人工智能支撐馬賽克戰(zhàn)機理研究

人工智能技術(shù)與咨詢?

來源：《航空兵器》，作者付翔等

0 引言

近30年來, 隨著信息化軍事變革的興起, 各種新的軍事作戰(zhàn)概念和作戰(zhàn)理論層出不窮[1]。從20世紀90年代前后提出的“信息戰(zhàn)”“空地一體戰(zhàn)”“數(shù)字化部隊”等, 到進入21世紀后提出的“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”“快速決定性作戰(zhàn)”“基于效果的作戰(zhàn)”“分布式作戰(zhàn)”等, 再到近年來提出的“作戰(zhàn)云”“系統(tǒng)之系統(tǒng)”“敏捷作戰(zhàn)”“多域戰(zhàn)”“算法戰(zhàn)”等, 以美國國防高級研究計劃局(DARPA)為代表的各國研究機構(gòu)對新型作戰(zhàn)概念的研究越來越深入。2017年8月, DARPA提出了馬賽克戰(zhàn)這一作戰(zhàn)概念[2], 該概念融合了美軍近年來其他作戰(zhàn)概念的思想和理念, 成為DARPA軍事作戰(zhàn)體系研究的頂層核心概念。之后3年, DARPA和米切爾航空航天研究所、 美國戰(zhàn)略與預算評估中心(CSBA)等研究部門相繼發(fā)布了新的關(guān)于馬賽克戰(zhàn)的指導性文件, 如2018年在DARPA成立60周年研討會上強調(diào)要將作戰(zhàn)方式由傳統(tǒng)樣式向馬賽克戰(zhàn)轉(zhuǎn)變[3]。2019年3月發(fā)布了主要圍繞馬賽克戰(zhàn)的“戰(zhàn)略技術(shù)”公告[4], 9月發(fā)布《馬賽克戰(zhàn): 恢復美國的軍事競爭力》報告[5], 2020年2月發(fā)布了《馬賽克戰(zhàn): 利用人工智能和自主系統(tǒng)實現(xiàn)決策中心戰(zhàn)》報告[6]。這些指導性文件的相繼發(fā)布, 標志著美軍對馬賽克戰(zhàn)的研究正在逐步從概念走向現(xiàn)實, 從理論走向?qū)崙?zhàn)。我國的研究機構(gòu)也高度關(guān)注這一作戰(zhàn)概念[7,8,9,10], 跟蹤美軍馬賽克戰(zhàn)的研究進展, 對馬賽克戰(zhàn)進行全方位的解讀, 并嘗試將馬賽克戰(zhàn)理念應用到指揮控制、 防空反導等軍事領(lǐng)域的研究中。分析認為, 馬賽克戰(zhàn)從理論研究走向應用研究, 其中不可或缺的一環(huán)是人工智能技術(shù)對馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)應用技術(shù)的支撐。從這個角度出發(fā), 本文對馬賽克戰(zhàn)進行解讀, 并開展人工智能支撐馬賽克戰(zhàn)的機理研究。

1 馬賽克戰(zhàn)概念分析

1.1 基本概念

馬賽克(Mosaic)是指建筑物外表面用于拼接各類裝飾圖案的小瓷磚碎片, 又稱紙皮磚或錦磚。馬賽克戰(zhàn)借鑒了馬賽克拼圖的思路, 從功能角度將傳感器系統(tǒng)、 指揮控制系統(tǒng)、 武器平臺系統(tǒng)、 兵力編隊等各類作戰(zhàn)單元視為“馬賽克碎片”, 用類似拼圖或搭積木的方式, 通過動態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)將“碎片”鏈接形成一張物理和功能高度分散、 靈活機動、 動態(tài)協(xié)同組合的彈性作戰(zhàn)效果網(wǎng), 形成類似于馬賽克塊的作戰(zhàn)體系。利用自主系統(tǒng)賦能分布式和任務式指揮, 利用人工智能賦能決策支持, 快速、 靈活、 自主地重組一支具備解耦合特性的軍事力量來創(chuàng)造己方的適應性, 增大敵方的決策復雜度或不確定性。即便系統(tǒng)中部分組合被敵方干擾、 中和或摧毀, 仍能基于所能連通的作戰(zhàn)資源, 自動快速做出反應, 并形成新的“雖然功能降級, 但仍能夠相互連接, 適用于戰(zhàn)場情景和任務需求”的作戰(zhàn)體系。

圖1[6]為馬賽克戰(zhàn)的概念示意圖, 左側(cè)為紅方傳統(tǒng)部隊, 包括戰(zhàn)機、 地導、 潛艇等作戰(zhàn)裝備; 右側(cè)為藍方馬賽克部隊, 包括陸、 海、 空、 天、 網(wǎng)等多維作戰(zhàn)力量。戰(zhàn)場的每個作戰(zhàn)節(jié)點按照其作戰(zhàn)任務和自身性質(zhì), 具備決策、 感知、 行動、 指揮等4種作戰(zhàn)要素中的一種或多種, 這些作戰(zhàn)節(jié)點基于規(guī)則和自身能力, 相互鏈接成為一個分布式的馬賽克網(wǎng)狀作戰(zhàn)體系。?圖1(a)為紅藍雙方交戰(zhàn)的初始狀態(tài)。藍方各馬賽克節(jié)點已經(jīng)形成了相對固定的對敵目標打擊環(huán)路。?圖1(b)為交戰(zhàn)過程的中間狀態(tài)。隨著戰(zhàn)斗的進行, 紅方擊潰了藍方某些作戰(zhàn)節(jié)點, 切斷了部分信息鏈路, 撕裂了藍方原有的作戰(zhàn)體系。在這種情形下, 馬賽克作戰(zhàn)體系快速做出反應, 基于預定的規(guī)則, 各作戰(zhàn)節(jié)點快速修復打擊環(huán)路, 形成了針對預定目標的多個OODA環(huán), 確保作戰(zhàn)任務不間斷。

圖1???馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)概念

Fig.1???Operational concept of mosaic warfare

1.2 主要特點

1.2.1 面向?qū)崙?zhàn)

馬賽克戰(zhàn)著眼于實戰(zhàn)場景下敵我雙方的高強度對抗, 重視對手的區(qū)域拒止能力, 正視戰(zhàn)場上可能遇到的戰(zhàn)爭迷霧和突發(fā)事件。它設(shè)想在戰(zhàn)斗過程中可能遭到對方的突襲和破壞, 導致通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)鏈路被中斷, 作戰(zhàn)信息流被干擾, 作戰(zhàn)要素被孤立, 作戰(zhàn)體系網(wǎng)被破壞等。在此情形下, 去設(shè)計每個作戰(zhàn)節(jié)點和整個作戰(zhàn)體系。

