

4 作戰網絡——多域作戰能力同步的關鍵

陸軍網絡是在多個作戰領域同步作戰能力的關鍵;它們是戰斗管理系統在傳感器、用戶和武器系統之間傳輸應用數據的承載物。在未來,電磁波譜的使用將受到網絡和電子戰的爭奪,這些網絡必須能夠通過比敵人更快的行動和反應生存下去。先進的網絡有可能通過以下方式實現這一目標:在友軍的位置、目的和意圖方面自主欺騙敵人;在受到攻擊時自動防御;以及在最小的人為干預下重新建立連接。此外,該系統應確保澳大利亞地區和作戰環境中的用戶能夠訪問陸軍的數據;它將需要在沿海和城市環境中遠程運行,跨越多個作戰領域,包括陸地、空中、海上、網絡和空間。

科幻電影《獨立日》描述了外星入侵者,雖然擁有技術先進的武器和車輛,但卻嚴重依賴一個通信網絡,該網絡缺乏足夠的冗余,因為它安裝在一個母艦上。此外,該網絡的樞紐由于其特征而很容易被發現,并且沒有足夠的防御機制。任何希望實現網絡化部隊潛力的軍隊,都應該致力于設計一個能在敵人的攻擊下生存的系統,以免它成為一個致命的弱點。澳大利亞的潛在競爭對手正在通過大規模演習繼續提高、更新和訓練電子戰部隊,以改善未來面對現代沖突的準備,從而提高他們破壞、降低和拒絕網絡的能力。澳大利亞潛在對手的電子戰能力有效性最近已經在戰斗中得到了證明;在2035年,可以預計友軍網絡在面對更先進的攻擊時將需要有生存能力。

維持通信的一種方法是通過欺騙對手來避免友軍網絡的退化或中斷。現代電子戰的先進狀態意味著隱藏友軍的電磁信號實際上是不可能的,除非不采用任何電子設備或通信。由于在作戰行動中避免被發現變得更加困難,欺騙可能更有益于通過產生虛假或誤導性的電磁輻射來實現--這是現代版本的模仿性通信欺騙,即友軍模仿敵人的通信來實施欺騙。自動網絡管理系統可以用來欺騙對手,使其了解正在傳輸的數據特點、位置和數量,從而掩蓋指揮官的意圖和主要工作。生成式對抗網絡有可能被用來生成看起來像其他事物的信號,如低價值的目標、對手的發射器或多個平臺。雖然在戰爭中使用誘餌并不是什么新鮮事,但彭騰(Penten)公司無線人工智能誘餌(WAID)系統的高級版本與國防科技集團(Defence Science and Technology Group)的自組織通信和自主交付服務(SCADS)項目相結合,有可能實現欺騙而不將更多士兵置于危險之中。即使自主網絡管理系統能夠在作戰區域內進行部署、實施規模性和多類型欺騙,但其效果也可能只是暫時的;還必須考慮網絡一旦被發現,如何保衛它。

一旦受到攻擊,如果一個網絡能夠充分和迅速地自我防御,它仍然能夠保持連接。美國國防高級研究計劃局(DARPA)的行為學習適應性電子戰(BLADE)和美國陸軍快速能力辦公室的認知電子戰競賽(其中澳大利亞團隊獲得第二名),已經探討了使用認知電子戰進行電子攻擊和防御。這些項目研究了使用人工智能通過軟件定義無線電和分析工具以機器速度執行電子戰;下一個邏輯步驟是將該功能擴展到物理領域。然后,一個自主的網絡化蜂群可以通過先發制人地定位發射器和范圍擴展節點來主動防御,以減輕預期的通信衰減。它還可以從另一個能力系統(如精確遠程火力)或從蜂群本身的一個多功能平臺上提示對敵方干擾器和攔截站的動能攻擊行動。這不僅會增加難度,也會增加對手定位陸軍未來網絡時的潛在危險。然而,如果網絡的一部分退化了,就需要有多條路徑,數據可以沿著這些路徑在用戶之間傳輸,以便保持連接。

在未來的通信網絡受到攻擊后,理想情況下,它應該在很少的人為干預下重新建立服務。以前,網絡冗余是通過使用替代發射器,如無線電轉播分隊、衛星和電纜,以及使用網狀網絡來建立的。這些通常都是由人類控制的,因此可能無法對2035年的陸軍對手做出足夠的反應。由澳國防科技集團OPAL自愈通信網絡概念啟用的 "智能和自主 "網絡可能只需要最小的人力投入,通過控制部署無人通信節點來糾正網絡問題,重新建立連接。這可能會加快網絡修復的速度,并允許人類遠離危險,或受雇于只有人類才能完成的任務。

澳大利亞的地理環境要求任何旨在傳輸陸軍數據的網絡必須在遠距離、復雜的城市地形和跨作戰領域進行。與涉及有人轉發車輛或站點的傳統網格化和范圍擴展方法不同,自動網絡管理系統加上無人的自主發射器和接收器群,提供了覆蓋大面積和高密度冗余的能力,而不需要大幅增加特遣隊內的人員或車輛數量。一個 "虛擬蜂群",或網絡領域內與空中、陸地和海洋領域物理節點協同行動的一組智能體,可能有能力通過使用現有的基礎設施,如移動電話塔、公共Wi-Fi熱點和其他發射器,在城市環境中提供連接。

一個支持2035年聯合陸地軍力通信要求的理想網絡,能夠自主地欺騙對手,以及自我防御和自我治愈,將有許多好處。網絡內一些節點的無人性質會降低人的生命風險,同時超越敵人的攻擊能力。然而,如果沒有一個能夠應對壓縮戰略預警的支持系統,在其中迅速增加設備供應規模,可以適應技術威脅的新發展并培訓用戶,那么這個令人向往的網絡就不可能實現決策的彈性,更不用說決策的優勢。

5 未來戰場指揮的支撐系統

支撐未來戰場指揮的技術系統也應適應“加速戰爭”的挑戰。對這一點至關重要的兩個基本投入是培訓和工業。如果沒有安全和迅速地制造和改造技術的能力,以及對操作人員使用技術的資格認證,陸軍網絡可能無法在戰略預警時間縮短的情況下迅速實現更大范圍的決策優勢。

陸軍可能需要迅速地大幅擴大規模,以便在未來打一場必要的戰爭;為了支持這一點,部分部隊將需要接受培訓,以操作戰斗管理應用軟件以及支持通信網絡。如果要在很少的預警時間下實現快速的大規模動員,對這些人進行技術培訓的框架也需要具備快速擴展能力。這一要求可能會使現有的通信培訓機構不堪重負,因為它們依賴于冗長、復雜的資格認證課程和集中培訓模式,要求受訓者在遠離其所屬單位的地方參加課程。目前的培訓機構設施是基于維持現有部隊的定向培訓需求,因此只有教室、培訓設備、教員和相應數量的受訓人員住宿。未來戰場指揮系統的獲取方式應該是,通過與工業界和學術界合作,以分布式的方式提供非軍事特定技術和理論部分。通過在部隊駐地提供最大數量的培訓,使用非軍事人員、設施和住宿將不再是一個限制因素。與技術和繼續教育(TAFE)機構、大學和工業界的合作將允許更多的國家資源被用于快速增加陸軍的規模,同時允許軍警教官專注于訓練士兵在行動中使用技術。然而,如果設備補給依賴于脆弱的海上和空中交通線,在沖突期間可能成為對手的目標,那么能夠在短時間內使眾多受訓者獲得資格的價值將被削弱。

由于陸軍網絡將繼續對聯合陸地軍力起到關鍵作用,將傳感器、用戶和武器連接到多個作戰領域,因此應將其視為工業能力的優先事項。因此,澳大利亞應該具備能力,獲得或控制支撐這種能力的技能、技術和基礎設施。澳大利亞政府已經表明,打算最大限度地利用澳大利亞國防工業,作為管理戰略風險和增加澳大利亞戰略力量的手段。在澳大利亞境內制造和改造技術和產品的能力,意味著陸軍能夠迅速調整其戰場指揮系統,以應對新出現的威脅,如潛在敵人可能采用的電子戰能力的未預期發展。此外,在不依賴漫長的海外供應鏈的情況下,制造替換部件或更多設備的能力提供了一定程度的保證,即無論海上控制權或空中優勢如何,都能獲得通信儲備。陸軍機器人和自主系統戰略強調,澳大利亞聯邦對其使用的系統行為負責,特別是在涉及到自主性和人工智能的情況下。這同樣適用于代表人類指揮官作出或建議作出決策的戰場指揮系統。這一責任可以部分通過主權擔保的供應鏈來實現。2015年的虛構小說《幽靈艦隊》描述了這樣一種情況:一個對手通過破壞美國軍隊的供應鏈和制造的完整性,破壞了美國軍隊的技術優勢。它允許敵人將網絡漏洞引入飛機和船只,使其可被檢測到并觸發故障。補救措施是在主要平臺上加裝自主開發的電子部件。澳大利亞應尋求避免類似的困境,但自力更生也有其他間接的好處。例如,國家造船工作為澳大利亞技術教育、培訓、工業投資和服役的發展奠定了基礎。

6 決策優勢還是決策彈性?

必須在澳大利亞陸軍目前面臨的挑戰背景下,仔細研究這一指揮系統的可行性及其使陸軍在未來15年內實現對其敵手的決策優勢潛力。如果澳國防部、政府和公眾不相信自主系統可以在戰斗中作出或建議作出決策,那么,盡管潛在的對手可能會這樣做,但不會允許陸軍獲得和運用這些能力。雖然軍隊致力于了解未來對手可能帶來的潛在威脅,但如果陸軍沒有正確預測并準備好對其通信網絡的惡意攻擊,傳感器、指揮官和武器系統將可能無法在彼此間無縫傳遞信息。面對一個擁有更好的連通性并能更快做出決策的敵人,各級指揮官可能需要依靠值得信賴的指揮和控制方法,如任務指揮、技術含量較低的通信方案——高頻(HF)通信等,以及精心排練的戰術、技術和程序。陸軍和聯合陸地軍力可能需要準備以 "決策彈性 "而不是 "決策優勢 "來進行戰爭。

7 結論

在“加速戰爭”的作戰環境下,陸軍2035年及以后的戰場指揮系統將需要超越決策支持工具和圖形顯示工具的能力,以實現和保持決策優勢。認知型戰斗管理系統軟件應用必須為指揮官自動化、推薦和執行盡可能多的任務,并需要最小的培訓和人為干預。這樣做將解決澳大利亞不斷變化的人口結構,為快速擴大規模和動員做準備。戰斗管理應用軟件需要一個半自主安全和有彈性的通信網絡,以在戰斗空間中傳輸數據。它必須通過自主欺騙對手來應對快速出現的技術威脅,并進行自我防御和修復。它還必須確保在遠距離、城市和復雜的地形中,在幾乎沒有人為干預的情況下到達所需的用戶。整個系統必須能夠快速擴展、適應和訓練。為了應對“加速戰爭”的挑戰,陸軍2035年及以后的戰場指揮系統必須不僅僅是一個數字管理系統;它必須加速指揮。

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圖1 決策優勢理論。

決策優勢理論

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

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

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

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

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

本文針對美軍提出的建議

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

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

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

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

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

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陸軍正在為未來的沖突做準備,作戰環境中充滿了使用人工智能的新技術,可以接觸到各種新的信息媒介,以及受到人口結構變化和勞動力需求挑戰的不斷變化的國內安全環境。如果國防部提高數字素養,那么 陸軍將更好地準備好在2035年的聯合行動環境中進行競爭。

基于互聯網的技術和社交媒體渠道迫使社會快速適應和改變。陸軍正在從這種變化中獲益,但仍然沒有為在自動化的未來主導沖突做好準備。除非早期入伍的士兵和軍官隊伍能夠獲得適合幫助明天戰斗的教育、項目和機構,否則它將無法趕上。為了做到這一點,組建網絡輔助部隊、國家數字后備軍團、美國數字服務學院以及中高級教育項目應促進數字掃盲的途徑,以增加而不是剝奪現有的現役、后備和國民警衛隊的委任場所。

作者利用DOTMLPF框架,根據對文獻的回顧、當前的戰略和科技界領袖的建議,提出了美國陸軍為有數字天賦的專業人員創建新的職業專業和職業途徑的論點。

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(圖:作家兼戰略家彼得辛格(左)于 2018 年 11 月 1 日在一個未命名的空軍設施與一名軍官和一名國防部文職人員討論新技術。人工智能和腦機接口等進步將改變陸軍作戰的方式。)

長期以來,決策一直是戰爭的核心。最近,戰爭的節奏、規模、不透明性、非線性和連通性的增加對當代決策過程提出了越來越多的挑戰。在未來,這種變化將同時增加及時和有效決策的重要性,同時進一步加劇許多指揮官的認知和決策挑戰。指揮官將尋找結構不良、高度復雜的問題的解決方案,這些問題延伸到空中、陸地、海上、信息、網絡和空間這六個領域。隨著新技術和新應用的實現,未來的事態對復雜性構成了潛在的增長,并將以指數級的速度增加。人類的學習,甚至是最老練的指揮官的直覺能力都無法跟上不斷變化的戰爭特征。要想把贏得戰斗的洞察力帶到未來,必須對人類的認知、決策過程進行改進,或對其進行增強。

決策能力和現有支持的割裂造成了分析性決策過程、指揮官的直覺和有效決策之間日益擴大的能力差距。當前和未來的環境表明,有必要開發更加靈活的決策支持工具,以阻止這種差距,并為指揮官重新獲得決策優勢。在一個不透明和復雜的環境中有效地預測未來幾場戰斗的能力將是成功的關鍵。同時,在一個能夠迅速使以前的計劃失效的動態環境中,理解并首先做出反應的能力對于奪取和保持主動權至關重要。

復雜性科學和混沌研究已經與類似的問題進行了斗爭,并為軍事指揮官的突發挑戰提供了相關的見解。計算機建模和人工智能(AI)方面的工作已經取得了巨大的進展。在許多游戲中,計算機已經超越了人類的決策能力。

從人工智能的主導地位中適應和發展,國際象棋中的人機團隊已經達到了決策的新巔峰,將提前數個回合評估未來動作的算法的卓越戰術與人類的戰略能力相結合。目前美國與人工智能和決策有關的國防努力似乎集中在大數據和數據分析上。然而,如果沒有一個改進的軍事決策框架,就不能利用預測性分析。否則,增加的數據和分析只會加劇理解日益復雜和動態的作戰環境的挑戰。

