“算法戰”作戰概念分析及其對未來戰爭形態的影響

“算法戰”是美軍借助高新科技手段，結合未來戰爭趨勢，為抵抗戰略對手而提出的新型智能化作戰概念。

作戰背景及國外研究現狀

為了保持戰略、戰術優勢，美軍自上個世紀以來先后制定了三次“抵消戰略”。第一次“抵消戰略”是在20世紀50年代，當時美國依靠核技術優勢，構建起龐大的核武庫，以抵消前蘇聯強大的常規力量；第二次“抵消戰略”是在20世紀70年代，美軍啟動“長期研究與規劃”項目，以精確制導武器應對美蘇之間可能發生的戰爭，為贏得對蘇作戰優勢奠定基礎；2014年11月15日，美國國防部發布《國防創新倡議》（Defense Innovation Initiative，DII）首次提出第三次“抵消戰略”概念，美軍將著眼于籌劃面向未來的“算法戰爭”，美軍將通過智能化轉型，抵消中俄等國在裝備規模和硬件技術等方面與美軍的差距，加大武器裝備在智能技術方面與對手的代差，從而謀求和維持美軍未來軍事優勢。機器自主學習、人機協作、機器輔助作業、有人/無人機協同作戰以及網絡自主化作戰五大技術領域是實現第三次“抵消戰略”的重要技術支撐，“算法戰”既是實現“第三次抵消戰略”的關鍵，也是實現“第三次抵消戰略”的重要技術保障。2017年4月26日，美國國防部副部長羅伯特·沃克簽署備忘錄，授權建立“算法戰跨職能小組”（Algorithmic Warfare Cross-Functional Team，AWCFT），如圖1所示。AWCFT旨在將美國國防部擁有的海量數據迅速轉變為可用情報，有效促進人工智能、大數據、機器學習等技術在軍事情報領域的應用，AWCFT的成立標志著美國國防部正式提出和認可“算法戰爭”的作戰概念。

“算法戰”以應對信息化戰爭中復雜作戰問題為目標，以各種信息系統、武器平臺中的軍用軟件為載體，通過使用大數據、機器學習、優化決策等智能技術，代替、輔助作戰人員實現更加精準、高效、可靠地完成作戰任務的一種新型作戰概念和技術手段，是智能技術在軍事領域的典型應用。為了籌劃“算法戰爭”，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）推出了一系列與人工智能算法相關的研究項目，這些研究項目涵蓋范圍廣，軍事背景明確。美軍“算法戰”相關研究項目見表1。

作戰樣式

隨著人工智能技術的迅猛發展以及智能武器裝備的應用，新一輪軍事變革已拉開大幕，傳統信息化戰爭的核心是通信技術和先進的傳感器技術，智能化戰爭的核心則是算法和依靠數據構建作戰系統。“算法戰”以應對信息化戰爭中復雜作戰問題為目標，以各種信息系統、武器平臺中的軟件為載體，通過大數據、機器學習、優化決策等智能技術，輔助、代替作戰人員，是實現更加精準、高效、可靠地完成作戰任務的作戰理念和技術手段。“算法戰”作戰概念由以下內容組成：

（1）“算法戰”的主體是軟件，強調信息化作戰中軟件的重要性，以軟補硬、算法致勝，通過靈活、敏捷、智能的算法特征抵消和拉大與作戰對手在裝備硬件上的差距。

（2）“算法戰”的客體是體系，體系的作用域涵蓋了物理、信息、社會等方面，既包括武器裝備、信息系統、保障系統等，也包括人員、基礎設施以及社會輿論等方面。

（3）“算法戰”的基礎是智能，以海量戰場數據和強大的計算能力為支撐，挖掘智能算法在態勢感知、情報分析、指揮決策、精確打擊等方面的巨大潛力，用智能技術破解戰爭攻防問題。

OODA作戰環

20世紀70年代，美國空軍少校 John Royd根據空中作戰的特點總結出OODA作戰環理論，該理論指出任何軍事行動都是由一系列決策過程或循環組成的，具體可分解為“觀察-判斷-決策-行動”（Observation，Orientation，Decision，Action，OODA）4個作戰環節的循環過程，敵對雙方誰能更快地完成OODA循環，誰就能在作戰中取勝。機械化戰爭時代強調武器裝備的火力強度和機動能力，聚焦于殺傷鏈的任務行動（Action）能力，注重單個武器平臺的作戰能力。信息化戰爭時代依托衛星、雷達構筑覆蓋戰場的全維信息網絡，作戰由火力覆蓋演變為精確制導彈藥的高效點毀傷，強調戰場傳感器的觀察（Observation）、判斷（Orientation）和信息交互能力。智能化戰爭重點關注提升決策（Decision）的能力，通過無人偵察系統延伸決策者的感知范圍，開發輔助決策系統來協助作戰指揮。

