鄭少秋,吳 浩,梁汝鵬,韓素穎,張政偉
(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所,南京 210007;2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司信息系統(tǒng)需求重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210007)
恩格斯指出,“一旦技術(shù)上的進(jìn)步可以用于軍事目的并且已經(jīng)用于軍事目的,它們便立刻幾乎是強(qiáng)制地、而且往往是違反指揮官的意志而引起作戰(zhàn)方式上的改變甚至變革”。當(dāng)前,人工智能技術(shù)正激起全面軍事變革,推動(dòng)作戰(zhàn)裝備向智能化、無(wú)人化方向發(fā)展。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的對(duì)抗將是在泛在網(wǎng)絡(luò)支撐下,智能感知和打擊裝備普遍運(yùn)用,并依托智能指揮控制系統(tǒng),形成智能化體系作戰(zhàn),是在陸、海、空、天、電、網(wǎng),以及認(rèn)知、社會(huì)等領(lǐng)域進(jìn)行的一體化全維戰(zhàn)爭(zhēng)。由于未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)場(chǎng)信息爆炸增長(zhǎng),超越人類認(rèn)知極限,智能裝備廣泛運(yùn)用,體系復(fù)雜度指數(shù)增長(zhǎng),作戰(zhàn)決策的時(shí)效性和精準(zhǔn)性要求更高,智能指揮控制將是戰(zhàn)爭(zhēng)制勝的關(guān)鍵。
為搶占未來(lái)智能作戰(zhàn)發(fā)展先機(jī),美軍提出“計(jì)劃2035 年前,建設(shè)形成智能化作戰(zhàn)體系,對(duì)主要對(duì)手形成新的軍事‘代差’”的宏偉藍(lán)圖,持續(xù)創(chuàng)新作戰(zhàn)概念,先后提出“算法戰(zhàn)”、“馬賽克戰(zhàn)”、“聯(lián)合全域作戰(zhàn)”等新型作戰(zhàn)概念,并以此為指導(dǎo),布局了系列智能化指揮控制技術(shù)項(xiàng)目,開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn),提出關(guān)鍵能力建設(shè)的解決方案,加速智能化體系建設(shè)。基于此,本文聚焦智能化作戰(zhàn),剖析其基本概念,洞悉主要特征和制勝機(jī)理,并結(jié)合典型智能化作戰(zhàn)樣式,分析提出智能指揮控制關(guān)鍵技術(shù)體系,為未來(lái)智能化指揮信息系統(tǒng)發(fā)展提供借鑒參考。
智能化作戰(zhàn)是基于網(wǎng)絡(luò)信息體系,使用智能化武器裝備及相應(yīng)作戰(zhàn)方法,在陸、海、空、天、電網(wǎng),認(rèn)知、社會(huì)等領(lǐng)域進(jìn)行的一體化戰(zhàn)爭(zhēng),是以人工智能為核心的先進(jìn)技術(shù)深度發(fā)展后,對(duì)武器裝備作戰(zhàn)能力、物理形態(tài)、使用模式等持續(xù)產(chǎn)生革新,并廣泛影響到作戰(zhàn)條令條例、編制體制、作戰(zhàn)流程等,最終呈現(xiàn)出戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)范式的顛覆。
作戰(zhàn)空間持續(xù)拓展。作戰(zhàn)空間向深空、深海、極地?cái)U(kuò)展,向賽博域、心理域、社會(huì)域滲透;信息域和物理域逐步融合、連續(xù)平滑遷移,認(rèn)知域、社會(huì)域成為新的戰(zhàn)場(chǎng),混合戰(zhàn)爭(zhēng)成為主流,大國(guó)對(duì)小國(guó)將是降維碾壓式的打擊。
作戰(zhàn)時(shí)間極限壓縮。戰(zhàn)場(chǎng)情況全域全維感知、作戰(zhàn)規(guī)劃智能快速?zèng)Q策、智能武器高速精確打擊,“感知-判斷-決策-行動(dòng)”(OODA)環(huán)路在時(shí)間上被極限壓縮與融合,“發(fā)現(xiàn)即摧毀”將成為一種常態(tài)。
