以无人系统为主要作战单元的智能化作战

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随着人工智能向战争的全要素渗透,与作战的全过程融合,其装备的全部件应用,必将极大提高武器和军事技术装备的作战效能,颠覆性地改变当前的作战样式和战争形态。智能化作战将成为主流的作战样式,智能化战争——作为信息化战争发展到更高阶段的一种战争形态,也呼之欲出。

美国将发展军用人工智能和无人系统作为维护自身军事优势,掌控大国竞争主导权、维护全球霸主地位的重要支柱。2014年,美国国防部推出“第三次抵消”战略,旨在通过技术创新和理论创新,发展颠覆性技术,以抵消主要竞争对手迅速增长的军事能力,人工智能、无人系统、微型化、大数据、增材制造等被确定为重点发展领域;美国著名智库——新美国安全中心发布的《20YY年:为机器人时代的战争做好准备》报告中,将大数据、人工智能、机器人、小型能量系统、高能武器、人体机能改造等作为维持美国军事优势的关键技术。2015年,美国空军提出了“忠诚僚机”概念,目的是为F-22和F-35战机开发无人僚机。2019年11月21日,美国空军装备司令部宣布,选定“天空博格人”无人僚机、“金帐汗国”改造弹药蜂群、“导航技术卫星-3”三个项目作为首批“先锋”项目,美国空军将“先锋”项目定位为改变空中力量的作战和运用方式的“游戏规则改变者”。XQ-58A女武神隐形无人机成为“天空博格人”项目的装机试飞和实际平台的候选。2021—2035财年期间,美军各军种计划共投入120亿美元用于研发无人系统。

2019年6月11日,第二次试飞中的XQ-58A女武神低成本可消耗无人机

无人系统是智能化作战能力的主要支撑

智能化作战的主要物质基础是无人系统。无人系统可实现更准确的感知、更迅捷的决策、更高效的行动,同时,承担风险和作战成本更低。在“无人空战”作战概念方面,2016年,美国辛辛那提大学和美国空军实验室(AFR)联合研发的空战人工智能“阿尔法”,在模拟空战中,使用三代机,击败了由美国空军上校基恩·李驾驶且有预警机支持的四代机。“阿尔法”空战人工智能调整战术计划的速度是人类飞行员的250倍,从传感器获取数据到分析处理并做出反应,整个过程不超过1毫秒。基恩·李在赛后表示:“它(‘阿尔法’空战人工智能)能够快速掌握情况,反应也很快,似乎能够预测到我的意图,并在我改变飞行动作或发射导弹时,立即做出反应。它知道如何躲避我的攻击,也能在必要时迅速地在攻防之间切换。”在瞬息万变的空战环境下,相比人类飞行员,基于人工智能的机载战斗管理系统可更准确、快速地进行态势感知、快速响应、战术选择、武器管理和使用。

RQ-4全球鹰无人侦察机

传统装备正越来越多地由无人系统取代。近年来,无人机已成为美国参与局部战争和武装冲突的主战武器。在阿富汗、伊拉克、也门和叙利亚战场,美军打的是“无人机战争”,MQ-1捕食者、MQ-9死神等无人机的使用强度和频率远超有人驾驶战机,自2001年以来,两型无人机飞行时长超过600万小时,其中,90%是作战时间。早在2014年,美军各类无人机就已高达1.13万架,承担着大部分的侦察情报、监视等作战保障任务和三分之一的空中打击任务。自2016年,美国国防部开始逐步淘汰U-2高空侦察机,并由RQ-4全球鹰无人侦察机替代。美国研发中的用于替代B-52H和B-1B战略轰炸机的B-21远程轰炸机,具有有人/无人两种技术方案。导弹也趋于智能化,2018年5月,B-1B战略轰炸机搭载2枚远程反舰导弹(LRASM)完成了第二次试射。LRASM导弹是在“增程联合防区外空地导弹”(JASSM-ER)基础上发展而来,最大射程900千米,具备自主感知威胁、自主在线航迹规划、多弹协同、目标价值等级区分、目标精确探测与识别、打击部位甄选、电子频谱监视与定位、区分敌方不同雷达信号等智能化作战特点。

LRASM智能识别打击部位

无人系统将成为智能化战争的主战装备。无人系统的大量装备和部署,必将替代有人系统,成为智能化战争的主战装备。在“水下无人作战”概念方面,2017年,美国海军水下作战中心启动“杀人鲸”超大型无人潜航器(UUV)项目。该型UUV航程超过2000海里,续航时间长达数个月,从本土港口或前沿基地出发,自主航行到战区,可执行在港口隐蔽布雷、海岸线电子侦察、打击水面舰艇和陆上目标、反潜、特种作战等多种任务。美国海军的水下一线作战任务将更多由无人系统承担,有人潜艇则主要作为其搭载、释放和回收平台以及水下作战指挥中心,不直接参与作战。

