2020年人機(jī)混合智能技術(shù)發(fā)展綜述

張俊輝，張歡歡

2020年人機(jī)混合智能技術(shù)發(fā)展綜述

張俊輝1，張歡歡2

（1. 北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044；2. 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院創(chuàng)新中心，北京 100041）

人機(jī)混合智能是一種新型智能形式，是一種跨越物種、屬性結(jié)合的下一代智能科學(xué)體系。對(duì)人機(jī)混合智能領(lǐng)域的最新研究與應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜合評(píng)述。首先介紹主要軍事強(qiáng)國(guó)在智能外骨骼設(shè)備方面的研發(fā)和列裝進(jìn)度；然后盤點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美軍各軍種的應(yīng)用現(xiàn)狀；最后討論腦機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)的軍事應(yīng)用與影響。綜述表明，通過(guò)人機(jī)協(xié)作的方式提高人與系統(tǒng)綜合的性能，使得人類智能和人工智能的結(jié)合成為最高效的解決復(fù)雜任務(wù)問(wèn)題的基本方式，人機(jī)混合智能概念的出現(xiàn)給解決軍事智能問(wèn)題提供了可行的途徑，將會(huì)從思想、技術(shù)和應(yīng)用模式上對(duì)現(xiàn)代和未來(lái)軍事作戰(zhàn)產(chǎn)生全面影響。

人機(jī)混合智能；人工智能；軍事應(yīng)用；外骨骼設(shè)備；虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；腦機(jī)接口

1 引 言

“人機(jī)混合智能”作為一種新型的智能形式，有別于傳統(tǒng)意義上的人工智能，是跨物種、跨屬性結(jié)合的下一代智能科學(xué)體系[1-2]。在這個(gè)體系里，機(jī)器擅長(zhǎng)的記憶、吸收和關(guān)聯(lián)以及人類的推理、判斷和規(guī)劃優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，會(huì)創(chuàng)造出更加智能的世界。人機(jī)混合智能作為人工智能2.0的重要方向，是一種顛覆性的人工智能技術(shù)，它旨在通過(guò)人機(jī)協(xié)作的方式，提高人與系統(tǒng)綜合的性能，使得人類智能和人工智能的結(jié)合成為最高效的解決復(fù)雜任務(wù)問(wèn)題的基本方式。當(dāng)前的人工智能技術(shù)在解決以環(huán)境高復(fù)雜、邊界不確定、博弈強(qiáng)對(duì)抗、響應(yīng)強(qiáng)實(shí)時(shí)和樣本稀疏為主要特征的軍事問(wèn)題上還存在較大挑戰(zhàn)，在軍事領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用還十分有限，人機(jī)混合智能概念的出現(xiàn)給解決軍事智能問(wèn)題提供了可行的途徑。當(dāng)前世界各軍事強(qiáng)國(guó)都將人工智能作為未來(lái)軍事中“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)，紛紛加快推進(jìn)智能化作戰(zhàn)裝備研究。各種軍事作戰(zhàn)裝備或系統(tǒng)始終都是一個(gè)“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)。實(shí)際上，無(wú)人機(jī)、無(wú)人車、無(wú)人艇等各種無(wú)人裝備都不可能是完全無(wú)人的，只不過(guò)是人由前置轉(zhuǎn)為后置、由體力變?yōu)橹腔?、由具體執(zhí)行變?yōu)橹笓]控制，其中涉及復(fù)雜的人機(jī)交互及其相互關(guān)系的問(wèn)題，單純的人工智能與人類智能都不能使其發(fā)揮最大效能，人機(jī)智能的混合是其重要的發(fā)展方向——人機(jī)混合智能，是顛覆性技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域[3-4]。本文重點(diǎn)從智能外骨骼、VR/AR人機(jī)協(xié)作、腦機(jī)接口等方面，概述人機(jī)混合智能的最新進(jìn)展。

