人工智能在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用及其發(fā)展

蔡亞梅

（南京電子設(shè)備研究所，江蘇 南京，210007）

0 引言

“人工智能”一詞由美國人約翰·麥肯錫在1956年提出，其涵義是指依托計算機運用數(shù)學(xué)算法模仿人類智力，讓機器“學(xué)會”人類的分析、推理和思維能力。六十余年以來，人工智能技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，應(yīng)用于遺傳工程、化學(xué)合成、業(yè)務(wù)管理、石油勘探、法律斷案及軍事領(lǐng)域中的專家系統(tǒng)相繼研制成功。美國、俄羅斯和歐盟、日本等均以政府支持的方式，大力資助人工智能技術(shù)的研究與開發(fā)工作。當(dāng)前，人工智能在某些特定領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到“近人”或“超人”水平，AlphaGo戰(zhàn)勝李世石等圍棋世界冠軍就是很好的例證。

美國是率先把人工智能技術(shù)用于軍事的國家。1972年，美軍使用“靈巧炸彈”炸毀了越南清化大橋，標(biāo)志著戰(zhàn)爭邁入智能化時代。后來美國又研制出用于軍用航天器的自動控制駕駛儀、陸上多用途自主作戰(zhàn)系統(tǒng)和艦用多用途智能計算機等軍事人工智能化裝備。海灣戰(zhàn)爭中，制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈等智能武器首次被廣泛用于戰(zhàn)場，極大地提高了作戰(zhàn)效能。海灣戰(zhàn)爭后，人工智能的軍事化應(yīng)用迎來快速發(fā)展期。目前，人工智能技術(shù)已運用到現(xiàn)代戰(zhàn)爭的方方面面。

1 人工智能在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用概述

信息時代的戰(zhàn)爭，交戰(zhàn)雙方的核心競爭發(fā)生在認(rèn)知領(lǐng)域，誰能夠更快地處理信息、理解行動環(huán)境、實施決策并執(zhí)行打擊，誰就能贏得主動。與人腦相比，人工智能的最大優(yōu)勢是反應(yīng)速度更快、容量更大且不受時空或體力限制。因此，為加快己方?jīng)Q策周期，并進(jìn)入敵方?jīng)Q策周期，各國軍隊都會越來越多地依靠人工智能贏得決策周期之爭。人工智能技術(shù)在軍事上有著廣闊的應(yīng)用前景，也已出現(xiàn)上百種成功的應(yīng)用項目。當(dāng)前在軍事方面的應(yīng)用主要有：

·無人化軍用平臺。無人機作戰(zhàn)飛機、無人潛航器、戰(zhàn)場機器人等基于人工智能的無人機器能夠自動搜索和跟蹤目標(biāo)，自主識別地形并選擇前進(jìn)道路，獨立完成偵察、補給、攻擊等任務(wù)。目前世界上已有70多個國家的軍隊在發(fā)展無人化系統(tǒng)平臺。

·自主多用途軍用航天器控制系統(tǒng)。能夠?qū)娪煤教炱鞯娘w行姿態(tài)作自主的調(diào)整并保持正常姿態(tài)。同時可自動檢測及排除衛(wèi)星故障；在衛(wèi)星處于緊急狀況時，實時做出返回發(fā)射基地或自行毀滅的指令。

·武器裝備的自動故障診斷與排除系統(tǒng)。在武器裝備內(nèi)裝有以人工智能專家系統(tǒng)為主要程序的計算機系統(tǒng)及執(zhí)行命令的機器人系統(tǒng)。專家系統(tǒng)內(nèi)裝有自動診斷各種故障的反映專家知識水平的軟件包。在通過專家系統(tǒng)確定故障由來之后，再下達(dá)指令給機器人維修系統(tǒng)，將故障（或潛在故障）及時排除。