戰(zhàn)場(chǎng)情況全維透明。戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的規(guī)模急劇攀升,成為一種重要戰(zhàn)略資產(chǎn);大數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵信息,快速流動(dòng)并驅(qū)散傳統(tǒng)“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”,“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”將以一種新的、更高階形態(tài)出現(xiàn),如“馬賽克”式的模塊化、分布式作戰(zhàn)兵力設(shè)計(jì),深度隱藏作戰(zhàn)意圖。
作戰(zhàn)決策人機(jī)共生。人機(jī)協(xié)同決策,將指揮員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上宏觀的、模糊不確定問(wèn)題的高級(jí)認(rèn)知機(jī)制與機(jī)器確定規(guī)則和邊界下強(qiáng)大的搜索計(jì)算能力結(jié)合,通過(guò)交互式學(xué)習(xí)、持續(xù)協(xié)同進(jìn)化,確定全局最優(yōu)兵力行動(dòng)方案。傳統(tǒng)的“指揮決策是一門(mén)藝術(shù)”將面臨重大挑戰(zhàn)。
作戰(zhàn)武器智能自主。智能武器、作戰(zhàn)平臺(tái)與作戰(zhàn)人員分離,并進(jìn)一步向戰(zhàn)場(chǎng)前移。作戰(zhàn)武器向智能化、自主化、定向能方向發(fā)展;作戰(zhàn)平臺(tái)向一體化、無(wú)人化、集群化方向發(fā)展,體系化作戰(zhàn)運(yùn)用成為主流。
作戰(zhàn)體系智慧支撐。作戰(zhàn)要素泛在互聯(lián),構(gòu)成“云端軍事大腦”,依托智能指揮控制系統(tǒng),全維感知戰(zhàn)場(chǎng)兵力狀態(tài),深度匯聚戰(zhàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù),持續(xù)在線學(xué)習(xí)與能力演進(jìn),為作戰(zhàn)兵力遂行各類作戰(zhàn)任務(wù)精準(zhǔn)推薦關(guān)鍵信息,依托體系賦能形成全局最優(yōu)行動(dòng)方案。
智能化作戰(zhàn)制勝機(jī)理主要體現(xiàn)在“快速”、“精準(zhǔn)”、“全面”、“深度”、“持久”5 個(gè)方面。
“快速”,以快對(duì)慢,秒殺對(duì)手。依托全域、全時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)感知能力,人機(jī)混合決策實(shí)現(xiàn)敏捷、最優(yōu)方案生成,智能無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)高速機(jī)動(dòng)、遠(yuǎn)程作戰(zhàn),瞬時(shí)切入戰(zhàn)場(chǎng)。
“精準(zhǔn)”,精確作戰(zhàn),破擊敵方作戰(zhàn)重心??缬驍?shù)據(jù)融合、消除戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)感知;人機(jī)共生決策,全局遍歷搜索,發(fā)掘最優(yōu)作戰(zhàn)方案,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)決策;智能武器遠(yuǎn)程精確制導(dǎo),自適應(yīng)各類場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊。
“全面”,跨域融合,制造非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)。作戰(zhàn)空間向太空、深海、極地等拓展,物理全域覆蓋,并逐步與信息域、認(rèn)知域、社會(huì)域等多域融合,各域作戰(zhàn)兵力廣泛聯(lián)動(dòng)、平滑切換,實(shí)現(xiàn)多域?qū)斡虻淖鲬?zhàn)優(yōu)勢(shì)。
“深度”,體系對(duì)抗,對(duì)敵降維碾壓式深度打擊。通過(guò)物理、認(rèn)知、賽博、社會(huì)等多域聯(lián)合,以體系方式組織兵力,作戰(zhàn)能力指數(shù)增長(zhǎng),對(duì)敵全維度破解。作戰(zhàn)平臺(tái)智能化、無(wú)人化、集群化,實(shí)現(xiàn)對(duì)敵高密度飽和攻擊。
