人工智能軍事應用發(fā)展掃描

劉 珺 王文華

人工智能是引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術，具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應，加快發(fā)展新一代人工智能是奪取全球科技競爭主動權的重要戰(zhàn)略抓手。人類歷次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，都對軍事領域產(chǎn)生了顛覆性影響，甚至改變戰(zhàn)爭形態(tài)。當前，世界軍事強國紛紛加大人工智能軍事應用的投入力度，致力于打造具有常識、情景感知和效能更高的軍事系統(tǒng)，搶占未來軍事競爭的制高點。

人工智能軍事應用發(fā)展的趨勢

從軍事變革史看，科學技術在歷次變革中發(fā)揮著源頭促發(fā)性、基礎支撐性作用，誰具有技術變革的敏感性并首先實現(xiàn)技術上的突破，誰就能掌握新的戰(zhàn)爭規(guī)則、控制打贏未來戰(zhàn)爭的制高點。人工智能技術在軍事領域的廣泛應用，正在成為繼機械化、信息化之后推動新一輪軍事變革的強大動力，戰(zhàn)爭時空條件、戰(zhàn)爭主體、戰(zhàn)爭手段、戰(zhàn)爭方式方法發(fā)生深刻改變，催生新的作戰(zhàn)手段和作戰(zhàn)思想，決定戰(zhàn)爭勝敗的規(guī)律突出體現(xiàn)在“制智權”的爭奪上，戰(zhàn)爭形態(tài)組織逐步向傳感器為中心、數(shù)據(jù)為中心、認知/行動為中心轉變。戰(zhàn)時，敵我雙方將首先圍繞“感知—理解—推理—判斷”等環(huán)節(jié)激烈對抗，爭奪支撐作戰(zhàn)體系高效運轉的人機混合智能的“思考”速度和質量優(yōu)勢。

智能化戰(zhàn)爭的本質特征在于戰(zhàn)場態(tài)勢感知智能化、數(shù)據(jù)傳輸智能化、指揮決策智能化、作戰(zhàn)行動智能化，整個作戰(zhàn)行動過程都由人工智能技術進行主導，其作戰(zhàn)速度和質量與傳統(tǒng)戰(zhàn)爭形態(tài)相比，有了巨大的質變與飛躍。在奪取戰(zhàn)場控制權上，將由奪取制信息權和信息優(yōu)勢為主，向奪取制認知權和智能優(yōu)勢為主轉變；在對抗重心上，將由注重物理域、信息域對抗向更加注重認知域對抗轉變。以人的認知思維為作戰(zhàn)目標，運用心智導控手段，通過對敵認知體系施加影響，實時分析敵方行為特征和作戰(zhàn)決心，或者直接將己方意識以腦電編碼形式“注入”敵方首腦，從而控制對方首腦的思維意識，最終奪取戰(zhàn)場上的“制智權”。喪失“制智權”，就會因為人機協(xié)同失調(diào)、自主決策失靈、作戰(zhàn)體系認知速度和效能落后，導致整體作戰(zhàn)效能大幅降低。

人工智能將幫助指揮員快速決策

“制智權”將成為未來戰(zhàn)爭新的戰(zhàn)略制高點，同時又是改變未來戰(zhàn)爭規(guī)則的驅動力，可變“毀敵”“癱敵”為“控敵”，實現(xiàn)整體作戰(zhàn)效能的最大化。在爭奪“制智權”的過程中，關鍵是要推進“腦機融合”，把指揮決策、總體規(guī)劃等謀略性強的工作交由人腦來處理，而把大量的精確、高速的數(shù)據(jù)信息記憶、計算和管理任務交給機器來處理，充分發(fā)揮腦機兩者優(yōu)勢、彌補短板。智能化的武器裝備和作戰(zhàn)體系不僅能夠被動、機械地執(zhí)行人的指令，而且能夠自主、能動地執(zhí)行特定的作戰(zhàn)任務，戰(zhàn)場行動的許多環(huán)節(jié)和諸多業(yè)務都可以通過機器運算代替人“決策”，智能化、自主化成份越來越高，實質是拓展了作戰(zhàn)中人的“認知域”，而且與人相比，具有速度快、精度高、抗疲勞等顯著優(yōu)勢。