1.2.2 高度分布

馬賽克戰(zhàn)繼承和發(fā)揚了“分布式作戰(zhàn)”的理念, 強調(diào)將平臺要素分解為最小的功能單元, 以分布式作戰(zhàn)管理取代集中式指揮控制, 用高度分散的殺傷網(wǎng)取代殺傷鏈, 確保網(wǎng)絡(luò)具有較多的冗余節(jié)點, 沒有不可或缺的關(guān)鍵節(jié)點。這種高度分布的特性使之具備了作戰(zhàn)節(jié)點數(shù)量上的絕對優(yōu)勢和功能/性能/價格上的相對優(yōu)勢, 給作戰(zhàn)帶來了很多新的變化。

1.2.3 靈活敏捷

馬賽克戰(zhàn)的靈活敏捷性體現(xiàn)在多個方面: 一是資源調(diào)配的靈活性。大規(guī)模空中作戰(zhàn)行動中, 空域、 頻譜等各類作戰(zhàn)資源十分緊張, 馬賽克作戰(zhàn)體系可根據(jù)戰(zhàn)場實時態(tài)勢, 自適應動態(tài)調(diào)配各類作戰(zhàn)資源。二是“觀察-判斷-決策-行動”(OODA)循環(huán)的敏捷性。面對敵方的動態(tài)威脅, 根據(jù)可用資源, 將低成本傳感器、 多域指揮與控制節(jié)點以及相互協(xié)作的有人、 無人系統(tǒng)等靈活組合, 快速拼裝出復雜的殺傷網(wǎng)體系。

1.2.4 韌性抗毀

馬賽克作戰(zhàn)體系具有韌性、 抗摧毀等特點。在指揮上采用分布式作戰(zhàn)管理體制, 沒有明顯的關(guān)鍵指揮節(jié)點, 即使對方破壞了部分指揮節(jié)點, 也并不影響整體指揮效能。在殺傷效果方面, 采用高度分散的殺傷網(wǎng), 各類武器平臺具有大量、 小型、 價格低廉、 地理位置高度分散等特點, 即使部分殺傷節(jié)點被破壞, 作戰(zhàn)體系將快速尋找其他殺傷路徑, 確保整體的殺傷效能不受影響。

1.2.5 成本低廉

馬賽克戰(zhàn)的成本低廉性體現(xiàn)在兩個方面: 一是馬賽克戰(zhàn)不需要特別研制價格高昂的專用裝備, 針對所需作戰(zhàn)能力, 僅依靠現(xiàn)有裝備的自主式組合, 就可以形成所需的體系作戰(zhàn)能力。二是馬賽克戰(zhàn)旨在發(fā)展大量、 小型、 價格低廉、 模塊化、 功能單一的無人平臺, 并將它們部署在沖突對抗的最前沿。這些無人平臺比傳統(tǒng)平臺數(shù)量更多, 成本更低, 能夠承受較高的損失。DARPA所進行的馬賽克部隊第3次兵棋推演中[6], 損失的平臺成本不到傳統(tǒng)部隊的1/3。

1.3 關(guān)鍵作戰(zhàn)應用技術(shù)

馬賽克作戰(zhàn)體系需要研究和突破的智能技術(shù)有很多, 這里梳理了7項關(guān)鍵的作戰(zhàn)應用技術(shù)。

1.3.1 動態(tài)通信組網(wǎng)技術(shù)

通信組網(wǎng)[11]將相互分散的作戰(zhàn)單元鏈接起來, 形成靈活機動的彈性作戰(zhàn)效果網(wǎng), 是馬賽克作戰(zhàn)體系的“神經(jīng)系統(tǒng)”。通過引入動態(tài)通信組網(wǎng)技術(shù), 構(gòu)建基于任務驅(qū)動的智能空中信息網(wǎng)絡(luò), 支持各類馬賽克作戰(zhàn)單元的動態(tài)接入和實時通信, 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自規(guī)劃、 自重構(gòu)、 智能流量管理等功能, 為戰(zhàn)場態(tài)勢信息網(wǎng)絡(luò)化感知、 情報信息實時共享, 以及作戰(zhàn)資源的快速調(diào)度提供敏捷高效的通信服務。在動態(tài)通信組網(wǎng)技術(shù)的支持下, 指揮官可以控制那些他們能夠聯(lián)系的部隊, 并能夠根據(jù)實時通信情況動態(tài)調(diào)整決策部署。

1.3.2 彈性信息共享技術(shù)

信息共享為每一個作戰(zhàn)單元提供所需的情報信息、 作戰(zhàn)態(tài)勢信息、 行動指令信息、 節(jié)點狀態(tài)信息等, 是馬賽克作戰(zhàn)體系的“血液系統(tǒng)”。馬賽克戰(zhàn)正視軍事沖突中固有的迷霧和摩擦, 強調(diào)每一作戰(zhàn)要素都可以動態(tài)接入網(wǎng)絡(luò), 鏈接形成彈性作戰(zhàn)信息網(wǎng)。為此, 網(wǎng)絡(luò)信息體系就必須具備靈活性、 自適應性和彈性。這表現(xiàn)在兩個方面: 一是網(wǎng)狀信息傳播機制。信息傳遞不是采用固定路徑, 而是采用網(wǎng)狀傳播路徑, 創(chuàng)建大量的冗余功能節(jié)點, 確保信息可達性。二是多域互操作, 馬賽克作戰(zhàn)要素涉及陸、 海、 空、 天、 網(wǎng)等多個物理域, 各個分系統(tǒng)之間可能沒有通用數(shù)據(jù)標準, 要在具有不同物理層協(xié)議的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)跨域操作。

1.3.3 四維空域動態(tài)管理技術(shù)

空域是空中作戰(zhàn)行動的核心資源[12], 空域動態(tài)管理為每個馬賽克作戰(zhàn)單元智能規(guī)劃了活動空間和運動軌跡。通過研究先進的空域態(tài)勢理解和空域規(guī)劃決策算法, 為作戰(zhàn)人員提供四維(三維空間和時間)空域的動態(tài)圖像, 并根據(jù)作戰(zhàn)進程和任務需求, 自動為作戰(zhàn)兵力調(diào)配空域資源。四維空域動態(tài)管理可以消除同一空域中各類馬賽克作戰(zhàn)單元的活動沖突, 并利用傳感器網(wǎng)絡(luò)探測和繪制敵方位置, 快速對抗敵人戰(zhàn)場行動。

1.3.4 自適應作戰(zhàn)管理規(guī)劃技術(shù)