2 智能外骨骼設(shè)備研究進(jìn)展

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已進(jìn)入高科技時(shí)代，這讓步兵的地位進(jìn)一步下降，但是近年來(lái)的實(shí)戰(zhàn)卻一再證明：空中力量存在局限性，地面作戰(zhàn)部隊(duì)依然具有決定意義，在許多情況下步兵依然不可缺少，這讓各國(guó)又開始重視高端步兵裝備[5-6]。全球各強(qiáng)國(guó)部隊(duì)都在著眼發(fā)展智能外骨骼。近年來(lái)，俄軍已經(jīng)展示過(guò)多款外骨骼系統(tǒng)，包括2017年展示的K?2型被動(dòng)下半身外骨骼和2018年展示的Ratnik-3型強(qiáng)動(dòng)力外骨骼，2020年推出了可以承載60 kg負(fù)載的BEC?01外骨骼裝備（圖1）。以Ratnik系列外骨骼為例，其屬于無(wú)動(dòng)力的外骨骼系統(tǒng)，使用彈簧和智能工程技術(shù)減輕了承載者的負(fù)擔(dān)，可以協(xié)助士兵輕松進(jìn)行重體力勞動(dòng)，而且僅需花費(fèi)幾分鐘就可以完成安裝與解除。俄羅斯的外骨骼技術(shù)試驗(yàn)不斷穩(wěn)步推進(jìn)，同中國(guó)一道成為全球最早軍隊(duì)列裝外骨骼的國(guó)家。此外，俄軍的K?2型外骨骼裝備、EO?1型外骨骼裝備（Ratnik系列的早期版本）已經(jīng)在敘利亞使用，主要供給工兵，在操作掃雷機(jī)器人時(shí)用于攜帶指揮和控制控制臺(tái)。美國(guó)在列裝方面落后于俄羅斯，美國(guó)陸軍未來(lái)司令部正努力改變這種現(xiàn)狀，而且已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。

圖1 俄軍BEC?01外骨骼裝備

美國(guó)軍方在外骨骼方面探索可以追溯到幾十年前，五角大樓曾經(jīng)啟動(dòng)過(guò)多項(xiàng)外骨骼項(xiàng)目，例如美國(guó)特種作戰(zhàn)司令部的“戰(zhàn)術(shù)突擊輕甲”項(xiàng)目[7]。最初的外骨骼的定位是“刀槍不入”的戰(zhàn)衣[8]，隨著時(shí)間的推移，外骨骼有了更豐富的功能內(nèi)涵：外骨骼被認(rèn)為是一個(gè)“系統(tǒng)”，能夠?yàn)槿梭w的下半身或上半身提供助力；更近一步，它可以是一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，能夠組合一切功能，進(jìn)而為士兵全身服務(wù)、能讓士兵比現(xiàn)在更輕松地完成日常工作，例如讓士兵攜帶更多彈藥、更重的武器，讓士兵行動(dòng)得更快等，幫助士兵更好地戰(zhàn)斗、減少疲勞，進(jìn)而讓小型部隊(duì)的單兵更加高效；結(jié)合有多種傳感器和電信設(shè)備，具備多維態(tài)勢(shì)感知，顯著提高特戰(zhàn)隊(duì)員的工作效率。經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究與測(cè)試，美國(guó)陸軍開始正式推進(jìn)動(dòng)力型外骨骼的研發(fā)與部署。

