“任何能够被精确定义的事物,都可以被完美地设计和开发。如果数据是新的石油,技术就是新的炼油厂。创造并完善新兴技术生态系统是一项紧迫任务。”
在全球冲突格局快速演变的背景下,战争不再仅由物理力量定义,而是由数字优势和技术的敏捷性定义。本文探讨了人工智能即服务在塑造战争未来方面的变革性作用。未来战场以自动化、自主性、精确性、定位和人工智能这五大基础支柱的融合为基石,是一个数据融合、认知决策和算法战占据中心舞台的领域。
武装力量可通过一个自适应的人工智能即服务框架,将人工智能整合到从情报到作战、从后勤到网络防御的所有作战维度。该平台能够实现实时态势感知、多域决策支持,并能无缝综合来自战场物联网、传感器阵列和情报网络的输入。通过现实场景和任务模拟,本文展示了人工智能如何驱动作战优势,加速OODA循环,赋能自主无人系统,并确保在GPS拒止或网络对抗环境下的弹性。
然而,这场人工智能革命也带来了挑战,如理论模糊性、互操作性差距以及致命决策中机器自主性的伦理困境。本文主张制定与稳健人工智能战略相协调的国家安全条令,并以政治意愿、制度创新和“全国一盘棋”的方法为支撑。随着人工智能演变为第四次工业革命的“电力”,必须充分利用其全部潜力,改变战争形态,并掌握无与伦比的战略影响力。
引言
在一个以空前技术颠覆为标志的时代,战争的性质正在经历快速而根本性的转变。未来的战场将不再仅由数量优势或常规力量取胜,而是由数字领域的敏捷性和主导权决定。未来战区由五大技术支柱的掌控所定义,自动化、自主性、精确性、定位和人工智能是基石。士兵与技术系统的融合、战场物联网、算法精确性以及技术与战略战术的结合,将定义印度的技术驱动转型,以确保武装力量始终面向未来、适应任务且具有无可置疑的支配力。
与技术的约定——战场物联网场景构建
品味日常生活中技术驱动的战争——无需开一枪,战争的动荡、混乱和VUCA(易变性、不确定性、复杂性、模糊性)影响已然弥漫。技术驱动的场景可以自主地预示一场战争。在某D日,包括地铁、航空公司和铁路在内的交通系统遭受重大网络攻击,导致大城市机场瘫痪及数起重大铁路事故。D+1日,银行、数字公共基础设施和国家电网遭受重大破坏。D+2日,主要医院遭受网络攻击,指挥与控制(C2)系统影响全国互联网可用性。国家陷入瘫痪。所有这些都发生在社交媒体充斥着关于部落冲突、宗教驱动的骚乱、对宗教场所的袭击等虚假信息的背景下,随后又散布边境无人机蜂群威胁、沿海地区水下无人自主系统等情报报告。国家进入高度安全威胁状态,出现恐惧心理,政府因基本服务崩溃且无备用选项而陷入瘫痪。未发一枪,但强制性外交已然上演。这是机动战的剧本,与消耗战那种让人联想到动能攻击和猛烈爆炸的模式形成对比。
未来科技——现实中与人工智能的约定——人工智能即服务
技术正在飞速发展。传感器与软件、数据与技术是一枚硬币的两面,需要加以利用以创建强大的情报、作战和战斗管理系统,在这方面,人工智能是固有的赋能者。人工智能作为第四次工业革命的产物,与第二次工业革命的“电力”同义。电力在第二次工业革命中取代了蒸汽,而世界在第四次工业革命中则经历了数字足迹取代模拟系统的力量。数据过载、信息冗余以及高速计算,使人工智能成为发展的必然选择,即便不是被迫的。尽管电力可以从解决问题的技术角度来看待,但电力系统的最大价值是通过建立电网来实现的。同样,人工智能的真正价值可以通过创建一个自适应框架来实现,即通过人工智能即服务平台,以问题-解决方案汇编的视角来看待这项技术。两个例子将使这一概念清晰明了。人工智能即服务和人工智能驱动的OODA循环。
