趙林

智能化作戰(zhàn)毫無疑問將是未來戰(zhàn)爭的主要形態(tài)，也將是各國重新進(jìn)行實(shí)力角逐的領(lǐng)域。美軍一直注重人工智能領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，從國家戰(zhàn)略層面加緊布局，加之卓越的技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)為人工智能發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得美國取得了大批令世界矚目的成果。就目前形勢而言，美國仍然處于領(lǐng)頭羊的位置，具有明晰的發(fā)展戰(zhàn)略、具體的戰(zhàn)術(shù)模式和強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2018年美國國防部人工智能戰(zhàn)略摘要

頂層設(shè)計(jì)戰(zhàn)略牽引，前瞻研究核心領(lǐng)域

美軍很早便啟動(dòng)了跨學(xué)科人工智能項(xiàng)目，綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、概率論、統(tǒng)計(jì)和認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)的最新成果。美國軍方以美國政府及國防部2019年2月發(fā)布的《美國人工智能倡議》和《美國國防部人工智能戰(zhàn)略報(bào)告》為依據(jù)，相繼制定人工智能技術(shù)研發(fā)規(guī)劃、重點(diǎn)項(xiàng)目設(shè)想、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，著力構(gòu)建研發(fā)生產(chǎn)、作戰(zhàn)運(yùn)用和人才培養(yǎng)體系，為人工智能技術(shù)研發(fā)指引方向、明確要求。美軍還統(tǒng)籌運(yùn)用聯(lián)合人工智能中心、美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局、美國國防實(shí)驗(yàn)室及其他專注于人工智能研發(fā)的單位，細(xì)化職責(zé)分工，以期盡快推動(dòng)人工智能研發(fā)項(xiàng)目落地見效。其在人工智能方面的研究主要涉及自然語言理解、外部世界感知、學(xué)習(xí)認(rèn)知能力以及終身學(xué)習(xí)機(jī)器領(lǐng)域。

理解多國語言文字，像翻譯家一樣閱讀理解。美軍在20世紀(jì)70年代初啟動(dòng)了語音識(shí)別研究項(xiàng)目，支持多個(gè)研究機(jī)構(gòu)采用不同的方法進(jìn)行語音識(shí)別研究。進(jìn)入80年代，開始采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法研究語音識(shí)別技術(shù)，開發(fā)的軟件能夠識(shí)別整句連續(xù)的語音。2000年之后，開始研制通過對話進(jìn)行人機(jī)交互的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還能從與不同人的對話中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。2005年，美軍啟動(dòng)“全球自動(dòng)化語言情報(bào)利用”項(xiàng)目，研發(fā)對標(biāo)準(zhǔn)阿拉伯語和漢語的印刷品、網(wǎng)頁、新聞及電視廣播進(jìn)行實(shí)時(shí)翻譯的技術(shù)，目標(biāo)是使得95%的文本文檔翻譯和90%的語音文件翻譯均能達(dá)到95%的正確率。2012年，美軍啟動(dòng)的“文本深度發(fā)掘和過濾”項(xiàng)目，更加明確地提出要利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)掘大量文本中隱含的、有實(shí)際價(jià)值的信息，同時(shí)還要具備將處理后的信息進(jìn)行進(jìn)一步整合的能力。2014年，美軍啟動(dòng)“大機(jī)制”項(xiàng)目，將知識(shí)片段綜合成更完整的模型，并提出實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的干預(yù)措施。

增強(qiáng)外部感知能力，像人類一樣感覺世界。環(huán)境感知主要涉及各類傳感器信息的識(shí)別和應(yīng)用。隨著研究的深入，特別是研制無人系統(tǒng)對信息輸入的苛刻要求，美軍的項(xiàng)目從對靜態(tài)信息的識(shí)別逐漸向動(dòng)態(tài)信息的感應(yīng)和識(shí)別方向發(fā)展。1976年開始的“圖像理解”項(xiàng)目，最初的目標(biāo)是用5年的時(shí)間開發(fā)出能夠自動(dòng)或半自動(dòng)分析軍事照片和相關(guān)圖片的技術(shù)。1979年，項(xiàng)目又增加了圖形繪制技術(shù)。到了1981年，預(yù)計(jì)5年內(nèi)完成的項(xiàng)目并沒有終止，持續(xù)到2001年，為解決環(huán)境感知問題，啟動(dòng)了“PerceptOR”項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目的是開發(fā)新型無人車用感知系統(tǒng)，保證無人車能夠在越野環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，并且能在各種戰(zhàn)場環(huán)境和天氣條件下使用。2005年，該項(xiàng)目完成階段性研究，轉(zhuǎn)移到“未來作戰(zhàn)系統(tǒng)地面無人車集成產(chǎn)品”項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)與測試。2010年3月，美軍啟動(dòng)“心靈之眼”項(xiàng)目，為機(jī)器建立智能視覺，實(shí)現(xiàn)對視頻信息進(jìn)行推理。

