以無人系統(tǒng)為主要作戰(zhàn)單元的智能化作戰(zhàn)

李大鵬 劉 巍

隨著人工智能向戰(zhàn)爭的全要素滲透，與作戰(zhàn)的全過程融合，其裝備的全部件應(yīng)用，必將極大提高武器和軍事技術(shù)裝備的作戰(zhàn)效能，顛覆性地改變當(dāng)前的作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭形態(tài)。智能化作戰(zhàn)將成為主流的作戰(zhàn)樣式，智能化戰(zhàn)爭——作為信息化戰(zhàn)爭發(fā)展到更高階段的一種戰(zhàn)爭形態(tài)，也呼之欲出。

美國將發(fā)展軍用人工智能和無人系統(tǒng)作為維護(hù)自身軍事優(yōu)勢，掌控大國競爭主導(dǎo)權(quán)、維護(hù)全球霸主地位的重要支柱。2014年，美國國防部推出“第三次抵消”戰(zhàn)略，旨在通過技術(shù)創(chuàng)新和理論創(chuàng)新，發(fā)展顛覆性技術(shù)，以抵消主要競爭對手迅速增長的軍事能力，人工智能、無人系統(tǒng)、微型化、大數(shù)據(jù)、增材制造等被確定為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域；美國著名智庫——新美國安全中心發(fā)布的《20YY年：為機(jī)器人時(shí)代的戰(zhàn)爭做好準(zhǔn)備》報(bào)告中，將大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人、小型能量系統(tǒng)、高能武器、人體機(jī)能改造等作為維持美國軍事優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)。2015年，美國空軍提出了“忠誠僚機(jī)”概念，目的是為F-22和F-35戰(zhàn)機(jī)開發(fā)無人僚機(jī)。2019年11月21日，美國空軍裝備司令部宣布，選定“天空博格人”無人僚機(jī)、“金帳汗國”改造彈藥蜂群、“導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星-3”三個(gè)項(xiàng)目作為首批“先鋒”項(xiàng)目，美國空軍將“先鋒”項(xiàng)目定位為改變空中力量的作戰(zhàn)和運(yùn)用方式的“游戲規(guī)則改變者”。XQ-58A女武神隱形無人機(jī)成為“天空博格人”項(xiàng)目的裝機(jī)試飛和實(shí)際平臺的候選。2021—2035財(cái)年期間，美軍各軍種計(jì)劃共投入120億美元用于研發(fā)無人系統(tǒng)。

2019年6月11日，第二次試飛中的XQ-58A女武神低成本可消耗無人機(jī)

基恩·李上校在模擬空戰(zhàn)測試中被人工智能打敗

無人系統(tǒng)是智能化作戰(zhàn)能力的主要支撐

智能化作戰(zhàn)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)是無人系統(tǒng)。無人系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的感知、更迅捷的決策、更高效的行動，同時(shí)，承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)和作戰(zhàn)成本更低。在“無人空戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念方面，2016年，美國辛辛那提大學(xué)和美國空軍實(shí)驗(yàn)室（AFR）聯(lián)合研發(fā)的空戰(zhàn)人工智能“阿爾法”，在模擬空戰(zhàn)中，使用三代機(jī)，擊敗了由美國空軍上校基恩·李駕駛且有預(yù)警機(jī)支持的四代機(jī)。“阿爾法”空戰(zhàn)人工智能調(diào)整戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃的速度是人類飛行員的250倍，從傳感器獲取數(shù)據(jù)到分析處理并做出反應(yīng)，整個(gè)過程不超過1毫秒。基恩·李在賽后表示：“它（‘阿爾法’空戰(zhàn)人工智能）能夠快速掌握情況，反應(yīng)也很快，似乎能夠預(yù)測到我的意圖，并在我改變飛行動作或發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，立即做出反應(yīng)。它知道如何躲避我的攻擊，也能在必要時(shí)迅速地在攻防之間切換。”在瞬息萬變的空戰(zhàn)環(huán)境下，相比人類飛行員，基于人工智能的機(jī)載戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)可更準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行態(tài)勢感知、快速響應(yīng)、戰(zhàn)術(shù)選擇、武器管理和使用。

