美陆军人工智能系统在杀伤网中的运用（附视频）

摘要：2021年12月23日，美国VITA标准组织副总裁雷·奥尔德曼（RAY ALDERMAN）发文研究了美国陆军在“融合项目2021”（PC21）作战演习中进行的杀伤网（Kill Web）演习及其影响。本文梳理了作者提到的关于“造雨者”（Rainmaker）、“普罗米修斯”（Prometheus）、“火焰风暴”（FIRESTORM）和“射击”（SHOT）等四个人工智能系统在杀伤网中的主要运用情况。

关键词：美国，陆军，PC21，杀伤网，人工智能

2021年10月至11月，为期6周的PC21作战演习在美国亚利桑那州的沙漠中举行。此次演习主要是为了测试34个新的技术和概念。PC21作战演习重点关注网络，将空军、海军、海军陆战队和太空部队的多个情报监视侦察（ISR）系统和武器系统接入杀伤网，并使用110种新的技术和概念生成细节丰富的实时通用作战图（Common Operating Picture）。美陆军在PC21作战演习中取得的成果是多维且复杂的，要了解这些成果，就必须先了解演习中运用到的四个AI系统。这四个AI系统分别是“造雨者”系统、“普罗米修斯”系统、“火焰风暴”系统和“射击”系统。

雷·奥尔德曼表示，由于关于上述AI系统的信息较少，因此其仅通过能获取的少量信息对“造雨者”等四种人工智能系统在PC21中的工作方式进行了部分逻辑推论。他提出：

美国陆军要做的第一件事是建立网络，将各军种部队的各类传感器和武器系统接入安全的网络，并开始通过各类传感器，包括雷达、红外线传感器（IR）、光电传感器和无源射频（RF）传感器收集ISR数据。然而，由于这些传感器采用了不同的射频传输数据，因此网络必须要能够发现并建立适合这些射频的链接。

此外，由于传感器采用的技术各不相同，因此来自不同传感器的信息均采用不同的信息格式和数据结构，该网络必须要能够将这些数据转化为通用的信息格式和数据结构。“造雨者”系统在PC21作战演习中执行的正是这一任务。“造雨者”系统连接了15个传感器、19套武器系统、刘易斯-麦科德联合基地的“作战云”服务器、军用和商用卫星、白沙导弹试验场的部队、尤玛试验场的部队、范登堡太空军基地、陆军空中和导弹防御系统、部分地面战车、部分ISR无人机、部分战斗机、部分直升机、部分炮火系统和少数其他军事基地。

网络开启运行后，另一支陆军部队扮演敌军角色，使用电子战系统通过拒绝访问、降级访问、间歇性访问和有限带宽访问四种方式来干扰RF频率、卫星通信链接和卫星定位、导航和授时（PNT）系统，迫使“造雨者”系统必须使用多种新的反干扰波形以保护RF和卫星链接，并使用PACE模型（主要、备用、应急和紧急）寻找开放通信通道。

网络重新配置后会自动创建新路径以传输传感器数据。小型无人机采集的图像数据传送到更大的无人机上后，后者会将这些数据传送到“黑鹰”（Blackhawk）直升机或战斗机上，然后再通过低地球轨道（LEO）卫星将数据传送到刘易斯-麦科德联合基地的“作战云”服务器上。“造雨者”系统内部应该运行有“保证信息向前推进”的通信算法，否则，数据将在不同的平台之间来回打转，永远无法送达“作战云”服务器。通过演习可以看到电子战攻击会降低带宽，造成网状网络延迟，导致数据滞留在多个平台路径上，而“造雨者”系统能够在几秒钟内自动、动态地计算出新的路径和频率。

来自多个传感器的ISR数据在转化信息格式和数据结构并进入刘易斯-麦科德联合基地的“作战云”服务器后，还需要进行整合和分析。“造雨者”系统会将这些数据发送到“普罗米修斯”系统，后者将从这些信息中发现威胁和目标，并把这些目标的坐标传送给“火焰风暴”系统。

“火焰风暴”系统掌握有与该网络相连接的全部武器的位置和能力，可以使用多个决策模型挑选合适的武器打击目标。这些决策模型包括紧急协同、“贪心射手”（Greedy Shooter）、分层协同、集中协同和共识协同。匹配武器系统和目标的要素包括距离、炮弹摧毁目标所需的爆炸威力、天气、地理因素等。在“融合项目2020”（PC20）作战演习中，初版“火焰风暴”为一个目标制定了6个射击方案。而在PC21作战演习中，由于网络连接了更多的传感器和武器，优化后的“火焰风暴”系统在几秒钟内自主、动态地计算出了21个传感器到射手（sensor-to-shooter）的火力方案。

计算出火力方案后，“火焰风暴”系统会将方案传送给战场指挥官。指挥官选择好传感器、目标和武器后，将决策发送给“射击”系统，“射击”系统与未选中的武器断开连接，并发射选中的武器。选中的传感器和武器与目标匹配后，武器系统会在几秒钟内发射。由于“火焰风暴”系统可能有几百个目标需要分配武器，因此其他武器需保持待命。“射击”系统的任务是管理传感器到射手的火力发射顺序，并在一定程度上对武器进行管理。

选中的武器对目标完成打击后，“普罗米修斯”系统使用“造雨者”系统传送来的新数据进行战损评估（BDA）。如果目标未摧毁，部队就需要再次按顺序使用这四个AI系统，并运用另一个武器系统进行打击，这一套程序仅需要几秒钟就能够完成。

早在2017年，美陆军就启动了他们的第一个多域特遣部队（MDTF），计划在多个MDTF中部署优化后的“造雨者”、“普罗米修斯”、“火焰风暴”和“射击”系统。美国防部取消与微软的联合企业防御基础设施（JEDI）合同后，根据“联合作战云能力”（JWCC）合同，这些AI系统未来也可能在商用云服务器上运行。美陆军不需要对其战斗数据中心进行维护，谷歌、微软、亚马逊等互联网公司能够高效完成这一工作。预计杀伤网概念很快就会在战场上付诸实践。