李朋 宋小良
当前,人工智能技术正加速向军事领域渗透,未来战争形态将由信息化向智能化发展,“智能因子”已成为催生空战样式变革、颠覆空战制胜机理的重要因素,空战智能化趋势愈发凸显。
近年来,人工智能技术正不断嵌入到陆、海、空、天、网等作战域,并催生出多种跨域智能化作战新样式,同时也在深刻变革着战争的制胜机理。截至目前,国内外尚未对空中智能化战争给出明确定义,对其制胜机理研究也仅处于初步探索阶段。
对空中智能化战争的基本认识
未来空中智能化战争的基本形态可大致描述为:由各种空中智能武器平台节点构成的信息网络,通过自身泛在化、小微化战场传感体系,智能化、超能化航空武器装备体系,实时化、分权化协同任务规划体系,分布式、自主化作战编队与集群,以人机融合、自主作战形式实施非对称自适应空中作战。
当前,人工智能技术已在四代机、无人机等新质作战平台和联合空中指挥控制系统等领域得到初步应用,其特点主要表现在态势智能融合、力量智能编组、指控智能决策和效果智能评估等方面。
空中智能化战争的制胜机理较信息化战争有诸多新变化,主要体现在三个方面。
第一是人机主导。在战略决策层面,采用“入主机辅”模式,决定战争的爆发、进程和结束;在战役战术层面,可能出现由“机”单独组织实施作战的局面。空中智能化战争战术理论的创新,既可由人来实现,也可能由“机”来实现。战斗力构成要素上,参战兵力不再仅指人,还包括空中飞行器“智能体”,届时人、机将共同成为空中战场的主角,同时主导空中智能化战争。
第二是云脑指控。未来将利用正飞速发展的大数据智能计算能力和分布式作战云计算资源,应对复杂战场环境和海量作战数据,辅助战略战役指挥员进行战场态势认知、威胁评估、作战意图识别以及作战行动预测等,并能够在指挥员的授权下对作战体系进行指挥控制,做到“认得清,估得准,想得全,做得快”。
第三是新质毁伤。新质空中作战力量是支撑空中智能化战争的新手段,主要依靠电磁能、定向能、动能和网络等方式毁伤对手。激光、电磁炮等武器已经出现,美国研制的动能拦截弹也已成功进行多次试验,各类定向能装备正逐步具备戰略打击、制空、反导等能力。美军在Stuxnet等病毒的基础上衍生出各种“网络导弹”,可有效瘫痪各类网络系统,实施智能化软杀伤。
空中智能化战争的发展趋势
美军当前重点推出的很多作战概念都与空中智能化战争相关,如多领域作战、分布式空中作战、作战云、无人机集群作战、联合作战介入、一体化ISR、一体化防空反导等,而且根据现阶段军事人工智能技术在空战中的实际应用情况可以推测出,未来空中智能化战争将在力量编成、作战样式、指挥控制等方面发生颠覆性变化。作战力量分布式编成,作战平台无人化
2014年底,美国海军战争学院在兵棋推演中首次引入“分布式杀伤”概念,并于2015年6月成立“分布式杀伤”工作小组,与美国国防预研局(DARPA)一起共同研究“分布式杀伤”概念将如何改变未来战争模式。
美国空军于2015年提出“空中分布式作战”概念,核心理念是将高价值多用途平台能力分散部署到多种平台上,包括少量有人平台和大量无人平台,有人平台驾驶员作为战斗指挥员,负责任务的分配,无人平台则用于执行相对危险或相对简单的单项任务。
DARPA目前已启动多个研究项目用来支撑“空中分布式作战”概念,包括体系综合技术和试验( SoSITE)、分布式作战管理(DBM)、对抗环境中的通信等项目。其中,SoSITE项目聚焦于发展分布式空中作战的概念、架构和技术集成工具,旨在通过体系的方法保持空中优势,提高多种武器平台的整体作战效能,更加快速且低成本地把新技术和系统集成到现有空天攻防系统中。
同时可以预见,未来空中智能化战争的主体力量是由无人平台组成的。美国空军基于此在2016年5月正式发布《2016-2036年小型无人机系统飞行规划》,着力构建横跨空、天、网络空间三大作战域的小型无人机系统,并计划在2036年形成无人机集群作战能力。
该《规划》特别提出了“集群作战”“组队作战”“忠诚僚机”和“诱饵”4种无人机作战概念,以及将其用于压制/摧毁敌防空(SEAD/DEAD)、打击协调与侦察、反无人机、超视距运用、传感器空投、气象探测等10项任务。美军当前正在加紧推进以“小精灵”、OFFSET、LOCUST、MICA、CODE、“灰山鹑”等项目为代表的无人集群作战技术研究,验证和评估低成本无人系统集群技术的可行性。而智能化自主协同能力将是其核心指标,应重点突破的关键技术集中在战术与作战使用、总体架构、集群感知与信息融合、集群控制与群体智能、任务规划、航迹规划等领域。
智能化“穿透型制空”装备日趋多样化
