智能科技造就平行军事

熊伟

智能科技，奇思妙想

记：吴研究员，您上两次给我们介绍了未来智能化战争的一些典型特点。智能化技术应用到军事领域后，融合成为“军事智能化”，该如何定义？有哪些特点？

吴：对于“军事智能化”，目前还没有权威明确的定义。谈到“化”，我们要注意两个关键词：一是全面，二是过程，否则就不能叫“化”。也就是说，我们对军事智能化可以初步理解为“智能科技全面影响军队建设和作战的一个过程”。综合各方面的观点和研究，可以概括为：“研究利用人工智能、云计算、大数据、物联网、生物交叉、无人系统、平行训练等技术和方法，全面提升智能化条件下军队作战能力的过程。”

技术上，军事智能化主要集中在五个方向。一是仿生智能，核心是模仿人的大脑或生物的优异功能，将人和生物的智能赋予机器。二是机器智能，以不同于人但适合机器的逻辑产生智能，主要指机器利用各类智能技术完成任务的能力。三是群体智能，通过集群化系统构建，实现协同探测、打击、防御和群愚生智、以量增效、集群涌现效应等战术价值。四是人机混合智能，将人工智能和人类智能有机融合，实现人机交流、人机协作、人机共融等综合功能。五是智能制造，主要包括智能设计、研发、试验、生产、动员、保障和维修等。

应用上，军事智能化主要体现在五个层次。一是单装智能，主要包括仿生智能、机器智能等，如無人机、无人车、无人船、仿生机器人、智能弹药等。二是协同智能，主要包括集群智能、人机融合智能、有人无人协同等强关联作战系统。三是体系智能，主要包括部队层面智能感知、决策、打击、协同、防御、保障等多要素、跨领域、全过程综合作战力量的运用。四是专项智能，主要包括认知通信、网络攻防、电子对抗、隐身对抗、舆情管控、心理战、战略欺骗等。五是进化智能，主要指作战体系与系统基于数据、模型、算法的自适应、自学习、自对抗、自协同、自修复、自演进等。

记：军事智能化涉及到的技术、学科看来很多，它们之间会有怎样的关系？如何进行大体的分类？

吴：军事智能科技体系是一个庞大、复杂、融合的系统，人们对它的研究刚刚开始。根据目前发展情况和可预见的未来，我认为它可以分为三大类：基础技术、共用技术、专用技术。它们一共包含了20个技术群。

基础技术，主要是支撑智能化作战体系的原理性、理论性、基础性技术，与国家人工智能规划中基础理论、共性关键技术内容基本一致，但应用目标、方向和着眼点有所不同。

共用技术，以智能化作战体系共用与通用需求为重点，主要包括模式识别、深度学习、大数据挖掘、认知通信网络、分布式军事云、自适应任务规划、复杂系统自主决策、平行仿真对抗等核心技术。

人工智能南非机器人公司利用深度学习技术，实现无人机图像目标自动检测，更便捷地监测非洲住房项目的建设进度。

专用技术，以陆海空天网络作战领域应用为重点，以提升智能感知、智能决策、智能打击、智能保障、云上认知、自主组网、集群攻防、跨域作战等军事能力为目标，通过智能科技与机械、电子、化学、光电、信息、控制等技术领域交叉融合，实现作战平台、打击、信息与认知对抗、综合防御、综合保障智能化，大致包括无人化作战平台、有人无人协同、智能精确打击、虚拟空间作战与智能信息对抗、自主/仿生无人集群、反高超反蜂群反恐袭、多维泛在智能保障与维修等七个技术群。

记：在您介绍的这些技术群中，我们经常能看到一些熟悉的字眼。比如“高级机器学习技术群”，这是不是与新闻里常说的“机器学习”有关，目前的进展和未来的趋势怎么样？

吴：是的。机器学习是人工智能科学领域的一个重要里程碑，因为它让机器具备了智慧。过去的机器、计算机、程序、网络、无人系统等，可以在力量、速度、耐力、计算等方面超过人类，但其解决问题的逻辑关系、步骤，还是人类程序员，编写后直接“教”给它的。速度再快，它的“聪明灵巧”程度，还是超不过人类大脑。但“机器学习”不同，是机器自己通过逻辑推理、知识关联、行为奖惩、特征识别、穷举对比、随机寻优、博弈对抗等模型和算法，在解决问题的实践中，经过有监督或者无监督的大量样本学习，不断提高自己解决问题的能力。经过一段时间的训练和增强学习后，它很可能找到一种适合自己“大脑”的方法，比单个人类程序员和一般作战人员可能更聪明、更“智慧”。