智能化條件下的戰(zhàn)爭對抗，作戰(zhàn)雙方將充分運用人工智能強大的學習能力、超越人類體能的持久能力、超精確快速打擊能力、超長潛伏隱身能力等特點，創(chuàng)造出新的戰(zhàn)法訓法。智能化作戰(zhàn)運用“數(shù)據(jù)+算法”，實現(xiàn)作戰(zhàn)行動的高度自主化，同時加上機器的高速計算能力，可以在作戰(zhàn)對抗中通過更多環(huán)節(jié)的智能自主處理，得出科學的作戰(zhàn)指揮決策方案，提升作戰(zhàn)體系的反應速度，進而高效調(diào)控相應的作戰(zhàn)行動，在戰(zhàn)場上獲取相對優(yōu)勢。戰(zhàn)場各個空間和場域在人工智能、泛在網(wǎng)絡技術的支撐下，構成覆蓋戰(zhàn)場每個角落的智能化作戰(zhàn)環(huán)境，將陸、海、空、天等戰(zhàn)場空間緊密耦合起來，形成多層聯(lián)動、整體呼應的“大空間”作戰(zhàn)體系，有力支撐各個“點戰(zhàn)場”作戰(zhàn)行動。人工智能在戰(zhàn)場上的應用水平，將成為大國之間軍事實力比拼的重要標志，圍繞戰(zhàn)場智能話語權的爭奪將日益激烈。

人工智能軍事應用發(fā)展的前景

隨著人工智能向軍事領域的全要素滲透、與作戰(zhàn)行動的全過程融合，必將引發(fā)武器裝備、指揮系統(tǒng)、作戰(zhàn)力量等方面的顛覆性變革，軍事領域的智能化競爭已悄悄拉開了帷幕。目前人工智能的軍事應用，主要是情報監(jiān)視和偵察、后勤保障、網(wǎng)絡空間行動、信息操縱和深度偽造、作戰(zhàn)指揮控制、自動駕駛車輛以及致命自主武器系統(tǒng)等方面。

武器裝備加速向智能化、自主化方向發(fā)展。智能武器裝備具有一定的思維、感知以及分析和判斷能力，能模仿人并代替人到戰(zhàn)場上去沖鋒陷陣，能自動尋找、自動規(guī)避、自主鎖定攻擊目標，大幅增強武器裝備的生存力、突防力和毀傷力。智能化的軟硬件讓傳統(tǒng)武器裝備“長眼睛”“有耳朵”“會判斷”“能自主”，在廣域戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡支撐下具備“有限主觀能動性”，表現(xiàn)出一定的“會思考、能辨析、自適應”能力，能夠自動尋找、自動規(guī)避、自主鎖定攻擊目標，大幅增強武器裝備的戰(zhàn)時生存力、突防力和毀傷力。具備指揮高效化、打擊精確化、操作自動化和行為智能化的武器裝備，將在未來戰(zhàn)場上貢獻獨特的“機器智慧與力量”以組成武器系統(tǒng)的各功能單元，圍繞“偵、控、打、評、保”各個環(huán)節(jié)，隨遇接入云端，隨需發(fā)揮效能，按照統(tǒng)一的目標、標準、規(guī)則和接口，鏈接為一個統(tǒng)一的有機整體。每件智能武器裝備都是一個作戰(zhàn)單元，以單一個體或者作戰(zhàn)集群形式廣泛存在和非線性部署，實現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)指揮中心的作戰(zhàn)意圖。

無人作戰(zhàn)系統(tǒng)將成為未來戰(zhàn)場的主要作戰(zhàn)力量。空中的“蜂群”、水中的“魚群”、陸上的“狼群”等無人作戰(zhàn)集群將大量涌現(xiàn)，新質無人作戰(zhàn)力量將成為軍隊戰(zhàn)斗力新的增長點。太空、網(wǎng)絡、電磁和智能彈藥等新質無人作戰(zhàn)力量將直接參與戰(zhàn)爭，無人機編組、戰(zhàn)場機器人士兵編組以及無人與有人作戰(zhàn)單元的協(xié)同編組走向戰(zhàn)場應用，各類“混搭式”新型作戰(zhàn)力量不斷出現(xiàn)。無人機、無人戰(zhàn)車、無人艦艇、無人潛航器、戰(zhàn)斗機器人和智能化士兵裝備等，將成為未來智能化戰(zhàn)爭的主角，無人化集群力量將成為戰(zhàn)場力量編成發(fā)展的新方向，無人與有人、無人與無人間的協(xié)同作戰(zhàn)將成為重要形式，人與機器的“共生混合”和機器之間“自主適應”將成為未來戰(zhàn)場力量編組的新形態(tài)，自主實施“分布式”“蜂群式”協(xié)同作戰(zhàn)。用于信息支援、指揮控制、效果評估、后勤保障的“云端大腦”“數(shù)字參謀”“虛擬倉儲”等新型作戰(zhàn)力量，將在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮越來越重要的作用。