大規(guī)模空中作戰(zhàn)行動出動兵力多、 作戰(zhàn)過程難于預測, 預先制定的任務計劃可能無法滿足馬賽克作戰(zhàn)體系高度動態(tài)化的作戰(zhàn)需求。自適應作戰(zhàn)管理規(guī)劃是馬賽克作戰(zhàn)體系的“智能管家”, 基于語義解析、 知識圖譜、 統(tǒng)計優(yōu)化等技術(shù)手段, 構(gòu)建基于意圖的自適應作戰(zhàn)規(guī)劃方法, 自動生成和指派作戰(zhàn)任務, 實現(xiàn)作戰(zhàn)任務的自適應管理規(guī)劃功能。

1.3.5 智能無人作戰(zhàn)平臺技術(shù)

智能無人作戰(zhàn)平臺[13]可根據(jù)任務需要靈活重構(gòu)任務載荷, 是馬賽克作戰(zhàn)體系的“重拳”。作戰(zhàn)功能分散在各個平臺上, 通過廣泛的協(xié)作形成復雜的感知、 決策、 攻擊網(wǎng)絡(luò)。以攻擊網(wǎng)絡(luò)為例, 馬賽克戰(zhàn)殺傷網(wǎng)體系中很多功能分布在大量、 小型、 廉價、 多樣的自主無人武器平臺上, 包括無人機、 無人艦艇、 無人戰(zhàn)車等。這些平臺分散部署, 處于陸、 海、 空等戰(zhàn)場中不同的地理方位, 給作戰(zhàn)帶來了很多新的變化。

1.3.6 自主作戰(zhàn)決策技術(shù)

人工智能賦能的決策支持技術(shù), 可以增強指揮官的決策支持能力, 使指揮官能夠管理快速且復雜的行動。自主作戰(zhàn)決策是馬賽克作戰(zhàn)體系的“附腦”, 基于人工智能實現(xiàn)快速的決策支持, 解決任務指揮的局限性, 實現(xiàn)了人類指揮與基于人工智能的機器控制的結(jié)合。人類指揮和機器控制將充分利用人和機器各自的優(yōu)勢, 人類提供了靈活性, 并運用他們的創(chuàng)造性見解, 而機器提供了速度和規(guī)模。

1.3.7 馬賽克實驗推演評估技術(shù)

馬賽克戰(zhàn)提出發(fā)展馬賽克實驗能力[14], 即發(fā)展相關(guān)概念和技術(shù), 對馬賽克戰(zhàn)進行實驗、 試驗和鑒定, 并直接推動馬賽克戰(zhàn)概念和能力的發(fā)展。馬賽克實驗推演評估, 基于博弈分析、 高性能仿真、 模型預測等技術(shù)手段, 實現(xiàn)交戰(zhàn)過程快速推演、 交戰(zhàn)結(jié)果分析評估、 戰(zhàn)場態(tài)勢變化預測等功能, 是馬賽克戰(zhàn)研究的重要輔助手段。

2 人工智能技術(shù)域

近年來, 深度學習等人工智能技術(shù)[15]取得突破性進展, 人工智能在態(tài)勢感知、 信息處理、 指揮控制、 輔助決策、 無人作戰(zhàn)系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。馬賽克作戰(zhàn)概念的產(chǎn)生也離不開人工智能領(lǐng)域的技術(shù)支撐。本文將人工智能領(lǐng)域劃分為算力算法基礎(chǔ)層和通用人工智能技術(shù)層, 并進一步明確了20個典型的通用人工智能技術(shù)域。

美國2018年《國防部人工智能戰(zhàn)略》給出了“人工智能”的簡明定義[16]: 人工智能是指機器執(zhí)行那些通常需要人類智能才能完成任務的能力, 包括做出預測、 得出結(jié)論或采取行動等。當前, 人工智能領(lǐng)域主要由4大要素構(gòu)成: 強大算力、 智能算法、 海量數(shù)據(jù)和應用場景[17], 通過“算力+算法+數(shù)據(jù)+場景”的疊加效應, 有效促進了人工智能領(lǐng)域的進步。軍事領(lǐng)域是一類特殊的應用領(lǐng)域, 存在著不同類別的復雜應用場景, 比如戰(zhàn)略預警、 防空反導、 空中交戰(zhàn)、 指揮控制、 通信導航等, 也存在著不同類別、 不同密級的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)。這里將通用的算力、 算法及承載各類算法的平臺框架剝離出來, 形成算力算法基礎(chǔ)層[18,19]。

當前, 學術(shù)界對人工智能技術(shù)并沒有明確的定義和分類[20,21,22], 各種文獻對智能技術(shù)的使用也較為混亂。本文將人工智能技術(shù)群劃分為20個技術(shù)域。

2.1 計算機視覺技術(shù)域

計算機視覺是指對目標進行捕獲、 跟蹤和測量, 并進一步提取、 處理、 分析和理解圖像或圖像序列, 從中識別出物體、 場景和活動的技術(shù)。通俗地講, 計算機視覺是研究如何使機器“看”的科學。計算機視覺可分為計算成像學、 圖像理解、 三維視覺、 動態(tài)視覺和視頻編解碼等5大類。早在1976年, DARPA就開始資助圖像識別類項目, 嘗試開發(fā)能夠自動分析軍事照片和相關(guān)圖片的技術(shù)。近年來, DARPA先后啟動了“戰(zhàn)術(shù)應用偵察節(jié)點”(TERN)、 “分層識別驗證及利用”(HIVE)、 “自動目標識別”(ATR)、 “目標識別與適應”(TRACE)等項目, 提升偵察、 監(jiān)視和目標識別能力。計算機視覺相關(guān)技術(shù)有著廣泛的應用, 包括安防監(jiān)控、 交通監(jiān)控、 無人駕駛、 無人機、 金融、 醫(yī)療等方面。

2.2 語音識別技術(shù)域

語音識別讓機器通過識別和理解把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閷谋净蛎畹募夹g(shù)。語音識別是實現(xiàn)人機交互的窗口, 相對于鍵盤和鼠標的人機交互模式, 人們更傾向于語音這種便捷的方式。DARPA很早就認識到人工智能可以大量滿足國家安全需要, 最初的研究重點就是語音識別和語言翻譯, 先后啟動了“語音理解研究計劃”(SUR)、 “大詞匯量連續(xù)語音識別系統(tǒng)”(LVCSR)、 “全球自動化語音情報利用”(GALE)等項目, 推動語音識別研究向廣度和深度發(fā)展。目前, 語音識別相關(guān)技術(shù)主要應用在車聯(lián)網(wǎng)、 智能翻譯、 智能家居、 自動駕駛等方面。

