馬賽克戰所需的顛覆性技術體系

喬三秀

幾十年來，美軍憑借其武器系統的先進性在所有作戰域享有壓倒性優勢。如今，這種主導地位正受到對手的挑戰。對手數十年來一直在研究美軍的優勢，并努力開發反制手段。

一個明顯的事實是，美國無法通過以往的路子，即建造更大、更快、更強、更有生存能力的新型武器系統來解決這一困境。美軍需要一種新的范式，這種范式當以“殺傷力”為核心，而不是著眼于單一系統的優勢。優勢是通過比較系統之間的能力來衡量的，而殺傷力則是通過自由投遞所需效應的能力來衡量的。

DARPA戰略技術辦公室的目標是使用一種稱為“馬賽克戰”的戰略來為美軍提供快速、可擴展、自適應的多域聯合殺傷力。馬賽克戰將所有域的不同平臺的效應鏈進行功能分解（如發現、識別、瞄準、跟蹤、交戰和評估，即F2T2EA），并在沒有先驗知識的情況下快速生成和重組效應鏈，從而使對手因缺乏有效的反制手段而陷入決策困境。

為了實現這一雄心勃勃的愿景，DARPA戰略技術辦公室征詢創新的想法和顛覆性的技術，包括馬賽克技術、馬賽克效應網服務、馬賽克實驗方法以及基礎性的戰略技術。

馬賽克技術

馬賽克戰的終極愿景是，作戰人員到達戰場空間后，可以立即從任何可用的能力中合成所需的效應。DARPA戰略技術辦公室的目標是為指揮官提供工具，使其能夠利用戰場空間中任何可用的能力來動態地構建和操作效應鏈。為了實現這一愿景，需要新的技術使作戰人員能夠以任務速度選擇和重新配置效應鏈。這主要涉及3個方面的技術或能力：規劃和編組、互操作性以及執行。

馬賽克戰的指揮官需要自動化決策輔助工具和其他工具來確定兵力的基本構成。這些工具需要回答的問題包括但不限于以下內容。

一是效應：使用什么效應最可能達成戰役目標？如何實現威懾和降級？如何在保持突襲效果的同時產生威懾效果？

二是兵力構成：指揮官如何為戰斗提供資產？應該使用哪些元素來投遞期望的效應？這些資產應該如何組織？如何掌握后勤流程和準備情況，以了解這些資產如何以及何時可用？在不確定的情況下，如何驗證某一效應鏈成功的概率？

三是戰略和任務規劃：在戰役的不同階段如何使用不同的效應鏈？決策和效應規劃需要什么信息？如何獲得這些信息？

一旦指揮官決定了馬賽克戰的兵力編配，就需要一系列新技術來實現這種新的作戰體系結構，特別是機器對機器的互操作性技術。最終的目標是以任務速度實現全球互操作性，并取代多年來的手工操作方式。為了實現這一愿景，需要技術來解決以下問題。

一是通信：如何在太空、空中、地面、海上和水下提供可確保的高容量移動通信？如何實現更好的跨物理域通信？是否有辦法建立更密集的鏈接，潛在地利用當地的基礎設施和非傳統的通信渠道？是否有辦法使異構鏈接更具互操作性，即使它們具有不同的物理層協議？是否有辦法使鏈接更易于發現和配置，以支持動態網絡？是否有新的無線電和設備技術能夠更快地集成新的波形、具備更廣泛的適應性和更多的選擇，以此來作為網絡之間的網關？

二是網絡：如何提高網絡的可用性、增加網絡的容量和可擴展性、提高對網絡降級的容忍性、耐受人為及自然的強電磁干擾、擊敗對手的網絡和射頻利用技術？如何在一組異構通信路徑上創建安全的虛擬網絡，進而快速創建新的“網絡之網絡”？如何自動化配置和管理這些虛擬網絡？這種網絡管理能否適應不斷變化的戰斗形勢并與任務和信息需求相結合？在這些網絡上，保護數據機密性和完整性的新方法是什么？是否有新的方法來管理跨安全級別的信息流？如何確保與聯盟伙伴和其他盟友的互操作性，同時提供最大程度的適應性和配置的便捷性，并保護美國網絡的運行和完整性？

對傳統武器系統的更新升級無法為美軍帶來持久優勢

三是軟件集成：假設消息可以在系統之間傳遞，如果沒有通用的數據標準，如何使他們相互理解？非本機軟件可以在各種系統元素上運行嗎？如何加速集成、測試、風險管理和認證過程，或者如何實現自動化？可以實時監視和驗證執行過程以防止自然錯誤和惡意賽博攻擊嗎？如何向前和向后兼容現有系統和未來系統？