·軍用人工智能機器翻譯系統(tǒng)。用于收集情報、破譯密碼、處理作戰(zhàn)文電、協(xié)調(diào)作戰(zhàn)指揮和提供戰(zhàn)術(shù)輔助決策等。系統(tǒng)內(nèi)裝有可進(jìn)行語言分析、合成、識別及自然語言理解的智能機，其內(nèi)存儲著多國語言基本詞匯和語法規(guī)則。

·智能化感知和信息處理。人工智能所具備的自我學(xué)習(xí)、認(rèn)知和創(chuàng)造能力應(yīng)用于智能化感知和信息處理，可為指揮員了解戰(zhàn)場態(tài)勢提供信息和數(shù)據(jù)支撐，輔助指揮員透視復(fù)雜戰(zhàn)場，敏捷高效地應(yīng)對復(fù)雜戰(zhàn)場局勢。目前美、俄、法、德等均裝備了具有智能化信息感知與處理能力的數(shù)字化士兵系統(tǒng)，如美軍的“奈特勇士”、俄軍的“戰(zhàn)士”。

·智能化指揮輔助決策。讓機器人對海量的作戰(zhàn)信息進(jìn)行分析，把數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)化為決策級質(zhì)量的信息，為指揮員提供足夠快速態(tài)勢認(rèn)知能力，從而獲得指揮決策上的敏捷性優(yōu)勢。

·人工智能武器。其控制系統(tǒng)具有自主敵我識別、自主分析判斷和決策的能力。如“發(fā)射后不管”的全自動制導(dǎo)的智能導(dǎo)彈、智能地雷、智能魚雷和水雷、水下軍用作業(yè)系統(tǒng)等。

·智能電子戰(zhàn)系統(tǒng)。可自動分析并掌握敵方雷達(dá)的搜索、截獲和跟蹤工作順序，發(fā)出有關(guān)敵方導(dǎo)彈發(fā)射的警告信號，并確定出最佳防衛(wèi)和干擾措施。

2 人工智能在軍事領(lǐng)域中的典型應(yīng)用

2.1 智能機器人

美國列入研制計劃的軍用智能機器人達(dá)100多種，俄羅斯也有50多種。世界上已經(jīng)研制和列入發(fā)展計劃的智能機器人主要可分為反坦克兵、突擊掃雷兵、戰(zhàn)場布雷兵、空中偵察警戒兵等。目前，美國正在研制裝備部隊的智能機器人中，最有代表性的當(dāng)數(shù)“徘徊者”（Prowler）輪式機器人。它有3個系列：用于偵察的遙控式50系列、用于巡邏和警戒的自主式60系列和用于反裝甲和防空的自主式70系列。這些機器人均具有現(xiàn)有的人—機系統(tǒng)的功能。

美國桑地亞國家實驗室把基于傳感器的先進(jìn)智能控制技術(shù)與機動操作系統(tǒng)結(jié)合起來，開發(fā)出了一種能自動野外操作的智能回收遙控機器人，該機器人不但可以軍用，也可以民用。我國也研制出處于世界領(lǐng)先水平的水下機器人。

在未來戰(zhàn)場上，隨著人工智能和人機融合技術(shù)的不斷進(jìn)步，作戰(zhàn)節(jié)奏將越來越快，直到達(dá)到一個“奇點”：人腦再也無法應(yīng)對瞬息萬變的戰(zhàn)場態(tài)勢，不得不把大部分決策權(quán)讓給高度智能化機器。另外，為了減少人員傷亡和降低政治風(fēng)險，各國也傾向于用智能機器替代人類戰(zhàn)士在戰(zhàn)場上廝殺。最終，智能機器將成為未來戰(zhàn)場的主力軍，人類戰(zhàn)爭將形成“人在回路上”的新模式。在新模式下，軍隊的組織架構(gòu)和力量編成將發(fā)生巨變，智能機器將成為未來軍隊的主要成員，人類將扮演計劃員、管理員和指揮員的角色。為防止平民誤傷和高效作戰(zhàn)，奔赴戰(zhàn)場前將為機器戰(zhàn)隊設(shè)定作戰(zhàn)程序和交戰(zhàn)規(guī)則，合理區(qū)分作戰(zhàn)任務(wù)，并限定不同等級的行動自由。進(jìn)入戰(zhàn)場后，智能機器戰(zhàn)隊將根據(jù)戰(zhàn)場情況自主協(xié)同和編組，獨立完成作戰(zhàn)任務(wù)。新模式的優(yōu)勢是可使人類戰(zhàn)士從紛繁復(fù)雜的決策中解放出來，聚焦于主要決策和關(guān)鍵任務(wù)。在新模式中，人依然是最終決策者，可根據(jù)需要自由進(jìn)出作戰(zhàn)鏈。