美軍的單兵外骨骼的類型很多，而且更新?lián)Q代的頻率也很高：2014年，雷神公司為美軍開發(fā)了一款名為XOS2的外骨骼裝置；隨后2017年美國(guó)洛克希德·馬丁公司又推出HULC外骨骼裝置。然而，美軍至今都未正式裝備一款單兵外骨骼裝置。2020年8月，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)開始推進(jìn)測(cè)試一種代號(hào)為“守護(hù)者XO”的機(jī)器人外骨骼單兵穿戴裝具（圖2）發(fā)展計(jì)劃，一名普通的陸戰(zhàn)隊(duì)士兵在穿戴該外骨骼后，其體力將可能達(dá)到普通人的4~10倍，能夠在連續(xù)8小時(shí)內(nèi)持續(xù)反復(fù)移動(dòng)近100 kg重的裝備或彈藥箱，或持續(xù)幾小時(shí)高強(qiáng)度格斗。這項(xiàng)合作協(xié)議由海軍陸戰(zhàn)隊(duì)后勤創(chuàng)新辦公室和美國(guó)Sarcos國(guó)防裝備公司簽署，Sarcos是一家研制高科技套裝的公司。此外，這種上半身“守衛(wèi)者XO”外骨骼機(jī)器人可以連接到不同的移動(dòng)底座上，如輪式或履帶式車體、叉式升降車、斗式卡車等，以滿足海軍維護(hù)裝備、管理后勤物流的需求。外骨骼顯然迎合了海軍陸戰(zhàn)隊(duì)如今的轉(zhuǎn)型：目前美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)正在進(jìn)行升級(jí)改制、精簡(jiǎn)人員，而搬運(yùn)工作顯然是相對(duì)低級(jí)的任務(wù)，精簡(jiǎn)后的人員減少，外骨骼的出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)較少的人數(shù)完成以往需要多人才能完成的任務(wù)。2020年9月，美國(guó)陸軍第十山地師司令部直屬軍事情報(bào)營(yíng)測(cè)試了Onyx外骨骼系統(tǒng)。這套系統(tǒng)由美國(guó)洛克希德·馬丁公司研制，計(jì)劃在一年內(nèi)通過(guò)測(cè)試并裝備部隊(duì)。Onyx配有一套綜合傳感器以及一臺(tái)人工智能計(jì)算機(jī)，可根據(jù)士兵所處地形或者士兵背負(fù)載荷來(lái)調(diào)整功率，以有效抵消人體背部和腿部的過(guò)度應(yīng)力，進(jìn)而幫助士兵減輕壓力。

圖2 美軍“守護(hù)者XO”的機(jī)器人外骨骼單兵穿戴裝具

縱觀美國(guó)和俄羅斯的外骨骼研發(fā)與應(yīng)用過(guò)程，二者存在明顯差異：美國(guó)起步早、成果早，但是由于預(yù)期較高、要求高，一直在改進(jìn)、沒(méi)有列裝，此外多采用動(dòng)力式設(shè)計(jì)思路，過(guò)于復(fù)雜、對(duì)能源依賴高、應(yīng)用難度大且價(jià)格昂貴，因此喪失了先機(jī)；俄羅斯起步晚，但是一直在堅(jiān)持，且多采用無(wú)動(dòng)力系統(tǒng)[9]，價(jià)格低廉（不到美軍外骨骼的1/10）、裝卸方便，已經(jīng)完成大規(guī)模列裝、發(fā)展速度反而更快。中國(guó)軍用外骨骼的技術(shù)路線與俄羅斯類似。

整體而言，對(duì)各國(guó)軍隊(duì)來(lái)說(shuō)，外骨骼技術(shù)具有強(qiáng)大誘惑力：士兵作戰(zhàn)時(shí)需要背負(fù)各類輕重火器、彈藥及其他作戰(zhàn)裝備，由此士兵的負(fù)載重量也隨之增高，引起士兵疲勞進(jìn)而影響戰(zhàn)斗水平的發(fā)揮。集成武器、裝具和各種其他配件等的未來(lái)數(shù)字化步兵單兵外骨骼，正在將普通士兵武裝“升級(jí)”成為過(guò)去科幻故事里描述的超人戰(zhàn)士——這種超級(jí)士兵將無(wú)視赤道、極地、高原或沼澤的氣候地形限制，同時(shí)還有卓越的數(shù)字化、智能化偵察定位瞄準(zhǔn)等全方位功能，同時(shí)在裝備內(nèi)體力協(xié)助系統(tǒng)推動(dòng)下，其體力也將倍增，甚至可以由此和猛獸角力。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)雖然是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)、智能化戰(zhàn)爭(zhēng)，但是可以預(yù)見短兵相接的場(chǎng)面依然頻繁，試想一個(gè)配備外骨骼的士兵和一個(gè)沒(méi)有配備外骨骼的士兵對(duì)壘的結(jié)果。因此，外骨骼的研究與應(yīng)用已經(jīng)成為一項(xiàng)世界各國(guó)都在關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。