“持久”,以機(jī)代人,能力持久在線。作戰(zhàn)裝備智能化、無(wú)人化,全時(shí)全域運(yùn)用,突破人類生理極限;作戰(zhàn)裝備功能模塊化、物理分布化,結(jié)構(gòu)與功能自組織,高對(duì)抗條件下抗毀頑存,綜合成本低,持久耗敵。作戰(zhàn)人員應(yīng)用仿生裝備增強(qiáng)能力,倍增生理機(jī)能。
不同于美軍當(dāng)前提出的算法戰(zhàn)、“馬賽克”戰(zhàn)、聯(lián)合全域作戰(zhàn)等作戰(zhàn)概念,智能化作戰(zhàn)是一種更加綜合性、一般性的概念,泛指由于使用智能化武器裝備及相應(yīng)作戰(zhàn)方法,導(dǎo)致作戰(zhàn)條令條例、編制體制,以及戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)范式顛覆的作戰(zhàn)行動(dòng)。因此,其制勝機(jī)理更加通用化、普適化、概念化。智能化作戰(zhàn)與算法戰(zhàn)、“馬賽克”戰(zhàn)、聯(lián)合全域作戰(zhàn)的制勝機(jī)理對(duì)比如表1 所示。
表1 典型作戰(zhàn)概念制勝機(jī)理比較
智能化作戰(zhàn)對(duì)指揮控制提出新的要求,主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面:
更高的時(shí)效性。智能化、無(wú)人化裝備在戰(zhàn)場(chǎng)上普遍運(yùn)用,OODA 環(huán)路深度加速,作戰(zhàn)時(shí)空極限壓縮。要求指揮控制具有更高的時(shí)效性。
更強(qiáng)的精準(zhǔn)性。傳感器廣域應(yīng)用,戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)爆炸;分布式兵力部署,隱藏作戰(zhàn)意圖;模塊化裝備運(yùn)用,決策難度指數(shù)增加。要求指揮控制能夠基于作戰(zhàn)場(chǎng)景精準(zhǔn)推薦指揮員關(guān)鍵信息,能夠全局調(diào)度最優(yōu)組織分布式兵力。
更廣的作戰(zhàn)域。戰(zhàn)場(chǎng)空間向賽博、電磁以及認(rèn)知、心理、社會(huì)等作戰(zhàn)域持續(xù)拓展,聯(lián)合全域作戰(zhàn)將成為常態(tài)。要求指揮控制能夠平滑連續(xù)調(diào)度各作戰(zhàn)域資源。
因此,迫切需要面向未來(lái)典型智能化作戰(zhàn)樣式研究智能指揮控制能力需求,突破智能指揮控制關(guān)鍵技術(shù),支撐智能化體系構(gòu)建與能力涌現(xiàn)。
從指揮端和平臺(tái)端智能作戰(zhàn)運(yùn)用兩方面,構(gòu)想未來(lái)智能化作戰(zhàn)樣式包括作戰(zhàn)流程、制勝的關(guān)鍵要素,并提出面向典型樣式的核心指揮控制能力需求。
2.1.1 作戰(zhàn)流程
紅藍(lán)雙方在某地域正面對(duì)抗,紅方指揮員與智能指揮控制系統(tǒng)協(xié)同制定作戰(zhàn)計(jì)劃。
如圖1 所示,紅方指揮員受領(lǐng)上級(jí)任務(wù),研判戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),定下概略決心,通過(guò)智能指揮控制系統(tǒng)的人機(jī)理解接口,解析指揮員決心并轉(zhuǎn)化成智能模型訓(xùn)練的優(yōu)化目標(biāo)、約束條件,基于博弈對(duì)抗訓(xùn)練平臺(tái)構(gòu)設(shè)對(duì)抗場(chǎng)景,自博弈生成大量對(duì)抗樣本并訓(xùn)練模型。訓(xùn)練后的模型平行接入實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì),推演預(yù)測(cè)作戰(zhàn)結(jié)果,指揮員據(jù)此調(diào)整決心。最終實(shí)現(xiàn)指揮員與機(jī)器融合決策,交互式、迭代式確定作戰(zhàn)決心及生成作戰(zhàn)計(jì)劃。
圖1 人機(jī)融合指揮對(duì)抗作戰(zhàn)
2.1.2 制勝關(guān)鍵