美军基于主要潜在对手反介入/区域拒止能力不断增强的实际情况,认为取得全战区的空中优势既不现实也无必要。
在此背景下,美国空军于2016年5月发布《2030年空中优势飞行规划》,着力构建未来空中优势能力,即“穿透型制空”(PCA)能力,要求能够深入敌方空防系统进行有效侦察、有效打击,确保联合作战所要求的时域和空域中的空中优势。“穿透”的概念内涵丰富,既包含时间与空间的穿透,也包含信息与物资的穿透,核心就是要确保所需的空中优势,该《规划》将摒弃仅发展“下一代”作战平台的思路,而是发展一整套可在空、天、网络空间三个作战域跨域协同运用的“能力簇”。
2017年3月,美国空军组织“战略发展规划试验”小组开展包括“穿透型制空”“穿透型电子战”(PEW)等未来空中优势装备的技术发展规划研究,并于同年4月宣称正在开发适用于“穿透型”装备使用的新型机载武器。一个以“穿透”为特征、用于争夺空中优势的新一代装备“系统簇”(FoS)概念逐渐浮出水面、轮廓初现,这标志着美国空军发展未来空中优势核心能力的思路转变已逐步成型。
当前,“穿透型”空中智能化优势装备“系统簇”整体上处于概念的萌芽阶段,美国空军正在加紧开展相关装备的探索工作。已知的“穿透型”航空武器装备主要包括“穿透型制空…‘穿透型电子战”“武库机”等平台,以及配套的“小型先进能力导弹”与“防区内攻击武器”等武器,此外,已经立项研制的B-21隐身轰炸机也将作为“穿透型轰炸机”,成为新一代空中优势“系统簇”中的一员。
2018年2月,美国空军发布的2019财年预算需求文件披露,未来空战平台即将开展型号研制,在2028年左右获得某种“穿透型制空”作战能力。可以预见,下一代空战装备的“系统簇”特征将变革未来空战样式,尤其是下一代空战装备预计将具备远程、持久、定向能毁伤能力和極高的隐身能力,或将全面颠覆战斗机的作战样式。
指挥控制方式智能化,跨域作战能力不断增强
2016年6月,美国辛辛那提大学研发的人工智能系统“阿尔法”,在空战模拟对抗中,指挥仿真战斗机编队击败了有预警机支持和丰富空战经验的美国空军退役上校。“阿尔法”系统取胜的原因是其在空中格斗中调整战术计划的速度是人类的250倍,从传感器搜集信息、分析处理后做出正确反应,整个过程不超过1ms。而更深层原因在于“阿尔法”系统采用遗传模糊技术,在与飞行员的无数次对抗中学习人类指挥决策的经验,逐渐达到并超越人类水平。
在智能化战争真正来临之前,要想清晰勾勒智能化战争的具体形态,需借助科技的理性之眼,从“科技一战争”演进链条中推演未来的趋势。美国国防部于2012年1月发布的“联合作战介入概念”( JOAC),主要阐述联合部队如何在新型拒止和区域封锁条件下实现作战介入,中心原理即是要实现智能化指挥控制条件下的跨域协同能力,将不同领域内的能力进行互补性地利用,而不是强调某一能力,这样就可以提升整个联合作战体系的作战效能,建立联合多域优势,提供联合作战任务所需的行动自由。这个概念实质上是勾画出一种更高程度的跨域集成能力,旨在通过跨域协同建立并进一步开发联合部队的不对称优势。
智能化能力生成要素
将人工智能技术与航空武器装备发展相结合是空中智能化战争发展的主轴。如何将人工智能以算法、程序等形态快速便捷地“植入”整个航空武器装备体系和作战全流程,以及将“信息更多源、数据更丰富”的数量优势转化为“认知更准确、决策更合理”的质量优势是形成空中智能化作战能力的核心问题。同时应重点加强空中智能化战争理论、军事人工智能技术、空中智能化战争力量等作战能力生成要素建设。
注重智能化、信息化、机械化融合发展
部队机械化和信息化建设应持续推进,智能化不是机械化和信息化的终结,而是将其引领推动到更高阶段。在实际发展过程中,坚持以军事智能科技为主轴,搞好整体筹划,引领空中作战能力建设逐步向智能化转型。
空中智能化战争理论建设
作战理论和条令建设是作战能力生成的核心要素,要想抓住当前战争形态由信息化向智能化转型的历史机遇,必须在空中智能化战争基础理论上做深入研究,坚持智能化作战理论与装备并行发展。
随着人工智能技术正不断向军事领域渗透,一批技术已在军事领域得到先期应用,形成了“作战云”“分布式空中作战”“蜂群作战”等智能化作战思想与理论。从某种意义上讲,智能化作战与信息化作战相比,制胜方式将从“摧毁”向“失能”转变,制胜关键要素将从“信息融合”向“智能决策”转变,制胜技术原理将从“阻断信息链路”转向“瓦解敌作战体系”。