2.3 自然語言處理技術(shù)域

自然語言處理(NLP)是指識別、 理解、 解釋和操縱人類文本語言, 實現(xiàn)機器與人類使用自然語言進行溝通的技術(shù), 主要包括自然語言理解和自然語言生成兩個部分。前者是指計算機理解自然語言文本的意義, 主要包括機器翻譯、 語義理解、 問答系統(tǒng)等; 后者是指以自然語言文本來表達給定的意圖、 思想等。近年來, DARPA先后啟動了“全球自動化語言情報利用”(GALE)、 “機器閱讀”(Machine Reading)、 “文本深度發(fā)掘和過濾”(DEFT)等項目, 以提高實時翻譯、 自然文本知識插入、 結(jié)構(gòu)化文本信息發(fā)掘與整合等方面的技術(shù), 并將這些技術(shù)用于作戰(zhàn)評估、 規(guī)劃、 預測的輔助決策支持中。目前, 自然語言處理技術(shù)已廣泛應用于垃圾郵件過濾、 文章標題生成、 電影字幕創(chuàng)建、 場景描述等。

2.4 專家系統(tǒng)技術(shù)域

專家系統(tǒng)是一類具有專業(yè)知識和人類經(jīng)驗的計算機智能程序系統(tǒng)。其系統(tǒng)設(shè)計方法是以知識庫和推理機為中心而展開, 即專家系統(tǒng)=知識庫+推理機, 因此專家系統(tǒng)也稱為基于知識的系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的出現(xiàn)使人工智能的研究重點從理論轉(zhuǎn)向應用。早在20世紀80年代, DARPA就開始支持專家系統(tǒng)的研究、 開發(fā)和在軍事領(lǐng)域的應用, 相關(guān)技術(shù)包括知識獲取、 知識表示、 知識應用、 軟件設(shè)計等。目前, 專家系統(tǒng)的研究已較為成熟, 在工業(yè)工程、 教育等多個領(lǐng)域有較多應用。

2.5 知識圖譜技術(shù)域

知識圖譜是結(jié)構(gòu)化的語義知識庫, 是一種揭示實體之間關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò), 它用符號形式描述客觀世界中的概念、 實體及其相互關(guān)系, 并把復雜的知識領(lǐng)域通過數(shù)據(jù)挖掘、 信息處理和圖形繪制而顯示出來。知識圖譜技術(shù)是人工智能技術(shù)的重要組成部分, 關(guān)鍵技術(shù)包括知識抽取、 知識表示、 知識融合、 知識加工、 知識更新等。2012年, DARPA啟動“X計劃”, 用知識圖譜描繪戰(zhàn)場地圖支撐VR作戰(zhàn)。目前知識圖譜技術(shù)在智能搜索、 智能問答、 個性化推薦等服務中產(chǎn)生了廣泛的應用價值, 同時, 也面臨很大的挑戰(zhàn), 如數(shù)據(jù)噪聲問題、 數(shù)據(jù)冗余等。

2.6 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)域

大數(shù)據(jù)分析是從多源異構(gòu)海量數(shù)據(jù)中快速獲取有價值信息的技術(shù), 具有5V特點: 數(shù)據(jù)量大; 速度快; 類型多; 價值高; 真實性強。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)訪問、 數(shù)據(jù)存儲、 數(shù)據(jù)挖掘、 數(shù)據(jù)共享、 數(shù)據(jù)可視化等。近年來, DARPA相繼啟動了“X-數(shù)據(jù)”(X-DATA)、 “洞察系統(tǒng)”(Insight)、 “數(shù)據(jù)到?jīng)Q策”(DtoD)、 “數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型發(fā)現(xiàn)研發(fā)”(D3M)等一系列大數(shù)據(jù)研發(fā)項目, 在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)域上形成了比較完整和全面的研發(fā)布局。目前, 大數(shù)據(jù)分析已廣泛應用在預測分析、 風險控制、 風險定價、 量化投資、 決策支持等領(lǐng)域。

2.7 引擎推薦技術(shù)域

引擎推薦是基于用戶的行為、 屬性、 社交關(guān)系, 對象的分類、 內(nèi)容、 屬性等, 通過算法分析和處理, 挖掘用戶當前或潛在需求, 并主動向用戶推薦其感興趣對象的技術(shù), 主要包括基于內(nèi)容的推薦、 基于行為的推薦和基于社交網(wǎng)絡(luò)的推薦等。推薦引擎技術(shù)已經(jīng)應用在生活的方方面面, 包括電子商務平臺商品推薦, 搜索結(jié)果智能匹配, 微博、 社區(qū)等站內(nèi)推薦, 視頻/音樂推薦等。

2.8 虛擬個人助理技術(shù)域

虛擬個人助理(VPA)是指具有組織、 學習及認知能力, 能夠與人們進行語音、 文字等形式交互的數(shù)字助理軟件。主要包括前端和后端兩部分, 前端面向用戶, 包括人機交互、 語音識別、 語音合成等技術(shù); 后端包括網(wǎng)頁搜索、 知識搜索、 知識庫、 問答推薦等技術(shù)。2003年, DARPA啟動了“學習型個人助理”(PAL)項目, 投資研發(fā)了“戰(zhàn)士的仆人”(CALO)系統(tǒng), 旨在開發(fā)一個讓軍方簡化處理復雜事務, 并具備認知能力, 能夠進行學習、 組織的數(shù)字助理。而后這一研發(fā)成果的民用版演化為蘋果手機上的Siri語音助理。虛擬個人助理用途極其廣泛, 包括目標查詢、 家電操控、 健康監(jiān)控、 虛擬教學等。

2.9 生物特征識別技術(shù)域

生物特征識別是指利用人體固有的指紋、 掌紋、 手形、 人臉、 虹膜、 聲紋、 DNA等生理特征或步態(tài)、 簽名等行為特征進行身份識別、 認證和鑒定的技術(shù)。識別過程涉及到圖像處理、 計算機視覺、 語音識別、 機器學習等多項技術(shù)。2013年, DARPA啟動了“主動認證”(AA)項目, 旨在融合使用生物特征識別技術(shù)來捕捉用戶認知軌跡, 開發(fā)新型身份驗證方法。目前生物特征識別作為重要的智能化身份認證技術(shù), 在金融、 公共安全、 教育、 交通等領(lǐng)域得到廣泛的應用。