“算法戰”是面向未來智能化戰爭的新型作戰概念，其核心是智能算法，與傳統作戰條例和經驗不同，智能算法需針對場景數據反復地進行訓練，從數據中自主生成研判規則。智能算法具有高效、準確、客觀、全面的優點，有利于提升OODA的智能化認知水平。無人機蜂群系統具備高度的智能化與協同作戰能力，能支撐分布式空中作戰概念，提高無人機系統與有人機協同作戰能力，能大幅降低作戰成本，是未來戰爭運用“算法戰”進行空中作戰的重要力量，無人電子戰“蜂群”系統外部OODA作戰環如圖2所示，內部OODA作戰環如圖3所示。

（1）觀察環

觀察環的智能算法主要用于傳感器、情報數據的自動處理與分析，分析對手活動規律，對潛在危險進行預警，讓情報分析結果更為精確。Maven項目是美軍將人工智能用于軍事用途的試點項目，該項目將商業公司的大數據、人工智能和機器學習等技術融合到軍事領域中，并將海量視頻信息轉換成可操作的情報信息，減輕情報分析人員負擔，使得情報分析人員有更多的時間和精力專注于認知和推理。目前，Maven項目開發的算法已在美國非洲司令部、中央司令部、美國蘭利空軍基地等地部署。2024年2月2日，美軍對伊拉克和敘利亞境內超過85個目標進行空襲，美軍在此次空襲中將計算機視覺等人工智能技術應用于實戰，這些人工智能技術源自于美國防部2017年啟動的Maven項目。“Project Maven” 項目作戰示意如圖4所示。

（2）判定環

判定環的智能算法是指通過知識關聯推理、仿真推演等多種方法對目標意圖、態勢趨勢和局勢狀態進行判定，讓指揮決策更為精準。基于大數據的人工智能分析技術有利于提高作戰人員對多個戰場空間情報的發現和認知能力，可以較為準確地把握對手指揮員的思維規律，預測對手的作戰行動以及戰場態勢的變化趨勢，達到戰勝對手的目的。美國DARPA于2007年啟動“深綠（Deep Green）”項目，該項目對OODA的觀察環和判斷環進行計算機模擬，推演不同作戰方案可能產生的各種作戰結果，輔助指揮員制定應急方案，支撐指揮員做出正確決策。 “深綠”項目結構框架如圖5所示，功能示意如圖6所示。

（3）決策環

決策環的智能算法是指針對任務需求，輔助制定作戰方案，使得指揮官和參謀決策速度更快，決策方案更精準。2018年9月7日，DARPA宣布啟動“AI NEXT”項目，該項目旨在將計算機從專業工具轉變為解決問題的合作伙伴，使機器能夠識別新情況和適應新變化，獲得類似人類的交流和推理能力。“AI NEXT”項目能夠大幅提高從海量數據中提取高價值情報的能力，提升戰場態勢的實時感知能力，縮短OODA周期，提高決策效率。“AI NEXT” 項目結構框架如圖7所示，功能示意如圖8所示。

（4）行動環

兵棋推演用于作戰問題研究、戰法創新以及作戰概念開發，是戰爭推演、方案評估、戰效評估等軍事行動的重要分析手段，隨著未來新軍事革命從信息化向智能化轉型，兵棋推演、人工智能、無人系統與網絡化指揮控制相結合的智能化作戰模式將成為未來作戰體系的重要組成部分。

行動環的智能算法是指以兵棋推演的數據資源為支撐，以智能算法為手段，對敵我對抗演習的實時數據進行分析處理，挖掘能夠提升戰法策略的高價值經驗，并不斷地對電子態勢進行復盤分析，查漏補缺，在反復推演中修正、完善、提高戰法策略，達到推動軍事智能化發展和提升部隊戰斗力的目的。美軍將“算法戰”與兵棋推演深度融合，將“算法戰”作為創新作戰概念的重要工具。美軍計劃在下一代兵棋推演中融入人工智能、信息柵格、云計算、空間地理信息等技術，利用“算法戰”驗證已有戰法和作戰計劃，從而不斷地增強兵棋推演的科學性、精準性，并為最終的作戰方案提供重要的經驗支撐。美國空軍舉行的“未來能力推演”、“施里弗太空戰演習”、“聯合作戰演習”將兵棋推演、“算法戰”與作戰需求緊密結合，實現了近似實戰背景下的作戰模擬。蘭德公司開展基于“算法戰”技術的兵棋推演如圖9所示。

面向OODA的“算法戰”

空戰“算法戰”