2.2 智能C31系統(tǒng)

智能C31系統(tǒng)是一種以會“思考”的計算機為核心，不僅可對大量的信息進(jìn)行分類，而且可對數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定，并能提出敵人可能采取的行動和己方應(yīng)采取的最佳對策的武器系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指揮控制鏈路、機動部隊節(jié)點和武器系統(tǒng)相結(jié)合的一體化系統(tǒng)。系統(tǒng)中的用戶通過各種傳感器和通信器材，即無線電、雷達(dá)和數(shù)據(jù)鏈路獲取信息，為組織合成軍作戰(zhàn)提供必需的信息。

以美國正在研制的“感情”信息系統(tǒng)最為突出。該系統(tǒng)具有“個性”和人的“特征”、“智慧”，熟知指揮官的脾氣、思維習(xí)慣和其他情感特征及行為，能在瞬息萬變的戰(zhàn)場上幫助指揮官在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)判斷情況，定下決心，下達(dá)命令。當(dāng)指揮官的情緒反常，它還能提出一套經(jīng)過嚴(yán)密推理和論證的理論來說服指揮官，以阻止或修改、補充原決定。因此，它被譽為是一個忠實、精明、冷靜的“高參”。

此外，美軍正加快研發(fā)推理系統(tǒng)和軟件，以便評估態(tài)勢、提出建議甚至實施決策。過去20多年，美軍ISR能力迅速發(fā)展，搜集到的海量情報數(shù)據(jù)和其他數(shù)字化信息致使分析師淹沒在數(shù)據(jù)海洋。美軍計劃利用人工智能建立一套有效算法，運用“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)訓(xùn)練出具有邏輯分析能力的機器，發(fā)揮機器的速度和理性優(yōu)勢，為人類決策提供咨詢。

2.3 智能飛機

智能飛機是一種不需人的駕駛而能自行完成偵察、干擾、電子對抗、反雷達(dá)等多種軍事任務(wù)的無人駕駛飛機。其采用獨特的變翼結(jié)構(gòu)和智能材料，全部飛行面呈單一整體，使飛機隨著飛行中氣流、壓力、速度的變化能迅速變換機翼形狀，像鳥兒一樣自由飛翔。

近年來，基于人工智能的無人機器異軍突起。它們能夠自動搜索和跟蹤目標(biāo)，自主識別地形并選擇前進(jìn)道路，獨立完成偵察、補給、攻擊等任務(wù)。美國海軍陸戰(zhàn)隊的部分基地已由移動式機器人值守；空軍F-35機身攜帶了幾千萬條代碼，被譽為“飛行的計算機”；完全由電腦操控的海軍X-47B無人轟炸機代表了軍用人工智能的最高水平。與此同時，美軍還在探索和完善執(zhí)行決策的不同方式，既可通過命令另外一個無人平臺開展直接行動，也可向人類或其他無人平臺提供建議。如美軍新成立的戰(zhàn)略能力辦公室正在執(zhí)行一個“阿凡達(dá)”項目，計劃使用F-35戰(zhàn)機與無人版F-16戰(zhàn)機聯(lián)合編組，高度自主的F-16戰(zhàn)機可自動與F-35進(jìn)行編隊飛行，接收F-35的指令對目標(biāo)實施打擊。