軍事決策過程(MDMP)雖然在分析上是合理的,但其結構并沒有跟上未來環境的步伐。沖突的速度將超過工作人員處理分析貢獻的能力。

用人工智能對MDMP進行修改和增強,將創造一個過程,以更快的速度產生對環境的理解,并以物理信息的框架為基礎。行動方案的制定將不會像現在這樣,從一個理想的最終狀態向后發展,在理論上運用方法和手段來創造一個想象的未來。由人工智能支持的MDMP將從當前狀態向前工作。它將通過友軍和敵軍決策樹的可能分支向前探索,走向各種環境和敵軍的行動路線,通過最小化風格的決策樹,將其作為適應性代理來實現。替代行動的未來將通過可行性的出現來建立,并通過優化作戰功能的貢獻來完成,固有的區別,然后由人機團隊的人類部分來判斷是否合適和可接受。重新設想的人-機MDMP將與未來的操作環境保持同步,通過以接近機器的速度操作來保持相關性,使人能夠在日益濃厚的戰爭迷霧中獲得卓越的視野。

指揮官雖然得到參謀部的支持,但最終還是利用自己的能力進行決策。當指揮官在進行問題解決以制定對其工作人員或下屬的指導時,他們基本上是在進行 "手段-目的分析,這是一個尋找手段或步驟的過程,以減少當前情況與預期目標之間的差異"。即使是直覺,即對一個事件或數據的突然有洞察力的解釋,也以類似的方法發揮作用。"盡管表面上突然閃現的洞察力似乎產生了問題的解決方案,但研究表明,人們在解決洞察力問題時使用的思維過程最好被描述為一種漸進的、手段-目的的分析。" 領導者認識到相似性,并將其與個人和所研究的歷史聯系起來,從而獲得洞察力。心理學家、經濟學家和諾貝爾獎獲得者丹尼爾-卡尼曼(Daniel Kahneman)用這樣的描述來解釋內部的、經常是半意識的過程:"產生印象、直覺和許多決定的心理工作在我們的頭腦中默默地進行"。數學物理學家、科學哲學家和諾貝爾獎獲得者羅杰-彭羅斯描述了一種無意識的思想發展和對這些思想的有意識判斷。

MDMP有一個類似的、不亞于人類的動態。參謀部通過行動方案(COA)的制定產生備選方案,并由指揮官決定。然而,在行動方案的制定過程中,正如在手段-目的推理中一樣,用于簡化計算的啟發式方法以及一些神經心理學上的缺陷,限制了選擇并注入主觀性。歸根結底,目前MDMP內部的COA開發過程仍然需要大量的頭腦風暴來解決。

與主觀開發選項形成對比的是基于衡量和計算的選項開發,而這一過程將由人工智能支持的程序執行。通過一些基于現有信息和過去沖突的數據的計算,可以對比出AI賦能的MDMP會提供的建議。

對2008年俄格戰爭期間的決策和計劃進行評估,在與歷史上的決策、行動和結果進行對比時,可以深入了解人工智能驅動的MDMP的好處。以下是人工智能驅動的MDMP背后的邏輯和過程

俗話說,如果情報是用來推動機動的,那么對戰場的情報準備的產出必須作為COA發展的起點,使友軍COA的創建能夠實現對對手的不對稱,并執行對對手行動最有利的行動。

從對敵方力量的評估中,可以根據具體的任務變量來確定所需的友軍力量。要做到這一點,需要一種衡量對手戰斗力的方法。有許多復雜程度不同的方法來確定一個代表戰斗力的數值。

人工智能程序可以使最繁瑣的系統變得可行,所以它不像參謀部那樣受到復雜性的限制,特別是在時間有限的時候。雖然這個例子使用了戰區分析模型(TAM),但TAM并不是重點。指揮官、參謀部或學說推薦的任何東西都可以使用。

在2008年俄格戰爭爆發前,俄羅斯部隊在北奧塞梯駐扎。這些部隊可以按地點轉化為戰斗力值。例如,在馬米森山口附近的俄羅斯部隊可以按其組成部件進行統計,如人員、T-72主戰坦克、2S3自行火炮和BM-21多管火箭炮系統。

圖 1. 俄羅斯軍隊戰斗力計算

圖1中顯示的戰斗力范圍可以告知所需的戰斗力,這些戰斗力來自于格魯吉亞部隊的位置,用藍色矩形標注,以便在各種可能的情況下擊敗這支俄羅斯部隊。圖1中描述的兩種情況是俄羅斯使用西面的馬米森山口或東面的羅基隧道(帶箭頭的紅線)。

與戰斗力計算一樣,從計算機建模中得出的計算結果可以用來預測基于部隊和手段的相應相關性的傷亡。在這里使用的算法中,戰斗力是根據地形和任務類型對每種能力或系統進行調整。一旦對戰斗力進行了調整,該模型描述了在部隊比例為1:1時的傷亡分布情況,有一條非線性曲線,在戰斗力比例大約為4.4:1時趨于平緩,顯示了一個粗略的收益遞減點。這種計算方法不能提供 "任務成功 "的百分比機會,但可以提供預期戰損和傷亡的迭代,顯示雙方的戰斗力如何隨著時間的推移而受到影響。必須對將導致失敗或撤退的戰斗力損失做出假設,但這是一個很好的例子,說明人類的洞察力可以被迫提供具體的情況。從這些計算中出現的洞察力的開端是,1:1的比例仍然是消耗性的,而2:1的比例有可能在兩次反復中增長到2.4:1然后是4.5:1。這就形成了一種機制,在時間上尋求有利的戰斗比例,可以決定性地改變平衡。這不是一個水晶球,而是現有的最佳估計,能夠由工作人員有條不紊地進行,或由程序以機器速度進行。由于戰爭是一種明顯的人類努力,因此可以將士氣或本例中未包括的其他因素納入到額外的修改因素中。這種對戰斗力隨時間推移的理解提供了一個關鍵的洞察力,并可以為部隊分配的決策提供參考。在這一點上,可以產生一個對應于特定地點的友軍的有利戰斗力要求。圖2強調了格魯吉亞部隊如果在俄羅斯入侵路線上的起伏地形中進行防守時的理想戰斗力。

隨著南奧塞梯局勢的升級,格魯吉亞總統米哈伊爾-薩卡什維利于2008年8月7日為軍隊確定了三個目標。他指示他們 "第一,阻止所有軍車從俄羅斯通過羅基隧道進入格魯吉亞;第二,鎮壓所有攻擊格魯吉亞維和人員和內政部崗位或格魯吉亞村莊的陣地;第三,在執行這些命令的同時保護平民的利益和安全"。正如格魯吉亞國家安全委員會秘書亞歷山大-洛馬亞后來所證實的,"我們行動的邏輯是解除茨欣瓦利郊區的射擊陣地,并試圖通過繞過茨欣瓦利,盡快向羅基隧道靠近"。這一指令和支撐格魯吉亞軍事反應的邏輯為本文中繼續發展人工智能的COA提供了一個有益的對比。

圖2. 兵力比的正反饋循環

前面分析的圖1中的俄羅斯部隊是后來試圖通過羅基隧道進入格魯吉亞的第一梯隊部隊。被描述為向格魯吉亞部隊和村莊開火的部隊在茨欣瓦利附近活動,由奧塞梯人組成,由俄羅斯和奧塞梯 "維和 "營協助,人數增加到830人,大約300名雇傭兵,以及更多的大炮。由于他們有相當多的步兵,不同的任務,以及從茨欣瓦利城市中心倉促防守的地形,通過以前使用的相同方法,他們的戰斗潛力被計算為60。

談到格魯吉亞部隊和繼續發展他們最有利的行動路線,格魯吉亞第二、第三、第四和第五步兵旅以及戈里的一個單獨的坦克營的戰斗力和位置,作為計算的起點。他們與俄軍的距離和旅行時間,或關鍵地形,都可以計算出來。將這些信息與之前概述的俄羅斯部隊和之前討論的兵力比例知識結合起來,就可以利用目標編程,從數學上優化從每個格魯吉亞地點到羅基隧道或茨欣瓦利的戰斗力,以滿足有利的兵力比例,同時最大限度地減少總的旅行距離,從而最大限度地減少時間和后勤要求。

圖3. 戰斗潛力優化Python計劃的結果和建議的第4旅的分步任務組織結果

圖3左上角的優化程序結果顯示,格魯吉亞的戰斗力分配足以達到2:1的兵力比,以對抗進攻的俄羅斯部隊。對于第4步兵旅,建議在各目標之間分配戰斗力,后續的優化程序是按作戰功能確定各目標的不同作戰系統的數量,如圖3右上方所示。其結果是以理論為基礎的理性選擇解決方案,并通過在后期MDMP的COA分析步驟中為裁決戰爭游戲而保留的計算類型形成。人工智能支持的MDMP所實現的是使用詳細的分析來告知行動方案的最初發展,防止未來對次優COA的路徑依賴。

這種輸出就像分析數據以創造信息。合并這些信息的組成部分可以創造出知識,指揮官或參謀部可以對其運用智慧。這種方法不是像直覺所注入的那樣擁有不可解釋的因素,而是可以解釋的,并且可以在指揮官的具體規劃指導下進行修改。在這種情況下,裝甲、步兵和炮兵在進攻和防守中的有效性,以及丘陵和城市地形,都被納入優化的考慮范圍,輸出結果將炮兵優先送到羅基隧道。這一建議,雖然源于算法,但遵守人類的軍事判斷,認識到在城市中使用火炮的相對困難,以及步兵的相對優勢。毫不奇怪,行動后的審查指出,格魯吉亞的炮兵在丘陵地帶對付前進中的俄羅斯縱隊是有效的。

同樣,在這種修改中,通常為COA分析的后期步驟保留的計算類型被應用于COA的最初發展。正如加里-卡斯帕羅夫所描述的與計算機合作的好處一樣,人類也可以將作戰藝術應用于已經納入科學的概念。

許多計算可以被整合到程序中,以減少認知負擔,讓工作人員進步到更高層次的人工分析,其中一個例子就是時間。對于建議的每條路線,可以進行計算,根據車輛數量和其他變量確定更準確的時間。

將上述初級人機開發的COA的輸出與格魯吉亞國家安全委員會對其一般行動方案的闡述相比較,突出了人工智能支持的MDMP可以提供的優勢。人工智能的建議將一支更強大的格魯吉亞部隊引向羅基隧道,同時向茨欣瓦利投入部隊。很可能更早和更多地將部隊投入到羅基隧道附近的防御中,會極大地擾亂已經被渠化的入侵俄羅斯部隊,并阻止他們將火箭系統移到茨欣瓦利的射程內,并通過隧道將彈道導彈炮組進一步嵌入格魯吉亞,這對俄羅斯人來說是決定性的。

到目前為止,修改后的方法已經建立了一種發展 "下一步行動 "的方法,其基礎是對友軍和敵軍戰斗力的理解,這種戰斗力如何受到任務類型和地形的影響,以及部隊在移動和機動接觸中的時間關系。地面部隊的這些例子必須自然延伸到所有領域的戰斗力和效果的應用。這種技術能夠同時分析各個領域,并為跨領域效果的整合提供一個機制。近距離空中支援的架次可以被整合到地面領域,以便在地面戰斗的關鍵地點和時間提供更好的戰斗力比率。此外,在進行空對空作戰計算時,可以將地面防空資產納入空對空計算的因素。圖4顯示了通過羅基隧道進攻的俄羅斯地面部隊和推薦的格魯吉亞地面部隊的戰斗力,另外還強調了如何將俄羅斯的蘇-25戰斗機或格魯吉亞的SA-11系統納入其中。這為在領域內和跨領域進行的作戰行動創建了一個多維框架,并提供了一種同步匯合的方法。當一個領域的條件發生變化時,對其他領域和行動的影響可以在開始大大超過工作人員計算的復雜程度上進行。

隨著核心COA的制定,每個作戰功能的最佳整合可以通過算法來確定。例如,有了通往目標的路線和距離,以及燃燒率和其他規劃因素,可以計算出支持概念的要素。

這個例子表明,有能力在多個領域整合所有作戰功能的規劃。有了充分的細節說明COA的完成和廣度,現在可以把解釋轉向深度。為了在作戰層面創建一個在時間和空間上都有深度的COA,它必須提前預測幾個交戰,以實現相對優勢的位置,并尋求實現轉化為成功的失敗機制。而之前的過程主要是將現有的軍事理論或學術研究進行算法連接的創造,它們很難實現超越即時決策的飛躍,并創造出作戰藝術。對于這一點,現有的人工智能提供了適用的例子。

國際象棋人工智能中使用的基本微分法對所有棋盤上的處置方式提前兩步進行打分,包括行動和反應,然后根據程序對分數進行比較,分數最差的那個選項被修剪掉。在排除了未來兩步棋中最差的選項后,剩下的最佳選項被選中。修剪和消除的過程可以防止出現這樣的情況:人們可以在最近的一步棋中拿下一個低價值的棋子,但在下一步棋中又會失去一個高價值的棋子。該算法基于每一步后續棋重復這一過程。在許多程序中,該算法會分析更多的未來棋步,以指數形式增加棋盤的處置,以評估和排列潛在的棋步。為了簡化計算機的計算,一個被稱為阿爾法-貝塔修剪的過程可以在明確它們不會是最佳選擇時刪除分支,并停止評估它們。根據已經證明的根據力量和手段的相關性來評估軍事編隊的能力,可以看到即使是簡單的國際象棋人工智能方法也可以成為發展作戰藝術的基礎。

圖4. 多域COFM框架

當使用決策樹和國際象棋人工智能的最小算法時,程序會對棋盤上的大多數或所有的替代性未來進行評估,并產生一個可比較的值。俄羅斯軍隊最初從西邊的馬米森山口進攻,而不是從東邊的羅基隧道進攻,就是一個選項的例子。這將產生一個不同的動作,格魯吉亞部隊需要對此作出反應。除了國際象棋人工智能中棋子的總價值外,還經常使用位置的修改器。對每一方的剩余棋子進行估值的方法在概念上類似于之前用于分析俄羅斯和格魯吉亞部隊的戰斗力的TAM計算方法。而不是單個棋子的價值,將考慮軍事編隊的戰斗力。這種機制設計起初似乎是以消耗為重點,保留友軍的戰斗力,消除對手的戰斗力,并根據價值來確定優先次序。從一開始看起來非常機械的東西中出現的顯著特征是在時間和空間上創造和連接有利的力量比例,實現不對稱性,以大量消耗對手并保存友軍的戰斗力。簡而言之,它創造了作戰藝術。