RQ-4全球鷹無人偵察機(jī)

LRASM智能識別打擊部位

傳統(tǒng)裝備正越來越多地由無人系統(tǒng)取代。近年來，無人機(jī)已成為美國參與局部戰(zhàn)爭和武裝沖突的主戰(zhàn)武器。在阿富汗、伊拉克、也門和敘利亞戰(zhàn)場，美軍打的是“無人機(jī)戰(zhàn)爭”，MQ-1捕食者、MQ-9死神等無人機(jī)的使用強(qiáng)度和頻率遠(yuǎn)超有人駕駛戰(zhàn)機(jī)，自2001年以來，兩型無人機(jī)飛行時(shí)長超過600萬小時(shí)，其中，90%是作戰(zhàn)時(shí)間。早在2014年，美軍各類無人機(jī)就已高達(dá)1.13萬架，承擔(dān)著大部分的偵察情報(bào)、監(jiān)視等作戰(zhàn)保障任務(wù)和三分之一的空中打擊任務(wù)。自2016年，美國國防部開始逐步淘汰U-2高空偵察機(jī)，并由RQ-4全球鷹無人偵察機(jī)替代。美國研發(fā)中的用于替代B-52H和B-1B戰(zhàn)略轟炸機(jī)的B-21遠(yuǎn)程轟炸機(jī)，具有有人/無人兩種技術(shù)方案。導(dǎo)彈也趨于智能化，2018年5月，B-1B戰(zhàn)略轟炸機(jī)搭載2枚遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈（LRASM）完成了第二次試射。LR A SM導(dǎo)彈是在“增程聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈”（JASSM-ER）基礎(chǔ)上發(fā)展而來，最大射程900千米，具備自主感知威脅、自主在線航跡規(guī)劃、多彈協(xié)同、目標(biāo)價(jià)值等級區(qū)分、目標(biāo)精確探測與識別、打擊部位甄選、電子頻譜監(jiān)視與定位、區(qū)分?jǐn)撤讲煌走_(dá)信號等智能化作戰(zhàn)特點(diǎn)。

無人系統(tǒng)將成為智能化戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)裝備。無人系統(tǒng)的大量裝備和部署，必將替代有人系統(tǒng)，成為智能化戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)裝備。在“水下無人作戰(zhàn)”概念方面，2017年，美國海軍水下作戰(zhàn)中心啟動“殺人鯨”超大型無人潛航器（UUV）項(xiàng)目。該型UUV航程超過2000海里，續(xù)航時(shí)間長達(dá)數(shù)個(gè)月，從本土港口或前沿基地出發(fā)，自主航行到戰(zhàn)區(qū)，可執(zhí)行在港口隱蔽布雷、海岸線電子偵察、打擊水面艦艇和陸上目標(biāo)、反潛、特種作戰(zhàn)等多種任務(wù)。美國海軍的水下一線作戰(zhàn)任務(wù)將更多由無人系統(tǒng)承擔(dān)，有人潛艇則主要作為其搭載、釋放和回收平臺以及水下作戰(zhàn)指揮中心，不直接參與作戰(zhàn)。

