美国防科学委员会建议美军加快自主能力的开发与应用

liubazhang 2017-03-19

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应美国国防部负责采购、技术与后勤的副部长(USD(AT&L))的要求,美国防科学委员会(DSB)围绕自主技术对国防部任务的适用性开展研究,并于2016年6月公布研究报告,题为《关于自主技术的夏季研究》(全文107页)。报告认为,自主技术将在美国防部任务中发挥实质性作战效益,且应用任务范围日益扩大;美国防部必须加快对自主技术的开发,以加速实现其潜在军用价值,并使美国在该领域领先于敌人。报告在分析了自主系统相关信任问题之后,从加快自主能力的采用、强化作战对自主技术的牵引、扩大自主技术的应用领域三个方面向国防部提出了具体建议。

▲报告认为，自主技术将在美国防部任务中发挥实质性作战效益，且应用任务范围日益扩大；美国防部必须加快对自主技术的开发，以加速实现其潜在军用价值，并使美国在该领域领先于对手

自主能力的可靠性及对运行可靠性

报告认为,信任问题是决定美国防部更广泛采用自主性技术能否取得成功的核心。自主系统必须具有设计可信性和运行可信性:一方面,自主系统的设计应确保其能可靠地执行所要执行的任务;另一方面,自主系统的设计应确保其一旦部署,人员能确定其能否可靠地运行并完成任务,对所面临的可信性威胁采取恰当的应对措施。建立设计可信性,以及具备在运行过程中提供评估及解决运行中可信性威胁的能力,不仅对操作人员和指挥官非常必要,也对设计人员、试验人员、政策制定者、法律制定者及美国公众非常必要。

▲自主系统的设计应确保其一旦部署，人员（及或机器）能确定其能否可靠运行并完成任务，并对所面临的可信性威胁采取恰当的应对措施

加快自主能力的应用

解决工程、设计及采购挑战

USD(AT&L)应要求为所有软件控制的系统,尤其是自主系统,开发及应用创造最佳的实践条件。

缓解网络问题

USD(AT&L)应解决与自主系统网络弹性相关的特殊问题。

创造新的试验、鉴定、建模与模拟范式

作战试验与鉴定局局长(DOT&E)应与研制试验与鉴定(DT&E)办公室协力制定新的试验与鉴定范式,对具有学习及适应能力的软件进行测试;国防部试验与鉴定部门应确立新的试验与鉴定范式,对全寿期自主系统进行试验与鉴定;USD(AT&L)应要求采购部门制定及落实连贯、全面的自主系统全寿期建模与模拟策略。

集成技术嵌入、理论及作战概念

军种部主官应通过确保运用替代选项、确保启发使用理论的早期试验顺利进行等,来集成技术嵌入、理论及作战概念。

发展熟练掌握自主能力的人才队伍

负责人员及战备性的国防部副部长(USD(P&R)),应与USD(AT&L)及军种部主官一起,发展一支熟练掌握自主能力的人才队伍:与商业领域建立长期有效的关系,以保持对技术发展的了解;为重要专家建立军种专业标识。

加强自主技术的发现

负责研究与工程设计的助理国防部长(ASD(R&E))应通过鼓励人员交流、组织由联邦政府资助的研究与发展中心、大学附属研究中心大学及工业部门参加的自主技术相关活动,加强对全球自主技术的发现。

改善国防部的自主系统管理

应建立对自主系统的国防部级管理,包括创建一个专门负责监督及确保自主系统研发和部署的执行委员会,以及给军兵种分派相关任务等;USD(AT&L)、负责政策的国防部副部长以及负责公共事务的助理国防部长应采取前瞻性、双管齐下的方案,预见使用自主系统会遭到的文化抵触。

反制敌人对自主技术的运用

国防部应立即在对抗敌人的自主系统方面采取行动,包括指示USD(AT&L)建立反自主系统部门、研发及试验自主系统对抗技术及方案;指示负责情报的国防部副部长(USD(I))提升外国自主系统相关情报及分析的优先级;指示军种部主官在演习、训练中纳入自主系统及自主系统对抗能力,并用所得经验教训为美军作战概念、理论及训练的发展提供支持。