在深入探讨人工智能即服务之前,进行面向应用的人工智能分析是合适的。作为预测分析数学模型的人工智能算法,在解决概率问题方面一直非常可靠。一个很好的例子是制导导弹中的制导控制关系,它预测机动目标的未来位置直至最终锁定。训练此模型的数据集来自各种目标和制导导弹机动的模拟。通常,这些模型用数据集进行曲线拟合。这在数字化转型引发技术界革命之前一直很流行。随着高数据存储和高速计算GPU的出现,通过神经网络的机器学习和深度学习模型,为人工智能带来了范式转变。如今,我们有了带有卷积神经网络和生成式预训练Transformer的小型语言模型和大型语言模型,创造了生成式人工智能和智能体人工智能。因此,一个典型的人工智能国防应用生态系统(参照上图)将包含以下人工智能技术栈。
● 基于传感器的数据收集:基于多个光电传感器采集数据,捕获设备如雷达、激光雷达、声纳、卫星、无人航空系统的数据,并处理为商业智能用于制作简报,以及用于决策支持的增强智能。人工智能用于多平台-多传感器数据融合、数据准确性验证、趋势分析和预测分析。机器学习、深度学习和小型语言模型是基于卷积神经网络的典型人工智能应用。小型语言模型可以处理数百万个参数,通常部署在传感器边缘,用于基于人工智能的敏捷分析。
● 数据处理与理解:通过图神经网络处理数据并创建认知人脑智能和可操作信息,人工智能用于通过小型语言模型识别网络和网络威胁。人工智能将自动化驱动至自主系统,实现精确定位,这在目标瞄准中至关重要。
● 指挥控制与决策支持系统:人工智能驱动的情报、监视与侦察,指挥控制,任务规划,作战后勤规划,战场管理系统和决策支持系统采用具有数十亿参数的大型语言模型。在复杂动态环境下,面对海量历史、过去和当前数据输入的决策支持系统,最宜由人工智能平台驱动,以提供行动方案、应急预案和关键绩效指标,实现有效的决策支持。归根结底,可以设计和开发自主决策的“发射器-射手”系统,包括陆地、空中、海面和水下的无人自主系统。深度强化学习、小型语言模型、大型语言模型可配置用于基于蜂群的军事行动,无论是否采用“人在回路”模式。
● 无形战争:人工智能驱动的防御性和进攻性网络及电子战系统,有潜力通过创建生成对抗网络来破坏商业和军事的C4系统,从而维持无形战争。基于人工智能的致命性自主武器是下一波浪潮,能够自主感知、搜寻并摧毁目标。目前正在进行大量研究,以模拟“头脑”、“心脑”和“肠脑”神经网络,分别构建基于情感/共情和基于本能的人工智能决策支持系统。
人工智能即服务——一个自适应框架
开发了一个用于卫星图像解译的人工智能平台,并创建了多平台多传感器数据融合,以识别具有关注点和重要性的军事目标。在战术/战役/更高层级总部,非结构化和结构化数据输入量巨大,常常导致信息过载。信息复杂性在指挥层级中呈指数级增长。考虑到详尽的安全机构接收来自卫星合成孔径雷达、光电和其他形式图像、通信情报、信号情报、人力情报、社交媒体以及情报局、研究与分析处等各级别不同渠道的输入,在海量信息中筛选和破译所有输入以在总部形成连贯全面的图景,已成为人力所限。在战争中,情况变得极为复杂,特别是当具有历史价值的信息片段(这些是机构记忆)正在交接时,在情报、作战和决策支持方面的可行动准备上存在诸多不足。正是在这种情况下,人工智能成为实现实时态势感知和通用作战图景的必然服务。