李大鵬 劉巍
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
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)作為維護自身軍事優(yōu)勢,掌控大國競爭主導(dǎo)權(quán)、維護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:為機器人時代的戰(zhàn)爭做好準備》報告中,將大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人、小型能量系統(tǒng)、高能武器、人體機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”概念,目的是為F-22和F-35戰(zhàn)機開發(fā)無人僚機。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、“金帳汗國”改造彈藥蜂群、“導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星-3”三個項目作為首批“先鋒”項目,美國空軍將“先鋒”項目定位為改變空中力量的作戰(zhàn)和運用方式的“游戲規(guī)則改變者”。XQ-58A女武神隱形無人機成為“天空博格人”項目的裝機試飛和實際平臺的候選。2021—2035財年期間,美軍各軍種計劃共投入120億美元用于研發(fā)無人系統(tǒng)。
基恩·李上校在模擬空戰(zhàn)測試中被人工智能打敗
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)可實現(xiàn)更準確的感知、更迅捷的決策、更高效的行動,同時,承擔風險和作戰(zhàn)成本更低。在“無人空戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念方面,2016年,美國辛辛那提大學和美國空軍實驗室(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,擊敗了由美國空軍上?;鳌だ铖{駛且有預(yù)警機支持的四代機?!鞍柗ā笨諔?zhàn)人工智能調(diào)整戰(zhàn)術(shù)計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),整個過程不超過1毫秒?;鳌だ钤谫惡蟊硎荆骸八ā柗諔?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,立即做出反應(yīng)。它知道如何躲避我的攻擊,也能在必要時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,基于人工智能的機載戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)可更準確、快速地進行態(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
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“無人機戰(zhàn)爭”,MQ-1捕食者、MQ-9死神等無人機的使用強度和頻率遠超有人駕駛戰(zhàn)機,自2001年以來,兩型無人機飛行時長超過600萬小時,其中,90%是作戰(zhàn)時間。早在2014年,美軍各類無人機就已高達1.13萬架,承擔著大部分的偵察情報、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,并由RQ-4全球鷹無人偵察機替代。美國研發(fā)中的用于替代B-52H和B-1B戰(zhàn)略轟炸機的B-21遠程轟炸機,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)略轟炸機搭載2枚遠程反艦導(dǎo)彈(LRASM)完成了第二次試射。LRASM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、目標價值等級區(qū)分、目標精確探測與識別、打擊部位甄選、電子頻譜監(jiān)視與定位、區(qū)分敵方不同雷達信號等智能化作戰(zhàn)特點。
LRASM智能識別打擊部位
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)項目。該型UUV航程超過2000海里,續(xù)航時間長達數(shù)個月,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、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,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、目標識別定位、智能任務(wù)分配、協(xié)同進攻防御,具有高抗毀、低成本的優(yōu)勢。隨著隱身戰(zhàn)機、高性能防空反導(dǎo)系統(tǒng)、遠程打擊、電磁戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的發(fā)展,戰(zhàn)場對抗強度快速提高、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“無人機蜂群”概念,旨在通過集群作戰(zhàn)發(fā)揮出遠超個體累加的戰(zhàn)斗力。大量無人機編組、集中使用的戰(zhàn)場優(yōu)勢是明顯的,正如蜂群的威脅要遠大于幾只馬蜂。DARPA在2015年啟動小精靈項目,旨在研發(fā)低成本無人機蜂群和空中投放回收等技術(shù),成功使用C-130運輸機開展了多架小精靈無人機的空中投放回收試驗,回收速率達每30分鐘4架。2017年2月15日,DARPA發(fā)布“進攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”(OFFSET)項目,用于在復(fù)雜的城市環(huán)境中協(xié)助人類部隊完成多樣化任務(wù)。蜂群自主性、人與蜂群編隊、蜂群感知、蜂群網(wǎng)絡(luò)、蜂群后勤是蜂群系統(tǒng)的5個關(guān)鍵使能領(lǐng)域,OFFSET項目的目標是推進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。
“進攻性蜂群使能”戰(zhàn)術(shù)概念圖
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,DARPA啟動“空戰(zhàn)演進”項目,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,基于人工智能的機載戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)可更準確、快速地進行態(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”(Alpha Dogfight)人機挑戰(zhàn)賽中,洛·馬等8家公司團隊參加。其中,蒼鷺科學公司(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
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)可實現(xiàn)更精準的態(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?,以有效促進人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學習等技術(shù)在軍事情報領(lǐng)域的應(yīng)用。Maven項目使用基于深度學習的人工智能,對無人機獲取視頻和圖像數(shù)據(jù)進行分析,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支撐。
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、認知域、社會域深度融合,基于多域傳感器邊緣計算、作戰(zhàn)云、虛擬化協(xié)同組網(wǎng)、自組織動態(tài)調(diào)度、多源情報自動挖掘,可實現(xiàn)相比信息化戰(zhàn)爭時代更強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。無人機的大量裝備和實戰(zhàn)使用,使得無人機作戰(zhàn)部隊得以批量組建并快速擴張,2007年,美國空軍將多個MQ-1捕食者、MQ-9死神無人機中隊整合,組建世界首支成建制的無人機作戰(zhàn)部隊——第432無人機聯(lián)隊,該部隊現(xiàn)已成為美國空軍參戰(zhàn)頻率最高、承擔任務(wù)最重的部隊。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——第一UUV中隊。美國海軍開展“幽靈艦隊”概念項目,計劃在2020—2025財年期間投入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,用于獨立或與有人水面艦艇部隊協(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轉(zhuǎn)變。
強化作戰(zhàn)實驗推進無人作戰(zhàn)概念落地。作戰(zhàn)概念研發(fā)需經(jīng)評估驗證才能確立,評估驗證過程同時也是作戰(zhàn)概念效益的釋放過程。美軍將高密度、高強度的演習演練、性能測試等作戰(zhàn)實驗活動,作為推進無人作戰(zhàn)概念落地的重要途徑。“幽靈艦隊”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)巴拿馬運河,進入太平洋,完成了自主航行。其中,流浪者號航行共計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,此次演習也是美國海軍的有人/無人系統(tǒng)混編的軍事演習,演習期間,對多型無人機、無人潛航器、無人水面艇進行了測試。
責任編輯:王宇璇