一旦定義和集成了馬賽克戰兵力編配，就需要相應的技術來實施作戰。這涉及戰斗管理決策支持技術和機器自主技術的組合，主要解決以下挑戰。

一是資源管理：在戰斗的特定時刻，資產應該如何分配給特定的效應鏈？如何以戰斗速度重新分配能力？當有多個并行目標爭奪相同的資源池時，如何才能優化資源分配？如何在這個層次上抽象資產，使資源分配決策所需的詳細知識最小化？如何使資源管理更加層次化，以降低管理的復雜性（例如，蜂群控制器不需要理解戰區級的目標，戰區級的決策支持工具也不需要知道如何控制蜂群中的節點）？如何使資源管理工具更能適應特定沖突或任務的需要？什么樣的軟件基礎設施可以支持新規劃的快速生成和新系統的快速集成？

二是任務規劃：如何自動開發精細的戰術？這些精細的戰術能夠學習和適應作戰形勢嗎？如何將任務分配給特定的系統（例如在一個蜂群或一個星座內）？如何將這些任務和支持信息轉換為每個系統都能理解的消息框架？在通信能力下降或被拒止的情況下，自主機器和人類作戰單位如何能同時保持一致的任務協調并在邊緣執行任務？

三是訓練：人類戰士在未經預先訓練的情況下如何使用新的馬賽克元素？是否有新的方法將人工智能的訓練與人類操作員的訓練協同起來，在避免人類偏見的同時，向人工智能灌輸人類的背景知識和直覺？如何快速培訓人員，并將操作人員的負擔降至最低？新的系統可以用精簡的、更直觀的人機界面來開發嗎？如何將更多的機械性操作任務（如按按鈕）自動化，以最小化學習需求，使作戰人員能夠專注于更多的認知功能？如何讓人類和機器在邊緣上共享任務？管理自主程度的方法是什么？如何在人機團隊中建立信任？

馬賽克效應網服務

DARPA戰略技術辦公室在開發高級任務系統技術方面留下了一筆寶貴資產：傳感器、導引頭和電子戰。通常，這些系統被認為提供了一個效應鏈的組件功能或服務。近年來，DARPA戰略技術辦公室一直在圍繞著系統之系統來開發這些系統。在馬賽克戰概念中，這些功能是馬賽克效應網服務中的“小塊”。例如，DARPA戰略技術辦公室目前正在開發有效載荷和處理技術，以提供新的分布式感知和電子戰能力。該辦公室正在尋找擴展這組工具的技術，將重點放在符合馬賽克戰戰略的新型傳感器和效應器上。該辦公室期望將感知的重點擴展到殺傷鏈的“發現和識別”部分，并強調用于對抗同等對手的進攻性非動能效應。

DARPA戰略技術辦公室繼續尋找創新的方法以在競爭環境中發現高難度目標，這可能需要組合運用現有的或新的傳感器模式、新的自動目標識別技術、新的算法以及新的系統概念和處理技術。這可能包括能夠規避或擊敗對手的欺騙和對抗措施的感知模式和信號處理方法。DARPA戰略技術辦公室還對設計成本低、適應性強的傳感器的新方法感興趣，利用商業技術和流程來減少開發時間和成本，并提升傳感器系統的適應性和技術更新速度。

DARPA戰略技術辦公室特別感興趣的是能夠對潛在的目標進行初始發現和引導的能力。該辦公室的一些傳統項目主要關注于殺傷鏈的“瞄準和交戰”部分，如果這些項目擁有對潛在目標的引導信息，美軍的平臺就可以快速地到達目標并投遞效應，而不需要花費時間進行搜索。不幸的是，許多未來的沖突場景沒有很好的方法來執行這個發現和引導功能。現有的國家技術手段不適合支持戰術殺傷鏈，現有的機載情報、監視和偵察（ISR）系統在高度競爭的環境中無法生存，無法為作戰人員提供發現目標的能力。

DARPA戰略技術辦公室對執行效應鏈的發現功能和無縫地連接效應鏈后續階段的新方法感興趣，但并不是要取代所有現有的ISR功能。相反，本著馬賽克戰的精神，該辦公室將采取一種混合的方式，將新的發現能力集中在尋找最關鍵的目標上，并提供集中的殺傷力來清除掉這些目標，然后就可以使用傳統的、生存能力較差的能力來提供效應。DARPA戰略技術辦公室對跨所有域的傳感能力很感興趣。新的傳感器設計和信號處理方法應該支持部署小型、低成本、低端平臺的發現功能。因此，能夠實現低尺寸、重量、功率和成本的技術是非常可取的。