基于人工智能软件的决策支持系统可以成为战术、战役和战略指挥官的强大工具,通过整合大量卫星、合成孔径雷达、光电图像及上述所有情报输入,并结合相关历史输入和实时信息,创建可操作的信息决策支持更新。进行了一项利用卫星和合成孔径雷达图像通过人工智能算法创建通用作战图景的实验。这项原本需要超过24小时的作业,在15分钟内以高效且有效的方式完成,并为每个目标分配了真值。然而,挑战在于获取足够的图像数据点来训练人工智能模型。一辆坦克大约8个像素,一门炮大约6个像素,在百万像素的图像中寻找坦克和火炮如同大海捞针。该人工智能模型是为敌我识别、解码战斗队、战斗群、战斗指挥的任务包而开发的,并具有C7I2SR(指挥、控制、通信、计算机、网络电子、认知与战斗)决策支持系统的轮廓。随后,这个相同的多平台多传感器数据融合人工智能平台被部署用于早期癌症检测,因为癌细胞也处于类似的6到8像素范围,并且基于多次变化的检测测试。后来,这个人工智能平台又被部署用于管理新冠肺炎医院,基于闭路电视摄像头识别床位可用性和监控病房的患者护理。人工智能即服务平台在军事和商业应用中的多功能性非常深远。
OODA循环
人工智能是执行观察、判断、决策、行动循环最快的高手。在空战场景构建和净评估演习中,人工智能驱动的无人自主航空系统(无人机)在空战场景中表现优于有人驾驶飞机,这得益于其基于大型语言模型的强大数据决策能力,以及执行超过8G机动的固有能力,从而能够更快地响应变化。可以设计和开发用于三军多域作战行动和一体化战区司令部实时态势感知、通用作战图景及C7I2S2R决策支持系统的人工智能平台。
上图解释了基于人工智能的自主“铁穹”和主动防护系统。来自地下、水下、地面矢量和空中矢量的360度威胁包络需要一个感知和搜索传感器技术系统。在传感器边缘或人工智能平台上由人工智能适当评估的数据输入,可以在几毫秒内基于敌我识别评估并创建威胁包络。然后,它可以做出适当决策,指定射手摧毁威胁。行动可以预设为非动能和动能,并且可以基于包括反应时间在内的参数,配置对“弱点”和“易损区”的主动防护。
图:铁穹和主动防护系统(APS)
三军环境与一体化战区司令部中的人工智能
在虚假信息和深度伪造人工智能驱动行动的时代,人工智能是万灵药,并作为变革性的力量倍增器脱颖而出。基于人工智能的信息和决策支持系统能够在极端模糊的场景中重新定义指挥结构、战场感知和实时决策。未来的冲突很可能在竞争激烈、信息与虚假信息丰富的环境中进行,需要在陆、海、空、天、电子战和网络等多个领域快速综合海量数据。战备状态和敏捷性将由多平台、多传感器数据融合来定义,以感知和寻求可操作的情报与信息,分辨敌我,并通过适当的射手消除威胁。这要求将人工智能整合到战区指挥的C7架构——指挥、控制、通信、网络、计算机、认知与战斗决策支持系统中,这对于保持战略优势至关重要。人工智能赋能的决策支持系统可以整合所有领域的输入,生成同步的、任务定制的建议,以支持跨一体化战斗群的各部队组成部分的协调响应。在高风险环境中,时间是关键资源。自主决策支持系统可以提供对敌方态势的实时分析,建议相称的威慑选项,甚至模拟升级阶梯,帮助各级指挥官管理危机场景,而不过度投入或误判。注入人工智能的自主决策支持系统可以处理和分析超出人类能力的海量战场数据。这种认知增强使指挥官能够有效管理更复杂的行动,在各级部队中充当力量倍增器。