當以這種方式對格魯吉亞的多個行動方案進行比較時,就會出現與圖3中描述的不同的行動方案。由于通往羅基隧道的旅行時間的變化,以及對交戰的預測是如何沿著各自的決策樹展開的,因此確定了對通往羅基隧道的部隊的改變,如圖5所示。

當人工智能支持的COA開發過程繼續向前搜索時,在Troitskye的俄羅斯第503摩托步槍團(MRR)和在Khankala的第42摩托步槍師和第50自行火炮團被確定為需要考慮的俄羅斯作戰力量。以最小的方式,在最初決定在羅基隧道和茨欣瓦利之間分配部隊之前,沿著決策樹進一步考慮這一事件。一旦理解了時間上的力量以及二階和三階效應,就會發現一個非直覺性的決定,即與戈里的坦克營和第比利斯的第4旅一起向羅基隧道進攻,這是由于預測到俄羅斯第二梯隊部隊在未來的行動。

圖 5. 俄羅斯-格魯吉亞聯合決策樹和進化

如圖3所示,如果俄軍同時開始行動,格魯吉亞部隊的原始部署無法及時趕到羅基隧道進行防御。然而,當動用哥里的坦克營或第4步兵旅時,一支有利的部隊能夠在迪迪古普塔或爪哇附近進行防御,使俄軍在山丘上保持渠化,有足夠的戰斗力來預測俄軍的進攻會被擊敗。這種防御可以抵御俄軍第二梯隊的第503摩托化步兵師,但不能抵御緊隨其后的第42摩托化步兵師,圖5右上方描繪的是第503步兵師。正因為如此,格魯吉亞的防御部隊如果要完成他們的任務,就需要在503摩托化步兵師到來之前向隧道進行反擊,以在嚴重的渠化隧道處進行防御。有了這些從復雜中出現的聯系,格魯吉亞的領導層可以及時思考并產生贏得戰斗的洞察力。

建立可用COA的算法過程在很大程度上緩解了因時間不足而產生的差距,同時為MDMP引入了一定程度的學術嚴謹性,否則可能只是主觀評估,而這種評估中隱含著所有未知的危險。

在目前的作戰環境中,往往沒有時間來制定多個作戰行動方案,對所有制定的作戰行動方案進行戰爭演習,應用作戰行動方案評估標準,然后確定一個推薦的作戰行動方案。有了人工智能支持的MDMP,COA分析和比較就被烘托出來,并最大限度地利用現有的技術,所有這些都是在傳統的工作人員可以收集到的工具。

通過COA分析和COA比較步驟合并和修改COA開發步驟,以利用當前人工智能能力的速度、力量和洞察力,將提高預測多種替代性未來和選擇的能力,使指揮官不僅能夠在三維空間中思考,而且能夠在時間中思考。鑒于時間越來越稀少,了解時間,并擁有在多個領域與之合作并通過它的工具,可能是人工智能提供的最大優勢。

其他領域的人工智能工具已經展示了它們在提供快速、一致和準確計算的任務方面的能力。為了具有價值,人工智能不需要自主運作或復制有生命的人。人工智能只需要彌合當前規劃和決策工具的適用性與人類認知在復雜適應性系統中的有效性之間不斷擴大的差距。處理復雜性的適度改進,即使只是減少導致錯誤的認知負擔,也會確保比無助的指揮官有決策優勢。

在人工智能支持的MDMP的意義上更進一步,人工智能可以在第一次迭代后半自動地完成MDMP,幾乎連續地進行完整的MDMP過程,沒有疲勞感,納入每一個新發展。一個持續的人工智能運行的MDMP將提供關于部隊當前位置和行動的反饋。近乎實時的反饋將使我們能夠跟蹤下屬單位的當前行動、控制措施的遵守情況和進展。

其次,近乎連續的MDMP可以通過評估根據當前條件應該執行什么COA來預測分支,甚至預測隨著條件的變化,未來決定性交戰的設置。持續的人工智能支持的MDMP將與敵人而不是計劃作戰。一個人工智能支持的過程將有額外的好處,即為任何新出現的COA整合資源,同步和優化所有領域的效果,并使過渡到一個新的分支計劃更加可行。這種能力將在使部隊迅速適應在未來動蕩環境中的混亂邊緣茁壯成長方面取得不可思議的進展。

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核心見解

  • 未來的作戰概念應以有關未來戰場、對手和對手的主要武器和其他作戰系統的實際情報為基礎。

  • 多域作戰(MDO)可以用類似于聯合武器理論和戰爭的術語來思考。

  • 多域作戰并不是后冷戰時代或近期美國軍事經驗所特有的。

  • 面對大國對手的未來戰場需要更多的生存指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察能力(C4ISR);強大的后勤保障;以及更多的綜合部隊。

  • 迫切需要陸軍和聯合概念的開發者以盡可能簡單和清晰的術語提出MDO,因為美國聯合部隊在未來的作戰行動中面臨著近似于同行或同行的對手。

引言

在過去的幾年里,新的軍種和聯合作戰概念層出不窮;它們都試圖找到一個能對抗大國的軍事作戰概念。美陸軍在作戰概念戰中的參與項目是多域作戰(MDO)。了解MDO現在特別重要,因為陸軍正在把概念(它想如何作戰)變成理論條令(它將如何作戰)。

為什么這很重要?很簡單,美陸軍是其的主要軍種,其 "組織、訓練和裝備主要是為了在陸上行動中進行迅速和持續的戰斗"。 在其最基本的層面上,MDO將為陸軍如何重建自己以應對未來在陸地、空中、海上、太空和網絡空間領域的挑戰提供架構計劃。 事實上,陸軍甚至已經建立了30多年來第一個新的四星級總部--陸軍未來司令部,作為其架構師。

對于什么是MDO并沒有廣泛的共識。2019年北約的一份文件呼吁明確定義,以 "消除反對者",他們 "對MDO持悲觀和不屑的看法......認為它只是一個流行語,與聯合行動同義"。 這種不明確導致了這樣的說法,即為了執行MDO,陸軍將需要從組織到權力再到海外態勢的重大甚至是根本性的改變。 從本質上講,實現MDO需要的不僅僅是軍隊的翻新;它需要拆毀和重建。一個更悲觀的指控是,美國軍隊,更不用說陸軍,實際上沒有足夠的流程或技術能力來有效整合所有作戰領域的效果。

在下文中的目標是解釋陸軍MDO的起源和廣泛的細節,以作為未來關于其影響和相關性的知情討論的基礎

為什么美陸軍要進行多域作戰?

2018年出版的《2028年多域作戰中的美國陸軍》將之前所說的多域作戰擴展為一個包括競爭在內的更廣泛的概念。這一概念描述了陸軍如何在競爭中為威懾對手和在沖突中擊敗敵人做出貢獻。 當然,這并不是MDO的實際運作方式。公平地說,2018年陸軍MDO概念確實在一定程度上解釋了陸軍編隊如何執行這些行動,例如,滲透敵人的對峙能力和瓦解敵人的反介入區域拒絕系統。然而,盡管2018年的概念文件包括一個整頁的 "邏輯圖",但支撐MDO的邏輯從未得到明確解釋。在退休的陸軍準將Huba Wass de Czege看來,這是概念中的一個關鍵缺陷,他是陸軍1980年代空地戰概念的主要撰寫人之一。Wass de Czege寫道,要做到可信,"MDO必須清楚地定義軍事問題,并闡明一個盟國和對手都能理解并符合邏輯的勝利理論"。

未來集成作戰

聯合領域戰爭的理論是基于聯合武器、擴大的戰斗空間和優勢地位的思想。在聯合武器的思想中,有互補性的理論。在擴大的戰斗空間中,是可擴展性的理論(或者說,效果可以延伸到物理或非物理的距離)。在優勢地位中,提出了相對軍事價值的理論(機動戰的基礎理論是,對手將越來越多地被迫采取違背其意愿的行動,基于對其位置相對于敵人的價值的看法)。通過探索MDO的基礎理論,軍事工作者可以更好地解釋它是如何運作的。

基于互補性和領域相互聯系的理論,MDO通過創造相互作用的效果組合--物理的、非物理的、精神的和道德的,來削弱和瓦解敵人的抵抗意志。這些效果是通過在多個作戰領域內并通過這些領域的行動完成的。因此,MDO通過整合不同領域(物理和非物理領域)的交戰和戰斗中的效果而發揮作用。這些效果要求在非常不同的范圍和時間點上進行整合集成,以考慮到行動速度和位置及處置的變化。其目的是:實現傳統的錯位、破壞和失敗的效果。

由于MDO本質上是集成綜合行動--即不同行動類型的綜合體或分組,以復雜的方式廣泛聯系,因此它們很適合于大規模作戰行動。未來的大規模作戰行動可以被分解為主要的作戰任務,然后指向作戰類型。基于已經完成的MDO工作,這意味著實現信息和決策優勢的附屬概念;精確和大規模的打擊;部署和維持軍事力量以達到最佳節奏;在陸地、海洋、空中、網絡空間和太空戰斗中獲得優勢;以及鞏固成果。這就導致了部隊設計的要求:比敵人更有生存能力的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察能力(C4ISR);強大的后勤系統;以及更加一體化和互操作的聯合部隊。

結論:未來戰爭和聯合作戰

基于實驗來分析和評估未來的MDO是否能發揮作用是至關重要的。這些工作應該從預測未來聯合部隊一套合理的所需能力開始。鑒于美國的地緣戰略現實、可能的未來國家安全戰略和潛在對手構成的威脅,這支未來的聯合部隊將必須是一支全球一體化的 "反應"部隊。所需的未來聯合部隊能力可以從對未來聯合反應行動需求的分析中得出,考慮到大規模的威脅、敵對的環境(進入)和強制進入的要求。利用過去的聯合部隊能力研究,模板化的能力應該包括。C4ISR和導彈防御;導致戰區精確和大面積攻擊的遠程精確打擊;從前沿部署到早期進入部隊的建設;從直接攻擊/插入到全方位部隊的建設;以及戰區支持。從這些未來所需的能力中,可以確定描述這些能力如何有助于勝利理論的廣泛行動,例如,通過有效的C4ISR(防止突襲)和導彈防御來保護和維持部隊;在距離上進行壓制和破壞;以最大化突襲的方式進行機動;集中效果;以及大規模戰斗。

明確地說,MDO尚未在大國戰爭中廣泛使用,盡管它的早期化身曾在第二次世界大戰的一些后期階段使用。我們不可能肯定地說MDO在大國戰爭中會如何發展。然而,有一個基本的理論--上文提到的聯合領域戰爭一詞--可以用于訓練、教育和部隊設計的目的。這一思路的基礎是,MDO將被證明是 "足夠正確的",這與邁克爾-霍華德關于軍事創新和變革的著名言論相呼應。

應該指出的是,2018年陸軍MDO概念打破了重要的新知識領域;這一收獲需要通過更多的分析來加以利用。該概念通過將競爭和沖突聯系起來,在先進的未來作戰理論方面取得了重要的前進步伐。該概念還納入了全球一體化行動等重要概念,并試圖將跨領域的協同和超配與融合的理念聯系起來。盡管如此,要回答關于MDO如何工作的問題仍有更多工作要做;答案將包含陸軍和聯合部隊在未來如何作戰的理論種子。這是將概念轉化為理論、將理論轉化為實踐所需的關鍵工作。

因此,美軍當務之急是陸軍和聯合部隊的概念開發者要明確闡述MDO如何有效地運作以支持國家安全目標--它是如何將對抗現實世界的敵人、作戰和戰術方式以及作戰能力聯系起來的。

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本專著追求的是確定美國陸軍如何能夠建立對定位導航和授時的共同作戰理解。規劃人員、分析人員和戰略人員必須了解如何實施空間使能因素和能力,以應對有爭議的作戰環境中的挑戰。最重要的是,本專著試圖回答美國陸軍將如何在未來的多域作戰中減輕定位導航和授時(PNT)的不利影響的問題。空間使能器對于成功彌補BCT級別的空間作戰差距以應對PNT戰爭中的近距離威脅是至關重要的。了解美國陸軍在MDO期間如何針對近距離對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要,這將使美國陸軍在多域作戰中應對作戰挑戰并保持作戰優勢。該專著將提供背景資料,確定美國陸軍在被拒絕、降級和中斷的空間作戰環境(D3SOE)中的GPS所面臨的當前問題,適用于PNT的當前文獻,并分析當前PNT的能力和局限性。最后,它的結論是關于美國陸軍必須如何認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的脆弱性的建議。

引言

在當前的信息和技術時代,世界人口已變得越來越依賴實時數據。無論是手機、電視,甚至是電力,技術已經成為地球上日常生活中提供實時信息的主力軍。隨著這種技術全球化的增加,對美國國家安全的挑戰和保護美國國內外利益的復雜性也在增加。美國繼續在有爭議的作戰環境中投射力量。美國在被拒絕的、退化的和被破壞的作戰環境中通過空間能力投射力量的能力不能僅僅停留在戰略領域,還必須延伸到作戰和戰術層面。

今天,近在咫尺的對手威脅,特別是中國和俄羅斯,正在與美國進行一場越來越復雜的技術競賽。國防空間戰略(DSS)總結提出,由于俄羅斯等大國開發、測試和部署反空間能力及其相關的軍事理論,以便在沖突中延伸到空間,因此構成最大的戰略威脅。這與其說是創造最主要和最致命的武器的競賽,不如說是一場更專注于如何拒絕對手能力的競賽。了解到這些空間支持行動的戰略利益,外國政府正在發展威脅他人使用空間能力的能力。中國和俄羅斯各自將空間武器化,作為降低美國和盟國軍事效力和挑戰美國空間行動自由的手段。

這種拒絕對手能力的技術競賽可能導致信息傳遞的 "內容 "和 "方式 "的范式轉變。拒絕信息傳遞是信息作戰(IO)和多域作戰(MDO)的最前沿。美國陸軍目前在作戰層面上面臨的問題是對定位、導航和授時(PNT)以及空間能力如何在退化、中斷或被拒絕的作戰環境中實現任務規劃和執行缺乏共識。美國陸軍必須了解PNT戰爭如何在作戰環境中發生,以及如何在未來的MDO期間減少所有梯隊對PNT戰爭的敵對使用。