3 虛擬、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究進(jìn)展

自2016年以來(lái)，美國(guó)海軍將虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)[10]融入戰(zhàn)斗訓(xùn)練中，不僅節(jié)省了軍費(fèi)開支和大量時(shí)間，還有效提高了士兵的作戰(zhàn)能力。虛擬現(xiàn)實(shí)中存有由計(jì)算機(jī)生成的虛擬內(nèi)容，用戶可以與這些虛擬內(nèi)容交互（通常通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)凸顯），而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)則能夠?qū)?shù)字信息帶入用戶的視野并覆蓋在現(xiàn)實(shí)世界中，他們通常通過(guò)眼鏡或智能手機(jī)的攝像頭展現(xiàn)在用戶眼前。

在過(guò)去，進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練都是真人上陣，不僅危險(xiǎn)性極大，而且一旦失事所付出的代價(jià)都是無(wú)法估量的，包括對(duì)飛行員的培養(yǎng)訓(xùn)練、飛機(jī)的制造保養(yǎng)等?，F(xiàn)在，隨著人工智能、VR、AR的發(fā)展與成熟，模擬人機(jī)空戰(zhàn)已經(jīng)成為訓(xùn)練飛行員、測(cè)試新機(jī)型、演練新戰(zhàn)法等的重要選擇[11-12]。2019年，美國(guó)空軍的服務(wù)部門為其飛行員和支持人員迅速推廣了虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)解決方案。除了空軍，美國(guó)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用遍布各個(gè)軍種：混合現(xiàn)實(shí)眼鏡取代了工作人員通常隨身攜帶的平板電腦或大型手冊(cè)，可以在機(jī)器上疊加說(shuō)明、顯示PDF或圖像，并獲得其他人的遠(yuǎn)程支持，這些人可以通過(guò)戴眼鏡來(lái)查看佩戴者所看到的畫面；列裝搭載了集成視覺增強(qiáng)系統(tǒng)（IVAS）的微軟Hololens頭顯具有多種功能和實(shí)用信息，包括瞄準(zhǔn)鏡、夜視儀、具體位置定位等，還可以與無(wú)人機(jī)配合，實(shí)時(shí)查看無(wú)人機(jī)拍攝畫面；耗資近一億美元打造包含城市和關(guān)鍵地形的衛(wèi)星影像與3D模型的全新數(shù)據(jù)庫(kù)——One World Terrain（OWT），用于VR模擬真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)；通過(guò)DAQRI智能頭盔，讓準(zhǔn)備射擊的槍手接收到來(lái)自聯(lián)絡(luò)員的命令以及武器系統(tǒng)數(shù)據(jù)，能在目標(biāo)上覆蓋圖像以識(shí)別目標(biāo)的性質(zhì)和位置，同時(shí)發(fā)出諸如“發(fā)射”和“停火”之類的書面命令。

2020年4月，美國(guó)空軍投資了一套成本相對(duì)較低的技術(shù)解決方案，以確保飛機(jī)能夠正確飛行和維護(hù)：虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器使飛行員無(wú)須在高空中真實(shí)操控飛機(jī)即可進(jìn)行培訓(xùn)，從而節(jié)省了大量成本；同時(shí)，用于維修人員的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡可以節(jié)省時(shí)間并提高工人的效率。除了使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，美國(guó)空軍的空中教育與培訓(xùn)司令部還正在開發(fā)進(jìn)行飛機(jī)維修的VR/AR培訓(xùn)項(xiàng)目。2020年8月，美國(guó)陸軍戰(zhàn)斗能力發(fā)展司令部（CCDC）軍隊(duì)研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員研發(fā)了一套將AR/VR用于日常工作的流程，將AR/VR技術(shù)用于幫助科研人員分析大量數(shù)據(jù)或工程場(chǎng)景，為科學(xué)家和工程師降低AR/VR技術(shù)的使用門檻。2020年9月，美國(guó)軍方在加沙邊境沿線測(cè)試以色列制造的無(wú)人機(jī)攔截系統(tǒng)。該無(wú)人機(jī)攔截系統(tǒng)源于美軍的一個(gè)新項(xiàng)目，該項(xiàng)目正在研究如何使用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)來(lái)控制無(wú)人機(jī)，將使用小型快速無(wú)人機(jī)作為控制主體，機(jī)身上通過(guò)放置織網(wǎng)來(lái)打擊捕獲其他無(wú)人機(jī)。美軍現(xiàn)在已經(jīng)開始使用新系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，最終將會(huì)在戰(zhàn)場(chǎng)上使用該系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 美國(guó)空軍正在使用VR/AR技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)及設(shè)備維護(hù)