指揮員與智能指揮控制系統(tǒng)高效融合,將指揮員對(duì)宏觀(涵蓋社會(huì)、倫理等方面)、模糊問(wèn)題的高階戰(zhàn)場(chǎng)認(rèn)知機(jī)制與機(jī)器在確定邊界下的強(qiáng)大問(wèn)題搜索能力結(jié)合,“全面”組織各作戰(zhàn)域兵力,遍歷決策空間,“快速”、“精準(zhǔn)”生成全局最優(yōu)方案。
2.1.3 指揮控制能力需求
系統(tǒng)具備軍事常識(shí)理解能力,能夠理解當(dāng)面敵情,能夠?qū)⒅笓]員作戰(zhàn)決心、作戰(zhàn)邊界要求等轉(zhuǎn)化成機(jī)器可以理解的智能模型訓(xùn)練的優(yōu)化目標(biāo)、約束條件等。
系統(tǒng)具備博弈對(duì)抗訓(xùn)練能力,通過(guò)內(nèi)置博弈對(duì)抗訓(xùn)練平臺(tái),基于數(shù)字孿生在平行空間構(gòu)建作戰(zhàn)體系、裝備體系(含藍(lán)軍),并進(jìn)行仿真推演、數(shù)據(jù)生成和智能模型訓(xùn)練。
2.2.1 作戰(zhàn)流程
紅方出動(dòng)1 架4 代機(jī)及3 架對(duì)地攻擊無(wú)人機(jī)對(duì)藍(lán)方機(jī)場(chǎng)、雷達(dá)站、地防等軍事設(shè)施進(jìn)行打擊,達(dá)到馬賽克式4 架殲擊機(jī)作戰(zhàn)效果,成功解除藍(lán)方軍事威脅。
如圖2 所示,有人/無(wú)人機(jī)組網(wǎng),有人機(jī)統(tǒng)一掌控傳感器、武器等狀態(tài),規(guī)劃偵察資源、統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成。無(wú)人機(jī)在有人機(jī)主導(dǎo)下前出偵察,有人機(jī)研判態(tài)勢(shì)、制定作戰(zhàn)計(jì)劃,控制無(wú)人機(jī)飛控、武器系統(tǒng),實(shí)施協(xié)同打擊。在此過(guò)程中,無(wú)人機(jī)遭遇突發(fā)情況,與有人機(jī)通信斷開(kāi),自主戰(zhàn)場(chǎng)偵察、目標(biāo)識(shí)別與威脅判斷,自主匹配作戰(zhàn)方案,生成傳感器、武器、飛控指令,對(duì)目標(biāo)實(shí)施打擊。
圖2 有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)
2.2.2 制勝關(guān)鍵
有人/無(wú)人協(xié)同,利用無(wú)人機(jī)綜合成本低和有人機(jī)臨機(jī)處置能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),協(xié)同開(kāi)展偵察與打擊任務(wù),實(shí)現(xiàn)能力“持久”可消耗。
無(wú)人自主控制,在惡劣戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,依托其隱身性、高機(jī)動(dòng)性,及對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境自主認(rèn)知、實(shí)時(shí)決策能力,“快速”、“精準(zhǔn)”完成對(duì)目標(biāo)打擊。
2.2.3 指揮控制能力需求
有人/無(wú)人機(jī)雙向交互能力,互相理解決心意圖、作戰(zhàn)任務(wù),互相信任。
有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同感知能力,匯聚藍(lán)方目標(biāo)情報(bào)、融合處理生成統(tǒng)一態(tài)勢(shì)。
有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同決策與一體控制能力,統(tǒng)一規(guī)劃對(duì)藍(lán)方目標(biāo)打擊資源,一方面有人機(jī)具備任務(wù)監(jiān)視、任務(wù)分配與臨機(jī)規(guī)劃能力,能夠?qū)o(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行、載荷控制;另一方面無(wú)人機(jī)能夠基于作戰(zhàn)任務(wù),自主航路規(guī)劃,自主進(jìn)行打擊。
2.3.1 作戰(zhàn)流程