三種不同的基本能力的組合定義了PNT。定位是指在標準大地測量系統(如1984年世界大地測量系統或WGS84)中準確和精確地確定一個人的位置和方向的能力,或在需要時確定三維位置。導航是確定當前和所需位置(相對或絕對)的能力,并應用于修正航線、方向和速度,以達到世界上任何地方的所需位置,從地下到表面,從表面到空間。計時是指在世界任何地方并在用戶定義的及時性參數范圍內,從一個標準(協調世界時或UTC)獲得并保持準確和精確的時間的能力。計時還包括時間轉移。

授時是PNT的關鍵。它是定位和導航的基礎。GPS的定位和導航數據來自接收設備的授時信號。全球的用戶完全依靠美國空軍維護的衛星群來獲得授時信息。

由于平民依賴PNT,即目前現代技術的支柱,美國軍隊也極其依賴PNT及其能力。廣泛依賴衛星信號進行導航和計時,使美國的關鍵基礎設施和經濟活動處于危險之中。

從戰術層面上進行徒步巡邏的步兵到進行聯合演習的海軍艦艇,甚至是在戰略層面上投擲精確制導炸彈的B-52 "斷頭臺",這些行動的成功執行所需的精確位置的計算都使用PNT。PNT的中斷可能有能力阻止美國軍隊的行動。人們越來越關注對手破壞GPS信號的方法和手段,從而使美軍無法獲得實現 "美國戰爭方式 "的定位和導航信息。美軍必須對付這些對手的措施,以便在被拒絕的、退化的和被破壞的空間作戰環境(D3SOE)中有效運作。

在D3SOE中有效運作依賴于幾個維持連接網絡的天基系統。天基系統和不受阻礙的空間訪問對國家的經濟福祉越來越關鍵,并與美國的國家安全相關聯。美國陸軍依靠空間能力來實現和加強陸地戰爭;幾乎每一個陸軍和聯合行動都受益于這些能力。了解這些涉及的復雜系統的風險將產生一種保護美國利益的預防行動的緊迫感。

基于空間的能力是軍事、商業和民用部門的一個組成部分。目前美國的空間政策闡明了基礎活動,通過加強機構間和商業伙伴關系來改善空間系統的開發和采購。長期存在的空間技術和成本障礙正在下降,這使得更多的國家和商業公司能夠參與到衛星建造、空間發射、空間探索和人類太空飛行中。私人商業公司Space X最近公布了其空間計劃。這可能促進美國商業空間能力和服務的新市場機會,包括依賴美國政府提供的空間系統的商業應用。促進商業應用對有保障的PNT的依賴,可以利用美國的能力來增強和鼓勵新興技術和空間能力的民用和軍用互操作性。鑒于上述概述,本專論將討論在美國陸軍作戰計劃中理解PNT的重要性。

研究問題

美國陸軍將如何在未來的多域作戰 (MDO) 中減輕 PNT 戰爭的影響?

假設

美國陸軍要求重點支持有保障的PNT和緩解技術,這可能使美國陸軍在MDO期間應對作戰挑戰并保持作戰優勢。為了應對有保障的PNT所面臨的近似挑戰,美國陸軍必須找到新的和全面的方法,通過同時使用其他作戰領域,如網絡戰和電子戰,來減少對計時系統的威脅。這也意味著要建立一個防御性的時間基礎設施和網絡,以維護和改善友好的授時源和授時分配,重點是精確授時的廣泛用途。在GPS被屏蔽的環境中,確保準確的PNT信息被傳遞給作戰人員是絕對關鍵的。為了采用這些技術,并有效地應對近距離的威脅,美國陸軍必須在作戰層面上提高整個部隊對空間能力和促進因素的共同理解。

重要性

美國陸軍必須認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的弱點。了解美國陸軍在MDO期間如何對近距離的對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要。MDO方法將等同于美國陸軍如何減少其目前對PNT的過度依賴,同時繼續執行和實現任務的成功。

方法論

通過條令、歷史和理論的視角,研究將集中在公開來源的非保密檔案材料、當前和歷史上的軍事學說以及理論框架,以產生一個規范性的建議來回答研究問題。訪問聯合導航戰中心(JNWC)、美國陸軍空間和導彈防御司令部(USASMDC)、美國戰略司令部(USTRATCOM)和位于科羅拉多州彼得森空軍基地(AFB)的美國空間司令部(USSPACECOM)的人員資源,將提供歷史和當前背景以及與研究問題有關的信息。這將有助于指導研究,任何發現,并提供與此主題有關的額外背景。該專著將確定當前的MDO理論,包括當前的空間作戰理論,以了解已確定的PNT脆弱性,在可能的情況下減輕,以及在空間使能器可以彌補任何操作差距的情況下未減輕。空間使能器對于在BCT層面成功彌補空間作戰差距以應對PNT戰爭期間的近距離威脅是最重要的。

本專著將特別關注解決美國陸軍應通過實施集中的系統方法來理解PNT的過程。這個過程將通過在各旅戰斗隊(BCT)實施空間使能器和空間能力來提高對PNT戰爭的作戰理解。空間能力是投射陸地力量和贏得近距離戰斗的關鍵使能因素。本專著分為四個主要部分:第一部分是導言,包括背景信息,指出美國陸軍在D3SOE中面臨的GPS問題;第二部分提供適用于PNT戰爭的當前理論,以及對當前PNT戰爭能力和限制的理解;第三部分分析美國陸軍目前如何計劃和執行MDO;第四部分總結了影響、建議,以及必須進行的額外研究。

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本專著的目的是從防空歷史和空中力量穿透這些防御的工作中提煉出教訓。它從第一次世界大戰、第二次世界大戰、越南、"沙漠風暴 "以及俄羅斯和中國的現代發展中確定了六條經驗。這六條經驗為空軍和地面部隊在未來進行壓制敵方防空(SEAD)和滲透行動的努力提供參考。本專著探討了聯合部隊應如何對待SEAD任務的問題,以及來自陸地領域的部隊是否應在穿透地基防空系統方面發揮更重要的作用。

T.R. Fehrenbach提醒我們注意戰爭的一個持久特征。無論我們的技術變得多么復雜和先進,武裝沖突仍然需要士兵參與。空中力量理論家認為,在未來的戰爭中,人類可能不再需要近距離的暴力對抗,僅靠空中手段就能達到目的。雖然純粹的空戰仍然是一個遙遠的想象,但地面部隊將繼續奮勇向前,與泥濘中的人們一起奪取目標。本專論并不是說空中力量是不必要的;相反,它是至關重要的。空軍的覆蓋面和影響力已經與地面機動密不可分,在最近的戰爭中,空軍已經成為軍隊進攻的必要先導。然而,空中優勢作為地面進展的先決條件的模式可能不再成立了。移動式和便攜式防空系統的擴散,加上危害地面部隊的遠程打擊能力,無論其位置如何,都可能迫使地面作戰先于其空中補充。

本專著討論了聯合部隊在未來應如何進行壓制敵方防空(SEAD)。它考慮了攻擊性空軍和地面防御者之間的斗爭。具體來說,它討論了防空系統的進步已經發展到了美國空軍無法繼續承擔壓制和穿透它們的主要份額的程度。在未來,美國陸軍可能不得不對綜合防空系統(IADS)進行第一輪打擊,為美國空軍開始空中優勢的戰斗打開大門。

海上防空對于地面部隊的機動自由至關重要。在減少對手的防空資產之前,敵人的空軍可以隨意攻擊機動編隊。自從20世紀初早期的飛行者從飛機上投下第一件武器以來,空中力量對現代機動作戰一直是至關重要的。空中和地面防御系統已經發展到這樣的程度,即一支軍隊如果不首先擊敗其競爭對手的空軍就進行攻擊是不可想象的。迅速而徹底地擊敗伊拉克的防空系統并隨后摧毀其空軍,對于聯軍在 "沙漠風暴 "行動中的快速機動和壓倒性勝利至關重要。 以美國空軍為先導,然后是地面機動的SEAD模式是如此強大,以至于美國和北約的競爭對手注意到并進行了調整。今天的綜合防空系統(IADS)是高度網絡化的,相互支持的,并且是分層深入的。 這些防御網絡,再加上遠程彈藥的出現,造成了一個多層面的問題。國際防空系統迷惑了敵方空軍為其地面部隊建立機動空間的能力,同時遠程火力也使這些攻擊部隊受到威脅。先進的IADS與遠程彈藥的雙重困境,要求我們考慮我們目前的SEAD方法是否足夠。

所提出的假設是,聯合部隊應該作為一個密切協調的地面和空中團隊進行未來的SEAD。美國陸軍應該為反應靈敏、強大和機動的防空和導彈防御系統、遠程精確火力、地面發射的反輻射制導導彈(ARGM)和游動彈藥提供資源。

所采用的方法是對SEAD的歷史、理論和學說的研究。它考慮了SEAD從第一次世界大戰到現在的歷史。反擊空中和導彈威脅(聯合出版物3-01)將SEAD歸類為主要的進攻性反空(OCA)任務。其目的是 "通過破壞性或擾亂性的手段使敵方的地表防空系統失效、摧毀或暫時退化。" 美國部隊發展SEAD是為了應對日益復雜和有效的地基防空系統,它與防空的進步有效地共同發展。本專著中的防空歷史有五個主要部分。第一部分討論了第一次世界大戰中的空中力量發展,以及早期空軍能力的提高如何為地面機動提供了機會。一戰中對空襲的反應導致了二戰期間為防止滲透而對空中武裝進行牽制的武器的產生。二戰的戰斗人員完善了一戰中創造的技術,為進攻的空軍和地面的防御者開發了更致命的瞄準系統和改進的彈藥。在越南戰爭期間,越南人民軍(PAVN)采用了密集的防空武器組合,這需要美國裝備和訓練專門的飛機來壓制北越的防御;這是SEAD能力的第一個例子。接下來,該專著回顧了美國在 "沙漠風暴 "行動中對空地戰的運用,以顯示SEAD的有效性,以及它如何為其他世界大國進一步調整以對抗FM100-5中的理論提供了基礎。 第五章考慮了俄羅斯新一代戰爭(RNGW)、中國遠程導彈以及防空武器的擴散以防止滲透。作者將SEAD理論和學說的演變與歷史實例結合起來,說明空軍與IADS之間的競爭是如何發展到今天的高精尖系統的。最后,該專著提出了一個地面部分未來在對抗現代IADS的戰斗中的貢獻模式。

聯合部隊如何進行未來的海空防務行動,對于各軍種在面對未來的國際防空系統時如何整合和合作至關重要。現代國際防空系統對未來的空中行動,以及暗示的地面行動構成了一個重大障礙。國家和非國家行為者對地對空武器的使用加劇了國際防空系統的瓦解問題。它極大地提高了進行海空導彈和滲透敵占區所需的戰斗力水平。阿富汗圣戰者組織在蘇聯-阿富汗戰爭中使用 "毒刺 "導彈,以及最近在烏克蘭上空擊落馬來西亞航空公司MH17航班,都是這些系統的擴散已經超出既定軍隊嚴格使用的例子。在未來的戰爭中,雙方都可能面臨一個連續的國際防空系統和非正規部隊采用的未聯網的防空。聯合部隊必須開發多種方案來擊敗這些系統,并擴大他們的方法,以最大限度地提高靈活性,使空中和地面部隊能夠對由國際防空系統和獨立的地對空武器防御的對手構成眾多威脅。

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彈道導彈能力的增長已經威脅到了傳統航母及其機群的作用。在未來的對抗中,目前的平臺將需要被重新評估,并承擔新的和非傳統的角色,以填補傳統上由航母打擊群占據的空白。潛艇將需要一個新的和更具進攻性的理論,作為分布式海上作戰(DMO)的一個組成部分。兩棲平臺將發揮新的作用,成為能夠分散航空資產并為艦隊帶來超視距打擊能力的水面平臺。航空母艦將擺脫傳統的打擊角色,成為指揮和控制(C2)、情報、監視、偵察(ISR)和維持的中心。目前具有綜合能力和創新部署的平臺可以克服遠程陸基導彈防御帶來的威脅。

引言

"這句話不是由機智的馬克-吐溫、深思熟慮的亞伯拉罕-林肯、甚至是聰明的愛因斯坦說的,而是由80年代的電視英雄馬蓋先說的。這部長期播出的節目講述了一個沒有超能力的普通英雄的冒險故事,以及他利用周圍任何東西來解決問題的非凡能力。馬蓋先從未將“回形針”用于其預期目的,而是創造了一個獨特的變通方法來實現預期目標。經過深思熟慮和創造性的再利用,“回形針”找到了新的用途和新的意義。今天,現代軍隊有許多 "回形針 "平臺,它們有各種不同的目的和能力。也許現在是海軍對其平臺采取類似馬蓋先的方法的時候了,以便在與同行競爭者的沖突中發揮能力。

杰拉爾德-R-福特號航母是美國海軍最新和最現代化的航空母艦。一個新的電磁飛機發射系統(EMALS)、經過改造的甲板配置和靈活的電子結構只是這艘價值130億美元的船的一些新升級。在與同行競爭者的現代沖突中,如果美國海軍失去了能力或直接拒絕冒失去數十億美元資產的風險,它將轉向什么?由于航空母艦的脆弱性和其在戰場上可能喪失的能力,美國海軍應該研究現有平臺的額外和非傳統用途,以便在海洋環境中與同行競爭者競爭制海權。首先,核潛艇作為一個能夠爭奪制海權的平臺具有很大的優勢。其次,裝載有飛機和無人機的較小的兩棲艦提供了一個可行的替代方案,可替代在敵對環境中運行的一或兩艘大型航空母艦。最后,提高航母機翼的模塊化程度,可以增強其航程和影響在目前航程不允許使用的地區的行動的能力。

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1 引言

在面對同行競爭對手的遠程精確火力威脅時,已經提出了很多關于重新加強西方空中優勢的新作戰概念。大多數專家主張采用更加綜合的軍隊方法,以高節奏的方式將多種軍事困境強加給對手。基于網絡協作的有人和無人資產將重新獲得戰斗力和機動能力。這樣一來,對手將被迫根據不確定的選擇做出決策,從而危及其行動結果。這樣一種新模式涉及多域作戰(MDO)概念。