深度學(xué)習(xí)的提出，為人工智能的發(fā)展帶來了澎湃動(dòng)力

提高學(xué)習(xí)認(rèn)知能力，像成人一樣分析判斷。美軍在20世紀(jì)80年代采用自動(dòng)推理，顯著改善了“沙漠風(fēng)暴”和“沙漠盾牌”行動(dòng)中的相關(guān)問題，之前需要4天才能完成的部署，現(xiàn)在僅需要數(shù)小時(shí)就能完成。國防高級(jí)研究計(jì)劃局創(chuàng)建了認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)，提高了不同層次軍事決策的效率，并實(shí)現(xiàn)更小型、移動(dòng)性更高且不易受到影響的指揮中心。2006年開始的“綜合學(xué)習(xí)”項(xiàng)目，目標(biāo)是將專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)和常識(shí)綜合建立一個(gè)推理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能像人一樣學(xué)習(xí)并可用于多種復(fù)雜任務(wù)。2010年，美軍開始資助深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目，目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)通用的機(jī)器學(xué)習(xí)引擎。深度學(xué)習(xí)可以完成需要高度抽象特征的人工智能任務(wù)，如語音識(shí)別、圖像識(shí)別和檢索、自然語言理解等。2016年10月，“可解釋的人工智能”項(xiàng)目公告明確指出，新的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)將能解釋自身邏輯原理、描述自身優(yōu)缺點(diǎn)，并解釋未來的行為表現(xiàn)。2017年3月，美軍從學(xué)術(shù)和工業(yè)界中挑選出了13家研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行資助。目前，華盛頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了一系列研究成果。

實(shí)現(xiàn)自主性自適應(yīng)，像孩子一樣從小學(xué)習(xí)。美軍于2017年“啟動(dòng)終身學(xué)習(xí)機(jī)器”項(xiàng)目，探索生物學(xué)習(xí)機(jī)理在人工智能中的應(yīng)用，推進(jìn)新一代人工智能系統(tǒng)的發(fā)展。該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)支持下一代“自適應(yīng)”人工智能系統(tǒng)所需的技術(shù)，使其能夠在實(shí)際環(huán)境中基于情景進(jìn)行在線式現(xiàn)場學(xué)習(xí)并改善性能，不需要進(jìn)行線下再編程或再訓(xùn)練。美軍試圖將生物學(xué)習(xí)機(jī)理應(yīng)用于計(jì)算機(jī)機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，打破現(xiàn)有機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)對預(yù)編程和訓(xùn)練樣本的依賴，使人工智能系統(tǒng)像生物系統(tǒng)一樣能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策，提高行動(dòng)的自主性，增強(qiáng)廣度環(huán)境適應(yīng)能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，“終身學(xué)習(xí)機(jī)器”項(xiàng)目旨在從根本上開發(fā)一種全新的機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)制，使系統(tǒng)能夠從經(jīng)驗(yàn)中不斷學(xué)習(xí)，就像孩童和其他生命體一生不斷從經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行學(xué)習(xí)與訓(xùn)練一樣。通過研發(fā)新一代機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，使其具備能夠從環(huán)境中不斷學(xué)習(xí)并總結(jié)出一般性知識(shí)的能力，這將為第三次人工智能技術(shù)浪潮打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

推進(jìn)平臺(tái)智能化發(fā)展，高度重視作戰(zhàn)運(yùn)用

未來戰(zhàn)爭形態(tài)正逐步由信息化轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?，美軍近年來大力推?dòng)人工智能的實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)用，試圖建立人工智能作戰(zhàn)體系。美國提出的“第三次抵消戰(zhàn)略”中提及要聚焦人工智能與自主技術(shù)，開發(fā)驗(yàn)證無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)、人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)、智能認(rèn)知作戰(zhàn)、數(shù)據(jù)開源作戰(zhàn)、全域滲透作戰(zhàn)等作戰(zhàn)模式，并提升作戰(zhàn)平臺(tái)的智能化水平。美國目前雖然并未實(shí)現(xiàn)武器平臺(tái)的普遍智能化，但由國防高級(jí)研究計(jì)劃局、國防部戰(zhàn)略能力辦公室、空軍、海軍等部門推進(jìn)的試點(diǎn)項(xiàng)目均取得了一定成果。