2.10 VR/AR/MR技術(shù)域

虛擬現(xiàn)實(VR)/增強現(xiàn)實(AR)/混合現(xiàn)實(MR)是以計算機仿真與圖形學為核心的新型視聽技術(shù), 為用戶生成在視覺、 聽覺、 觸感等方面與真實環(huán)境高度相似的數(shù)字化環(huán)境, 并支持用戶與數(shù)字化環(huán)境中的對象進行交互。具體來講, VR是將用戶置身于虛擬環(huán)境之中, VR=虛擬世界; AR是將動態(tài)的數(shù)字化信息加在用戶的視覺域之上, 強調(diào)讓虛擬技術(shù)服務于真實現(xiàn)實, AR=真實世界+數(shù)字化信息; MR是真實世界和虛擬世界的無縫融合, MR=VR+AR。按照不同處理階段, AR/VR/MR可分為獲取與建模技術(shù)、 分析與利用技術(shù)、 交換與分發(fā)技術(shù)、 展示與交互技術(shù)、 技術(shù)標準與評價體系等。DARPA自20世紀80年代起一直致力于研究SIMNET虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng), 輔助軍兵種協(xié)同訓練。目前AR/VR/MR技術(shù)在VR游戲、 VR教育、 AR購物、 AR醫(yī)療、 MR航空、 MR家居、 MR試裝、 全景視頻等領(lǐng)域的應用越來越廣泛。

2.11 推理決策技術(shù)域

推理決策是指計算機程序模擬人類智能, 為達到一定目標, 按照某種策略從已有事實和知識推出結(jié)論、 做出決策并付諸實施的過程。推理決策技術(shù)包括確定性推理決策和不確定性推理決策, 前者包括圖搜索、 盲目搜索、 啟發(fā)式搜索、 消解原理、 規(guī)則演繹系統(tǒng)、 產(chǎn)生式系統(tǒng)等技術(shù); 后者包括不完備、 不精確知識的推理, 模糊知識的推理, 非單調(diào)性推理等。人工智能系統(tǒng)的智能水平主要體現(xiàn)在求解不確定性問題的能力上。2019年, DARPA啟動了“以知識為導向的人工智能推理模式”(KAIROS)項目, 旨在建立復雜現(xiàn)實事件的圖譜結(jié)構(gòu)和知識庫, 構(gòu)建能夠?qū)κ录M行分析和預測的人工智能模式識別能力。推理決策的用途十分廣泛, 最常見的是用在工業(yè)、 教育等行業(yè)的各類輔助決策支持系統(tǒng)。

2.12 可解釋AI技術(shù)域

可解釋人工智能(XAI)是人工智能領(lǐng)域的一個新興分支[23], 研究如何通過動態(tài)生成的圖表或文本來描述和理解AI技術(shù)做出決策的路徑, 解釋AI決策背后的邏輯。在軍事、 金融等高監(jiān)管、 高風險、 高價值的行業(yè)中, 信任計算機的決策而不理解為什么這樣做, 就可能面臨著極大的風險。傳統(tǒng)的人工智能/機器學習算法在輸入數(shù)據(jù)和輸出答案之間存在著不可觀察的黑盒空間, 因此, 對XAI的研究也應運而生。2017年, DARPA啟動了“可解釋人工智能”項目, 旨在產(chǎn)生更多可解釋的模型, 同時保持高水平的預測準確性, 使用戶能夠理解、 信任并有效管理新一代人工智能伙伴。XAI將建立起信任的橋梁, 使人類能夠適應并習慣與智能機器一起工作。雖然XAI目前面臨著巨大的挑戰(zhàn), 但未來的應用前景十分可觀。

2.13 自主無人系統(tǒng)技術(shù)域

自主無人系統(tǒng)是指可應對非程序化或非預設(shè)態(tài)勢, 具有一定自我管理和自我引導能力而不需要人工干預的系統(tǒng)。按照自主程度不同, 可將自主無人系統(tǒng)分為5類: 零自主性級別、 簡單輔助級別、 態(tài)勢感知級別、 管理控制級別和全自主級別。利用人工智能的各種技術(shù), 如圖像識別、 人機交互、 智能決策、 推理和學習, 是實現(xiàn)和提高系統(tǒng)自主性和智能性的最有效方法。近年來, DARPA先后啟動了“快速輕量自主”(FLA)、 “拒止環(huán)境下協(xié)同作戰(zhàn)”(CODE)、 “自主無人作戰(zhàn)飛機”(Skyborg)等項目, 推進無人系統(tǒng)自主能力發(fā)展。當前, 自主無人系統(tǒng)面臨諸多挑戰(zhàn), 比如情景理解能力、 學習能力等, 但隨著研究的深入, 未來自主無人系統(tǒng)將有廣泛的應用, 包括無人車、 無人機、 服務機器人、 無人艦艇和無人車間等。

2.14 智能機器人技術(shù)域

智能機器人是指能夠理解和使用人類語言, 具有感知、 處理、 決策、 執(zhí)行等模塊, 能夠自動完成各項擬人任務, 總結(jié)經(jīng)驗和自主學習的智能人形機器。智能機器人具備自主性、 適應性和交互性等特點, 相關(guān)研究技術(shù)包括多傳感器信息融合技術(shù)、 導航與定位技術(shù)、 路徑規(guī)劃技術(shù)、 機器人視覺技術(shù)、 智能控制技術(shù)和人機接口技術(shù)等。近幾十年, DARPA先后啟動了“戰(zhàn)術(shù)機動機器人”(TMR)、 “機動自主機器人軟件”(MARS)、 “分布式機器人軟件”(SDR)、 “自主機器人操縱”(ARM)等項目, 布局機器人相關(guān)技術(shù)研究。智能機器人在不同領(lǐng)域有著廣泛的應用, 工業(yè)上有弧焊機器人、 人機協(xié)作機器人等, 服務行業(yè)有消防救援機器人、 手術(shù)機器人等, 同時, 智能機器人也在深海探測、 作戰(zhàn)偵察、 搜集情報、 搶險救災等工作中發(fā)揮重要作用。

2.15 群體智能技術(shù)域

群體智能是指通過模擬自然界生物群體行為來實現(xiàn)人工智能的一類技術(shù)[24], 強調(diào)算法中個體行為的簡單性、 群體的多樣性和全局性, 以及優(yōu)異個體帶來的進化性, 并且有不斷修正和進化的策略。群體智能算法有很多, 包括蟻群算法、 粒子群優(yōu)化算法、 魚群算法、 蛙跳算法、 菌群算法、 人工蜂群算法、 花朵授粉算法、 螢火蟲算法、 布谷鳥算法、 蝙蝠算法、 狼群算法、 煙花算法、 合同網(wǎng)協(xié)議算法、 人群模擬算法等。群體智能技術(shù)具有以下特點: 分布式控制、 可擴展性好、 簡單實現(xiàn)性、 群體自組織性、 抗干擾性強等。2015年, DARPA啟動“進攻性蜂群戰(zhàn)術(shù)”(OFFSET)項目, 旨在推進蜂群自主性、 人與蜂群編隊、 蜂群感知、 蜂群網(wǎng)絡(luò)、 蜂群后勤等5項蜂群使能技術(shù)的發(fā)展。群體智能技術(shù)在社會各領(lǐng)域有著極其廣泛的應用: 蟻群算法已廣泛應用于電力系統(tǒng)、 車輛、 店鋪、 人員等資源調(diào)度和分配中; 粒子群優(yōu)化算法廣泛應用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練、 模糊系統(tǒng)控制等應用領(lǐng)域; 基于群體智能的人群模擬技術(shù)被廣泛應用于電影特效中等。