多域作戰可以被描述為在一個領域內利用來自所有領域的傳感器和效應器產生軍事效果的能力,以及將指揮和控制(C2)下方給盡可能低的級別。倡導平臺整合和C2鏈中的輔助性,構成了重新加強部隊靈活性、復原力和反應力的基線。戰區的聯合部隊指揮官(JFC)將作為MDO的協調者。他們將有能力在戰術指揮官之間分配傳感器和效應器以執行專門的任務,在所有領域之間同步效果,并根據需要將任務的控制權下放到戰術邊緣。

這可以通過一個被稱為多域作戰云(MDCC)的包容信息技術和通信(IT & COM)的生態系統實現,形成一個由跨域的可操作傳感器、效應器和C2節點組成的作戰網絡。利用北約的C3分類法,MDCC將提供一種手段,以實現和加強北約國家和合作伙伴的互操作性,從而提高作戰效率。

下文將通過2040年的一個虛構的作戰場景來說明整合和輔助的原則,并強調其在作戰角度和MDCC功能要求方面的結果。

2 在行動的早期階段,MDCC作為一個包容性的助推器

虛構的作戰場景從"空軍保護"開始,在一個國家對其少數種族進行了令人無法接受的突襲之后,隨后轉變為空中前沿基地作戰(A2BO)。聯合國(UN)授權北約進行一場軍事行動。北約部隊包括一個擁有新一代戰斗機(NGFs)和遠程航母(RCs)的下一代武器系統(NGWS)中隊,一些增強型傳統戰斗機,一個C2機載平臺,加上光學、雷達和通信衛星群,油罐車,網絡資產和地面特種部隊。一個帶有兩棲部隊的航母戰斗群也加入了該作戰區。

關于空軍保護,目標是防止任何空襲和對少數民族聚集地的騷擾進行反擊。在這個階段,聯合部隊司令部決定將空軍指定為受援部分,受援部分是特種部隊和海軍。因此,聯合部隊空軍部分指揮官(JFACC)負責戰術層面上所有空中平臺的指揮。

為了應對襲擊,JFACC需要一個由多領域傳感器輸入(空中、陸地、太空和網絡)建立的完全認可的畫面。探測特定社交網絡上的公眾騷動,結合特種部隊和天基資產的實時情報監視偵察(ISR),就可以從NGWS在動亂地區上空迅速展示武力。此外,任何支援該國家并呼吁對少數種族實施暴力的社交網絡都將受到網絡反擊,使其無法運作。

在行動的這一階段,MDCC是基于共享的開放式IT和COM架構,將所有可用的傳感器互聯起來形成包容性的助推器。它正在提供一個由實時ISR收集和過去情報融合形成的共同畫面。這樣一來,MDCC提供了一個高水平的態勢感知能力,以便根據JFC的指令,從JFACC到未來作戰航空系統(FCAS)任務指揮官層面,可以適當地開發和提出軍事行動選擇。

3 多域作戰中的不同需求

該突襲國家向少數種族聚集地發射了幾枚地對地中程導彈,造成了人員傷亡,局勢迅速惡化。此外,該國家啟動了他們所有的綜合防空系統(IADS),特別是遠程導彈。根據新的聯合國決議,北約立即決定改變其軍事態勢。聯盟下令破壞該國家的綜合防空系統,同時確保北約的戰略主動權,以便在以后需要時進行兩棲攻擊。

總體目標是堅定地應對襲擊,同時保持對升級態勢的控制。JFC收到來自戰略層面的指令,進行空中前沿基地作戰(A2BO),以消除該國家的空軍基地,阻礙其奪取少數種族聚集地控制權的 "既成事實"戰略。這些A2BO的目的是擴大空軍的行動選擇,同時減輕所有航空資產在脆弱作戰基地的風險。A2BO還必須提供更大的靈活性和超越該國家行動的能力。在戰斗附近,分散的空中作業點(AOL)可能有助于空中打擊,但也將有助于對方反介入空中阻斷(A2/AD)。

在從JFC分配額外的資產后,JFACC現在負責用地面、海基NGWS和來自防御與干預護衛艦(FDI)的巡航導彈對該國家空軍基地進行交戰。然而,根據局勢演變和對航母戰斗群可能出現的突發威脅,JFC在JFACC和聯合部隊海上組成部分指揮官(JFMCC)之間保持NGWS和FDI的反應性和動態重新分配。因此,JFMCC在與JFC立即同步后,將能夠向JFACC提出實時空中任務指令(ATO)或空域控制指令(ACO)的變更要求。

因此,這些由北約領導的持久前線空軍必須能夠使用彈性的、低特征的、低維護的、大量的有人和無人駕駛航空資產進行防御性和進攻性反空作戰。其目的是通過建立更加分散的、有彈性的和難以定位的AOL,形成針對A2/AD能力的效果,而不存在力量集中的相關脆弱性。這支部隊包括NGFs、各種RCs(包括傳感器和效應器)、增強型傳統戰斗機和空中戰術運輸機,作為戰區內武器、無人平臺、燃料和后勤支持的運輸工具,所有這些都通過動態利益共同體運作。根據AOL和NGF之間的通信狀態,特定的 "多域戰術功能 "將被委托給駕駛艙,以允許FCAS任務指揮官承擔 "動態目標 "和 "時間敏感ISR "的控制權。由于戰區的延伸,NGF加上衛星群將從擴展的態勢感知中受益,并在需要時承擔更廣泛的控制責任,與C2機載平臺上的 "前線控制小組 "已經承擔的責任并列。

4 復雜MDO中MDCC內的網絡可選系統

將A2BO與JFACC和JFMCC的網絡結合起來,可以在MDCC內實現 "網絡可選系統"。這種 "網絡可選系統 "在可用時利用 "集中式網絡",并在與上級當局隔絕時在戰術邊緣的可用平臺中形成 "機會網絡"。在這里,MDCC是這種復雜MDO的助推器。一方面,MDCC整合了從JFC到戰術指揮官的所有決策過程(從計劃到評估再到執行),包括部隊分配和效果同步,為跨領域的動態支持/支援框架鋪平了道路。另一方面,它提供了所有指揮官之間的輔助性,允許在盡可能低的級別上授權C2,如AOL和NGF。

在成功的A2BO之后,北約希望利用這一情況,并指揮開展兩棲行動,以充分保障少數種族的安全。在這次行動中,JFMCC被指定為被支持的司令部,空軍和特種部隊則是被支持的司令部。所有平臺都有可能在海軍的授權下用于兩棲作戰。MDCC將使JFMCC能夠將所有領域的傳感器和平臺整合到大型海軍計劃演習艦隊中,并在需要時將C2授權給最佳海軍平臺指揮官。

5 結論:MDCC是一個可聯網的按需分配系統

這個虛構的場景說明了通過所有決策過程進行整合和輔助的必要性。這樣做有助于形成一個可靠的技術環境,以高作戰節奏產生全球戰斗力,整合所有領域的機動性,而不存在力量集中的弱點,并因此給對手帶來多種困境。這種技術環境是由MDCC提供的,它可以被描述為一個 "定制網絡系統",包括從后方到邊緣的所有可用平臺。因此,如前所述,MDCC是動態分配部隊和分配C2的MDO助推器。

作為新技術的設計者和提供者,工業界隨時準備支持武裝部隊塑造MDO作為一種新的作戰模式。考慮到利害關系,兩者之間強有力的伙伴關系對于確保徹底掌握需求和設計MDCC而不過早選擇某些技術方案至關重要,因為這將阻礙未來的MDO。在作戰概念和技術解決方案方面,這一旅程仍處于早期階段。只有攜手合作才能應對未來的挑戰。

作者

Brigadier General準將(退役)(法國空軍)1987年畢業于法國空軍學院,2003年畢業于美國空戰學院。他有3000個飛行小時(美洲虎、幻影2000D),執行過122次戰爭任務,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2021年加入空中客車公司,擔任FCAS多領域行動的高級運營顧問。

Thomas Vin?otte上校(退役)(法國空軍)于1987年畢業于法國空軍戰斗機飛行員,2003年畢業于戰爭學院。他有超過3300個飛行小時(美洲虎、幻影F1CR、幻影2000 RDI和幻影2000-5),執行了83次戰爭任務,包括一次彈射,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2019年加入空中客車公司,擔任FCAS高級運營顧問。

Laurent le Quement于1996年畢業于阿斯頓大學。在2010年加入空中客車公司的發射器部門之前,他曾在汽車和轉型咨詢部門工作。在2018年成為FCAS的營銷主管之前,他在業務發展和創新方面擔任過許多職位

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《美國陸軍多域作戰2028》(MDO 2028)是陸軍的未來作戰概念。該文件說明了陸軍需要如何適應和發展以在未來作戰中保持競爭性軍事優勢。該概念的關鍵組成部分是多域作戰的原則--校準部隊結構、多域編隊和融合--這使得敵人的反介入和區域拒止系統能夠被瓦解,并使軍隊能夠利用短暫的優勢窗口。這是一個取決于在時間、空間和目的上持續同步能力的概念,以實現跨領域的協同作用,并創造一個可利用的優勢窗口。聯合部隊目前通過"域聯合解決方案的階段性同步"來實施能力融合,這并不支持在針對未來同行威脅的競爭和利用的重復循環中快速和持續地整合多個領域的能力。因此,關鍵是要考慮什么能力可以讓軍事領導人克服這些技術和人類認知的局限性。一個可能的解決方案是將人工智能融入作戰管理過程。

本專著重點說明了將人工智能融入作戰管理過程以促進多域作戰融合的必要性。通過分析多域作戰的融合差距、人工智能的發展以及當前的指揮和控制系統,該研究旨在說明多域作戰中能力持續融合的復雜性迅速超過了人類的認知能力。此外,由于美國的對手正在大量投資于人工智能和自主性,將人工智能融合到作戰管理過程中的問題不是在戰場上取得優勢的問題。相反,問題在于如何擁有競爭性臨時可利用的優勢窗口的能力

介紹

簡而言之,速度在兩個不同的方面很重要。首先,自主性可以提高決策速度,使美國能夠在對手的行動周期內采取有效措施。其次,如果美國要維持軍事優勢,作戰能力向自主性的持續快速轉變至關重要。— DSB 自主性報告,2016 年

《美國陸軍多域作戰2028》(MDO 2028)是陸軍的未來作戰概念。這份文件說明了陸軍預計它需要如何適應和發展,以在未來的作戰中保持競爭性軍事優勢。該概念的關鍵組成部分是多域作戰的原則——經過校準的部隊結構、多域編隊和融合——這使得敵方反介入和區域拒止 (A2AD) 系統能夠被瓦解,并允許軍隊利用短暫的優勢窗口。這一概念取決于指揮官在時間、空間和目的上不斷同步的能力,以實現跨域協同并創造可利用的優勢處境。

目前,聯合部隊正在通過“域聯合解決方案的階段性同步”來融合能力,這一過程不支持在針對未來對等威脅的競爭和利用的循環中快速和持續地整合多個領域的能力。軍方領導人承認這一缺點和任務的復雜性,因此引入了需要開發新的軍事技術來填補關鍵空白的融合考慮。基于這些差距,未來的指揮和控制系統需要為所有梯隊的指揮官提供戰斗空間內所有聯合單位的完整共同作戰圖,并有能力快速傳輸偵察和目標數據,以通過動能和非動能手段攻擊擬議的目標。

然而,敵人在自主性和人工智能 (AI) 方面的發展極大地壓縮了時間窗口。由于時間窗口短,協調融合工作的任務很快超出了人類的能力。其他因素,例如彈藥優化和能力重置時間的需要,進一步增加了任務的復雜性。因此,至關重要的是要考慮軍事領導人需要具備哪些能力來克服這些技術和人類認知限制。一種可能的解決方案是將人工智能集成到作戰管理過程中。因此,多域作戰融合所帶來的挑戰提出了一個關鍵問題:美國陸軍是否需要一個人工智能引導的作戰管理系統,以便在多域作戰中成功地融合能力,對抗一個有能力使用自主和人工智能引導能力的同行競爭對手?

多域作戰之路

我們尋求獲得優勢的方式是在決定性的空間優化所有領域,以影響滲透。— 美國陸軍能力整合中心主任埃里克-韋斯利中尉

武裝競爭的一種現象是技術創新的武器化。從軍事角度來看,這是一個關鍵的進步,可以讓一個國家的戰斗力量在戰場上保持競爭優勢。為了推動能力發展,軍方領導人引入了未來的作戰概念。這些概念是預測軍隊需要如何訓練、裝備和組織自身以競爭和戰勝新興威脅的文件。目前,美國陸軍正在進行重大改革。此次重組將使軍隊轉向大規模作戰行動,并調整部隊以滿足國家安全戰略 (NSS)、嵌套式國防戰略 (NDS) 和國家軍事戰略 (NMS) 中概述的需求。這種變化代表了軍隊的范式轉變。在將近兩個十年的時間里,這主要集中在平叛上。對于美國陸軍來說,這項工作驗證了歷史不會重演,但卻是會押韻的格言。主要是因為當前未來作戰概念“MDO 2028”的引入促使轉型讓人想起過去的重組周期。一個相關的例子是 20世紀80年代中期引入空地一體戰學說引發的重組。

空地之戰是美國陸軍在冷戰高峰期對俄羅斯威脅的回應。它于 1986 年出版,提出了一個依賴于陸地和空中能力有效同步的作戰框架。在技術進步的推動下,復雜性不斷增加,導致 "事件的節奏加快",這是基本的前提。該文件的一個關鍵組成部分是引入了反映戰爭不斷發展的新術語。其中一個新術語是綜合戰斗——集中使用所有能力來擊敗敵人——它依賴于獲得和保持態勢感知的能力。基于對新興技術可以在戰場上提供優勢的認識,空地戰指導正在迅速發展的計算機技術集成。1986年美國防部向國會提交的年度報告中提出了所需的創新努力。聯合戰術融合計劃 (JTFP) 和聯合監視和目標獲取系統 (JSTAS) 是隨后出現的系統。這兩個系統都旨在為指揮官提供從各種來源收集信息并指導采用聯合動力努力追擊地面目標的能力。開發這些系統的必要性表明了兩個事實。首先,這些系統顯示了技術和戰爭之間的整體關系。第二,這些系統強調了軍事領導人承認,從現在開始,在戰場上有效同步軍事能力所需的速度和復雜性超過了人類的認知能力。目前的多域作戰概念將這一認識帶到了未來。