人工智能具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，可以縮短OODA環(huán)時間

人機協(xié)同作戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭新的作戰(zhàn)形式。伴隨智能化、無人化裝備的大量應用，將給攻防作戰(zhàn)樣式以及作戰(zhàn)力量運用方式、運用流程、方法、規(guī)則、策略等帶來革命性變化，未來將可能出現(xiàn)侵入式獨狼作戰(zhàn)、有人-無人協(xié)同體系破擊戰(zhàn)、無人系統(tǒng)編隊獨立作戰(zhàn)、母艦蜂群集群作戰(zhàn)等全新的作戰(zhàn)方式。人工智能使武器裝備在戰(zhàn)場上的地位從從屬關系上升為“人類伙伴”，人機高度融合，人的優(yōu)勢與智能機器的深度融合優(yōu)勢互補，虛擬空間與現(xiàn)實空間平行一體、有人系統(tǒng)與無人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)。在未來戰(zhàn)場上，人與機器優(yōu)勢互補、雙向互動、協(xié)同作戰(zhàn)、共同生存，作戰(zhàn)雙方將充分運用人工智能強大的學習能力、超越人類體能的持久能力、超精確快速打擊能力、超長潛伏隱身能力等特點，創(chuàng)造出人機協(xié)同的戰(zhàn)法訓法。

智能化指揮控制將成為打贏未來戰(zhàn)爭的關鍵。在未來戰(zhàn)場中，指揮員面對的將是海量的、瞬息萬變的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)和信息，人腦已經(jīng)無法快速容納和高效處理。只有充分發(fā)揮人腦創(chuàng)造性、靈活性、主動性的優(yōu)勢，以及機器速度快、精度高、不會疲勞的特長，實施人機協(xié)同、人機交互，才能確保作戰(zhàn)指揮決策的優(yōu)勢。利用人工智能技術快速生成輔助決策信息，構建數(shù)據(jù)自主分析能力，優(yōu)化指揮信息系統(tǒng)，有效提升數(shù)據(jù)處理挖掘效率，以“人在回路”或“人機協(xié)同”等形式有效縮短觀察-判斷-決策-行動（OODA）環(huán)的時間，極大提升情況研判、趨勢預測、任務規(guī)劃、方案評估、計劃生成、行動管控等能力。智能指揮決策系統(tǒng)利用所獲取的戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)，對各種情報信息進行自主分析，實時自主決策，自主生成或調(diào)整作戰(zhàn)方案，并通過信息傳輸網(wǎng)絡指揮控制相應的作戰(zhàn)單元完成作戰(zhàn)任務，確保作戰(zhàn)單元、武器裝備形成高效統(tǒng)一的整體，協(xié)同有序行動。

戰(zhàn)爭力量編成將向聯(lián)合集群化發(fā)展。未來的智能化軍隊將擁有無數(shù)個作戰(zhàn)單元，并把這些智能作戰(zhàn)單元進行差異化“機機編組”“人機編組”，能夠根據(jù)不同作戰(zhàn)需要，執(zhí)行陸、海、空、天、電、網(wǎng)等多維空間的作戰(zhàn)任務，真正實現(xiàn)作戰(zhàn)單元自主適應、彈性編組，各個作戰(zhàn)平臺、作戰(zhàn)要素能夠自適應協(xié)同，可一致進行機動突擊與防御作戰(zhàn)。在進攻作戰(zhàn)中，能夠高度自主協(xié)調(diào)地從多個方向連續(xù)或同時對預定目標實施攻擊，在誘騙、干擾、電子攻擊等軟殺傷行動中自動協(xié)調(diào)最佳攻擊時機；在防御作戰(zhàn)中，運用自主交互集群技術建立多層次防御網(wǎng)，動態(tài)實施外圍警戒，對威脅目標進行靈活打擊，保護重要目標安全。利用集群戰(zhàn)法，精確選擇打擊目標，實施快速機動、多維攻擊，融合相關作戰(zhàn)要素，打通“偵察-控制-打擊-評估”的鏈條，形成敏捷、高效、精確的新型作戰(zhàn)力量體系，通過信息實時交互、動態(tài)自主組合、集群協(xié)同突防等方式，完成高效、精確和飽和攻擊。