经过10多年的快速发展，目前以机器学习为重点的人工智能技术，在计算机视觉、文本识别、视频识别、语音识别、自然语言处理、无人驾驶、虚拟助手、工业机器人等方面，已经超越了人类，但在推理能力、可理解性、小样本抽象上，比人类还有较大差距。我相信，未来随着各国政府投入、商业投入的大量增加，各种智能软件、仿脑芯片、类脑系统、仿生系统、虚拟现实、数字孪生、作战仿真、平行系统、自然能源采集和新型机器学习等智能科技的发展与应用，将会迎来一个实质性的、全面的跨越和提升。总有一天，与人类智能相近甚至更高的通用智能，有可能会实现。

察打一体无人机对地面目标进行监控和识别

记：那“深度战场认知技术群”，其中的“深度”是不是与“深度学习”有关？“战场认知”是不是与军事上的侦察、识别、跟踪有关？

吴：战场态势感知是作战的基本前提，在OODA中是很重要的一环。战场的“深度认知”与“深度学习”不是一回事儿，但与军事上的侦察、识别、跟踪有关。战场的深度认知是由战场的复杂性带来的。一是多目标探测、感知和识别，如城市环境下的军事目标、民用目标、地上目标、地下目标、固定目标、移动目标、建筑设施等硬目标、重点人物与社会组织等软目标。二是必须建立天、空、地、海、室内、地下、水下等网络化感知与识别系统，尽量不留盲区和视角。三是多域多源信息关联印证和分析，去粗取精，去伪成真，把战略欺骗、战术伪装、信号干扰等“水分”都去掉，留下干货、硬货。

首先是利用机器学习等技术，对军事目标的图像、视频、电磁、光谱等特性进行采集、分析、建模，大幅提升目标识别概率和能力。主要通过军用天基、空基、地基、海基平台多种探测手段，利用图像、红外、视频、SAR、电子侦察、多光谱、磁探、重力梯度、水声等侦察探测方式，对固定、机动、高速、水下、地下目標和复杂作战环境，实施精确探测、跟踪、定位。

多光谱图像融合技术已经应用在农业监测无人机系统。比如同步拍摄植物在绿色、红色、红边、近红外四多个波段的图像，以此分析植物内叶绿素生长或营养缺失情况。这种技术对于在丛林中识别迷彩伪装，也有帮助。

采用机器学习技术的图像识别系统，具备了自主区分某些图像的能力，头一次看到《清明上河图》，也能区分出画里的人物、动物、和交通工具。虽然这种识别还不如人眼、人脑那么聪明，找不出迷彩伪装的军事目标，但它能快速统计显著目标的数量、位置，可以对大范围战场进行实时监视，对海量侦察图像进行快速处理，迅速发现战场上的某些细小变化。

其次，还必须通过民用互联网、物联网、民用卫星、社交媒体等信息资源和探测手段，加强远程搜索发现、全程跟踪监视，运用爬虫、大数据技术进行多源搜索，建立不同地理环境和目标多维度的关联模型，解决对隐身、移动、人类行为等多样化目标的探测、发现、识别和意图判别。

第三，还需要依托认知通信网络和数据中心，建立多源和异构信息数据采集、存储、处理、分发、传输、利用标准体系，以便计算机和作战人员快速阅读理解，便于对武器装备和部队实施指挥控制与火力控制。

第四，开展数据融合与关联分析，利用大数据技术+ISR系统+人工情报，可以对重要人物和群体目标行为轨迹进行跟踪、挖掘和定位，对舆情进行分析、判断、预警，对军用和民用目标进行识别、区别和分类。利用天基信息+大数据技术等，对机场、港口、军事要地、弹药仓库、军事工业等重要固定目标，进行智能识别、关联、分析、判断和定位。依托前沿传感器系统、前端智能识别，结合天基信息和网络数据，对重要移动目标、地下目标、建筑物内部目标，进行探测、识别、关联和定位。