認識到美軍的競爭優勢正在減弱,麥克馬斯特中將(退役)和當時的國防部副部長羅伯特-O-沃克呼吁開發空地戰2.0。時任訓練與條令司令部司令的大衛-G-帕金斯將軍(退役)響應號召,推出了多域作戰。然而,在2016年美國陸軍年會和博覽會期間,帕金斯將軍(退役)指出,這個概念不是對空地戰或全譜作戰的改造,而是描述了一種革命性的戰爭方法。多域作戰被稱為革命性的一個關鍵原因是,它要求軍事力量的運作方式發生轉變。新的作戰方式的基本驅動力是科學和技術的快速發展,以及需要在競爭、失敗、利用和再競爭的連續循環中與所有領域的同行威脅進行競爭。

在中國和俄羅斯等大國競爭的推動下,2017 年的美國國家安全戰略 (NSS)指示軍隊需要擁有同時在多個領域與競爭對手競爭的能力。要建立跨域對抗敵人的能力,需要發展“新的作戰概念和能力,以在不保證在空中、海上、陸地、太空和網絡空間領域的主導地位的情況下取得勝利”。來自聯合推動者的可靠和及時的跨領域支持是成功競爭的關鍵要求和隱含任務。由此產生的域相互依賴意味著“一個域中缺乏訪問可能會在一個或多個域中產生級聯效應”。因此,美國空軍多域作戰戰略計劃助理教授賈里德·唐納利博士預測,未來的戰爭將在一個快速而復雜的多域連續體中進行,不依賴于一系列作戰條件的連續設置但需要跨多個域的能力永久同步。因此,了解不同域中存在的能力以及如何利用每種能力來獲得暫時的優勢是多域作戰成功的基礎。

在 NSS 和 NDS 的指導下,美國訓練和條令司令部 (TRADOC) 于 2018 年初推出了 TRADOC 手冊 525-3-1,即“美國陸軍多域作戰2028”。這是一個概念,作為前 TRADOC 總司令Stephen J. Townsend 強調,承認敵人有能力在多層次的對峙中提出挑戰并與美軍抗衡,其目的是“在時間、空間和功能上將美軍和其盟友分開,以擊敗我們。”

該概念提出戰爭演變的一個原因是,它將多個領域的能力互動形象化,這超越了在不同領域內的機動性或擁有實現跨領域效果的能力。相反,這個概念承認,技術進步改變了領域之間的相互關系和跨領域連接的速度。MDO 2028將這些變化納入了該概念的多域作戰原則--校準的部隊結構、多域編隊和融合--這使得敵方的反介入和反侵略系統被瓦解,并使軍事力量能夠創造短暫的優勢窗口。它們結合在一起,為指揮官在時間、空間和目的上匯聚能力創造了條件,以實現跨領域的協同,并創造一個可利用的優勢地位。此外,多域融合是一個可以通過整合人工智能引導系統來優化和加速的過程。

戰場上的人工智能

我們必須習慣這樣一個激進的想法,即我們人類將只是智能生物之一。— Alexander Kott,美國陸軍研究實驗室網絡科學部主管

人工智能是技術系統執行此前需要人類智能才能執行的任務的能力。這些任務包括觀察和識別模式、通過觀察學習、預測事件或采取行動的能力。中國是美國的主要競爭對手之一,認識到人工智能可以使戰場對稱性向他們的優勢傾斜。中國在人工智能引導軍事能力(包括自主武器系統)發展方面的大量投資證明了此觀點。為了在武裝沖突中保持相對優勢地位,美國需要發展將人工智能與決策過程聯系起來的反擊能力。當前的美國人工智能計劃主要集中在模式識別上,由于計算能力的快速增長,模式識別可以分析越來越多的數據以創建信息。

多域作戰是需要收集和分析大量數據以觀察和評估作戰環境發展。目前人工智能在軍事上的應用主要集中在后勤運輸和數據分析的支持上。然而,聯合人工智能中心和白宮人工智能特別委員會的成立,都標志著人工智能將擴展到國防部的其他領域。例如,美國陸軍未來司令部目前正在開展多項計劃,分析人工智能如何提高指揮官獲得態勢感知和做出明智決策的能力。一個重點領域是發展能力,以提高美軍同步效果和減輕日常認知任務的速度。強調開發人員和潛在的最終用戶之間的迭代合作,為該部門開發人工智能指導系統創造了條件,該系統可以 "產生并幫助指揮官探索新的選擇",并使他們能夠專注于選擇有利的作戰方案,使部隊和任務的風險最小化。

關于將人工智能納入作戰管理過程,關鍵是要區分將人類置于環中或環上的系統。根據機器人和自主系統的聯合概念,自主的定義是 "自動化的范圍,其中獨立決策可以為特定的任務、風險水平和人機合作的程度量身定做"。范圍本身包含了不同程度的自主性。在由TRADOC和佐治亞理工學院主辦的2017年瘋狂科學家會議上,專家們介紹了三種程度的自主性--完全自主、受監督的自主和自主基線。 一個完全自主的系統獨立于人類的實時干預,在人類不參與的情況下運行。在有監督的自主系統中,人類保持著實時干預和影響決策的能力,因此仍然處于循環之中。自主基線是目前各種現有系統中存在的自主性。在軍事應用中,這種自主性存在于人類監督的武器中,如愛國者和宙斯盾導彈系統,或AH-64D阿帕奇攻擊直升機長弓火控雷達,它獨立地 "搜索、探測、定位、分類和優先處理陸地、空中和水中的多個移動和靜止目標。"

Mitre公司的Richard Potember將機器學習視為 "人工智能的基礎",其重點是系統在無監督下學習的能力,并創建深度神經網絡,以支持決策和機器人應用。自主性和人工智能的整合是一個過程,不經意間將導致 "我們以前電氣化的一切,現在將'認知化'"。 支持將人工智能引導的作戰管理系統納入多域作戰的一個關鍵技術發展趨勢是,自主性和學習逐漸從感知轉向決策。這樣一來,人工智能可以減輕多域作戰中固有的復雜性。一個固有的復雜性是整合能力和做出跨越多個領域的決策能力,不是在幾分鐘或幾小時內,而是幾秒鐘內,如果需要的話。因此,將人工智能整合到決策和同步過程中,平衡有利于美國的觀察-定向-決定-行動周期。

在戰略層面,人工智能引導的系統可以影響推動不同領域的升級和降級的決策。在作戰層面,通用人工智能可以建立態勢感知和同步效果。為了支持多個領域的能力融合,人工智能 "處理來自在多個領域運作的各種平臺的大量信息 ",直接促進了MDO戰爭的兩個基本方面:速度和范圍。人工智能支持比敵人更快、更遠的打擊能力。這種能力能夠實時分析動態戰場,為快速打擊創造條件,將美國“友軍”的風險降到最低。美國國防科學委員會2016年的一項研究,提出人工智能系統能夠在一個動能瞄準周期內整合多種作戰管理、指揮與控制、通信和情報能力的觀點。此外,委員會評估說,這些人工智能引導的系統的累積效應可以在整個多域融合周期內改變戰斗的運行和戰略動態。

多域融合

AI 即將上戰場,這不是是否會出現的問題,而是何時和誰的問題。— 美國陸軍未來司令部司令約翰·默里將軍

在武裝沖突中,美國的競爭對手旨在整合他們的A2AD系統以建立分層對峙區。其目的是剝奪美軍聯合部隊在時間和空間上同步作戰的能力。俄羅斯的S-400 Triumf是美國部隊在大規模戰斗中可能面臨的系統代表。S-400是一種移動式地對空導彈系統,擁有對付從無人機到終端彈道導彈的各種武器系統的能力。該雷達可在600公里范圍內跟蹤目標,并具有100公里的交戰范圍。該系統提供的關鍵技術進步之一是傳感器到操作手的全自動循環,使該系統能夠同時跟蹤和打擊多達80個目標。這是支持MDO 2028假設的一個例子,即美軍在大規模對抗同行威脅的敵對行動開始時,不能假設自己在任何領域擁有優勢。為了在競爭、滲透、分解和利用的連續循環中攻破敵人的防御系統,美國陸軍的多域作戰框架引入了多域作戰的三個原則--校準的部隊態勢、多域編隊和融合。

校準的部隊態勢是指能夠迅速適應和改變作戰環境的部隊和能力組合。其目的是找出潛在的弱點或在戰場上創造不對稱性,以建立一個可利用的局部優勢窗口。前方存在的部隊支持在整個軍事行動范圍內快速升級,以滲透和瓦解敵人的系統。這些部隊被安排具有任務指揮、火力、情報收集、維持、信息活動和特種作戰能力。遠征部隊具有在需要時進行聯合強行進入行動的能力,并為后續部隊創造了條件。這些部隊通過空中和海上部署,可在幾天或幾周內完成。

多域編隊的重點是使較低的梯隊能夠對近距離的威脅進行進攻和防御行動。支持多域編隊的三種能力是進行獨立機動的能力、采用跨域火力的能力和最大限度地發揮人的潛力。為了支持在有爭議的領域內達到軍事目的,MDO 2028認識到軍團、師和旅梯隊的單位需要獨立行動,不受上級總部資源優先級的限制。因此,他們需要擁有有機的后勤、機動、火力、醫療和通信網絡,使部隊能夠在預先確定的時間內獨立作戰。作戰概念目前的框架要求這些梯隊 "在通信線路高度競爭的情況下,仍能維持數天的進攻行動。"維持進攻的能力是由指揮官采用跨域火力的能力來驅動的。

跨域火力是指在暫時脫離上級總部火力支援的情況下,對火力能力進行整合,并具有冗余性。這個過程包括直接和間接火力單位、保護能力和電子戰裝置,以及 "多光譜融合彈藥,以及網絡空間、空間和信息相關能力"。為了加強在復雜和快速發展的多域作戰環境中的決策過程,需要開發 "由人工智能和高速數據處理支持的人機交互"。 校準部隊態勢和創建多域編隊都是為了實現本文所認為的多域作戰的一個關鍵組成部分--融合。

MDO 2028將融合定義為 "在所有領域、電磁頻譜和信息環境中快速和持續地整合能力,通過跨領域的協同作用,優化效果以超越敵人"。盡管它可能看起來像目前聯合能力的整合和同步延伸,但這個概念與目前應用的聯合能力有很大不同。這主要是因為它不是在時間和空間上按順序消除沖突的過程,而是由目標周期和任務分配命令指導和限制。相反,它是在窗口期中對所有領域的效果進行持續的同步化,在空間和時間上都有很大差異。要在一個同行競爭的環境中競爭,需要有能力通過跨域的協同作用創造暫時的領域超越。這種協同作用集中在決定性的空間。決定性空間是時間和空間上的一個物理的、虛擬的和認知的位置,它使美國部隊能夠獲得一個可利用的明顯優勢位置。此外,由于軍事單位期望同時對抗多種威脅,多域融合要求在所有領域的競爭連續體中同時進行系統分解和中立化。

快速指揮和控制為指揮官通過跨域協同和分層選擇,實現融合創造了條件。因此,軍事指揮官在任何特定時間點擁有對戰斗空間內運作的所有聯合力量的整體態勢感知是融合的一個關鍵組成部分。MDO 2028確定了兩項要求,即必須開發技術先進的指揮和控制系統并將其整合到多域編隊中以促進這一進程。第一個是需要 "每個梯隊的指揮官和參謀人員都能得到所有領域的戰斗可視化呈現并且指揮",并迅速調整能力以實現融合。第二是有能力迅速協調聯合能力的匯合,以對付敵人的特定弱點。

指揮官在目的和時間上實現融合能力的關鍵是五個融合要素的同步化--準備時間、計劃和執行時間、持續時間、重置時間和周期時間。對這些要素的考慮使指揮官能夠計算出從啟動開始達到效果所需的時間,以及為新一輪的重新競爭重置能力所需的時間。在這個框架內收斂多種能力的過程因不同的能力使用率而進一步復雜化。雖然周期率提出了一個無限的使用序列,但使用率代表了一個與 "彈藥和消耗性虛擬武器 "相聯系的不斷減少的單位。 由于后勤是有爭議的,可預測的補給沒有保證,指揮官在多域融合中面臨著額外的挑戰。這個挑戰就是優化現有彈藥的使用,并使彈藥的使用與聯合能力的協調相一致。

目前可用彈藥的數量限制和無法建立庫存可能會導致未來大規模作戰行動中后勤儲備嚴重不足。為了延長軍隊的續航能力,特別是在跨越軍事爭端地區的交通線作戰時,需要對各種系統的武器狀況進行持續評估。在動能范圍內對所有聯合平臺進行 "優化和排序射擊 "變得至關重要。這種優化和排序過程,同樣迅速超過了人類決策者的認知能力,并提出了一個技術作戰管理系統的缺陷,該缺陷會對聯合能力的有效融合產生不利影響。

美國陸軍在多域戰斗空間中實現作戰敏捷性的核心是能夠從不斷增長的綜合數據集中創造理解,同時保持 "卓越的決策速度"。戰場上永遠存在著未知情況和沖突,但減少觀察環境變化和相應調整部隊方向所需的時間,可以提高決策和行動速度。提高對聯合部隊在各個領域內的所處位置的認識,相對于敵人和他們的作戰和戰術計劃,對于加速較低層次的機動是必要的。此外,短暫的機會窗口要求未來的作戰管理系統迅速將傳感器與射手相匹配。

在美國陸軍的現代化框架內,新興技術需要為兩個關鍵的技術和組織上的不足提供一個解決方案。首先是保持對作戰區域內所有聯合軍事單位完全態勢感知的能力。第二是迅速建立從傳感器到射手的冗余回路能力,其中包括所有可用的聯合單位并考慮到能力的不同再生周期。這是一項任務,根據需要處理的數據量,當聯合軍事單位在有爭議的戰場上競爭時,需要持續同步,這很快就會超過人類的認知能力。將人工智能融入作戰管理過程可以減輕這種人類的局限性。

當前的作戰管理系統

我們的投資重點之一是網絡,這并非巧合……因此我們有能力將這種目標快速傳達給另一個領域。— 美國陸軍未來司令部司令約翰·默里將軍

實現多域融合的最關鍵步驟之一是開發聯合指揮和控制(C2)系統,將整個戰斗空間的能力縱向和橫向聯系起來。2017年,SYSTEMATIC公司獲得了設計美國陸軍新型作戰管理系統 SitaWare 的合同。美國陸軍戰術任務指揮部負責人 Shane Taylor 中校稱該系統是“一種開箱即用的解決方案,用于跨梯隊同步任務指揮數據,這為陸軍遷移到通用架構的目標提供了一個跨越式發展的機會。”該系統提供的一些進步包括簡化指揮所 C2、改進與聯合和聯盟伙伴的互操作性以及標準作戰功能融合框架。該系統的另一個關鍵功能是能夠快速擴展大量數據并以提高指揮官態勢感知的方式呈現。