山鶉微型無人機(jī)

智能化反艦導(dǎo)彈，真正實(shí)現(xiàn)“發(fā)射后不用管”。“遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈”項(xiàng)目將成為美軍推行分布式殺傷概念的核心裝備和重點(diǎn)發(fā)展武器。該型導(dǎo)彈具備良好的平臺(tái)適應(yīng)性，可以覆蓋水面艦艇的常見交戰(zhàn)距離，具有大射程、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，在自主感知威脅、自主在線航跡規(guī)劃、多彈協(xié)同、目標(biāo)價(jià)值等級(jí)劃分、目標(biāo)識(shí)別等方面的智能化水平極高。目前其空射版已經(jīng)于2018年首先列裝了美國空軍第28轟炸機(jī)聯(lián)隊(duì)。

無人機(jī)作戰(zhàn)蜂群，成本低廉作用巨大。山鶉微型無人機(jī)能盡快形成戰(zhàn)斗力，投入實(shí)戰(zhàn)。該型無人機(jī)體型小，重量不到300克，可以裝到一個(gè)特制的投射筒內(nèi)由戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)攜帶投送，F(xiàn)-16戰(zhàn)斗機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)ALE-47曳光彈投放器投放，一次可以部署多達(dá)30架以上的無人機(jī);“小精靈”項(xiàng)目通過研究空中發(fā)射和回收技術(shù)，利用大型運(yùn)輸機(jī)對小型無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程投送，成群的無人機(jī)可以很容易地作為分布式傳感器節(jié)點(diǎn)，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)在廣闊的區(qū)域內(nèi)收集圖像或其他情報(bào)。

混編搭配協(xié)同作戰(zhàn)，發(fā)揮武器裝備最大效能。“忠誠僚機(jī)”項(xiàng)目旨在通過為F-16戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)和研制一種人工智能模塊，增加無人機(jī)自主作戰(zhàn)能力，確保美空軍在未來戰(zhàn)爭中實(shí)現(xiàn)無人駕駛的F-16四代戰(zhàn)斗機(jī)與F-35A五代戰(zhàn)斗機(jī)之間形成高低搭配，通過“有人-無人”編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)，有效摧毀空中和地面目標(biāo)。2019年3月5日，由美國空軍實(shí)驗(yàn)室和克瑞托斯無人機(jī)系統(tǒng)公司聯(lián)合研發(fā)的XQ-58A戰(zhàn)斗無人機(jī)首飛成功，未來將作為F-22或F-35的“忠誠僚機(jī)”。技術(shù)成熟后，無人僚機(jī)能夠達(dá)到高度自動(dòng)的程度，可以實(shí)現(xiàn)更智能的無人機(jī)與有人戰(zhàn)機(jī)配合作戰(zhàn)。

智能化無人潛航器，自動(dòng)控制功能全面。“大直徑無人潛航器”項(xiàng)目旨在解決無人潛航器的長期自主水下作業(yè)、利用傳感器實(shí)現(xiàn)安全自主導(dǎo)航等問題。該類潛航器能夠搭載不同傳感器和任務(wù)模塊，自動(dòng)控制能力更高，能夠數(shù)月、遠(yuǎn)距離執(zhí)行任務(wù)。它具有掃雷、跟蹤、情報(bào)偵察、自主工作、智能化攻擊的能力，可搭載各種類型的導(dǎo)彈、炸彈甚至核彈進(jìn)行自主攻擊;既可獨(dú)立使用，也可在包括巡航導(dǎo)彈核潛艇、弗吉尼亞級(jí)攻擊核潛艇和水面艦艇等多種平臺(tái)上部署，預(yù)計(jì)在2020年形成作戰(zhàn)能力。

智能化追蹤反潛艇，底噪柴電潛艇的“殺手”。“持續(xù)追蹤無人反潛艇”項(xiàng)目旨在應(yīng)對未來安靜型柴電潛艇的威脅。該艇利用人工智能與艇載傳感器進(jìn)行導(dǎo)航，具有探測、跟蹤、告警、規(guī)避功能。艇體采用復(fù)合材料，具有隱身性能;該艇暴露在水面以上的部分體積不大，雷達(dá)反射截面積較小，主艇體潛行在10米以下，整艘艇的隱蔽性和淺海航行能力均較好，續(xù)航時(shí)間為3個(gè)月，機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)，具有極佳的前沿部署能力及大范圍反潛能力。