將VR/AR用于軍事，擁有著諸多優(yōu)勢(shì)：安全性方面，在虛擬作戰(zhàn)中，士兵戴上設(shè)備會(huì)真實(shí)感覺到自己在作戰(zhàn)過(guò)程中有中彈和受傷，而脫離虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境回歸現(xiàn)實(shí)世界后的士兵，其實(shí)和作戰(zhàn)之前“毫無(wú)二致”；經(jīng)濟(jì)性方面，在虛擬作戰(zhàn)中，不必受坦克被炸、飛機(jī)墜毀、子彈短缺、人員受傷等實(shí)戰(zhàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的“物資和金錢消耗”的場(chǎng)景約束；此外，能夠更加全面地考慮突發(fā)狀況并且模擬在現(xiàn)實(shí)中可能出現(xiàn)的多種戰(zhàn)局與場(chǎng)景，通過(guò)提前在虛擬場(chǎng)景中“預(yù)演”和“演練”可以為現(xiàn)實(shí)環(huán)境中“實(shí)戰(zhàn)”降低失誤率和死亡率[13]。

4 腦機(jī)接口技術(shù)研究進(jìn)展

隨著世界主要軍事強(qiáng)國(guó)越來(lái)越多地將人工智能和半自主系統(tǒng)納入其職能，腦機(jī)接口（Brain- Computer Interface，BCI）可能為擴(kuò)大和改進(jìn)人?機(jī)協(xié)作提供重要手段[14]。腦機(jī)接口技術(shù)大多仍處于研發(fā)的早期階段，美國(guó)國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）早在1970年就開始組建腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)，目前DARPA、陸軍研究實(shí)驗(yàn)所、空軍研究實(shí)驗(yàn)所等機(jī)構(gòu)正在積極研究和資助腦機(jī)接口技術(shù)。腦機(jī)接口技術(shù)的軍事應(yīng)用，已經(jīng)涵蓋戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、信息處理與決策、戰(zhàn)場(chǎng)反應(yīng)與指揮控制等關(guān)鍵和核心的軍事功能[15-16]。如果此前的武器系統(tǒng)不過(guò)是人類體能、技能和部分智能的拓展與延伸，那么腦機(jī)接口的出現(xiàn)，則使得人與武器系統(tǒng)之間呈現(xiàn)出越來(lái)越難以區(qū)隔的趨勢(shì)。

2020年9月，美國(guó)軍事智庫(kù)蘭博公司發(fā)布報(bào)告《腦機(jī)接口：軍事應(yīng)用與影響的初步評(píng)估》，研究了未來(lái)腦機(jī)接口技術(shù)可能與未來(lái)作戰(zhàn)人員相關(guān)的關(guān)鍵領(lǐng)域，探索了人?機(jī)神經(jīng)通信在當(dāng)前和未來(lái)的作戰(zhàn)價(jià)值、相關(guān)弱點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)，以及技術(shù)部署之前應(yīng)制定的政策規(guī)范。報(bào)告通過(guò)測(cè)試“腦機(jī)接口工具箱”對(duì)未來(lái)戰(zhàn)術(shù)城市作戰(zhàn)的潛在效用，表明腦機(jī)接口技術(shù)很可能在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)產(chǎn)生實(shí)際作戰(zhàn)效果，隨著人?機(jī)交互的發(fā)展速度和應(yīng)用數(shù)量的增加，腦機(jī)接口能力的實(shí)用性將在很大程度上取決于其在戰(zhàn)斗中的保真度和可靠性；腦機(jī)接口促進(jìn)的腦對(duì)腦直接交流為作戰(zhàn)行動(dòng)提供了最具變革性的應(yīng)用，但也帶來(lái)了最顯著的作戰(zhàn)和制度風(fēng)險(xiǎn)。報(bào)告指出，腦機(jī)接口在軍事作戰(zhàn)、道德和法律領(lǐng)域可能產(chǎn)生新漏洞，并對(duì)現(xiàn)有的軍事組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