2.16 類腦智能技術(shù)域

類腦智能是受人類大腦神經(jīng)運行機制和認知行為機制啟發(fā), 以計算建模為手段, 利用神經(jīng)形態(tài)計算來模擬大腦處理信息過程, 通過軟硬件協(xié)同實現(xiàn)的機器智能技術(shù)。構(gòu)建大腦模型, 發(fā)展類腦計算機芯片, 是推動人工智能技術(shù)發(fā)展的重要途徑。先進國家積極布局類腦智能研發(fā), DARPA先后啟動了“大腦定量模型”(QMoB)、 “大腦數(shù)學系統(tǒng)”(MoB)、 “神經(jīng)形態(tài)自適應可塑可擴展電子系統(tǒng)”(SyNAPSE)、 “神經(jīng)功能、 活動、 結(jié)構(gòu)與技術(shù)”(Neuro-FAST)等項目, 研究大腦如何存儲和調(diào)用信息, 研制新一代類腦計算機芯片。目前, 由于大腦機理認知尚不清楚, 以及現(xiàn)有計算架構(gòu)和能力的制約, 類腦智能技術(shù)還主要處于實驗室研究階段。

2.17 人機混合智能技術(shù)域

人機混合智能以人類智慧和機器智能深度協(xié)作與融合為目標, 通過相互連接通道, 建立兼具人類的感知、 記憶、 推理、 學習等能力和機器智能體的信息整合、 搜索、 計算等能力的新型智能系統(tǒng)。人機混合智能包括兩種: 一是人在回路的混合增強智能, 將人的作用引入到智能系統(tǒng)中, 使人的感知、 認知能力和機器運算、 存儲能力相結(jié)合, 構(gòu)成“1+1>2”的增強智能形態(tài); 二是基于認知計算的混合增強智能, 在人工智能系統(tǒng)中引入受生物啟發(fā)的智能計算模型, 構(gòu)建基于認知計算的混合增強智能。DARPA先后啟動了“人機通信”(CWC)、 “神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計”(NESD)、 “解碼神經(jīng)活動”(DeNA)、 “下一代非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)”(N3)等項目, 尋求戰(zhàn)場士兵的超級認知、 快速決策和腦控人機編隊等超腦和腦控能力。人機混合智能具有非常廣闊的應用前景, 可廣泛應用于工業(yè)、 服務業(yè)、 軍事等領(lǐng)域, 具體產(chǎn)品包括融入混合智能的神經(jīng)智能假肢、 腦機一體化的外骨骼系統(tǒng)、 人機融合操控的無人系統(tǒng)等。

2.18 智能化建模仿真技術(shù)域

智能化建模仿真是指建模仿真技術(shù)與智能技術(shù)、 信息通信技術(shù)及各應用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)進行深度融合, 以大數(shù)據(jù)資源、 高性能算力、 智能模型/算法為基礎(chǔ), 以提升系統(tǒng)建模、 優(yōu)化運行及結(jié)果分析處理等整體智能化水平為目標的技術(shù)。主要分為兩類: 一是智能地仿真, 即將智能作為仿真的方式; 二是智能的仿真, 即將智能作為仿真的對象。美國國防部自主性利益共同體于2019年開始創(chuàng)建通用型模擬、 評估、 分析和測試仿真環(huán)境, 旨在通過持續(xù)部署集成各類仿真技術(shù), 實現(xiàn)基于軟件云的AI算法即插即用即評估功能。美國陸軍研究實驗室專門開發(fā)連續(xù)自主性仿真試驗環(huán)境構(gòu)設(shè)技術(shù), 實現(xiàn)大樣本并行仿真多種想定場景和測試陸戰(zhàn)自主系統(tǒng)性能邊界。目前, 智能化建模仿真技術(shù)已廣泛應用于航空航天、 教育醫(yī)療、 交通物流等社會各領(lǐng)域中。在航空領(lǐng)域已應用到了飛機設(shè)計、 制造、 使用和維護的全生命周期中; 在交通領(lǐng)域, 通過對城市綠波帶交通控制進行智能化仿真, 有效提高了交通通行率; 在國防軍工領(lǐng)域中, 實況仿真常用于實兵實裝演練中, 虛擬仿真常用于兵棋推演中, 構(gòu)造仿真常用于計算機生成兵力、 分析模型中, 自主仿真常用于無人自主系統(tǒng)試驗鑒定中[25]。

2.19 體系集成技術(shù)域

體系集成是指通過先進通信網(wǎng)絡(luò)和智能算法將各個分系統(tǒng)、 各類硬件和軟件等要素集成為能夠滿足用戶特定需求的復雜信息系統(tǒng), 集成后的各部分之間能夠智能、 快速、 高效地協(xié)同工作, 達到整體優(yōu)化的目的。體系集成的本質(zhì)就是用智能技術(shù)實現(xiàn)最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計。2014年, DARPA啟動了“體系綜合技術(shù)和試驗”(SoSITE)項目, 聚焦于發(fā)展分布式空戰(zhàn)概念、 架構(gòu)和技術(shù)集成工具, 將有人機作戰(zhàn)能力分散到大量具備某一個或某些功能的各類小型平臺上, 實現(xiàn)平臺間數(shù)據(jù)共享、 多機組網(wǎng)、 協(xié)同配合等, 進而形成分布式空中作戰(zhàn)體系。2015年啟動的復雜適應性系統(tǒng)和設(shè)計環(huán)境(CASCADE)項目, 探索和創(chuàng)新可以深入理解系統(tǒng)組件交互行為的數(shù)學方法, 使得可使用任意系統(tǒng)組件適應動態(tài)環(huán)境, 解決現(xiàn)有及新系統(tǒng)的集成問題。

2.20 信息安全技術(shù)域

人工智能時代的信息安全是指在安全威脅日趨自動化、 智能化的情況下, 利用智能技術(shù)檢測和防范新興復雜威脅, 確保信息系統(tǒng)的設(shè)備安全、 數(shù)據(jù)安全、 內(nèi)容安全和行為安全。相關(guān)技術(shù)包括通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、 多手段身份認證技術(shù)、 多層級主機加固技術(shù)、 智能防火墻技術(shù)、 主動檢測監(jiān)控技術(shù)、 新一代加密解密技術(shù)、 安全審計技術(shù)等。2017年, DARPA啟動“可靠自主性”(AA)項目, 旨在開發(fā)用于建模、 系統(tǒng)設(shè)計、 形式驗證、 基于模擬的測試、 機器學習和安全保證學習的新技術(shù), 確保“學習使能的自主信息物理系統(tǒng)”(LAS)在全壽命周期各階段的安全性。目前, 信息安全已經(jīng)成為關(guān)系到國家各行各業(yè)安全與社會穩(wěn)定的重要領(lǐng)域[26]。