紅方中大型無(wú)人機(jī)與藍(lán)方4 代機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn),奪取制空權(quán)。
如圖3 所示,藍(lán)方4 代機(jī)發(fā)射攔截彈,對(duì)紅方無(wú)人機(jī)進(jìn)行打擊,無(wú)人機(jī)快速?zèng)Q策,大過(guò)載機(jī)動(dòng)規(guī)避來(lái)襲導(dǎo)彈,而后高機(jī)動(dòng)占據(jù)有利地位,智能火控解算,先敵完成側(cè)后攻擊,發(fā)射導(dǎo)彈摧毀敵機(jī)。
圖3 無(wú)人機(jī)自主作戰(zhàn)
2.3.2 制勝關(guān)鍵
“快速”,以超出人類認(rèn)知極限的速度感知處理多模態(tài)戰(zhàn)場(chǎng)信息;
“精準(zhǔn)”,以超出人類思維極限的能力遍歷和選擇最優(yōu)作戰(zhàn)方案;
“庫(kù)區(qū)東頭砂床有明水,表層下50公分處見(jiàn)積水,東、西兩頭與北面道路,混凝土質(zhì)量明顯有別于正南面,過(guò)了車的路段出現(xiàn)多處裂痕,片石溝渠的水泥沙槳標(biāo)號(hào)很低,用手就能捏碎,壩體護(hù)坡草皮大面積枯死,綠化帶上民工在礦渣上種樹(shù),挖的坑基比碗口大不了多少,沒(méi)有足夠的泥土,種的樹(shù)能生長(zhǎng)?”
“持久”,以超出人類生理極限的高速機(jī)動(dòng)與精準(zhǔn)控制作戰(zhàn)行動(dòng)。
2.3.3 指揮控制能力需求
復(fù)雜環(huán)境認(rèn)知能力,能夠自主感知分析地理、氣象、電磁等戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,檢測(cè)和識(shí)別障礙物、威脅、目標(biāo)等。
智能空戰(zhàn)決策能力,基于深度學(xué)習(xí)技術(shù),能夠?qū)λ{(lán)方4 代機(jī)作戰(zhàn)行動(dòng)序列進(jìn)行表征和行動(dòng)意圖預(yù)測(cè),遍歷搜索確定格斗戰(zhàn)術(shù)策略和機(jī)動(dòng)動(dòng)作。
最優(yōu)機(jī)動(dòng)控制能力,根據(jù)實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)、格斗戰(zhàn)術(shù)策略、機(jī)動(dòng)動(dòng)作,解算形成機(jī)動(dòng)控制序列。
2.4.1 作戰(zhàn)流程
紅方多個(gè)無(wú)人機(jī)集群搭載大型無(wú)人運(yùn)輸機(jī),隱蔽突擊,對(duì)藍(lán)方艦艇編隊(duì)實(shí)施電子干擾與飽和火力打擊。
圖4 無(wú)人集群反艦作戰(zhàn)
2.4.2 制勝關(guān)鍵
大型無(wú)人運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)航時(shí)、超遠(yuǎn)距飛行與小型無(wú)人機(jī)近距火力打擊相結(jié)合,拓展無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)力量投射范圍。
利用作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)單元數(shù)量指數(shù)增長(zhǎng)原理,通過(guò)大量、低成本、異構(gòu)無(wú)人機(jī)的集群組織,制造作戰(zhàn)瞬時(shí)“深度”壓倒性優(yōu)勢(shì)。
2.4.3 指揮控制能力需求
集群感知資源規(guī)劃能力,面向作戰(zhàn)區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃集群感知資源,最大化關(guān)鍵目標(biāo)探測(cè)精度、跟蹤時(shí)長(zhǎng)。
多源情報(bào)綜合處理能力,對(duì)雷達(dá)、電磁等探測(cè)信息融合處理,識(shí)別敵目標(biāo)類型、協(xié)同關(guān)系、行動(dòng)樣式等。
干擾火力資源規(guī)劃能力,基于識(shí)別的關(guān)鍵目標(biāo)電磁、物理特性,統(tǒng)一組織運(yùn)用干擾資源、火力資源,實(shí)現(xiàn)對(duì)敵作戰(zhàn)體系干擾效益、打擊效益最大化。