人工智能技术并非是脱离信息技术产生的,而恰恰是在信息技术的基础上逐步发展起来的,所以智能化作战理论与信息化作战理论并不相悖,而是可以相得益彰,共同发展的,只是需要紧跟技术和装备发展实际,把握科技前沿,坚持在发展信息化作战理论的同时,创新发展智能化作战理论及相关作战概念。
坚持发展智能化作战人工智能技术
人工智能是当今科技领域最前沿的课题,但有关人工智能技术是否要应用于军事领域一直存在争议。
对此,微软公司CEO萨提亚·纳德拉(Satya Nadella)提出人工智能六大安全原则:必须以辅助人类为目的进行设计、技术原理透明性、不损害人类的尊严、隐私性保护、算法可靠和防偏见。考虑人工智能技术应用于军事之后产生的负面影响,谷歌公司于今年6月经员工辞职抗议之后,宣布将在2019年合约到期后,不再开发用于监视的人工智能系统Maven,并承诺不再“研发战争技术”。
尽管如此,为了避免“未打先输”,美国等军事强国仍将人工智能技术在军事领域的实际应用列为重点发展方向,制定相关发展规划,谋求在未来智能化作战中占据主动。美国先后发布《2030年的人工智能与生活》、《国家人工智能研究与发展战略规划》、《人工智能与国家安全》等报告,提出发展以人工智能技术为核心的国家安全政策建议,从军事演习、战略分析、重点投资及情报建设等多方面推进相关工作,目前已发展了近万个空中无人系统,成为美军作战行动的重要参与力量。
在俄罗斯已批准执行《2025年前发展军事科学综合体构想》中,强调人工智能系统即将成为决胜未来战场的关键因素,因此强调注重武器装备的智能化改造,开发用于下一代战略轰炸机的人工智能导弹等智能化装备。
欧盟于今年4月通过了《人工智能通讯》,承诺对人工智能领域的投资从2017年的5亿欧元增加到2020年底的15亿欧元,并建立《欧洲人工智能联盟》,将军事人工智能技术作为主要发展方向之一。法国国防部公布了包含人机协同研究在内的人工智能创新路线图,成立了创新防务实验室和防务创新处,开展军事人工智能技术和产品研发。德国计划在今年年内公布国家人工智能战略,正计划与法国建立一个联合人工智能研究中心,也将军事人工智能技术作为主要研发方向之一。
日本自卫队也正“试水”,希望借助深度学习技术对网络攻击特点和规律的分析,充分应对未来可能愈演愈烈的网络攻击。从今年开始开展为期两年的调查研究,预计2020年将着手进行软件开发,2022年投入实际运用。韩国国防部也表示将在2020年之前投入75亿韩元用于推动人工智能在情报侦察、指挥控制等领域的运用。
我国国务院于2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》,指出深入贯彻落实军民融合发展战略,推动形成全要素、多领域、高效益的人工智能军民融合格局。以军民共享共用为导向部署新一代人工智能基础理论和关键共性技术研发,建立科研院所、高校、企业和军工单位的常态化沟通协调机制,促进人工智能技术军民双向转化,强化新一代人工智能技术对指挥决策、军事推演、国防装备等的有力支撑。
推进智能化指控系统和平台建设
具备跨域作战指挥控制能力是适应未来空中智能化战争的基本要求,基于未来作战域向认知域拓展的趋势,当前作战指挥控制能力建设的目标应从“联合”转向“融合”,实现从“军种联合”向“跨域协同”再向“多域融合”的智能化过渡,确保己方作战的观察、调整、决策以及行动(OODA)循环始终快于敌方,获取主动。
从系统实现角度分析,作战理论和条令是实现智能化指挥控制的理论基础和依据,部队应做好作战力量使用、作战指挥流程、交战规则、协同规定的标准化、条令化工作。人工智能是实现智能化指挥控制的技术手段,应加速其在作战指挥控制系统和平台终端的应用,逐步配套相关能力,将空中智能化指控能力前置,最终形成由地面指控中心——空中中继节点——空基平台终端的一体化智能指挥控制能力。
构建智能化“穿透型制空”力量体系
空中智能化作战体系的标志之一是具备“远域攻防”能力,美国目前认为实现该能力的基础是由“下一代空中作战平台+智能无人平台+信息制权平台+武库机+分布式系统武器”组成的“穿透型制空”力量体系。
下一代空战平台作为核心装备,以夺取并保持制空权为使命,是破击敌体系节点的重要装备,兼具情报收集和信息攻防能力。智能无人平台利用人工智能获得认知和决策优势,负责打击敌空中高价值目标,破解敌方空战体系。信息制权平台利用结构功能一体化传感器技术,实现多源情报大量获取、快速处理、电磁压制等目标,支撑获取信息制权。武库机充当“空中弹药库”及忠诚僚机、蜂群载具,担负抗饱和打击任务。分布式系统攻击武器通过大量低成本、智能化分布作战单元,实现无人集群作战,形成饱和打击能力。