3 人工智能支撐馬賽克戰(zhàn)研究

3.1 人工智能和馬賽克戰(zhàn)的關(guān)系

3.1.1 人工智能技術(shù)的驅(qū)動

馬賽克作戰(zhàn)概念的產(chǎn)生離不開人工智能領(lǐng)域的技術(shù)驅(qū)動。近年來, 隨著深度學習、 大數(shù)據(jù)、 云計算、 物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)的發(fā)展, “算力+算法+數(shù)據(jù)+場景”的疊加有效促進了通用人工智能技術(shù)的進步, 也大幅跨越了科學與應用之間的“技術(shù)鴻溝”。諸如圖像識別、 自然語言處理、 推薦引擎、 虛擬個人助理、 無人系統(tǒng)等人工智能技術(shù), 實現(xiàn)了從“不能用、 不好用”到“可以用、 很好用”的技術(shù)突破, 也同步向軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域滲透。卡內(nèi)基梅隆大學、 麻省理工學院等知名高校, 微軟、 谷歌等商業(yè)公司以及洛克希德·馬丁、 波音、 諾思羅普·格魯門等軍工企業(yè), 為美軍裝備技術(shù)的智能化提供了強勁動力。DARPA、 美軍各軍種實驗室等單位相繼啟動的終生學習機(L2M)、 可解釋人工智能(XAI)、 體系集成技術(shù)與試驗(SoSITE)、 分布式作戰(zhàn)管理(DBM)、 指南針(COMPASS)、 拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)(CODE)、 人機溝通(CWC)、 空戰(zhàn)演進(ACE)、 最優(yōu)化動態(tài)適應網(wǎng)絡(luò)(DyNAMO)、 戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng)(IoBT)、 可視化情報系統(tǒng)(VIS)、 忠誠僚機(LW)、 自主無人作戰(zhàn)飛機(Skyborg)等項目取得了豐碩成果, 為馬賽克戰(zhàn)的提出奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

3.1.2 人工智能技術(shù)的支撐

將馬賽克戰(zhàn)/決策中心戰(zhàn)的實現(xiàn)基礎(chǔ)歸納為兩點: 基于自主系統(tǒng)的分布式作戰(zhàn)和任務指揮、 基于人工智能的快速決策支持。這里對這一觀點進行補充, 自主系統(tǒng)的內(nèi)涵是指可應對非程序化或非預設(shè)態(tài)勢, 具有一定自我管理和自我引導能力的系統(tǒng)。自主化可以被看作是自動化的外延, 是智能化和更高能力的自動化。自主系統(tǒng)的實現(xiàn)離不開人工智能技術(shù)的支撐。因此, 不論是基于自主系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮, 還是基于人工智能的決策支持, 都離不開人工智能技術(shù)的支撐。馬賽克戰(zhàn)/決策中心戰(zhàn)的實現(xiàn), 歸根結(jié)底在于充分發(fā)掘和利用成熟的人工智能技術(shù)。人工智能對美軍電子信息領(lǐng)域的影響框架如圖2所示。

圖2???人工智能對美軍電子信息領(lǐng)域的影響框架

Fig.2???The influence framework of AI on U.S. military electronic information field

3.2 人工智能技術(shù)域?qū)︸R賽克戰(zhàn)關(guān)鍵作戰(zhàn)應用技術(shù)的支撐

3.2.1 動態(tài)通信組網(wǎng)方面

通信組網(wǎng)是大規(guī)模空中作戰(zhàn)行動的基礎(chǔ)。在馬賽克戰(zhàn)中, 具體的應用方案是: 在作戰(zhàn)行動實施階段, 快速連接傳感器、 武器平臺、 兵力編隊等各類作戰(zhàn)要素, 利用數(shù)據(jù)分析和推理決策技術(shù)智能識別每一要素所屬作戰(zhàn)群, 進而建立起分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu), 構(gòu)建整個通信網(wǎng)絡(luò)圖譜結(jié)構(gòu), 利用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)防范敵方的網(wǎng)電攻擊。當我方作戰(zhàn)要素被干擾或被擊潰時, 利用群體智能技術(shù)、 引擎推薦技術(shù)等快速生成新的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案。動態(tài)通信組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢感知、 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、 通信網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃與動態(tài)演進、 強對抗環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)行為控制與資源調(diào)度、 網(wǎng)絡(luò)自重構(gòu)、 智能流量管理等技術(shù), 涉及知識圖譜、 大數(shù)據(jù)分析、 引擎推薦、 推理決策、 群體智能、 信息安全等6個技術(shù)域。

3.2.2 彈性信息共享方面

信息資源是各個作戰(zhàn)單元的基礎(chǔ)依托。馬賽克作戰(zhàn)體系中數(shù)據(jù)來源廣、 種類多。在馬賽克戰(zhàn)中, 具體的應用方案是: 對圖像、 語音等大規(guī)模異構(gòu)數(shù)據(jù)進行匯聚、 處理、 融合和智能分發(fā), 將數(shù)據(jù)快速、 準確地傳送給每一個作戰(zhàn)單元。彈性信息共享關(guān)鍵技術(shù)包括分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)管理、 多源異構(gòu)信息融合、 信息智能轉(zhuǎn)發(fā)與服務、 信息安全管理等技術(shù), 涉及計算機視覺、 語音識別、 自然語言處理、 大數(shù)據(jù)分析、 引擎推薦、 推理決策等技術(shù)域。

3.2.3 空域動態(tài)管理方面

空域動態(tài)管理為每一個馬賽克作戰(zhàn)單元智能調(diào)配了四維作戰(zhàn)區(qū)域(時間和空間)。在馬賽克戰(zhàn)中, 具體的應用方案是: 在作戰(zhàn)行動籌劃階段, 自動規(guī)劃每一個作戰(zhàn)單元的活動空域, 并協(xié)調(diào)彼此之間可能出現(xiàn)的活動沖突; 在作戰(zhàn)行動中, 當出現(xiàn)突發(fā)事件后, 對作戰(zhàn)空域進行臨機調(diào)整, 提高了馬賽克作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)協(xié)同性。空域動態(tài)管理關(guān)鍵技術(shù)包括空域態(tài)勢理解、 空域規(guī)劃評估、 空域結(jié)構(gòu)沖突檢測、 空域活動沖突檢測、 融合時間與空間的四維空域顯示等技術(shù), 涉及到計算機視覺、 專家系統(tǒng)、 大數(shù)據(jù)分析、 引擎推薦、 推理決策、 智能化建模仿真等技術(shù)域。