集群飛行控制能力,對(duì)集群精確編隊(duì)控制,能夠根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行編隊(duì)保持與轉(zhuǎn)換。
基于典型智能化作戰(zhàn)樣式及其指揮控制能力需求,分析智能指揮控制的核心目標(biāo):在指揮端,實(shí)現(xiàn)人機(jī)共生的指揮決策能力;在平臺(tái)端,實(shí)現(xiàn)無(wú)人自主、集群協(xié)同指揮決策能力,歸納成以下3 個(gè)方面:
一是人機(jī)高效交互與理解能力,機(jī)器能夠理解指揮員以語(yǔ)音文本等形式表達(dá)的作戰(zhàn)意圖、操作指令、作戰(zhàn)指令等,并以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新手段給予反饋,實(shí)現(xiàn)指揮員與機(jī)器的研討式、交互式學(xué)習(xí)與能力協(xié)同進(jìn)化。
二是復(fù)雜環(huán)境綜合認(rèn)知能力,基于戰(zhàn)場(chǎng)多源感知的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的全維刻畫(huà)、當(dāng)面敵情的綜合認(rèn)知、未來(lái)趨勢(shì)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè),支撐指揮員和無(wú)人裝備準(zhǔn)確研判局勢(shì)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。
三是高對(duì)抗、強(qiáng)動(dòng)態(tài)條件下智能決策和行動(dòng)控制能力。在對(duì)復(fù)雜環(huán)境綜合認(rèn)知基礎(chǔ)上,面向指揮端,通過(guò)人機(jī)的研討式、交互式學(xué)習(xí),確定全局最優(yōu)的兵力組織運(yùn)用方案,并對(duì)行動(dòng)按照計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)督控制;面向平臺(tái)端,在指揮員監(jiān)督控制下,自主遍歷確定單平臺(tái)的格斗戰(zhàn)術(shù)策略、多平臺(tái)集群的協(xié)同策略,并據(jù)此組織作戰(zhàn)行動(dòng)。
面向智能化作戰(zhàn)對(duì)指揮控制能力要求,結(jié)合當(dāng)前指揮控制智能化實(shí)踐現(xiàn)狀,從人機(jī)交互、軍事知識(shí)表示、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)自主認(rèn)知、作戰(zhàn)行動(dòng)智能決策,以及智能兵力協(xié)同控制等方面提出智能指揮控制關(guān)鍵技術(shù)體系。
3.1.1 高級(jí)人機(jī)交互
發(fā)展基于視覺(jué)、語(yǔ)音、AR/VR 等交互技術(shù)、腦機(jī)技術(shù),使得指揮員能夠沉浸式感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),系統(tǒng)能夠智能感知戰(zhàn)場(chǎng)情境與指戰(zhàn)員關(guān)鍵需求,提升指揮員與系統(tǒng)交互效能。
3.1.2 人機(jī)協(xié)同認(rèn)知機(jī)理
發(fā)展人機(jī)協(xié)同認(rèn)知機(jī)理技術(shù),研究人類的注意力、記憶力、推理等認(rèn)知機(jī)制的機(jī)器表達(dá)方法,并與作戰(zhàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行匹配、優(yōu)化與嵌入,提升指揮員戰(zhàn)場(chǎng)的認(rèn)知效能。
3.1.3 人機(jī)交互式學(xué)習(xí)
發(fā)展人機(jī)交互式學(xué)習(xí)技術(shù),在認(rèn)知和決策模型訓(xùn)練過(guò)程中,引入指揮員的監(jiān)督信息,加速智能模型訓(xùn)練;在認(rèn)知和決策模型運(yùn)行過(guò)程中,引入指揮員反饋信息,實(shí)現(xiàn)智能模型的持續(xù)學(xué)習(xí)與復(fù)雜場(chǎng)景處理,提升傳統(tǒng)智能指揮控制相關(guān)模型的訓(xùn)練效率。
3.2.1 軍事知識(shí)表示