▲美国陆军正在进行无人车辆研究

强化作战对自主系统的牵引

改进网络攻击指示器并开发自主预警系统

国家安全局(NSA)应与国防高级研究计划局(DARPA)、情报高级研究计划局(IARPA)协作,充分开发相关手段,提示国防信息系统局及国防工业企业防护国防部信息基础设施,建议划拨5000万美元,在3年时间内开发一种原型系统。

机载自主感知技术

DARPA应与空军研究实验室(AFRL)及第711人体效能联队合作,启动一项新项目,调整现有情报、监视与侦察(ISR)数据筛选和融合工具,使其适应自主、实时应用。该项目预计耗时3年,耗资约8000万美元。

从海量媒体中挖掘时敏情报

国防情报局(DIA)及特种作战司令部(USSOCOM)应集成商业部件、建设一种新型机器学习分析工具,并利用现有历史数据、已掌握媒体及商业数据来对该系统进行原型验证。这项工作预计耗时2～3年,耗资约2000万～3000万美元。

防护任务动态频谱管理

美国陆军通信电子研究、发展与工程中心、AFRL、太空与海军作战系统司令部应研发军兵种原型机,用于本地化、灵活地解决少数系统之间的频谱冲突及频谱控制问题,该项目预计将耗时5年,耗资约4亿美元;同时,DARPA应研发一套体系架构及算法,用于一整套联合系统的近实时、战场级频谱去冲突化及频谱控制,此项目将耗时3年,耗资约1.8亿美元。

无人潜航器自主开展水雷对抗任务

海军近海战斗舰项目执行办公室应与海军研究局合作开展一项用户作战评估系统项目,项目预计耗时3年, 每年耗资6000万美元。该验证项目建议采取以下落实措施:为一种现有无人潜航器平台装备嵌入式自主目标识别(ATR)能力,使其能执行自主探测、分类、定位和识别;升级一种现有排雷平台,使其具有接触性重新捕获及解除威胁能力;用无人水面艇或大型无人潜航器投放水雷对抗措施探测和解除威胁节点,使得单次出航即能完成探测、识别及解除威胁任务。

自动网络响应

美国网络司令部应发挥主导作用,与CIA、FBI、NSA、DARPA(“X计划”项目)、国防信息系统局以及关键的网络安全工业部门合作开展自动网络响应工作,该团队应在1年内实施一项有限度的演示验证,3年内实现完全作战能力。这项工作预计耗时2~3年,每年花费约为5000万美元。

用于攻势布雷的无人潜航器

美国海军及DARPA应合作开展一项实验,在实验中部署由杀伤性自主无人潜航器组成的雷区。这一工作预计耗时3年,耗资6000万美元。

支援地面力量的战术无人机集群

美国海军陆战队、DARPA、海军研究办公室(ONR)以及一个联邦政府资助的研究与发展中心或大学附属研究中心应研发并试验一种包含10架或更多自主无人航空系统的支援编组原型。这一工作预计耗时3年,耗资4000万美元。该实验是海军陆战队远征实验演习的一部分。为验证该自主无人航空系统概念不仅在技术上和后勤上可行,同时经济可承受,海军陆战队作战发展司令部应为此开展无人机设计竞赛。

可预测后勤及自适应规划

海军补给系统司令部应与后勤系统(SAP)协力验证现代化智能自适应规划的应用。这项工作预计耗时2年,耗资1000万美元。

快速部署自适应后勤

诸兵种联合保障司令部第10山地师、联合战备训练中心应为可重新定位的机器人仓库及受训人员开发及部署自适应后勤决策保障,为快速部署至不稳定地区做准备。这一工作预计耗时3年,耗资3000万美元。

扩大自主技术的应用领域

理解全球社会活动的早期预警系统

DARPA应启动一个拓展项,创建一套能在全球范围内自主、实时甄别社会活动背后随机联系的系统,帮助领导人理解一系列潜在行动的影响,以及各种潜在未来事件的轨迹。这一工作预计耗时4年,总耗资7500万美元。

利用大量低成本自主集群

负责采购、后勤及技术的陆军助理部长(ASA(ALT))应与陆军能力一体化中心密切合作,开展年度“集群演习”挑战赛。这项工作每年预计耗资约2500万美元。

物联网入侵检测

DARPA应研发相关自主系统,通过被动及远程监控大规模网络流量,以及甄别隐藏在普通流量中的恶意攻击,探测针对物联网的入侵。这一项目应持续5年时间,包含一系列挑战赛,耗资约8000万美元。

军用车辆系统自主网络弹性