機械外骨骼可提高士兵的體力，配合生物芯片可提升士兵綜合作戰(zhàn)能力

奪取戰(zhàn)場控制權的關鍵是在算法對抗上取得優(yōu)勢。不論是在戰(zhàn)爭準備還是戰(zhàn)爭實施階段，不論是在戰(zhàn)略還是在戰(zhàn)役、戰(zhàn)術層次，高度智能自主、擁有算法優(yōu)勢的一方能夠先敵發(fā)現(xiàn)、先敵決策、先敵打擊、先敵摧毀，從而牢牢控制戰(zhàn)場的主動權。算法優(yōu)勢主導認知優(yōu)勢、速度優(yōu)勢、決策優(yōu)勢。在戰(zhàn)場上運用超強算法，能夠針對敵情和戰(zhàn)爭形勢變化，快速提出靈活多樣的作戰(zhàn)方案與應對策略，打亂敵方的既定企圖和兵力部署；能夠全時、全域、全維對戰(zhàn)場上各種力量的作戰(zhàn)行動進行動態(tài)感知、數(shù)據(jù)挖掘、仿真計算、推理決策、評估預測，使作戰(zhàn)人員能夠突破思維的邏輯極限、感官的生理極限和存在的物理極限，實時、精準地掌控戰(zhàn)場上各種資源和各種力量的所有行動，在多維空間、多維領域實現(xiàn)戰(zhàn)場資源的快速跳轉和聚集。

軍人的體能、技能和智能將得到全面擴展。例如，通過研發(fā)機械外骨骼打造體力倍增的“機甲戰(zhàn)士”，通過生物信息芯片的植入提高士兵的記憶力與反應能力。美國國防部高級研究計劃局啟動了ElectRx項目，開發(fā)能注入到士兵體內(nèi)幫助士兵自愈的微型機器人。預計到2050年，戰(zhàn)場上的士兵將“穿戴外骨骼，擁有多種植入物，并無縫接入感知和認知增強”。美國國防部“算法戰(zhàn)跨職能小組”項目還提出“超級使能型作戰(zhàn)人員”概念，旨在為作戰(zhàn)人員提供包括通信、計算、數(shù)據(jù)/傳感器以及人/機界面等增強的能力。

人工智能軍事應用的目標，并不是要完全替代人類智能，而是使人工智能與人類智能有機融合，實現(xiàn)功能互補、相得益彰，以進一步增強人類智能，使指揮員和一線作戰(zhàn)人員專注于戰(zhàn)爭謀劃、行動協(xié)同、指揮決策、戰(zhàn)場防護等工作上，根據(jù)作戰(zhàn)任務屬性和作戰(zhàn)人員背景進行自適應調(diào)整，確保人機間的高效協(xié)同互補，更好地發(fā)揮人作為戰(zhàn)爭制勝的決定性因素的主動性。

人工智能軍事應用發(fā)展的瓶頸

人工智能軍事應用面臨技術和組織的雙重挑戰(zhàn)，主要是關于安全性和可靠性的擔憂。人工智能由機器決定最佳方案并執(zhí)行的特性，可能會增加預測人工智能系統(tǒng)行為的難度。弱人工智能系統(tǒng)的特定性格特征，意味著它們經(jīng)過訓練可以執(zhí)行特殊任務，例如下棋、解釋圖像，然而在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，由于“戰(zhàn)爭的迷霧和摩擦”，戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變，人工智能系統(tǒng)必須在高度非結構化和不可預測的環(huán)境中工作。如果給定的應用設置或條件發(fā)生改變，那么人工智能系統(tǒng)可能無法適應，這種脆弱性成為了系統(tǒng)可靠性的威脅。在戰(zhàn)場上對抗雙方部署的人工智能系統(tǒng)，會使戰(zhàn)場環(huán)境日益復雜化，超出一個或多個系統(tǒng)的解析力，進一步加劇了系統(tǒng)的脆弱性，增加了發(fā)生事故或出現(xiàn)失誤的可能性。

可解釋性是人工智能軍事應用面臨的又一挑戰(zhàn)。對于一個系統(tǒng)而言，重要的不僅僅是可靠性，同時也必須具有能使他人信任的可解釋性。由于機器不能向用戶解釋其想法和行動，研究人員也無法完全理解人工智能系統(tǒng)的決策過程，難以分辨人工智能系統(tǒng)某個具體行動背后的邏輯。可解釋性是人類與人工智能關系發(fā)展的核心，人工智能系統(tǒng)推理的透明度會影響操作人員對系統(tǒng)和系統(tǒng)結果的信任度。例如，一個人工智能系統(tǒng)以特定的方式將圖像分類或躲避敵方雷達，但不能說明為什么會做出這樣特別的選擇，那么人類不太可能相信它。目前性能最好的人工智能算法都無法解釋其工作過程。由于缺乏可解釋的輸出，人工智能系統(tǒng)在軍事測試時無法通過審計來確認系統(tǒng)滿足性能的標準。因此，需要在深度學習技術的基礎上，著力提升可解釋性，進一步發(fā)展深度解釋、復雜模型靈活解析、人機互信表達與信賴進化等模型。美軍的“可解釋的人工智能”項目正在開發(fā)新一代機器學習技術，改進可解釋的機器學習方法，完善人工智能解釋理論的計算模型，優(yōu)化可解釋的機器學習用戶界面并將其集成到原型系統(tǒng)。