记：您在书中还专门提到了“自主与仿生无人集群技术群”、“仿生技术与仿生机器人”。这方面军事上怎么应用？您能否给我们举几个例子？

吴：军事仿生技术特别是仿生机器人，是近年来快速发展的一类无人平台与技术。它是生物技术、信息技术、机械技术、人工智能等学科高度融合的结果，具有更强自主能力和智能化特征。仿生机器人种类非常多，并且正在不断发展变化之中，目前主要有仿动物、仿人、仿鱼、仿乌机器人等。其中，最著名的有波士顿动力公司研制的人形机器人“阿特拉斯”（ATLAS）、“大狗”（BigDog）升级版与系列化，以及美国陆军研发的机器鸟“渡鸦”。

美国研制的“阿特拉斯”机器人具有大步行走、单腿站立、跳跃、躲避障碍物、防摔保护等特点，体形和大小与人体相近，站立高度为1.88米，由480伏三相电源提供动力，功率为15千瓦。“阿特拉斯”全身装有28个能闭环控制位置与力量的液压驱动关节，实时控制计算机、液压泵和热管理系统。腕部可以换装不同功能应用程序编程接口，可接入光纤以太网。目前，美国、俄罗斯、印度、日本和韩国等国都在发展人形机器人。印度的“机器人士兵”项目以执行边境巡逻和作战任务为背景，旨在研发出具备敌我识别能力的高级智能机器人士兵。俄罗斯的“杀手机器人”项目以降低打击恐怖分子时的人员伤亡为目标，研发可以替代人执行反恐任务的机器人。

“大狗”四足机器人

美国陆军开发的“渡鸦”无人机

美国的“大狗”（BigDog）是四足仿生型无人平台，由波士顿动力公司在DARPA资助下，于2006年初研制成功。平台头部装有立体摄像头和激光扫描仪，依靠立体视觉系统或远程遥控器确认路径，可在丘陵地形上跟随士兵行走。近年来，“大狗”推出了升级版本“Alpha Dog”，除了能载物长距离野外奔跑，还能自主排除障碍，与人交流互动，这是波顿动力公司开展的另一个DARPA创新项目。波士顿动力还在开展“猎豹”项目，研发奔跑时速达到113千米/时的四足无人平台。该成果一旦实用化，将突破四足步行机器人行驶缓慢的问题，越野能力远超现在的履带式和轮式车辆。

2013年6月英国网站报道，美国陆军研制的机器鸟“渡鸦”，质量只有9.7克，翼展34.3厘米，在飞行中竟然引起了附近乌鸦的青睐，它们以为是自己的同类，纷纷上前亲近、伴飞并呼唤。

仿生弹药是指弹药的形态、结构、功能、行为等具有生物特征。它可以分成原理仿生、功能仿生、结构仿生技术。仿生弹药具有外形更隐蔽、毁伤更精准、运动更灵活、侦察更清晰等特点。

20世纪90年代以来，将仿生、微系统等技术集成在一起形成的微小型仿生武器技术，发展迅速。美国于2007年启动仿生弹药概念研究工作，完成了麻雀大小的蜂群式微型仿生弹药设计和楼内飞行试验。2009年以后，美国开始仿生弹药协同概念研究，“蜂群”协同仿生成为发展重点。航宇环境公司在2011年完成了“蜂鸟”侦察型仿生弹药的样机飞行试验，样机质量只有19克。德国费斯托公司正在研究仿鸟、仿蜻蜓等多种仿生飞行器，前者于2011年首次展出并进行了飞行试验，后者于2013年开始研制，但目前无毁伤能力。这类像生物一样“飞行与行走”的仿生弹药，被认为是2025年后的重要装备之一。