3.2.4 自適應作戰(zhàn)管理規(guī)劃方面

自適應作戰(zhàn)管理規(guī)劃協(xié)助指揮員擬制和指派作戰(zhàn)任務。在馬賽克戰(zhàn)中, 具體的應用方案是: 優(yōu)化作戰(zhàn)管理規(guī)劃系統(tǒng), 協(xié)助指揮員分解作戰(zhàn)任務、 生成行動序列、 調(diào)配作戰(zhàn)資源等。其關(guān)鍵技術(shù)包括作戰(zhàn)任務自適應分解、 作戰(zhàn)行動序列自動生成與指派、 作戰(zhàn)資源動態(tài)調(diào)配、 指揮控制/引導指令自動生成、 任務沖突檢測與消解等技術(shù), 涉及自然語言處理、 專家系統(tǒng)、 知識圖譜、 大數(shù)據(jù)分析、 引擎推薦、 推理決策等技術(shù)域。

3.2.5 智能無人作戰(zhàn)平臺方面

智能無人作戰(zhàn)平臺是馬賽克作戰(zhàn)體系中的關(guān)鍵支撐節(jié)點。在馬賽克戰(zhàn)中, 應用方案是: 研制自主化和智能化的無人作戰(zhàn)單元, 使其具備一定的自主作戰(zhàn)能力, 并能夠彼此協(xié)同形成大規(guī)模作戰(zhàn)群。其關(guān)鍵技術(shù)包括: 人機交互、 人機協(xié)同、 拒止環(huán)境下自主協(xié)同、 無人平臺運載、 發(fā)射與回收等技術(shù), 涉及到推理決策、 可解釋AI、 自主無人系統(tǒng)、 智能機器人、 群體智能、 人機混合智能等技術(shù)域。

3.2.6 自主作戰(zhàn)決策方面

自主作戰(zhàn)決策提高了指揮員與智能系統(tǒng)之間的協(xié)同能力。在馬賽克戰(zhàn)中, 應用方案是: 提升作戰(zhàn)決策支持系統(tǒng)的智能化水平, 推演和預測戰(zhàn)場局勢, 使指揮官能夠管理快速和復雜的行動。自主作戰(zhàn)決策關(guān)鍵技術(shù)包括戰(zhàn)場局勢智能推演、 作戰(zhàn)方案自動生成、 啟發(fā)式推理決策、 規(guī)則演繹式推理決策等技術(shù), 涉及推理決策、 可解釋AI、 群體智能、 類腦智能、 人機混合智能等技術(shù)域。

3.2.7 馬賽克戰(zhàn)實驗推演評估方面

當前, 馬賽克戰(zhàn)還處于理論研究階段, 后續(xù)的發(fā)展離不開實驗室環(huán)境下的推演評估。具體的應用方案是構(gòu)建馬賽克推演評估實驗室, 對敵我雙方兵力實體進行建模仿真, 對作戰(zhàn)方案進行智能推演, 對行動過程進行智能分析等。相關(guān)技術(shù)包括多級多類作戰(zhàn)實體智能模型構(gòu)建技術(shù)、 基于機器學習的作戰(zhàn)方案智能推演引擎技術(shù)、 作戰(zhàn)方案的智能化評估技術(shù)、 智能化實驗分析技術(shù)、 實時動態(tài)博弈分析技術(shù)、 高性能建模仿真技術(shù)等, 涉及虛擬個人助理、 VR/AR/MR、 推理決策、 智能化建模仿真、 體系集成、 信息安全等技術(shù)域。

圖3顯示了各人工智能技術(shù)域與馬賽克戰(zhàn)應用技術(shù)之間的關(guān)系, 人工智能技術(shù)的發(fā)展和進步推動著馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)應用技術(shù)走向成熟。從圖中也可以看出, 大數(shù)據(jù)分析、 引擎推薦、 推理決策這3個技術(shù)域所支撐的關(guān)鍵作戰(zhàn)技術(shù)最多, 是未來需要重點關(guān)注的技術(shù)。

圖3???人工智能技術(shù)域與馬賽克戰(zhàn)應用技術(shù)的關(guān)系

Fig.3???The relationship between AI technology domains and mosaic warfare application technologies

3.3 人工智能支撐馬賽克戰(zhàn)體系架構(gòu)

對人工智能支撐馬賽克作戰(zhàn)概念的整體架構(gòu)進行了梳理, 如圖4所示。從底層算力算法基礎(chǔ)層出發(fā), 利用強大算力、 高效架構(gòu)平臺及深度學習算法支撐通用AI技術(shù)層。通過對AI技術(shù)域進行組合, 支撐馬賽克戰(zhàn)概念的關(guān)鍵作戰(zhàn)應用層。通過對各種作戰(zhàn)應用技術(shù)進行組合, 形成分布式作戰(zhàn)指揮能力及快速決策支持能力, 支撐起整個馬賽克作戰(zhàn)體系。

圖4???人工智能支撐馬賽克戰(zhàn)架構(gòu)圖

Fig.4???The architecture diagram of mosaic warfare supported by AI

4 結(jié)論

隨著馬賽克戰(zhàn)研究的不斷深入, 將牽引各項人工智能技術(shù)和作戰(zhàn)應用技術(shù)走向成熟, 并將逐步變革和顛覆現(xiàn)有的裝備體系及作戰(zhàn)模式。馬賽克作戰(zhàn)概念的核心, 在于深度發(fā)掘和充分利用人工智能技術(shù)。在這個理念的指導下, 本文進行了以下創(chuàng)新性工作: 一是在分析馬賽克戰(zhàn)概念內(nèi)涵的基礎(chǔ)上, 指明了7項馬賽克戰(zhàn)關(guān)鍵作戰(zhàn)應用技術(shù); 二是針對當前學術(shù)界對“人工智能”術(shù)語和人工智能技術(shù)的使用較為混亂的現(xiàn)狀, 歸納總結(jié)了20個通用的人工智能技術(shù)域; 三是分析了馬賽克戰(zhàn)與人工智能之間的關(guān)系, 給出了人工智能支撐馬賽克作戰(zhàn)概念的體系架構(gòu)。

未來可以在本文研究的基礎(chǔ)上, 進一步細化每一個人工智能技術(shù)域, 形成更詳細的技術(shù)群和技術(shù)發(fā)展路線圖, 促進人工智能技術(shù)向軍事領(lǐng)域的應用和轉(zhuǎn)化。

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總結(jié)

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