針對(duì)軍事領(lǐng)域短文本、強(qiáng)格式、多模態(tài)數(shù)據(jù)特點(diǎn),發(fā)展實(shí)體和關(guān)系抽取、多模態(tài)知識(shí)圖譜構(gòu)建技術(shù),構(gòu)建軍事領(lǐng)域知識(shí)本體及關(guān)聯(lián)作戰(zhàn)規(guī)則,提高對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的利用水平。
發(fā)展面向軍事領(lǐng)域事理圖譜構(gòu)建技術(shù),抽取軍事領(lǐng)域事件本體及相互關(guān)系,提升對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景綜合認(rèn)知效能。
3.2.2 軍事知識(shí)演化
針對(duì)軍事領(lǐng)域?qū)嶓w名的歧義性和多樣性,以及軍事文本標(biāo)注資源匱乏等問(wèn)題,發(fā)展無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等技術(shù),并結(jié)合知識(shí)推理技術(shù),實(shí)現(xiàn)軍事知識(shí)自動(dòng)學(xué)習(xí)與關(guān)系補(bǔ)全,提升知識(shí)的完備性。
針對(duì)軍事領(lǐng)域數(shù)據(jù)多源異構(gòu)且動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn),發(fā)展基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的等價(jià)實(shí)體發(fā)現(xiàn)、屬性合并等增量知識(shí)融合集成技術(shù),提升知識(shí)的全面性、鮮活性。
3.3.1 戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)增廣
針對(duì)作戰(zhàn)樣本數(shù)據(jù)稀缺、獲取困難、獲取成本高的難題,發(fā)展圖像、文本等數(shù)據(jù)增強(qiáng)、遷移學(xué)習(xí)技術(shù),支撐小樣本數(shù)據(jù)學(xué)習(xí);發(fā)展多模態(tài)數(shù)據(jù)翻譯技術(shù),挖掘多模態(tài)數(shù)據(jù)間映射關(guān)系,對(duì)小樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行翻譯擴(kuò)充,提升樣本規(guī)模。
3.3.2 戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析
針對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)多模態(tài)的趨勢(shì),一方面發(fā)展文本、圖像等單模態(tài)數(shù)據(jù)處理技術(shù),通過(guò)軍事文本輔助判讀、文本摘要、文書(shū)生成等提高指揮員日常業(yè)務(wù)水平和效能;通過(guò)軍事目標(biāo)檢測(cè)、語(yǔ)義分割、空間推理,提升指揮員復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)研判能力。另一方面發(fā)展多模態(tài)協(xié)同處理技術(shù),擴(kuò)展數(shù)據(jù)特征維度,跨越模態(tài)間“語(yǔ)義鴻溝”,提升綜合效能。
針對(duì)無(wú)人平臺(tái)計(jì)算資源有限,難以快速處理海量情報(bào)的難題,發(fā)展基于容器的戰(zhàn)術(shù)云平臺(tái)構(gòu)建、分布式數(shù)據(jù)處理等技術(shù),支撐無(wú)人集群協(xié)同感知戰(zhàn)場(chǎng)與統(tǒng)一態(tài)勢(shì)生成。
3.3.3 戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)認(rèn)知預(yù)測(cè)
針對(duì)當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)高階認(rèn)知能力不足問(wèn)題,基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析、頻繁模式挖掘等理論,發(fā)展體系重心分析、體系脆弱點(diǎn)挖掘、作戰(zhàn)樣式計(jì)算、協(xié)同關(guān)系分析等技術(shù),提升對(duì)敵作戰(zhàn)體系認(rèn)知與行為預(yù)測(cè)能力。