无人作战是实施智能化作战的基本样式

“进攻性蜂群使能”战术概念图

无人作战是智能化作战的基本样式。信息化战争发展至高级阶段,人类已越发难以适应不断增速的作战节奏,普遍使用自主和智能的无人系统成为必然要求。2019年7月,DARPA启动“空战演进”项目,旨在研发可执行空中格斗任务的人工智能,无人战机有望成为空战主体。在瞬息万变的空战环境下,相比人类飞行员,基于人工智能的机载战斗管理系统可更准确、快速地进行态势感知、快速响应、战术选择、武器管理和使用。2020年8月20日,在DARPA组织的“阿尔法狗斗”(AlphaDogfight)人机挑战赛中,洛·马等8家公司团队参加。其中,苍鹭科学公司(Heron Systems)研发的空战人工智能,以5:0的压倒性优势战胜人类飞行员夺冠。

小精灵(Gremlins)无人机

人工智能算法是无人作战的制胜关键。算法优势即作战优势,算法优势主导战争优势。人工智能首先带来的是算法革命,依靠适用、优秀的人工智能算法,无人系统可实现更精准的态势感知、更可信的战局研判、更迅速的指挥控制、更优化的作战流程,进而大幅提升作战效能。与信息化作战相比,智能化作战的对抗方式从体系对抗向算法对抗转变,且正是依靠算法优势,智能化作战相比信息化作战具备速度优势、认知优势、决策优势。2017年4月,美国防部副部长罗伯特·沃克签署专家(Maven)项目备忘录,授权成立“算法战跨职能小组”,旨在将国防部拥有的海量数据迅速转变为可用情报,以有效促进人工智能、大数据、机器学习等技术在军事情报领域的应用。Maven项目使用基于深度学习的人工智能,对无人机获取视频和图像数据进行分析,取得的成果已部署到叙利亚和伊拉克,用于为军事行动提供情报支撑。

强化作战实验推进智能化作战概念落地

无人系统和无人作战重塑作战流程。随着智能化作战从有人主导转变为无人主导,无人系统成为主战力量,无人作战成为主要样式,相应地带来作战流程的重塑。无人系统和人工智能结合,将大大拓展战场空间和作战领域,物理域、信息域、认知域、社会域深度融合,基于多域传感器边缘计算、作战云、虚拟化协同组网、自组织动态调度、多源情报自动挖掘,可实现相比信息化战争时代更强的信息获取和处理能力。例如,“马赛克战”作战体系和无人机蜂群,可根据作战任务和作战目的,动态、自适应、可重组地构建作战体系、分工作战任务、配置作战能力、评估作战效果。

无人系统的大量装备和部署倒逼编制体制和作战编组变革。无人机的大量装备和实战使用,使得无人机作战部队得以批量组建并快速扩张,2007年,美国空军将多个MQ-1捕食者、MQ-9死神无人机中队整合,组建世界首支成建制的无人机作战部队——第432无人机联队,该部队现已成为美国空军参战频率最高、承担任务最重的部队。同年,美国海军组建了世界上首支无人水下作战系统部队——第一UUV中队。美国海军开展“幽灵舰队”概念项目,计划在2020—2025财年期间投入27亿美元,建设一支包括10艘大型无人水面舰艇的无人舰队,用于独立或与有人水面舰艇部队协同作战,兵力结构将从以大型有人舰艇为主,向以大中型无人水面舰艇为主的分布式舰队转变。

美国海军第二艘中型无人水面艇样艇海鹰号

强化作战实验推进无人作战概念落地。作战概念研发需经评估验证才能确立,评估验证过程同时也是作战概念效益的释放过程。美军将高密度、高强度的演习演练、性能测试等作战实验活动,作为推进无人作战概念落地的重要途径。“幽灵舰队”概念框架内的前两艘无人水面艇——游骑兵号和流浪者号,分别于2020年10月和2021年2月,自墨西哥湾,经巴拿马运河,进入太平洋,完成了自主航行。其中,流浪者号航行共计4421海里,有98%的距离处于自主航行模式。2021年4月,美国海军举行名为“无人系统综合战斗问题21”(UxSIBP 21)的针对无人系统和无人作战概念的大规模测试活动,此次演习也是美国海军的有人/无人系统混编的军事演习,演习期间,对多型无人机、无人潜航器、无人水面艇进行了测试。

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