發現和引導功能的實現需要通過廣泛分布的傳感器來檢測和跟蹤目標并保持監控，這些傳感器具有不同的功能，駐留在不同的域中。DARPA戰略技術辦公室對自動化處理技術感興趣，這種技術可以確保在不同域和不同模式的傳感器之間實現監控鏈，從而在跨域效應鏈中增加目標在傳感器之間交接時的可信度和準確性。

DARPA戰略技術辦公室是推動馬賽克戰的主要力量之一

F-22A裝有機載傳感器，可以指揮其他參戰飛機協同作戰

多域指揮和控制是馬賽克戰的核心

DARPA戰略技術辦公室正在尋找一種方法，為作戰人員提供一系列可擴展的選項，將對手置于復雜多樣的兩難困境中，從而在重大沖突中戰勝對手。重點是將非動能效應用于進攻目的，如直接削弱或擊敗對手的能力、拖延對手的前進、制造混亂和不確定性，以威懾對手并促使沖突降級。非動能效應可以應用于不同強度級別，并可以包括在整個電磁頻譜內提供效應的能力（如定向能）。特別令人感興趣的是，能夠對非動能效應進行精確定制建模工具，即使關于目標的知識是高度不確定的。

馬賽克實驗方法

目前，美軍各軍種對進行試驗的新方法有強烈的需求，整個美國國防部對多域聯合作戰的興趣又進一步強化了這種需求。這種興趣的一個主要焦點是多域指揮和控制（MDC2）實驗。這與DARPA戰略技術辦公室的技術組合非常一致，因為MDC2是馬賽克戰的核心。此外，作為一項獨立的技術，MDC2的能力比其他任何技術都更具戰術意義。

不幸的是，現在進行這種實驗的機會十分有限。現有的實驗基礎設施要么是面向訓練的低保真度設施，要么是只關注系統測試的高保真度設施。能力較強的行動級建模和仿真工具往往不用于實驗，而是側重于能力分析和需求，以及程序開發和驗證。此外，現有的基礎設施煙囪林立的問題十分嚴重。

DARPA戰略技術辦公室對將馬賽克原理應用于實驗基礎設施的能力很感興趣。建立專用的基礎設施需要非常昂貴的建設費用，甚至還需要更昂貴的維護費用。DARPA戰略技術辦公室想要的并不是添加一個新的煙囪來做MDC2實驗，而是基于現有的基礎設施開發新的方法來構建實驗環境，然后在其上添加新的功能。

DARPA戰略技術辦公室尋求集成技術和方法來操作各種建模仿真和實驗環境。這樣的環境將提供進行MDC2實驗的機會，并交付工具和體系結構。隨著軍種馬賽克概念的發展，就能夠快速構建新的實驗環境。大多數現有的軍種實驗或建模仿真工作已經使用了通用的數據標準，但它們的模型和實際的用戶環境是不兼容的。DARPA戰略技術辦公室正在尋找工具和技術，使模型和建模仿真引擎的修改與集成變得更容易，以獲得更好的互操作性。此外，DARPA戰略技術辦公室尋求以下技術元素的集成。

一是高保真人類行為：大多數現有的建模系統要么使用粗糙的腳本來模擬人類操作員的行為，要么依靠繁重的虛擬仿真來體現人類操作員的要素。

二是自動化在線高級分析：目前的大多數實驗都傾向于根據預先計劃的測試點和任務腳本來開展一系列大型而昂貴的行動，然后進行大量分析工作，以檢查記錄的數據并得出結論。

三是開發運維基礎架構：MDC2技術在本質上是與戰術相互依賴的。在進行MDC2實驗時，理想情況下需要修改MDC2工具的詳細信息。這種類型的基礎架構還將提供從工具開發到實驗以及從戰術開發到作戰的直接途徑。

基礎性戰略技術和體系

DARPA戰略技術辦公室正在為馬賽克戰架構尋找創新的想法和顛覆性技術，這些新技術需要能夠在前述3個重點領域提供顯著的潛在能力改進。這可能包括：能夠大幅度減少系統的尺寸、重量、功率或成本的技術，允許具有適應性兼容快速更新的技術，顯著提高系統級性能潛力的技術，以及展示這些系統和技術的軍事用途的方法。具體可能涉及孔徑、組件、硬件、固件、軟件和供電等方面。

責任編輯：葛? 妍