未来军事，平行展望

记：书中有一章是介绍“平行军事与智能化训练”。这里的“平行”，是指实战和训练之间的关系吗？

仿生的微型无人飞行器，可以在城市环境中飞行，以蜂群战术协同攻击目标

俄罗斯“杀手机器人”概念图

吴：平行的核心是“虚实”平行，不完全是实战和训练之间的关系。平行军事理论的核心是算法战，其基本原理是：建立一个虚拟的智能化军事人工系统，通过物理空间的实体部队与虚拟空间的软件定义部队相互映射、相互迭代，充分利用虚拟空间不受时空、地理限制等优势，开展作战实验、模拟训练和作战效能评估等，将不同的战场环境、作战对手、作战样式的对抗结果和数据积累起来，通过不断优化迭代和完善，逐步形成一整套源于实践、高于实践、指导实践的平行系统和模型算法，从而把不同环境条件下的最优解决方案用于指导实体部队建设和作战。智能化军事平行系统，实质就是一种典型的人工战场+计算实验+平行执行的系统。

记：听着有点像电子游戏，智能化平行军事系统怎么构建？有了它以后，作战方式与传统的作战方式有什么本质区别？

吴：是有点像电子游戏，但更专业、更系统、要求更高。平行军事系统主要包括虚拟战场环境、平行士兵系统、平行装备系统、平行部队系统、虚拟参谋与指挥员等核心要素;包括大数据、云计算、机器学习、作战仿真、高速通信、复杂战场环境构建等核心技术：包括各种作战概念、作战规则、战略战术、战法理论与软件系统等。

平行军事系统的核心是虚实互动、以虚制胜。其制胜机理主要体现在以下几个方面。

知己知彼，未战先知。在蓝军数据和模型比较充足翔实的条件下，通过虚拟空间与不同对手事先大量的对抗，使得实际作战还未开始，就可以预知在不同条件下的胜负和可能的结果。

智能化平行军事系统

美军使用FPS游戏（第一人称射击游戏）进行模拟战场训练

运筹帷幄，以劣胜优。在己方作战实力和手段不如对方情况下，通过虚拟空间仿真训练，可以寻找到局部的时间和空间窗口优势，从而以数量、速度、一技之长和局部优势取得胜利。全局虽处劣势，但局部存在或者可以营造优势。

虚实互动，以虚促实。通过虚拟空间与实体空间的关联映射、相互迭代、仿真训练，可以发现人员素质、装备性能、战法运用、条件支撑等，与作战对手的差距，从而开展针对性的训练和建设，以弥补自身短板。

虚实对决，以虚制胜。在硬件实力差不多的情况下，如果对方只有实体部队，而没有虚拟平行作战功能，己方很容易以虚制实、打败对手。如果对手也具备虚拟平行作战能力，作战的胜败就取决于双方平行军事系统水平的高低，特别是AI模型算法的多少、优劣，谁的AI更多、更聪明、更高效，谁就拥有更多的战场主动权，取胜的可能性就更大。

和平年代如何开展實战化对抗训练，是一个时代性课题和世界难题。如果仅仅从实兵演习中采集积累数据，消耗巨大、成本巨大，而且象域外陌生战场，还没法实现，这是一条行不通的路。只有走模拟仿真这条路子，依托平行军事系统在对抗条件下反复多次演练，才能解决部队作战能力数据积累难、可信度低等问题。

记：那么在虚拟战场环境、平行士兵、平行装备方面，现在已经有哪些建设成果？

一张人脸的ZScape 3D全息照片，无需特殊眼镜，裸眼就能看到三维效果

实景互动射击训练系统

吴：虚拟战场环境，一要模拟真实的地理环境，二要体现气象水文、天然电磁环境、人为电磁干扰、广播/电视/网络布局、通信路径和信息节点等复杂气象与电磁环境;三要反映国家历史、价值观念、民族特性、知识结构、宗教信仰等社会环境和组织分布情况等。高级的虚拟战场环境，还要能够准确反映人、机、环三者之间的交互关系和定性定量影响，具备坦克、飞机、大炮、军舰等作战平台的在复杂地理环境和气象条件下的动力学模型，各种武器、火力和软硬杀伤手段的毁伤模型。2011年，美国国防高级研究计划局完成了“城市光子沙盘显示”项目，与斑马成像公司合作制造出360°全息动态显示样机ZScape，能实时传输三维全息战斗场景，协助用户进行任务规划。2017年4月，美国海军授予FoVI3D公司小企业创新研究计划第二阶段项目，开发下一代完整多全息显示技术。