無人作戰(zhàn)是實(shí)施智能化作戰(zhàn)的基本樣式

“進(jìn)攻性蜂群使能”戰(zhàn)術(shù)概念圖

無人系統(tǒng)催生無人作戰(zhàn)樣式。武器裝備是戰(zhàn)爭的物質(zhì)基礎(chǔ)，新的武器裝備可催生新的作戰(zhàn)樣式。以美軍研發(fā)中的“無人機(jī)蜂群”這類無人集群作戰(zhàn)概念為代表，通過將具備不同功能的大數(shù)量無人作戰(zhàn)系統(tǒng)混合編組，構(gòu)建集偵察探測、電子干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊、火力打擊等能力于一體的無人機(jī)集群，根據(jù)任務(wù)需求、戰(zhàn)場環(huán)境和威脅特征，自主完成戰(zhàn)場態(tài)勢感知、目標(biāo)識別定位、智能任務(wù)分配、協(xié)同進(jìn)攻防御，具有高抗毀、低成本的優(yōu)勢。隨著隱身戰(zhàn)機(jī)、高性能防空反導(dǎo)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程打擊、電磁戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的發(fā)展，戰(zhàn)場對抗強(qiáng)度快速提高、作戰(zhàn)環(huán)境迅速惡化，空襲/反空襲的難度都在急劇增大。在此形勢下，催生了“無人機(jī)蜂群”概念，旨在通過集群作戰(zhàn)發(fā)揮出遠(yuǎn)超個(gè)體累加的戰(zhàn)斗力。大量無人機(jī)編組、集中使用的戰(zhàn)場優(yōu)勢是明顯的，正如蜂群的威脅要遠(yuǎn)大于幾只馬蜂。DARPA在2015年啟動小精靈項(xiàng)目，旨在研發(fā)低成本無人機(jī)蜂群和空中投放回收等技術(shù)，成功使用C-130運(yùn)輸機(jī)開展了多架小精靈無人機(jī)的空中投放回收試驗(yàn)，回收速率達(dá)每30分鐘4架。2017年2月15日，DARPA發(fā)布“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目，用于在復(fù)雜的城市環(huán)境中協(xié)助人類部隊(duì)完成多樣化任務(wù)。蜂群自主性、人與蜂群編隊(duì)、蜂群感知、蜂群網(wǎng)絡(luò)、蜂群后勤是蜂群系統(tǒng)的5個(gè)關(guān)鍵使能領(lǐng)域，OFFSET項(xiàng)目的目標(biāo)是推進(jìn)及加快這些蜂群使能技術(shù)的發(fā)展，并推動作為蜂群能力發(fā)展基礎(chǔ)的相關(guān)蜂群戰(zhàn)術(shù)成型。

無人作戰(zhàn)是智能化作戰(zhàn)的基本樣式。信息化戰(zhàn)爭發(fā)展至高級階段，人類已越發(fā)難以適應(yīng)不斷增速的作戰(zhàn)節(jié)奏，普遍使用自主和智能的無人系統(tǒng)成為必然要求。2019 年7月，DA R PA 啟動“空戰(zhàn)演進(jìn)”項(xiàng)目，旨在研發(fā)可執(zhí)行空中格斗任務(wù)的人工智能，無人戰(zhàn)機(jī)有望成為空戰(zhàn)主體。在瞬息萬變的空戰(zhàn)環(huán)境下，相比人類飛行員，基于人工智能的機(jī)載戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)可更準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行態(tài)勢感知、快速響應(yīng)、戰(zhàn)術(shù)選擇、武器管理和使用。2020年8月20日，在DARPA組織的“阿爾法狗斗”（A lpha Dogfight）人機(jī)挑戰(zhàn)賽中，洛·馬等8家公司團(tuán)隊(duì)參加。其中，蒼鷺科學(xué)公司（Heron Systems）研發(fā)的空戰(zhàn)人工智能，以5：0的壓倒性優(yōu)勢戰(zhàn)勝人類飛行員奪冠。

小精靈（Gremlins）無人機(jī)

人工智能算法是無人作戰(zhàn)的制勝關(guān)鍵。算法優(yōu)勢即作戰(zhàn)優(yōu)勢，算法優(yōu)勢主導(dǎo)戰(zhàn)爭優(yōu)勢。人工智能首先帶來的是算法革命，依靠適用、優(yōu)秀的人工智能算法，無人系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的態(tài)勢感知、更可信的戰(zhàn)局研判、更迅速的指揮控制、更優(yōu)化的作戰(zhàn)流程，進(jìn)而大幅提升作戰(zhàn)效能。與信息化作戰(zhàn)相比，智能化作戰(zhàn)的對抗方式從體系對抗向算法對抗轉(zhuǎn)變，且正是依靠算法優(yōu)勢，智能化作戰(zhàn)相比信息化作戰(zhàn)具備速度優(yōu)勢、認(rèn)知優(yōu)勢、決策優(yōu)勢。2017年4月，美國防部副部長羅伯特·沃克簽署專家（Maven）項(xiàng)目備忘錄，授權(quán)成立“算法戰(zhàn)跨職能小組”，旨在將國防部擁有的海量數(shù)據(jù)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎们閳?bào)，以有效促進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)在軍事情報(bào)領(lǐng)域的應(yīng)用。Maven項(xiàng)目使用基于深度學(xué)習(xí)的人工智能，對無人機(jī)獲取視頻和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取得的成果已部署到敘利亞和伊拉克，用于為軍事行動提供情報(bào)支撐。