圖4 只有硬幣大小的腦機(jī)接口傳感器設(shè)備Link V0.9

2020年1月，美國(guó)PARAFROMICS公司公布了一種新型高數(shù)據(jù)速率植入式腦機(jī)接口，采用比現(xiàn)有方法低60倍的功耗處理和傳輸神經(jīng)數(shù)據(jù)，可降低大腦過(guò)熱帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)傳輸更多數(shù)據(jù)。2020年8月，美國(guó)腦機(jī)接口公司Neuralink 發(fā)布了最新研究的只有硬幣大小的腦機(jī)接口傳感器設(shè)備Link V0.9（圖4），其直徑為23 mm、厚度為8 mm，擁有1024路連接，能夠感應(yīng)溫度氣壓，并讀取腦電波、脈搏等生理信號(hào)，可以置于人腦的顱頂部位。2020年10月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）宣布，將開發(fā)“增強(qiáng)型學(xué)習(xí)平臺(tái)”，使大腦在學(xué)習(xí)過(guò)程中更容易吸收信息，積極探索在人腦和計(jì)算機(jī)之間創(chuàng)建接口，以提高飛行員學(xué)習(xí)和快速有效決策的能力。該項(xiàng)目名為“個(gè)性化神經(jīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”（iNeuraLS）（圖5），是一項(xiàng)為期三年的概念驗(yàn)證項(xiàng)目，建立在AFRL對(duì)神經(jīng)調(diào)節(jié)和大腦學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行中的持續(xù)研究之上，并得到了“顛覆性能力種子計(jì)劃”資助。iNeuraLS系統(tǒng)的目標(biāo)是為虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái)以及用于機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能提供幫助，實(shí)現(xiàn)通過(guò)實(shí)時(shí)提取腦部信號(hào)和其他生理讀數(shù)來(lái)確定人腦學(xué)習(xí)狀態(tài)。

未來(lái)幾十年，作戰(zhàn)需求與風(fēng)險(xiǎn)將是推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。為滿足該需求，研究人員需評(píng)估腦機(jī)接口和其他軍事技術(shù)的潛在作戰(zhàn)應(yīng)用，利用兵棋推演探索腦機(jī)接口和其他前瞻性技術(shù)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)士的實(shí)用價(jià)值、潛在的新作戰(zhàn)漏洞，以及減少這些漏洞的初步想法等；在腦機(jī)接口能力引入戰(zhàn)斗之前，測(cè)試其在非戰(zhàn)斗場(chǎng)景中的故障，將有助于加強(qiáng)作戰(zhàn)人員對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的信任并減少意外風(fēng)險(xiǎn)；在準(zhǔn)備將腦機(jī)接口技術(shù)納入未來(lái)的軍事能力之前，應(yīng)制定規(guī)劃確保該技術(shù)的順利推出和執(zhí)行，以解決從研發(fā)到作戰(zhàn)應(yīng)用的倫理和政策問(wèn)題。

腦機(jī)接口技術(shù)的未來(lái)在軍事領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用方向，概述如下：遠(yuǎn)程離岸無(wú)線評(píng)估將成為從人腦傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)潛在前沿領(lǐng)域，指揮官借此可從很遠(yuǎn)的距離對(duì)其士兵甚至敵人的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，與此相類似，腦機(jī)接口也可用于對(duì)一個(gè)小組的評(píng)估進(jìn)行匯總，但目前沒(méi)有對(duì)該技術(shù)進(jìn)行概念驗(yàn)證；目前腦機(jī)接口在修復(fù)術(shù)方面的工作包括將現(xiàn)有的神經(jīng)元重新連接到物理系統(tǒng)，要控制從未存在過(guò)的假肢及相關(guān)神經(jīng)元?jiǎng)t更具挑戰(zhàn)性，關(guān)于向大腦傳輸數(shù)據(jù)，最終目標(biāo)是直接向大腦提供高保真信息（如孤立的記憶植入等）；腦機(jī)接口的未來(lái)前景是與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的整合，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將系統(tǒng)連接起來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)具有戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用前景，包括使作戰(zhàn)人員訪問(wèn)傳感器和數(shù)據(jù)，而腦機(jī)接口則可以強(qiáng)化這種能力[17]。