平行士兵，最终要形成虚实互动、人机融合、感控一体、在线离线结合的标准赛博物理社会系统（CPSS），成为具有超级作战能力的“平行士兵”，形成虚实一体“平行系统对人”甚至“平行系统对平行系统”的智能高效作战单元与系统。平行士兵包括两个方面：一是对人的特征的平行建模，二是对士兵作战系统的平行仿真。美国DARPA启动“阿凡达”“士兵视觉增强系统”“增强人体机能外骨骼”“班组X核心技术”等项目;德国“IdZ-3”系统、俄罗斯“战士”系统、瑞士“集成模块化士兵系统”、加拿大“综合士兵系统”、英国“未来士兵构想”等新项目，都逐漸向虚拟士兵、虚实互动、数字孪生、网络化、智能化方向发展。

ZScape 3D全息照片，用它显示普通照片也许太贵，但军事地图呢？能360°旋转加上不同倾斜角度裸眼观看，制定战术时可方便多了，据说美国陆军已经订制了超过8000套

军事装备复杂多样，因此平行装备也具有多样性。平行装备研究开发的核心是要形成具有虚拟大脑AI功能的软件定义装备系统，用于指导装备作战、使用、训练、管理、保障和制造、改进。主要分为三大类：一类是数字化的虚拟装备系统，用模型和数据表征武器装备各个战技性能、使用特点和技术状态;另一类是装备模拟训练系统，重点用于训练部队装备操作人员、参谋人员和指挥员;最后一类是智能化装备AI系统，及时指导士兵操作使用装备和训练，战时用于扩展物理战士的作战与决策能力，甚至在物理战士失去能力的情况下代替战士执行任务。

装备模拟训练系统已经发展了很多年，有很多产品，书中介绍了很多。如实景互动射击训练系统，是一种虚拟化、模拟化、高仿真的综合战术射击训练平台，具备实景实弹影像战术射击训练、真人实弹红蓝对抗射击、超现实3D场景射击、高精度靶射击、激光战术射击、靶机模拟射击、训练过程记录、训练效果评价等功能。

但是总体上，数字装备、数字孪生、平行装备的发展与建设，这几年才刚刚开始，对它的内涵、外延和功能，还在探索研究之中。

记：您在书中最后写到，“人类战争的消耗，只限于一定规模的无人系统、模拟对抗与仿真实验，甚至仅仅是打一场战争游戏的能源”。这是不是就来源于智能化技术对战争样式的改变，平行军事、虚拟部队的产生等？

吴：是的，与这些内容直接关联，否则也不可能预测和推测出这样的可能性。战争的智能化程度，在某种意义上体现了战争文明的进程。战争作为人类社会不可调和矛盾的最终解决手段，所追求的理想目标是文明化：不战而屈人之兵、资源投入最少、人员伤亡最小、对社会的破坏最轻……但以往的战争实践，往往因政治斗争、民族矛盾、经济利益争夺、科技毁伤手段的残酷等原因而事与愿违，常常把国家、城市和家园毁坏殆尽。

以往的战争未能实现上述理想，而未来智能化战争由于技术上的突破、透明度的增加、经济利益互利共享的加深，特别是有生力量的对抗逐步让位于机器人之间的对抗、AI之间的博弈，人员伤亡、物质消耗、附带损伤会越来越小，在很大程度上存在实现文明化的可能性，给人类带来了希望。

我们期待，未来战争，从人类社会的相互残杀、物质世界的极大破坏，逐步过渡到无人系统和机器人之间的战争，发展到仅限于作战能力和综合实力的威慑与制衡、虚拟世界中AI之间的对抗、高仿真的战争游戏……人类战争的消耗，只限于一定规模的无人系统、模拟对抗与仿真实验，甚至仅仅是打一场战争游戏的能源。这是智能化战争发展的最高目标，本书的最终理想，作者的最大愿望，人类的美好远景！