对抗环境中的作战弹性 人工智能赋能的决策支持系统保证了联合与多域作战的精确性,通过认知自动化和更快的OODA循环实现力量倍增,以进行有效的升级控制。可以设计这些系统在GPS拒止、通信对抗或网络受损的环境中半独立运行。这确保了当传统系统被对手电子战或网络攻击破坏时,指挥的连续性和任务的执行。利用人工智能生成的兵棋推演场景和数据驱动决策树,自主决策支持系统也可用于战略、战役和战术演习及虚拟任务排练。这促进了指挥官的持续学习,并在无需大规模部署的情况下提高了战备水平,作为一种进攻性大规模杀伤性武器可以发动虚拟外科手术式打击。人工智能驱动的无声武器库——激光、干扰器和网络攻击——可以在开一枪之前就瘫痪敌人的指挥与控制结构,使战场态势倾斜。随着卫星网络失灵,精确的网络入侵升级。地面站面临中断,指挥系统在数据洪流下不堪重负,军种间协调缓慢如爬。这些打击是外科手术式的,不是为了摧毁,而是为了迷惑,在战争迷雾中播下混乱。
基于传感器-射手人工智能驱动的C7I2S2R一体化战区司令部决策支持系统框架
| 组件 | 功能必要性 | 在人工智能驱动战争中的功能 |
|---|---|---|
| C2(指挥与控制) | 战场命令执行与协调 | 人工智能优化的任务规划与部队部署 |
| C2(通信与计算机) | 安全数据传输与实时数字操作 | 人工智能驱动的频谱管理、人工智能优化的计算系统、量子集成与加密 |
| C(网络电子) | 防御性与进攻性网络作战 | 人工智能驱动的网络威胁检测、电子战欺骗、响应与对策 |
| C2(认知与战斗) | 人工智能驱动的战术决策与适应性 | 预测分析、兵棋推演、实时决策支持、自适应响应策略 |
| I2(信息与情报) | 基于单一事实来源的多源情报与实时数据处理 | 人工智能驱动的来自情报监视与侦察、人力情报、信号情报、通信情报、图像情报、地理空间情报的情报融合 |
| S2(安全监视-态势感知与通用作战图景) | 多层地理人工智能网格、持续战场监控与跟踪 | 人工智能驱动的情报监视与侦察、多平台多传感器数据融合、敌我识别、实时战场洞察——前线部队 |
| R(侦察与目标指示) | 自主与实时敌人跟踪 | 人工智能引导的无人航空系统监视、自主威胁交战、武装侦察 |
| DSS(决策支持系统) | 人工智能增强的指挥控制、作战决策与应急计划 | 基于多平台多传感器数据融合和任务包的实时人工智能分析,用于战略战术执行,自主决策支持系统 |
表1,基于传感器-射手人工智能驱动的C7I2S2R一体化战区司令部决策支持系统框架。来源:作者
人工智能系统实战化挑战
尽管如此,世界各地的武装部队仍在努力将自主系统整合到传统的指挥链结构中。关键是要理解,当人工智能决策支持系统建议采取致命行动时,谁将拥有最终授权?如果结果出错,责任如何分配?联合和联盟作战需要无缝的互操作性。然而,各军种和一体化战区司令部生态系统中数据标准、人工智能架构和安全协议的差异,可能阻碍实时数据共享和同步决策。正是在这种背景下,一个经过深思熟虑的人工智能系统部署路线图变得相关,包括理论改革、技术发展里程碑、测试平台和模拟、人机与机机接口设计,以及通过头脑、心灵和直觉三位一体实现人工智能人性化的研发。
武装部队的前进战略路径
武装力量迫切需要为基于技术的威胁场景做好准备。创建一个强大的人工智能即服务平台可能的政策举措和行动方案如下:
数据即服务:确定统一的三军通用数据基础设施。不同于数据湖,我们创建一个“数据花园”,包含经过“除草”的、由单一事实来源驱动的结构化数据和非结构化数据,在静态时加密存储于三军云,在传输时通过网络安全的通道传输。
