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如何打通无人智能作战堵点

 天下苍生我当后 2023-03-04 发布于宁夏
来源:《军报解放》
作者:常书杰

引 言

党的二十大报告强调,加快无人智能作战力量发展。无人智能作战是提升体系作战能力的新增长极,是未来智能化战争的基本形式。当前,无人智能作战整体上还处于起步阶段,作战潜力的持续发挥受到不少瓶颈制约。打通无人智能作战的堵点、经络,实现其作战运用的自组织、自适应、体系化,是抢抓智能化时代战场代差优势的关键所在。

打通体系融合脉络——

以大体系支撑促进新域新质战斗力生成


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当前,人工智能领域正处于蓬勃发展阶段,具有民强于军、民为军用的典型特征,所催生的无人智能装备,在技术体制上与机械化、信息化装备存在天然代差,难以自动实现体系兼容。加之,无人智能作战尚在探索之中,对其本质内涵、制胜机理、运用规律的认识还不足,推进建设往往是边摸石头边过河,导致其与传统作战体系融合水平不高、联合运用有待加强。如顶层设计与统一规划不足,无人智能装备难以无缝融入传统情报链、指控链、保障链;体系标准、技术规范不一致,无人智能装备系统兼容性不够,难以实现有人无人数据级协同、无人平台网络化跨域协同。

从战争演进看,智能化战争形态的形成需要一个长期的发展过程,有赖于机械化、信息化战争形态的物质与技术基础,其地位作用由牵引到主导更是难以一蹴而就,应在不断深化融合发展中互促互进。具体来讲,无人智能作战是联合作战的组成部分,始终服务于联合作战目的,将无人智能作战融入联合作战运用,既有利于以无人智能技术优势赋能传统体系,牵引智能化发展;又有利于凭借信息化建设已有成果,支撑无人智能新域新质战斗力生成。如基于联合作战体系,无人智能装备可以获得广域通联、数据服务、算力支持等支撑,将极大弥补自身不足,促进无人智能作战能力提升。

合则利,分则豫。无人智能作战依托的是机械化平台,互联的是信息化网络,赋能的是智能化算法,体现的机理是以智能流高效驱动信息流、物质流和能量流,表现为机械化、信息化与智能化的内在统一。推进无人智能作战,既要注重与联合作战大体系间的融合,又要注重无人智能作战小体系的一体设计。落实过程中,可统一制定无人智能领域发展规划和路线图,科学设计技术研发、装备发展、作战保障等领域建设,将融合度作为刚性要求突出出来;按照联合作战要求,统一无人智能领域建设标准与技术体制,支持不同系统的兼容性、标准化,确保无人智能作战体系融合脉络畅通无阻。

打通交战组织脉络——

将遥控式作战升级为人监督下自主交战


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自主性是无人智能装备区别于有人装备的主要特征,是体现其自主控制能力的关键指标。当前,无人智能装备大多以遥控引导方式作战,基本处于有“五官”与“四肢”,但缺少“大脑”的状态,作战中严重依赖人的操控,仅能满足固定化、简单式任务需求。以技术成熟度最好的无人机系统为例,大型无人机的配套设备多达10余件,地面操控与保障更是需要数十人维系,涉及飞行控制、任务规划、作战协同、情报保障等诸多方面,其交战过程是典型的人在回路中“多对一”控制模式。这种“一步一动”式交战组织模式,难以真正释放机器智能的独特优势。

综合来看,无人智能装备的自主性与其独立完成任务的能力有关,自我作战管理能力越强,自主性就越高,对人的依赖度也就越低。实践中,提升无人智能作战自主性,可以使无人智能装备由“工具”转变为“伙伴”或“战友”。基于高效的人机交互技术,把人的创造性和机器的自主性有机结合起来,由人进行创造性设计,由机器负责自主性实施,便能达成人机优势互补、各尽其用、效能倍增。如基于猎犬概念的无人僚机作战,未来可能成为主宰空中战场的主要形式。

本质上讲,无人智能装备的自主性就是人工智能算法发挥作用的外在表现,有赖于对自主交战规则的结构性描述,受所置入的算法化行为规则或策略制约。得益于人工智能的快速发展,无人智能装备正在被赋予自我修正行为规则或策略的能力,将极大促进其自主水平提升。技术实现上,可按照“软件定义作战”的思想理念,开发统一的无人智能装备作战管理软件系统,面向不同场景针对性生成适用的算法集,支撑无人智能装备实现人监督下的自主交战。如融入智能控制算法的“蜂群”系统,已具备自主协同攻击、受损网络自愈合等能力。