“忠誠僚機(jī)”項(xiàng)目想象圖

美國遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈

引領(lǐng)第三代人工智能，聚焦提高戰(zhàn)場智慧

美軍依據(jù)技術(shù)特征，認(rèn)為人工智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)歷第一次和第二次浪潮，正迎來第三次浪潮。第一次人工智能技術(shù)浪潮開始于20世紀(jì)60年代初，以“手工知識(shí)”為特征，沒有學(xué)習(xí)能力，處理不確定性的能力很弱。第二次人工智能技術(shù)浪潮開始于20世紀(jì)60年代末，以“統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)”為特征，具有很低程度的推理能力。第三次人工智能技術(shù)浪潮以“自適應(yīng)”為特征，可持續(xù)學(xué)習(xí)并且可解釋，機(jī)器與人之間可以進(jìn)行自然的交流，系統(tǒng)在遇到新的任務(wù)和情況時(shí)能夠?qū)W習(xí)及推理。人工智能的持續(xù)自主學(xué)習(xí)能力將是第三次人工智能技術(shù)浪潮的核心動(dòng)力。

2018年9月7日，國防高級(jí)研究計(jì)劃局宣布未來5年將投資高達(dá)20億美元，啟動(dòng)致力于開發(fā)第三代人工智能技術(shù)的AI Next項(xiàng)目。該項(xiàng)目基于過去60年引領(lǐng)開發(fā)的兩代人工智能技術(shù)，旨在解決國防部最棘手的問題，并定義和塑造未來作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢。俄羅斯戰(zhàn)略文化基金會(huì)網(wǎng)站2019年3月11日發(fā)表題為《美國在信息戰(zhàn)領(lǐng)域大搞開發(fā)》的報(bào)道中稱，在發(fā)布人工智能戰(zhàn)略后，五角大樓2019年將為國防部直屬的聯(lián)合人工智能中心撥款9000萬美元，推動(dòng)熱工智能技術(shù)研發(fā)。未來5年，該中心計(jì)劃投入17億美元，聯(lián)合17家情報(bào)機(jī)構(gòu)，共同推進(jìn)約600個(gè)人工智能項(xiàng)目。2月以來，美軍陸續(xù)發(fā)布“智能神經(jīng)接口”項(xiàng)目和“人工智能科學(xué)和開放世界新奇學(xué)習(xí)”項(xiàng)目公告，描述實(shí)現(xiàn)“人機(jī)融合”的思路，對推進(jìn)第三代人工智能技術(shù)開發(fā)起到重要作用。

“智能神經(jīng)接口”項(xiàng)目旨在開發(fā)神經(jīng)接口維護(hù)和應(yīng)用的決策方法，通過模擬和利用生物神經(jīng)電路信息來提高帶寬與計(jì)算能力，解決中樞和外圍神經(jīng)接口的有關(guān)問題，建立第三代人工智能方法的概念原型，以改進(jìn)和擴(kuò)大下一代神經(jīng)技術(shù)的應(yīng)用空間?！叭斯ぶ悄芸茖W(xué)和開放世界新奇學(xué)習(xí)”項(xiàng)目旨在研發(fā)創(chuàng)建人工智能系統(tǒng)在開放的現(xiàn)實(shí)世界中所需的基本科學(xué)原理、通用工程技術(shù)和算法，使其能夠識(shí)別和應(yīng)對多個(gè)領(lǐng)域的新情況，有效應(yīng)對非預(yù)定的情況。

現(xiàn)有的人工智能系統(tǒng)尚不能適應(yīng)“開箱即用”的情況變化，需要大量的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練，來為可能的場景做準(zhǔn)備。美軍希望人工智能系統(tǒng)能夠像士兵一樣，遵照“觀察情況、確定方向、決定行動(dòng)、采取行動(dòng)”循環(huán)的軍事要求，而不需要使用更大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練。同時(shí)，美軍希望通過進(jìn)一步開發(fā)神經(jīng)技術(shù)，拓展腦機(jī)接口的應(yīng)用，在未來戰(zhàn)場上建立人工智能系統(tǒng)和作戰(zhàn)人員之間的心靈感應(yīng)連接，使作戰(zhàn)人員能夠與系統(tǒng)進(jìn)行思想交互，最終實(shí)現(xiàn)人工智能系統(tǒng)的類人化“思考”、意識(shí)連接同思想的深度交互。

責(zé)任編輯：劉靖鑫