在美國陸軍的作戰環境中,SitaWare 是一個指揮后計算環境組件,有望消除信息和情報孤島,并可集成為通用作戰平臺。 SYSTEMATIC公司承認未來的作戰需要情報、后勤和作戰系統的快速同步。因此,當前系統旨在分析大型數據集并在直觀的用戶界面上顯示相關信息。因此,它可以實時建立指揮官的態勢感知并提高他們的決策速度。此外,系統軟件符合各種民用和軍用互操作性標準,這使得系統更容易與其他聯合和聯盟平臺連接。

為了在各梯隊之間嵌套系統,SitaWare的用戶界面應用程序和顯示器可根據操作環境的要求進行定制。縱向信息共享確保所有梯隊之間共享共同數據。為了提供戰術層面上的態勢理解,該系統具有對輕型、輪式和裝甲編隊的美國“友軍”跟蹤能力。該系統的另一個關鍵特征是綜合指揮層。這一功能使指揮官能夠根據作戰環境的變化,迅速傳播對原始命令的更新和修改。然而,SitaWare的設計并不是為了指導效果。因此,它不能充分加快傳感器到射手的周期,不能提高指揮官在有爭議的環境中有效地匯聚聯合能力,以對抗擁有自主和人工智能支持的武器平臺的同行威脅。

在解決未來多域作戰要求的另一項努力中,美國陸軍啟動了一個內部項目,旨在 "增加物理目標、數據收集、數據分析和自主決策在戰場物聯網中的整合。"該項目專門用于填補美國陸軍領導人評估的商業生產技術沒有充分解決的差距。弗吉尼亞理工大學的專家預測,項目的主要挑戰之一是 "處理許多復雜的變量 "的能力,這影響了結合從博弈論到分布式學習等方面的能力。這些挑戰由于以下事實而被放大:美國陸軍目前的技術開發工作側重于能力的實戰化,很少考慮整合軟件和硬件,使這些系統能夠與各種聯合能力溝通。

該項目的重點是將人工智能引導的系統置于回路中,為指揮官提供在戰斗空間的各種傳感器平臺上收集的大量數據的綜合分析。通過收集相關傳感器系統的數據,分析敵人的能力分布,并將其與可用的美國“友軍”武器系統進行比較,該系統提供關于如何最有效地實現效果的建議。為了使這一過程有效運作,指揮官必須放棄相當程度的控制權,因為他們允許系統 "為如何發動戰爭選擇最合適的戰略"。盡管有這種擔憂,陸軍下一代戰車跨功能小組的副主任凱文-麥凱納里承認,人工智能在多域作戰中是必不可少的,因為它提供了可將目前九十六小時的師級目標定位周期 "減少到九十六秒 "的能力。總的來說,"四分衛項目 "是幫助指揮官 "準確了解戰場上的情況,然后根據可用的和其他因素選擇最合適的戰略。"該倡議是能夠在時間有限的決策空間中有效地融合能力邁出的重要一步,因為它將人工智能的作用提升到數據可視化工具之外,使其成為戰斗戰略工具。

對人工智能在作戰管理過程中的可靠性的擔憂可以通過云架構和深度學習系統的快速發展來緩解。與人類互動類似,在人工智能和自主系統發動的戰爭中建立信任需要時間。中校Wisham,"四分衛"項目的負責人之一,指出這需要一個深思熟慮的策略來證明系統是可靠和有效的,由于很難或不可能追蹤到神經網絡的決策路徑,這就很復雜。 然而,Nvidia公司的機器人研究員Dieter Fox預測,這是一個有解決方案的問題,因為研究人員繼續開發分析神經網絡和機器學習過程的新程序,在未來可以解決這一問題。要分析網絡和學習過程是人工智能的一個關鍵方面,因為它允許開發人員在一個設定的決策框架內約束自主學習系統。另一個認識到發展人工智能啟用能力重要性的部門是美國空軍。

由于確定需要開發多域 C2 系統,美國空軍打算用“衛星、有人機和無人機上不同傳感器的全新網絡”取代其傳統的聯合監視目標攻擊雷達系統。這種新能力的名稱是先進作戰管理系統(ABMS)。盡管項目當前的重點是連接美國空軍單位,但其最終目標是開發“未來作戰的數字神經系統”。美國空軍準將、美國空軍聯合部隊整合總監戴維·熊城(David Kumashiro)表明,他們的方法集中在這樣一種觀念上,即如果“你不遵循開放系統架構的標準,你就會發現自己在場邊,與戰斗無關。” ABMS結構建立在現有的基于云的目標定位助手之上,旨在有效跟蹤目標和飛機。通過擴展這一概念,美國空軍規劃人員希望專注于網絡機器對機器的交互。該項目的指導思想是開發可以“像樂高積木一樣拼在一起”的系統,以快速輕松地連接聯合能力。

總體而言,將人工智能整合到作戰管理過程中的需求是由一種認識驅動的,即在作戰領域將美國軍事部門聯系起來對于保持競爭性軍事優勢是必要的。如果不走人工智能整合的道路,就有可能對美軍在未來的戰斗中擊敗近似競爭對手的能力產生不利影響。以下兩個場景說明了在軍團和師級的多域作戰中,人工智能引導的作戰管理系統如何影響戰場上的動態。

方法

長期規劃使軍方能夠集中研究和開發工作,并指導人員配備、訓練和裝備決策。這個過程的核心是制定評估發展中威脅的概念。 MDO 2028 是一個包含假設和預測以推動軍事戰略的文件示例。聯合出版物 5-0“聯合規劃”,將假設定義為“關于當前態勢或事件未來進程的假設,在缺乏事實的情況下假設被認為是真實”,這對于推進規劃過程至關重要。為了提供一個將軍事能力和需求與預期的未來作戰環境聯系起來的背景框架,軍事規劃人員創建情境以增加理解。這一過程使各級軍事領導人能夠“接觸可能的未知情況,并且吸收理解它”,并提出解決方案。因此,情景模擬是作為創建承認技術發展可行框架的一種方式。然而,重要的是不要將情景與具體預測混為一談,而應將其視為擴展可能性領域并根據預期的技術發展識別未來機會的工具。此外,重要的是要認識到情景構建的一個潛在因素是不確定性。為了展現不確定性和復雜性,同時保持情景“介于預測和推測之間”,需要整合歷史和當前信息,識別行為模式,以及“構建 關于未來的連貫敘事。”其他重要的考慮因素是場景需要與可信的現實生活條件保持一致。

布加勒斯特國防大學國防與安全研究中心的研究員 Marius Potirnich 創建了特定軍事情景分類。他提出的兩個類別是戰略情景和演習情景。戰略情景是出現最廣泛的類別,考慮了在整個軍事行動中可能發生和使用的軍事事件和能力。演習場景嵌套在戰略場景框架內,并進一步細分為真實和虛構。真實場景使用現有軍事能力,在現有作戰環境的約束下,分析現實世界任務集中的情況。虛構環境評估軍事能力的現狀以及預期的未來能力,并將它們置于基于已發布的軍事行動概念和現代化框架的預期威脅環境中進行預測。

本專著介紹了兩個虛構的場景,以說明在未來的多域作戰中集成人工智能引導作戰管理系統的潛在影響。所有場景都基于與對手(如中國)發生沖突的環境。第一個場景以軍梯隊為背景,重點關注空中和海上動能打擊的融合,以及“支持軍區機動計劃或代表下屬梯隊”的網絡空間活動。第二個場景設置在師梯隊,側重于聯合能力的融合和需要分析和傳播的“大量情報的定制”。對手的A2AD和軍事創新努力以及美國陸軍的 MDO 2028 和當前的現代化舉措被用作背景情景。場景是嵌套的,最后評估了美國陸軍是否能將人工智能納入其作戰管理流程,以便在當前的MDO 2028現代化框架下有效地融合多域作戰能力,以及如果該部門不能這樣做的潛在風險。

范圍和限制

這本專著的框架是美國陸軍的多域作戰概念。重點不是討論人工智能在戰場上的法律和道德以及考慮人工智能產生在兩個方面產生的后果。相反,它旨在評估人工智能如何幫助在日益復雜的作戰環境中實現多域元素的融合。由于人工智能領域的快速變化和發展,評估是在概念層面進行的,沒有深入探討人工智能在戰爭戰術和作戰層面的廣闊應用前景。對算法是否可以指導能力融合的評估是基于當前的發展,以及機器學習、量子計算和自主機器對機器組合領域的預期進行的。該專著所介紹的和用作基礎的所有信息都完全來自于已被批準公開發布的渠道。因此,有可能存在與本專著的假設相矛盾的機密文件。

戰略框架(情景一和情景二)

在2035年。根據“一個中國”的政策,中國軍隊已經開始收復臺灣,并開始阻止美國海軍進入中國南海。為了捍衛自己的利益,中國軍隊的導彈防御力量處于高度戒備狀態。綜合性的反介入和反侵略網絡得到了中遠程導彈、各種反飛行器和防空武器以及各種中遠程情報收集和監視能力的支持。中國的《新一代人工智能發展規劃》在過去15年中指導了軍事技術的發展。在 2017 年的介紹中,中國領導層宣稱“人工智能已成為國際競爭的新焦點。人工智能是一項引領未來的戰略技術; ……發展人工智能作為增強國家競爭力和保護國家安全的重大戰略。”因此,中國每年投資超過 150 億美元用于“智能技術”的發展,重點是人工智能引導的自主能力。中國的人工智能整合上付出不僅僅在軍用機器人領域,還包括自主軍事決策。基于人工智能在推理、作戰指揮和決策的潛力,中國領先的國防公司負責人,認為“在未來的智能戰爭中,人工智能系統將就像人類的大腦一樣”。因此,美國軍方面對的是一支具有在機器對機器團隊的前沿運作能力的中國部隊。

自主偵察無人機、攻擊機和導彈發射器整合到一個由人工智能引導的傳感器到射手網絡中。這些發展成倍地加快了戰斗的速度。對手的系統可以同時跟蹤和打擊數百個目標,并在需要時快速重新接觸和重新分配單位。為了競爭和滲透對手多余的防御結構,需要美軍快速、持續地匯聚能力,以“滲透和瓦解”A2AD 保護傘。這些行動能夠建立臨時的優勢窗口,軍和師梯隊可以利用這些優勢機動進入戰術支援區和近距離區域。在這些區域內,軍以下的梯隊可以集中他們的有機能力對抗敵人。這反過來又使軍團能夠在不斷的滲透和整合的循環中重新競爭和整合能力,為下級梯隊部隊的利用創造條件。

為了應對對手的現代化努力,美國陸軍在國家安全戰略、人工智能指令和多域作戰理念指導下,對機器-機器團隊聯動進行了大量投資。因此,美國的軍事能力包括一系列可以感知、協調效果以及指揮和控制的自主學習的作戰網絡系統。單個自主機器人和無人機系統,以及更大的無人駕駛飛機、海軍和導彈投送系統,都在該框架內作為自主節點運行。美國私營公司在量子計算領域的重大進展為美國軍隊提供了處理速度和響應時間方面的競爭優勢。這提供了一個戰機,使美國“友軍”能夠比對手更快地觀察、定位、決定和行動。但是,由于技術的進步,John Boyd 的 OODA 循環不再以分鐘為單位執行,而是以秒或毫秒為單位。這些新出現的威脅導致美國越來越多地將人從循環中移除,這使得聯合部隊能夠“以比對手更快、更有效的節奏作戰”。然而,受到有關在戰爭中使用自主制導系統和人工智能的道德法規的限制,美國軍方仍然將人類置于決策循環中。其結果是在指揮和控制層面有效整合了人機協作,允許指揮官在連續競爭期間從一系列進攻行動中選擇進攻方案,同時依靠自主的人工智能引導行動進行保護。

美國陸軍的關鍵指揮控制系統是由人工智能引導的作戰管理系統。它是美軍戰場網絡的樞紐。該系統從作戰環境中的所有聯合傳感器收集數據,并不斷從戰區和國家收集數據的單位中提取和推送數據,以構建共同的作戰圖景。這使系統能夠分析敵方和美國“友軍”在戰場上的位置。由于該系統是自主學習的,它會不斷評估敵人的行動和能力。同時,它對美國“友軍”能力及其狀態有完整的認識,包括各種系統的再生時間、彈藥消耗率和補給狀態。因此,該系統可以識別敵人的弱點和威脅,并執行一個連續的評估周期,以預測美國“友軍”聯合能力如何融合以在戰場上創造暫時的優勢。此外,作戰管理器還計算彈藥優化、能力調配和能力的使用,以達到預期的效果,同時最大限度地減少附帶損害和對部隊的風險。

在戰場網絡內,該系統與所有領域的聯合能力相聯系。各種作戰管理系統本身是橫向和縱向連接的,這使它們能夠跨多個域快速執行任務和重新分配任務,而不會失去實現各自目標的能力。與所有的傳感器和射手相連,允許系統控制傳感器到射擊者的連接,并分配最好的武器系統來實現動能和非動能效果。在保護作用中,作戰管理系統完全自主運行控制消除敵人對美國“友軍”和指定保護區的威脅。由于連續的進攻性競爭的融合能力必須嵌套在更高的總體目標中,作戰管理系統將人置于進攻行動的循環中。該系統分析了美國“友軍”能力通過在不同梯隊的聯合能力融合所能達到的各種效果。

多域框架將美國陸軍部隊視為遠征部隊。這個梯隊的關鍵作用之一是擊敗和消滅遠程和中程系統。因此,他們是在其控制范圍內各師的輔助力量。為了與同級別的威脅相抗衡,關鍵是要整合能力,以對抗對手的防空、遠程地面火力和反艦導彈。此外,在需要時,軍團總部負責指揮和控制在其作戰區域內運行的多域聯合能力。融合動能聯合火力的主要目標是摧毀敵人的中程武器系統,以促進師和旅單位的自由機動。最后,軍團負責同步國家、戰區和內部單位的情報收集工作。網絡空間能力本質上集成在融合工作中,包括國家和戰區級單位。總體意圖是對融合工作進行分層,以提供多種選擇并創建各種跨域協同能力變化。