打通环境适应脉络——

解决难以适应复杂对抗战场环境的难题


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20世纪60年代以来,人工智能发展历经三次浪潮,经历了手工知识阶段、统计学习阶段,目前正处于努力适应环境阶段,在感知、学习、推理、抽象等能力生成方面持续取得突破。尤其是随着机器学习、神经网络、大数据等技术的快速发展与应用,正在驱动智能交通、智能物流、智能工厂、智能家居等领域的产业革命,正在推动人类社会快速进入智能化时代。如近年兴起的“智能打车”系统,基于面向乘客群与出租车群开发的大量人工智能算法,可快速完成“发单—派单—抢单—定单”服务,极大地提高了车辆优选、人车匹配等效率,蕴含着巨大的军事应用价值。

与民用智能相比,军事智能具有战场环境高复杂性、作战行为强对抗性、作战响应快速性、服务信息不完整性、任务边界不确定性等典型特征。无人智能作战面对的是情况模糊、瞬息万变、甚至是虚假的战场态势,处于非合作、强对抗的战场环境之中,作战对手往往无规则可循,多样化作战任务通常要求不一。在敌我激烈对抗的复杂多变战场环境中,如何根据环境变化动态调整自身行为,如何将人的经验知识总结、归纳、转化为可向机器泛化迁移的知识体系,如何通过平时或在线机器学习与训练获得足够的作战经验,是无人智能作战面临的巨大挑战。

战场环境是战场及其周围对作战活动有影响的各种情况和条件的统称。当前,以“预编程”方式为主实施无人智能作战,仅能适应特定简单环境,仅能用于执行具体固定任务。面对战场环境、对手反制、任务拓展等复杂变化,往往难以适应性调整自身策略与行为,面临作战失效的风险。要解决这些难题,就要构建一种适应环境的持续自主学习系统架构模型,对战场环境进行人与机器均可识别的结构化描述,将各类指挥和控制的行为进行形式化表征,通过可演进的平行学习体系架构实现自主感知、学习、推理,优化无人智能装备观察、判断、决定、行动等行为控制回路,支撑其对复杂对抗战场环境的自主适用。

打通能力跃升脉络——

聚合单体智能涌现“1+1≫2”的群体智能


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与传统的大集成、高性能武器设计思路不同,无人智能装备更加注重体系效能,往往将系统功能化整为零,将平台技术指标化繁就简,把诸多作战所需系统功能分散到不同平台上,使每一个平台的功能单一化,在单平台上尽量降低技术指标要求,这就颠覆了更侧重单平台能力指标的发展逻辑。新的设计模式下,无人智能装备单体能力较为有限,机动相对慢、载荷相对轻、任务适用少,仅具有对简单环境的感知能力、初步的决策能力、有限的战场生存能力,难以胜任复杂多样的任务需要。如反辐射无人机仅用于反辐射攻击,侦察无人机仅用于侦察监视,通信中继无人机仅用于中继通信等。

尽管单体作战能力有限,但将大量功能各异的无人智能装备组网运用,便能聚合多个单体智能形成群体智能,模拟鸟群、蜂群等生物群体的无中心局部交互、反应式规则和自组织行为,实现无人智能装备单体智能的协同聚集,作战体系上群体智能的集中涌现,形成单智能体不可能具有的分布式感知、判断、决策与行动能力。这种以单体智能耦合生成的作战体系,既成熟稳定又灵活多变,能够兼顾作战行动的快速性与多样性、和谐性与主动性,可以更好地适应复杂对抗作战环境,产生“1+1”远大于“2”的效果。此外,无人智能装备生产周期短、价格较低,能确保作战体系的高效能需求和低成本需要。

从实现过程看,群体智能的实现不是某项单一技术,而是人工智能、无人控制、无线移动网络等多种相关技术的综合运用,关键驱动在于其智能控制的软件系统,围绕统一作战目的,统筹资源管理、任务管理、行为管理,统筹调度分散部署的无人智能节点。基于这种功能实现,亟需设计多态智能集成架构,综合多模态信息、集成多种单一智能能力,实现面向多个任务、适应变化场景的智能,同时将自上而下的目标驱动与自下而上的数据驱动相结合,以群体观察、群体判断、群体决定、群体行动,聚合涌现更高级的自适应群体智能,实现大规模、低成本、高分散、强饱和等独特优势。

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