人工智能軍事應用過程中，還可能會增加系統(tǒng)被利用的可能性。例如，人工智能系統(tǒng)的普及，增加了可被黑客攻擊的系統(tǒng)的數(shù)量；人工智能系統(tǒng)存在被竊取的漏洞，而且?guī)缀醵际腔谲浖姆绞剑粚κ诌€可以精心引入圖像分類器和其他類型的錯誤引發(fā)的漏洞，這些漏洞引發(fā)了對魯棒性數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡安全、測試和評估過程的需求。圖像識別算法在導致分類問題的像素級中毒數(shù)據(jù)面前很脆弱，以開源數(shù)據(jù)為基礎的算法可能不堪一擊。擁有高度智能的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)和武器平臺一旦被對手通過惡意代碼、病毒植入、指令篡改等手段攻擊，將帶來“倒戈反擊”、戰(zhàn)術失利；識別錯誤、機器故障、通信降級、環(huán)境擾動等因素，也可能使智能化指揮控制系統(tǒng)因干擾而失控。

F-35在試驗過程中暴露出許多與控制系統(tǒng)算法相關的問題

人工智能算法可以產(chǎn)生一些出乎意外的結果，并確實有很多失敗的案例。美軍F-35戰(zhàn)機擁有幾千萬條代碼，嚴重依賴控制系統(tǒng)的軟件，戰(zhàn)機在試驗過程中曾暴露出的兩百余項問題幾乎都與算法高度關聯(lián)。一旦算法由于過于陳舊無法適應裝備發(fā)展，或是遇到臟數(shù)據(jù)的影響出現(xiàn)差錯，或是算法本身存在漏洞，都極有可能導致智能化武器裝備無法正常運轉。從本質上講，軍方將在人工智能領域可靠性和能力之間進行權衡。軍方一般不會愿意使用以人工智能為基礎的系統(tǒng)，除非它們在完成某一特定任務方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有的系統(tǒng)，無論是解釋圖像、轟炸目標還是策劃一場戰(zhàn)役。盡管軍方不太可能僅僅因為這些安全因素就停止對人工智能軍事應用的研究，但這些安全性和可靠性問題會影響人工智能軍事應用的類型和領域，也會影響人工智能系統(tǒng)融入“常規(guī)”軍事行動計劃。

當前人工智能軍事應用還存在諸多的技術瓶頸，包括發(fā)展多情報傳感器和武器的交叉提示以及動態(tài)任務重新分配能力，還需要精確導航與受時，交叉提示傳感器，將信息傳送到其他系統(tǒng)、將數(shù)據(jù)分發(fā)到地面控制站，多輸入、多輸出通信以獲取準確信息，并將數(shù)據(jù)轉化為信息、將信息轉化為知識。當前的機器學習系統(tǒng)無法不斷學習或適應新的情況，系統(tǒng)程序在經(jīng)過學習訓練后可能會出現(xiàn)固化，在系統(tǒng)部署后無法對不可預見的情況做出響應。此外，無法感知、理解和判斷事物，缺乏機器常識，會阻礙人工智能系統(tǒng)與外界的自然交流以及在不可預見的情況下合理行事，并從新的體驗中進行深度學習，這將是人工智能應用程序與未來創(chuàng)建的更通用的人工智能應用程序之間的最大障礙。所有這些都將是推進人工智能軍事應用需要解決的重大課題。

安全性和可靠性問題不會也不應該導致軍事技術發(fā)展的停滯，推進人工智能軍事應用將是世界各國軍隊的必然選擇。法國總統(tǒng)聲稱“堅決反對”將人工智能投放戰(zhàn)場用以殺敵，然而法國情報部門已經(jīng)在運用人工智能來提高數(shù)據(jù)處理速度、提升數(shù)據(jù)可靠性，他們認為這有助于提升法國軍隊在戰(zhàn)場上的自身能力。從數(shù)據(jù)處理到蜂群概念、再到戰(zhàn)場管理，人工智能能夠幫助軍隊快速、準確行動，同時也使更少數(shù)人置身于危險之中。可以預見的是，人工智能時代的出現(xiàn)，將在某種程度上重塑未來全球軍事格局。