在競爭周期內,軍團的重點是對敵方防御系統的滲透和瓦解。對對手A2AD保護傘的滲透,包括瓦解敵人的遠程火力系統。這包括使雷達和關鍵指揮和控制節點失效,這可能比破壞運載系統產生的影響更大。滲透的另一個方面是對手地面部隊機動的較量,以及在暫時優勢窗口期間與美國“友軍”從作戰和戰略距離機動的同步。

在師級,部隊的重點是分解和利用。在沖突開始時,他們可以作為前沿存在或遠征部隊。該師的主要作用是為下級部隊在近距離區域機動和對抗創造條件。該師的主要職責是“航空、火力、電子戰、機動 支援和多旅機動以獲得優勢位置。”關鍵是摧毀或消滅對手的中程火力單位。在這個梯隊,該師有能力將有機單位與上級司令部同步,并整合分配的空軍和海軍能力。與擁有自主和人工智能引導系統的相同競爭者相比,兩個梯隊的成功都受到他們進行多域同步的能力和能力自主水平的影響。

情景 1 – 軍團梯隊

美國陸軍第 18 空降兵團總部位于作戰支援區。該組織的主要作用在戰場上創造條件,使其控制下的各師和增援部隊可以利用這些條件進入近距離機動區域。進攻行動以四個目標為中心--消滅對手的遠程防空單位,瓦解對手的中程火力能力,限制對手的地面部隊速度,以及創造 "通過分配資源、安排師的機動順序并將其與縱深結合起來,在較低層次上實現匯合。" 雖然近距離和縱深機動區的距離超過1500公里,但盟軍一直處于中程彈道導彈的動能目標和網絡及太空領域內的非動能目標的威脅之下。

為了保護,美國第 18 陸軍空降兵團的 AI 作戰管理系統不斷連接到國家和戰區的情報收集單位以收集情報。一旦發現對手的威脅,作戰管理系統就會自動與戰區和國家傳感器協調,以確定威脅,并促進傳感器的交接,確保收集情報的完整性,同時減少不必要的情報冗余。同時,它識別出跨所有領域的多個交付平臺,以構建一個強大的殺傷鏈,盡管可能丟失主要聯系,但該殺傷鏈可在時間受限的環境中執行。

空間傳感器為系統提供有關敵人遠程和中程火力能力的各個組成部分配置信息并且能持續更新。與此同時,作戰管理系統將海軍驅逐艦識別為最有可能成功摧毀來襲導彈的單位。同時,該系統識別出可以對威脅做出反應的其他美國“友軍”單位,并根據其當前對整體作戰環境的評估對其進行優先級排序。系統基于其算法考慮的一些因素是:強制風險、成功概率、彈藥狀態、能力重置時間和附帶損害。

對于保護工作,作戰管理系統以人在環結構中運行。這意味著軍團的作戰中心可以觀察事態發展,并在緊急情況下進行干預,但該過程是為作戰管理系統自主運行而設計的。對手威脅的程度以及他們可以運行的速度推動了對自主運行的需要。一旦檢測到來襲導彈,作戰管理系統就會在幾秒鐘內執行概述的序列以摧毀對手的威脅。這個循環實時并持續運轉,以應對新出現的威脅。三個方面使得智能引導的作戰管理系統在國防領域的自主運行方面變得至關重要。首先,能夠在幾秒鐘內關閉射手到傳感器的鏈接,以應對以高超音速單位的威脅。其次,建立強大和冗余殺傷鏈的能力,可以快速整合備用和應急能力。第三,在優化使用有限且難以再補給的資源的同時指導保護工作的能力。在保護行動的同時,該系統分析作戰環境以檢測進攻行動的機會。

對于進攻行動,作戰管理系統以人在回路中的模式運作。美國政府關于人工智能和自主武器的道德使用政策,以及公眾對使用人工智能引導的自主武器系統的看法,是決定將人類留在決策鏈中的基礎。美國陸軍的“四分衛項目”為構建當前的作戰管理系統提供了框架。與保護工作類似,作戰管理系統不斷從外部和有機傳感器中提取數據。然后,它評估聯合能力如何融合以暫時禁用對手的部分防御傘,并允許下屬單位推進并將其有機單位帶入射程。

由于聯合單位在在時間和空間上的協調需要在幾秒鐘內執行和同步,因此需要作戰管理系統不斷分析作戰環境。在此過程中,它重組了 OODA 循環概念的部分內容,以獲得以秒或毫秒為單位的自主對手決策周期的能力。該系統通過持續觀察戰場空間并同時分析美國“友軍”的行動來應對威脅,而不是觀察后再確定方向來實現這一目的。然后,該系統會產生一系列可用的選項來進行攻擊性打擊。在軍團的行動中心內,選項顯示在交互式顯示器上,允許具有適當釋放權限的個人決定采取何種行動。通過不斷分析和重新配置可能的傳感器到射擊者的回路,該系統創建了一個決策空間,可以減輕將人置于回路中對抗嚴重依賴自主能力的對手缺點。在作戰中心的相關權力機構確認以對手單位為目標后,作戰管理系統通過在時間和空間上同步依賴的效果,將來自各種選定的聯合推動者的能力融合起來。

在這種情況下,在發射美國“友軍”導彈之前,作戰管理系統會協調進攻性網絡行動,威脅信號淹沒對手雷達,這增加了導彈成功穿透敵人的反介入和區域封鎖傘的機會。一旦產生網絡效應,作戰管理系統就會指揮導彈的發射并觀察對手的反應,以在必要時重新發射另一枚導彈,并檢測更多額外的目標。導彈找到目標并摧毀它。一旦傳感器確認影響,作戰管理系統就會向與現有信息作戰工作線相一致的媒體傳播消息。同時,作戰管理系統會重新計算美國“友軍”運載平臺的彈藥可用性和回收率。這些數據用于優化未來打擊的彈藥使用,并為保障部隊建立補給優先順序清單。

隨著美國“友軍”的推進和軍團塑造縱深機動區和作戰縱深火力區,這一過程不斷重復。美國陸軍師利用暫時的優勢窗口和機動自由來推進并將對手帶入其有機武器系統的有效射程內。這為近距離和縱深機動區域的對抗創造了條件,從而改變了戰場邊界并重新啟動了競爭循環。

場景 2 – 師梯隊

在美國陸軍第18空降團創造條件后,第3步兵師陣地機動進入附近區域,擊敗對手地面部隊。該地區是第一次軍事編隊爭奪“控制物理空間以支持戰役” 目標,在與對手近距離作戰。由于美國“友軍”地面部隊預計將在這個爭端空間進行獨立機動,因此擁有比對手更快的能力匯合對于推動節奏并保持主動權至關重要。地面機動部隊的目標是在臨時優勢窗口期間協調機動,以“擊敗敵軍、破壞敵方能力、物理控制空間以及保護民眾”。附近地區的對手依賴于由自主情報、監視和偵察 (ISR) 打擊系統、綜合防空系統和地面聯合兵種編隊組成的互聯網絡。將人工智能整合到決策周期中,大大加快了對手的行動節奏。為了獲得優勢地位,需要不斷中斷對手的能力,最好是在他們的指揮、控制和傳感器節點。

隨著第 3 步兵師部隊的機動,作戰管理系統不斷收集和比較數據,以構建一個共同的作戰圖,說明美國“友軍”和敵軍的組成和部署。根據數據,系統開始分析對手的防御網絡,以識別對手的傳感器、ISR 平臺和信息流。在此階段,地面部隊分散作戰,作戰管理系統側重于迫使對手暴露其能力的欺騙措施。一旦對手暴露了他們的系統,作戰管理系統就會將國家和戰區單位收集的偵察數據與鄰近單位情報和偵察能力收集的數據同步。然后它與相鄰單位和上級司令部的作戰管理系統協調,以消除交戰沖突。此操作可確保多個跨梯隊單位不繼續攻擊同一目標。

一旦上級司令部的作戰管理系統將權力下達給第 3 步兵師,該師的作戰管理系統就會掃描整個組織的能力,以建立一個成功可能性最大的傳感器與射手的連接。如果系統無法建立連接,或成功概率低于預定閾值,系統會將目標推回上級總部系統,以擴大可繼續攻克目標的可用聯合單位陣列并提高成功概率成功。當威脅單位可以用有機單位追擊時,師作戰管理系統會確認美國“友軍”的部署以清理地面,分析各種武器系統的彈藥狀態,并分配給確定的投送平臺。一旦傳感器周期完成,作戰管理系統就會向選定的武器系統發出信號以進行交戰。

釋放彈藥后,作戰系統會立即更新彈藥供應狀態,重置再生周期,向后勤作戰支援部隊發送補給請求,并跟蹤威脅直至其銷毀。這是一個需要幾秒鐘的循環,并且在滲透和分解過程中反復發生。隨著師部隊的推進,作戰管理系統在支持美國的各種媒體平臺上推送信息作戰信息。每一次積極的參與都伴隨著針對該地區人口統計的信息傳遞工作。隨著行動的進展,該系統不斷評估對手的信息活動并提出建議的反信息,使美國“友軍”在信息頻譜中保持主動權。

當美國“友軍”繼續在對手的反介入和區域拒止保護傘內展開對抗時,作戰管理系統會反復識別對手傳感器并建立冗余殺傷鏈來擊敗對手地面部隊。每次消滅對手ISR 傳感器時,系統都會評估破壞對敵方與美國“友軍”編隊交戰能力的影響。機動部隊利用隨后建立的臨時非覆蓋區域來推進其建制單位。同時,作戰管理系統重新啟動網絡、空間和無人機傳感器的融合以檢測新目標,并融合能力以建立一個新的臨時窗口期,可用于推進機動師地面部隊。

這些活動在幾秒鐘內發生,并且事件發生的速度遠遠超過人類的認知周期。隨著行動的進展,作戰管理系統的自主學習算法繼續分析和識別對手行為中的模式。因此,該系統可以實現與對手地面部隊及其防御努力的持續競爭循環。

影響

美國對手整合和融合自主性和人工智能的意愿推動了美軍發展和使用對抗能力的需求。這些進展提出了在面臨對等威脅時快速連續執行多域融合的需求。由于跨多個領域融合能力需要分析大量信息,因此該過程將人為主導的同步過程推到了敵人的決策周期之外。此外,多域融合涉及建立冗余殺傷鏈。通過消除沖突建立一個單一的傳感器到射手銜接鏈是不夠的。相反,融合需要在必要時識別和使用可以繼續攻擊目標或提供保護工作的冗余能力。由于存在優勢窗口的時間框架不斷縮短,建立快速同步聯合能力的冗余殺傷鏈是一項關鍵且需要同步完成的工作。

總體而言,未來的作戰管理系統必須在聯合平臺上進行橫向和縱向鏈接,以滿足多域作戰需求,并具備秒級或毫秒級的協同作戰能力。此外,為了融合能力,人工智能引導的作戰管理系統可以在爭端地區補給環境縮小對抗中彈藥優化的能力差距。該系統通過持續評估最佳目標-彈藥組合并避免不必要地消耗彈藥以及過度殺傷來實現這一目標。不幸的是,目前開發指揮和控制平臺的方法主要是沿著服務的孤島進行的,這將減緩建立在未來作戰中融合能力所需技術框架的能力。

結論

人工智能和自主性對作戰節奏的影響支持羅伯特·萊昂哈德的說法,即“時間越來越成為戰爭的關鍵維度。”人工智能與自主能力的結合使軍隊能夠大幅增加活動發生的頻率,進而推動序列的節奏并縮短機會之窗。當人工智能在沒有人的情況下在觀察決策-行動循環中引導自主系統時,這種關系會進一步加速。時間,以及比對手更快地觀察和行動的能力,成為執行匯合的關鍵因素,使美國“友軍”能夠獲得暫時的優勢位置。

自從計算機網絡、戰術數據鏈和衛星通信的普及以來,美國還沒有遇到過對手。目前在量子技術、人工智能和自主性領域的努力對美國各軍種在其各自的統治范圍內獨立運作的能力提出了挑戰。因此,正如美國陸軍的多域作戰 2028 概念所預期的那樣,在戰場上創造臨時可利用優勢的能力依賴于跨多個域融合聯合能力。目前,這一過程主要由協調小組執行,其主要任務是通過 "域聯合解決方案的階段性同步"來匯聚能力。然而,與同行競爭者進行融合的復雜性,其人工智能引導和自主武器系統將決策和同步循環縮短到幾分鐘或幾秒鐘,這需要開發新技術。 MDO 2028的設計師承認這一缺陷,以及任務的復雜性,并列出了融合的考慮,要求開發新的軍事技術來填補這一關鍵的空白。

因此,未來的 C2 系統需要為所有梯隊的指揮官提供盡可能接近完整的戰場空間內所有聯合單位的通用作戰圖。此外,這些系統需要快速傳輸偵察和目標數據,以使用動能和非動能手段繼續攻擊目標。然而,即使未來的C2系統能夠為指揮官和他們的參謀人員提供數據,使他們能夠在多個領域融合能力,但與在快速轉瞬即逝的機會窗口內任務相關的大量信息融合很快就超過了人類的認知能力。此外,其他因素,如彈藥優化要求和不同的能力再生窗口,進一步增加了在多域作戰中融合能力的復雜性。

目前為應對新出現的威脅所做的努力表明,美國各軍種在開發和部署國防部范圍內的能力方面仍然進展緩慢。美國軍隊正處于重組過程中,這為創建專注于打仗的系統提供了機會,而打仗需要嵌套和連接的C2系統,以促進快速交接和整合聯合使能器。如果現在不建立這些能力,將導致發展出一支名副其實的“多域部隊”,因為軍隊將不再具備2028發展目標所設想的那樣融合能力,而是退回到既定的解沖突和同步過程,這種程序太慢,效率太低,無法保持競爭力。

正如本文所說明的那樣,面對擁有人工智能引導和自主武器系統的同行威脅,保持競爭力的唯一途徑是發展類似的能力,在幾秒鐘內建立并執行冗余的傳感器到射手的連接。將人工智能整合到作戰管理過程中不是一個保持領域優勢的問題,而是確保美國軍隊能夠在對抗、利用和再對抗的連續循環中創造短暫的優勢窗口,這種對抗在所有作戰領域中以秒計。

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