3.4.1 作戰(zhàn)兵力智能規(guī)劃
面向作戰(zhàn)兵力優(yōu)選編成、感知資源協(xié)同運(yùn)用、火力資源統(tǒng)一規(guī)劃、機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃等任務(wù),發(fā)展兵力(含無(wú)人平臺(tái))能力建模技術(shù),基于啟發(fā)式計(jì)算的多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)限定約束下各類作戰(zhàn)兵力的最優(yōu)編成組織。
3.4.2 博弈對(duì)抗平臺(tái)構(gòu)建
針對(duì)作戰(zhàn)對(duì)抗樣本少,難以支撐智能模型訓(xùn)練的難題,發(fā)展博弈對(duì)抗平臺(tái)構(gòu)建技術(shù),集成智能算法框架,能夠面向作戰(zhàn)任務(wù)快速構(gòu)建“孿生”作戰(zhàn)場(chǎng)景并進(jìn)行大樣本推演對(duì)抗和樣本生成,支持基于生成樣本的智能模型的“一鍵式”訓(xùn)練。
3.4.3 作戰(zhàn)計(jì)劃智能生成
針對(duì)作戰(zhàn)對(duì)抗非完全信息、非合作博弈、大規(guī)模兵力運(yùn)用的特點(diǎn),以及無(wú)人作戰(zhàn)高動(dòng)態(tài)、強(qiáng)對(duì)抗特點(diǎn),面型作戰(zhàn)計(jì)劃生成需求,發(fā)展層次化作戰(zhàn)任務(wù)建模、基于聯(lián)賽策略的決策模型多樣性保持、基于課程學(xué)習(xí)的決策模型分步訓(xùn)練等技術(shù),加速典型作戰(zhàn)任務(wù)智能決策模型訓(xùn)練與作戰(zhàn)計(jì)劃智能生成。
3.5.1 人在回路的共享控制
針對(duì)現(xiàn)階段機(jī)器自主控制精度低、魯棒性差的難題,發(fā)展人類意圖理解與建模、人在回路的共享控制等技術(shù),通過(guò)人與機(jī)器的高效交互與行為干預(yù),提升整體協(xié)同控制能力。
3.5.2 多智能體自主協(xié)同控制
針對(duì)無(wú)人集群作戰(zhàn)高動(dòng)態(tài)、強(qiáng)對(duì)抗的特點(diǎn),發(fā)展多智能體交互語(yǔ)法設(shè)計(jì)、協(xié)同決策、自組織控制、一致性控制等技術(shù),實(shí)現(xiàn)在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變情況下,無(wú)人集群的高效、魯棒、協(xié)同控制運(yùn)用。
當(dāng)前,以人工智能為核心的軍事智能技術(shù)已深入影響武器裝備形態(tài)、戰(zhàn)技性能、組織運(yùn)用模式,正加速推動(dòng)智能化作戰(zhàn)的作戰(zhàn)流程、制勝機(jī)理變革。美軍一直十分重視以人工智能為核心的先進(jìn)技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的作戰(zhàn)概念研究,并據(jù)此牽引武器裝備建設(shè)發(fā)展,明確提出“2035 年打造智能化作戰(zhàn)體系”的發(fā)展愿景。因此,智能化作戰(zhàn)概念及其指揮控制關(guān)鍵技術(shù)體系研究具有十分重要意義。
本文分析提出了智能化作戰(zhàn)概念,闡述了智能化作戰(zhàn)的主要特征和制勝機(jī)理,并面向未來(lái)指揮端和平臺(tái)端,構(gòu)想典型智能化作戰(zhàn)樣式,分析其制勝關(guān)鍵和指揮控制核心能力需求。并以此為指導(dǎo),從人機(jī)交互、軍事知識(shí)表示演化、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)認(rèn)知、作戰(zhàn)行動(dòng)智能決策、作戰(zhàn)兵力協(xié)同控制等5 個(gè)方面提出指揮控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)體系,能夠?yàn)槲磥?lái)指揮控制系統(tǒng)發(fā)展提供有力借鑒。