基础设施即服务:通过传感器和战场物联网为高科技基础设施场景制定蓝图。此技术栈内在地包含对己方关键基础设施的信息、通信和网络防御,以及可靠的引导、校准和维持进攻性信息、通信和网络技术的能力。可以发动基于技术的信息、通信和网络外科手术式打击,向西方和北方的敌对邻国传递微妙信息。
平台即服务:人工智能作为一种应用,最好作为一个包含多种应用程序编程接口的平台来部署,这些接口经过适当联网以实现有效的决策支持。贾维斯是一个由初创公司创建的用于图像解译的人工智能平台,并基于大型语言模型的计算机视觉部署于大量其他应用。需要为三军开发基于人工智能的平台即服务,以实现有效的决策支持。
设计和开发基于角色的无人自主系统(空中、地面、海上和水下)至关重要。一些关键领域是:
● 后勤与供应链:对于先进的冬季储备、季风前储备、冬季孤立哨所的空中维持、伤员后送、伞降、跳伞、渗透行动以及在军事行动中(10公斤至150公斤)促进作战后勤,后勤与供应链起着至关重要的作用。
● 监视:全地形、战术情报收集行动和纵深感兴趣目标,激光雷达、雷达、合成孔径雷达、光电和通信有效载荷,用于军事行动,包括反叛乱-反恐和常规作战。
● 构建基于自主作战系统和有人-无人编队的作战场景波浪,作为地面、空中或海上的眼睛和耳朵,执行搜索-搜寻-摧毁任务,作为致命武器平台,通过携带地雷在敌前散布进行布雷作业,侦察和武装侦察任务,“神风”式行动以及其他三军一体化战斗任务。
基于该技术,必须战略性地组织由来自武装部队、学术界、政府和工业界的主题专家组成的“国土陆军技术发展单位”,以创建一个基于人工智能的三军C7I2S2R决策支持系统,作为类似于“综合制导导弹发展计划”的项目。为了负责任且有效地配置基于人工智能的自主决策支持系统。在武装部队中,多维度的路线图至关重要:
● 理论发展:发展定义人工智能在战斗决策、交战规则和升级规程中作用的理论。
● 为自主和“人在回路”作战开发一个稳健的人工智能驱动的C7I2SR决策支持系统。
● “人在回路”人工智能系统:将人机协作制度化,建立基于任务风险分级的有人-无人编队自主层级。
● 人工智能素养与兵棋推演:培训领导者的人工智能素养,将决策支持系统融入军事教育,并在逼真的模拟中定期测试。
● 红队测试与对抗性测试:将人工智能系统置于压力测试和网络威胁下,以提高其鲁棒性。
● 伦理与治理框架:基于头脑、心灵、直觉三位一体开发人工智能系统,开发稳健的人工智能驱动的决策支持系统,并建立强有力的监督机构,以确保遵守国际人道法和道德规范。
结论
技术主权是一段旅程,而非终点,让这场马拉松开始吧。当今的发达国家和发展中国家,在迈向强大的国家发展计划时,有三个共同的战略支柱——拥有强大政治意愿的国家愿景、全国一盘棋的方法以及对发展颠覆性新兴技术永不满足的渴望。这一箴言已使土耳其、新加坡、韩国、南非等国加入了美国、俄罗斯、中国、以色列、法国、南非等众所周知的行列。
未来战场需要速度、精确性和适应性,这些特性只有人工智能驱动的自主决策支持系统能够提供。对武装部队而言,这些系统既代表着变革的机遇,也代表着战略的脆弱性。设计和开发基于人工智能的决策支持系统是迫不得已,而不再是可选项。多域多平台集成与态势感知、指挥官认知负荷减轻、自主响应与对抗能力、决策速度与准确性提高、配置人工智能驱动的网络电子防御以及跨武器平台的互操作性,是未来战争中的战场游戏规则改变者。在C7I2S2R决策支持系统中有效部署人工智能,可以重新定义战场动态,使军队能够超越、智胜和智取对手。
作者:印度阿尼尔·卡普尔中将