圖5 美軍“個(gè)性化神經(jīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”（iNeuraLS）項(xiàng)目

5 結(jié)束語(yǔ)

人機(jī)混合智能作為人工智能2.0的一個(gè)重要方向，是一種新型智能形式，它不同于人類智能，也不同于人工智能，是一種跨越物種、屬性結(jié)合的下一代智能科學(xué)體系。人工智能時(shí)代一個(gè)最重要的特點(diǎn)是“人和機(jī)器共生”：過(guò)去人和機(jī)器的關(guān)系是單向的，機(jī)器是“奴隸”，百分之百服從人類；但在人工智能時(shí)代，人和機(jī)器的關(guān)系是雙向的，機(jī)器是“伙伴”，它具有感知、學(xué)習(xí)、推理和決策能力，既要服從人類，又會(huì)影響人的決策。人機(jī)混合智能旨在通過(guò)人機(jī)交互和協(xié)同，提升人工智能系統(tǒng)的性能，使人工智能成為人類智能的自然延伸和拓展，通過(guò)人機(jī)協(xié)同更加高效地解決復(fù)雜問(wèn)題，具有深刻的科學(xué)意義和巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。

總的來(lái)看，軍事人機(jī)混合智能將會(huì)從思想、技術(shù)和應(yīng)用模式上對(duì)現(xiàn)代和未來(lái)軍事作戰(zhàn)產(chǎn)生全面影響。目前已在三個(gè)方面展現(xiàn)效用：一是智力會(huì)超越體力、信息的有效協(xié)同成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的首要因素；二是無(wú)形的（不戰(zhàn)）監(jiān)控取代殘酷的（激戰(zhàn)）摧毀成為征服對(duì)手的首選途徑；三是在體系作戰(zhàn)中，人機(jī)融合產(chǎn)生出的集智作用有可能超過(guò)集中火力和兵力的作用。對(duì)“人”而言，“機(jī)”就是延伸自我的一種工具，同時(shí)也是認(rèn)知自我的一種手段，通過(guò)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)了解自己的缺點(diǎn)，通過(guò)機(jī)的缺點(diǎn)來(lái)明了自己的優(yōu)點(diǎn)，然后進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償或加強(qiáng)。

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Survey of Human-Machine Hybrid Intelligence in 2020

ZHANG Junhui1, ZHANG Huanhuan2

(1. College of Transportation, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2.Innovation Center, China Academy of Electronics and Information Technology of CETC, Beijing 100041, China)

Human-machine hybrid intelligence is regarded as a novel form of intelligence, which is the next generation of intelligent science system across the combination of species and attributes. In this paper, the latest research and application of human-machine hybrid intelligence are reviewed. This paper firstly introduces the research development and installation procedure of intelligent exoskeleton equipment in major military powers. Then this paper reviews the applications of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) technology in the U.S. military services. Finally, this paper discusses the influence of brain-computer interface technology on military applications and influence. The survey shows that, the combination of human intelligence and Artificial Intelligence (AI) becomes the most efficient way to solve the problems of complex tasks by improving the performance of human and system integration through human-machine cooperation. The emergence of the concept and application of human-machine hybrid intelligence provides a feasible way to solve military intelligence problems, which will have a deep impact on modern and future military operations in terms of ideas, technologies and application modes.

Human-Machine Hybrid Intelligence；Artificial Intelligence；Military Application；Exoskeleton Equipment；Virtual Reality；Augmented Reality；Brain-Computer Interface

TP183

A

2096–5915(2021)02–20–06

10.19942/j.issn.2096–5915.2021.2.014

張俊輝，張歡歡. 2020年人機(jī)混合智能技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)，2021，4(2)：20–25.

2021–01–05；

2021–03–02

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0820503）

張俊輝（1986?），男，博士，主要研究方向?yàn)橹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)、交通知識(shí)圖譜。

張歡歡（1993?），女，碩士，助理工程師，主要研究方向?yàn)樾畔⑻幚?、大?shù)據(jù)共享交換、人工智能等。