空戰“算法戰”體系由基礎層、應用層和轉化層構成。基礎層指對多種應用都有支撐作用的共用性算法；應用層指支持各種應用的特定算法；轉化層指適應性改進算法，該算法通過將基礎層的共用性算法嵌入到應用層的特定算法中實現。空戰“算法戰”的應用有以下兩類：

（1）作戰平臺“算法戰”

作戰平臺“算法戰”是指將先進算法應用于空中作戰平臺“觀察-判斷-決策-行動”（OODA）閉環殺傷鏈的各個環節，并依據不同類型的算法建立起自主作戰系統，縮短OODA的反應時間。DARPA于2015年9月啟動了能支撐分布式空中作戰概念的“小精靈”（Gremlins）項目，該項目的小型無人機系統集群智能算法、自主學習算法能大幅提高美軍無人機系統與有人機協同作戰能力，降低作戰成本。“小精靈”項目無人機系統作戰示意如圖10所示。

（2）武器彈藥“算法戰”

未來戰爭的空中集群作戰，空空導彈群攻擊將成為主要攻擊模式。武器彈藥“算法戰”是指將“算法戰”應用于航空集群作戰，優化航空集群內空空導彈協同使用策略，按照“概念—模型—算法—應用”的邏輯周期，提高機載武器彈藥的探測、識別、制導、跟蹤、協同、打擊的能力，彌補空空導彈戰術協同的不足。

反恐“算法戰”

“算法戰”的本質是人工智能技術在軍事領域中的應用，利用人工智能算法主導的指揮控制系統、武器裝備系統、后勤保障系統等軍事系統為作戰行動提供支撐，是實現作戰概念創新與作戰樣式轉型的智能化戰爭模式。反恐“ 算法戰” 以提高反恐作戰能力為目標，以滿足反恐任務需求為牽引，以人工智能技術為支撐，綜合態勢智能感知、多源異構情報數據智能分析與處理、恐怖分子和暴恐活動智能監測預警、智能化反恐作戰等任務場景，以智能感知、智能計算、智能決策、智能作戰為手段，縮短反恐作戰OODA時間，實現反恐作戰零傷亡，滿足多樣化反恐作戰任務需求。

（1）態勢感知“算法戰”

態勢感知“算法戰”是指對反恐戰場的視頻、聲音等海量多源異構態勢數據進行特征提取，有針對性地開展情報、監視與偵察任務。美軍為了大幅提升反恐態勢感知能力，在太空，運用“鎖眼-12”“號角”等100多顆偵察衛星構建起太空偵察系統；在領空，高空以“全球鷹”“RQ-180”等高空無人機系統，中空以“ 死神”“灰鷹”等中空無人機系統，低空以“影子”“渡鴉”等低空無人機系統共同構筑起空中偵察系統；在地面，反恐偵察機器人、聯合反恐特遣部隊與現場情報大隊實施抵進式偵察；在水下，使用“蛇頭”“刀魚”等無人潛航器等偵察裝備進行長期隱蔽式偵察。美軍將上述擁有不同偵察功能的高性能偵察衛星、無人機系統、偵察機器人、無人偵察潛航器等作戰裝備加裝高速通信接口，運用人工智能算法進行智能化多路徑組網，建立起空天一體、全方位覆蓋的戰場態勢智能感知系統。

（2）情報處理“算法戰”

情報處理“算法戰”是指運用大數據、機器學習、自然語言處理等技術對原始情報進行深層次加工與分析，去偽存真，去粗取精，將離散的、無序的、低價值的原始情報轉換為整合的、有序的、高價值的情報，提升情報的可靠度與準確度。美軍利用“Palantir Technologies”大數據公司進行情報智能匯聚，構建情報數據庫，消除“信息孤島”與“數據缺口”，為反恐作戰部隊提供強大的情報偵察能力。“Palantir Technologies”的人工智能平臺（AIP）作戰示意如圖11所示。

（3）輔助決策“算法戰”

輔助決策“算法戰”是指利用遺傳算法、知識推理等方法分析恐怖組織、恐怖分子、極端分子實施恐怖襲擊的可能性，預判恐怖活動的發展趨勢，并依據算法尋求反恐決策的最優解。輔助決策“算法戰”通過使用可視化知識圖譜、因果關系算法、生物特征識別及檢測算法、預測算法等技術對社交網絡數據、電話元數據、生物特征數據、恐怖襲擊數據進行深度挖掘，將社交狀況、生活模式、行為軌跡、生物特征、恐怖襲擊規律等信息進行數據碰撞、匹配和關聯，為尋找涉恐人員，預測暴恐活動提供決策支持。

（4）作戰響應“算法戰”

