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智能化战争的人机耦合

 华cfq5y4ucng3g 2022-07-13 发布于广东

由“耒”和“偶”以左右结构所形成的“耦”字,指两人并肩而耕,联合使用农具耕地。很显然,耦合是指两个或两个以上的体系或两种运动形式之间通过各种交互作用而彼此影响,从而联合起来产生增力,协同完成特定任务的现象。有人/无人作战系统是智能化作战体系的两大基本系统,人机之间的耦合是产生新质战斗力的基础。随着智能化战争的发展,人机耦合程度将会经历从简单到复杂的三个阶段。

基于规则的功能耦合:机前人后,相对分离

随着通讯技术、动力技术、控制技术、人工智能技术等前沿技术群取得重大突破,无人作战系统得到突飞猛进的发展,已经达到前所未有的新境界。当前,一些发达国家军队现役无人机数量甚至已超过有人机,各类无人机更是在局部战争和武装冲突中出尽风头。特别是在2020年9月27日爆发的纳卡冲突中,阿塞拜疆运用无人机攻击亚美尼亚地面部队,在24小时内摧毁亚美尼亚坦克130辆、火箭发射系统50个、武装车辆64部、防空导弹系统25个等。据战后评估,阿塞拜疆的取胜,无人作战系统起到重要作用。
基于“非接触,零伤亡”的明显优势,最初无人作战系统的应用领域主要是地雷探测、侦察警戒、沾染性、放射性监测和通信、数据中继等各种“危险、枯燥和恶劣”的任务。诸如对排除战场爆炸物、敌情侦察探测等危险任务,无人作战系统即使任务失败也会大大降低政治风险和生命成本。对于长时间的控制飞行、态势监控等枯燥任务,无人作战系统可突破人的生理极限,任劳任怨、一丝不苟地执行任务。对于核爆炸后收集放射性样本、化学沾染检测等恶劣任务,无人作战系统不但能够使人员暴露程度降至最低,还能增加任务成功的概率。
这一阶段战场上有人作战系统的数量多,无人作战系统的数量少,人是战场的主导,机器是战场的辅助,无人作战系统还只是无意识的冷冰冰的机器,人机之间通过简单的物理电磁信号进行沟通,在功能上也只是做了简单分工,人机耦合程度相对较低。无人作战系统的指挥控制,也多是采取武器平台在前端、人员在后端的模式,操纵员通过在线控制、即时干涉和离线规划等方法控制无人作战系统完成作战任务,机器的自主性相对较低。因此,机前人后、相对分离是这一阶段智能化作战体系的主要特征,人机之间基于规则进行交流,耦合主要体现功能上的配合或延伸,无人作战系统起到有益帮手的作用。

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基于信任的协同耦合:人机混搭,密切配合


早在2015年,美国空军提出了基于“有人机/无人机编组技术”的概念,忠诚僚机的技术研发就此展开。2019年3月,美国空军研究实验室与克雷托斯无人机公司合作研发的XQ-58A女武神验证机在亚利桑那州尤马试验场完成首飞,标志着忠诚僚机终于从概念走进现实。
忠诚僚机与长机进行组合,是典型的人机混搭。忠诚僚机的主要任务协同侦察、协同防空压制和协同瞄准,有人的长机主要是应对复杂的战场情势。正是有了忠诚僚机的协同,特别是忠诚僚机能够“无畏”地执行更加危险的任务,有人的长机作战安全性将大大提升。越战时期的美军飞行员就出现“没有EA-6B护航就不起飞”,未来甚至也可能会出现“没有忠诚僚机侍驾就不起飞”。
这一阶段战场上有人作战系统的数量与无人作战系统的数量几乎相当,人机进行混合编组,人机之间的地位也将呈现平等关系,无人作战系统将具有较高的自主性,人机耦合程度将大大提升。人机之间通过更加顺畅、高效、实时的作战协同建立彼此信任关系,充分利用无人作战系统迷惑对手,使对手难以掌握态势和判断己方的意图,给对手施加多重困境,创建更为富有弹性的杀伤网。如无人作战系统可以超越人类生理极限或认知极限完成更为复杂、繁重和精确性高的任务,在对手的意料之外进行打击。
在这其中,由于人机要共同面对战场生死威胁,因而人机之间的相互信任极为关键。混合编组的作战人员要对无人作战系统给予充分的信任,要能够准确地把握何时、何地、以何种程度使用无人作战系统,或者利用超级权限引导、干预或暂停无人作战系统的行动。无人作战系统也要利用机器学习技术提高理解人的意图的能力,把黑箱模型尽量白盒化,向作战人员解释其具体行动决策的背后逻辑,以及模型内部运行机制,以获取作战人员的信任。在建立充分信任关系的基础上,这一阶段人机之间将成为能够并肩协同作战的“战友”。

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基于理解的意念耦合:脑机融合,人机一体

2014年世界杯开幕式上,巴西一名残疾人利用脑控技术完成开球,向全世界观众展示了脑科学技术发展的魅力。国际脑组织宣布,21世纪是“脑科学时代”。脑机接口技术被公认为新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术,将是未来智能化战争中“意念控制”的基础技术,因此其也成为世界军事强国角逐智能化战争制高点的关键技术。
实现“意念控制”技术的难点是通过脑机接口实现对脑电波信号的“捕捉”与“转换”,进而在人脑与计算机之间建立直接的交流和控制通道。得益于脑机接口技术的快速发展,如今人类已经能够捕捉大脑复杂的神经信号,并用来直接控制外部设备,使得智能化作战体系的有机性大大提升。“意念控制”不仅能够帮助战斗员更为灵活方便地操纵武器平台,还可以高效实现敌我有效识别、远距离实时指挥、任务智能规划、高效自主协同等,成为颠覆未来战争制胜机理的新规则。
近些年,各国军队纷纷加入对“意念控制”技术的研究。据报道,美军的“认知技术威胁预警”系统,能够使士兵在2-3秒内识别视场范围内100个威胁目标。俄罗斯“未来研究基金会”表示,他们已掌握了思维控制机械的脑机接口技术。此前,英国研究人员已开发出一种用于控制飞船模拟器的脑机接口装置,戴在测试者头上后,可成功控制飞船模型飞行。因此,未来作战中,以极少数士兵带领数量庞大的无人“蜂群”“蚁群”“鱼群”等执行作战任务将成为可能。
这一阶段战场上有人作战系统的数量将会明显减少,但人会处于核心地位,而无人作战系统的数量将大量增加,人通过“意念群控”掌控着大量无人作战系统,人机之间能够进行相互理解的意念耦合,人机耦合程度进入高级阶段。脑机融合、人机一体是这一阶段智能化作战体系的主要特征,无人作战系统通过机器学习具备了人的复杂情况处理能力,能够自主规划、设计和配合作战人员完成作战任务,人机之间就像能够彼此心神领会的亲密无间的“战友”。

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