強(qiáng)化作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)推進(jìn)智能化作戰(zhàn)概念落地

無人系統(tǒng)和無人作戰(zhàn)重塑作戰(zhàn)流程。隨著智能化作戰(zhàn)從有人主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人主導(dǎo)，無人系統(tǒng)成為主戰(zhàn)力量，無人作戰(zhàn)成為主要樣式，相應(yīng)地帶來作戰(zhàn)流程的重塑。無人系統(tǒng)和人工智能結(jié)合，將大大拓展戰(zhàn)場空間和作戰(zhàn)領(lǐng)域，物理域、信息域、認(rèn)知域、社會域深度融合，基于多域傳感器邊緣計(jì)算、作戰(zhàn)云、虛擬化協(xié)同組網(wǎng)、自組織動態(tài)調(diào)度、多源情報(bào)自動挖掘，可實(shí)現(xiàn)相比信息化戰(zhàn)爭時(shí)代更強(qiáng)的信息獲取和處理能力。例如，“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)體系和無人機(jī)蜂群，可根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)目的，動態(tài)、自適應(yīng)、可重組地構(gòu)建作戰(zhàn)體系、分工作戰(zhàn)任務(wù)、配置作戰(zhàn)能力、評估作戰(zhàn)效果。

美國海軍第二艘中型無人水面艇樣艇海鷹號

無人系統(tǒng)的大量裝備和部署倒逼編制體制和作戰(zhàn)編組變革。無人機(jī)的大量裝備和實(shí)戰(zhàn)使用，使得無人機(jī)作戰(zhàn)部隊(duì)得以批量組建并快速擴(kuò)張，2007年，美國空軍將多個(gè)MQ-1捕食者、MQ-9死神無人機(jī)中隊(duì)整合，組建世界首支成建制的無人機(jī)作戰(zhàn)部隊(duì)——第432無人機(jī)聯(lián)隊(duì)，該部隊(duì)現(xiàn)已成為美國空軍參戰(zhàn)頻率最高、承擔(dān)任務(wù)最重的部隊(duì)。同年，美國海軍組建了世界上首支無人水下作戰(zhàn)系統(tǒng)部隊(duì)——第一UUV中隊(duì)。美國海軍開展“幽靈艦隊(duì)”概念項(xiàng)目，計(jì)劃在2020—2025財(cái)年期間投入27億美元，建設(shè)一支包括10艘大型無人水面艦艇的無人艦隊(duì)，用于獨(dú)立或與有人水面艦艇部隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)，兵力結(jié)構(gòu)將從以大型有人艦艇為主，向以大中型無人水面艦艇為主的分布式艦隊(duì)轉(zhuǎn)變。

強(qiáng)化作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)推進(jìn)無人作戰(zhàn)概念落地。作戰(zhàn)概念研發(fā)需經(jīng)評估驗(yàn)證才能確立，評估驗(yàn)證過程同時(shí)也是作戰(zhàn)概念效益的釋放過程。美軍將高密度、高強(qiáng)度的演習(xí)演練、性能測試等作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)活動，作為推進(jìn)無人作戰(zhàn)概念落地的重要途徑。“幽靈艦隊(duì)”概念框架內(nèi)的前兩艘無人水面艇——游騎兵號和流浪者號，分別于2020年10月和2021年2月，自墨西哥灣，經(jīng)巴拿馬運(yùn)河，進(jìn)入太平洋，完成了自主航行。其中，流浪者號航行共計(jì)4421海里，有98%的距離處于自主航行模式。2021年4月，美國海軍舉行名為“無人系統(tǒng)綜合戰(zhàn)斗問題21”（UxS IBP 21）的針對無人系統(tǒng)和無人作戰(zhàn)概念的大規(guī)模測試活動，此次演習(xí)也是美國海軍的有人/無人系統(tǒng)混編的軍事演習(xí)，演習(xí)期間，對多型無人機(jī)、無人潛航器、無人水面艇進(jìn)行了測試。