作戰響應“算法戰”是指作戰人員根據實時戰場態勢感知情報利用人工智能算法優選生成作戰響應方案，并依據作戰響應方案開展人機高級交互的作戰行動，從而快速形成作戰響應能力。為了執行反恐軍事行動，美軍在中東地區部署了2個“ 死神”無人機系統基地，作戰人員與無人武器裝備系統協同作戰，快速執行作戰響應，完成對定點目標的“ 斬首” 任務，形成對恐怖組織壓倒式的作戰優勢。2021年5月，以色列對哈馬斯發起了“城墻衛士行動”，以色列依靠信息搜集技術、人工智能輔助決策系統，打擊了哈馬斯火箭彈發射陣地、彈藥庫、部隊集結地、軍事工廠和高級指揮官住所等軍事設施。“城墻衛士行動”動用了“煉金術士”“福音”“深度智慧”三個人工智能系統，這些基于戰場信息處理、態勢感知、輔助決策、情報分析等相關算法的人工智能系統極大地提升了以色列軍隊的作戰響應力，沉重地打擊了哈馬斯組織，如圖12所示。

“算法戰”對未來戰爭形態的影響

隨著“算法戰”作戰概念的不斷成熟，“算法戰”已經成為世界各軍事強國重點研究的對象，“算法戰”革命性的作戰模式，必將給未來的戰爭形態帶來極其深刻影響。

設計未來戰爭的發展方向

未來智能化戰爭是算法和數據的較量。“算法戰”作戰概念將改變未來戰爭的形態，牽引人工智能算法在未來軍事領域的運用，向人機結合和自主決策方向設計未來戰爭，提升武器裝備無人化、指揮決策智能化水平，推動新軍事變革由信息化向智能化轉型。“算法戰”通過人機智能融合的決策能力創新未來戰爭的作戰樣式，將決策者的態勢感知能力與作戰裝備的先進計算能力有效結合，使作戰系統能夠快速理解決策者的作戰意圖，快速迭代、優化、生成最佳的作戰方案，實現作戰資源的優化配置和調度。

提升未來戰爭的作戰維度

高維度戰爭是指地球物理空間之外的戰爭，主要包括網絡戰、太空戰、電磁戰等新型空間領域的戰爭。依托“算法戰”組成的作戰編隊靈活性及協同性好，可以隨時調用作戰單元形成“殺傷網”，摧毀對手的網絡通信系統和防御系統，形成不對稱作戰優勢。為了抵消這種不對稱作戰優勢，作戰對手有可能在新型空間領域尋求新的作戰方式，從而形成新的抵消能力和不對稱優勢，進而不斷地推動戰爭向高維度發展。

軍事運用啟示

加強武器裝備智能化建設，促進作戰體系跨域融合發展

隨著人工智能、大數據及物聯網等新興技術的發展，智能化戰爭時代已經到來，人工智能技術已經深入滲透到作戰領域的各個環節。“算法戰”作戰概念表明，為應對未來戰爭復雜嚴酷的體系作戰要求，應著眼于智能化戰爭的作戰體系和武器裝備體系建設的雙重需要，按計劃、有重點、分步驟地研制高中低端、大中小型、遠中近程，覆蓋陸、海、空、天和網絡等空間領域，作戰與保障相配套的智能化無人作戰裝備，增強各軍兵種和作戰、保障等各種智能化武器裝備的體系融合度，從而推動聯合作戰體系和全域作戰體系從互聯互通向跨域融合的信息化方向發展。

加強武器裝備前沿性研究，促進科技創新驅動

“算法戰”深入地探索了新型作戰概念，研究了智能化戰爭的概念內涵、本質特征、戰爭指導、作戰樣式、攻防行動、制勝機理、特點規律等作戰理論。通過不斷地創新智能化戰爭的戰法，如算法戰、智能集群戰、精確秒殺戰、認知控制戰、智能伏擊戰等，加強武器裝備前沿性研究，促進科技創新驅動。美國“小精靈”、“拒止環境協同作戰”等算法戰項目在不同方向和不同領域進行了科技創新，以科技創新驅動作戰理論創新，極大地促進了武器裝備前沿性技術的飛速發展。

積極探索智能化戰爭的軍民融合數據保障，加強算法儲備

軍事智能化核心關鍵技術的研發，不僅要開展跨學科、跨領域協作創新，還要使社會智能化與軍事智能化發展對接并軌，應借鑒社會智能化發展的成熟技術和成功經驗，大力加強軍民融合深度發展，推動各類人工智能技術快速嵌入到作戰要素和作戰流程。“算法戰”作為人工智能的基礎和核心，其技術屬性有著軍民兩用的顯著特征，應大力貫徹軍民融合戰略，加強智能化戰爭的軍民融合數據保障和算法儲備，充分發揮科技作為戰斗力的催化劑、粘合劑和效能倍增器的核心作用，努力提升武器裝備在態勢感知、指揮控制、信息對抗、無人系統、后勤保障、軍事訓練等領域的智能化水平。