德國在研的“克爾達(dá)”無人機，可以在目標(biāo)上空連續(xù)巡航1小時，機體內(nèi)載有炸藥，并擬裝信號發(fā)射機、應(yīng)答器等先進(jìn)設(shè)備。它既可以遂行干擾迫使敵方關(guān)閉雷達(dá)的任務(wù)，又可以誘敵發(fā)射導(dǎo)彈，以利于己方飛機實現(xiàn)突防目的。

隱身程度更高并裝備各種傳感器的無人作戰(zhàn)飛機將可以執(zhí)行各種飛行任務(wù)，如發(fā)現(xiàn)隱蔽的防空系統(tǒng)并迅速將其摧毀，攻擊由防空導(dǎo)彈系統(tǒng)保衛(wèi)的目標(biāo)或執(zhí)行監(jiān)視、偵察等任務(wù)。 美國的 “天眼”R4E-40/50、754、262等均可在敵縱深區(qū)內(nèi)迷盲敵方警戒和制導(dǎo)系統(tǒng)，這種智能飛機還可以通過放大信號來模擬有人駕駛飛機，掩護(hù)攻擊飛機、轟炸機的突防行為。

以色列的“偵察兵”和“猛犬”智能飛機，可以模擬噴氣式戰(zhàn)斗機的電子圖像，誘使敵軍的雷達(dá)開機跟蹤，從而很快獲得雷達(dá)的位置和工作參數(shù)。此外，還有加拿大的CL-289智能偵察機等。據(jù)推測，在本世紀(jì)，各國不同智能化飛機的總數(shù)將達(dá)到23000架之多。

采用了智能化自主控制的無人機在復(fù)雜的攻防對抗環(huán)境中也能完成規(guī)避，提高生存能力。

2.4 智能導(dǎo)彈

智能導(dǎo)彈是一種采用具有更高的目標(biāo)分辨和識別能力的探測器和更大的信號處理能力的超高速集成電路信號處理器和先進(jìn)的計算機軟件，在一定程度上具有諸如感知、理解、思考、學(xué)習(xí)、決策、交互等類似人工智能，可自行執(zhí)行目標(biāo)搜索、識別、瞄準(zhǔn)和攻擊，具有思維、判斷和決策能力的新型導(dǎo)彈。戰(zhàn)爭中，由飛機遠(yuǎn)距離成批發(fā)射后，它們會自動爬升到上千米的高空，然后自動俯視戰(zhàn)場、選擇目標(biāo)，互不干擾。若目標(biāo)已有導(dǎo)彈跟蹤，后到的導(dǎo)彈就會自動尋找其它的目標(biāo)，以獲得最大殺傷效果。

目前，美國“海爾法”第三代反坦克導(dǎo)彈，采用高靈敏度的傳感器和先進(jìn)探測技術(shù)，發(fā)射后不用管，它能獨立自主地捕捉和識別目標(biāo)，并能排除干擾，準(zhǔn)確命中目標(biāo)。美國的“神劍”制導(dǎo)炮彈，不但在彈丸上裝有制導(dǎo)系統(tǒng)和可供驅(qū)動的彈翼或尾舵等空氣動力裝置，而且直接接受衛(wèi)星定位系統(tǒng)的精確方位數(shù)據(jù)，能夠自動搜尋目標(biāo)。在末段彈道上，制導(dǎo)系統(tǒng)探測和處理來自目標(biāo)的信息，形成控制指令，驅(qū)動彈翼或尾舵，修正彈道，使彈丸命中目標(biāo)，有效提高了過去半自動化制導(dǎo)炮彈打不準(zhǔn)的問題。新型反艦導(dǎo)彈LRASM也將采用智能化技術(shù)，依靠先進(jìn)的彈載傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)處理能力，能在無中繼制導(dǎo)信息的情況下進(jìn)行自主目標(biāo)探測、識別、導(dǎo)航和末制導(dǎo)。巡邏攻擊導(dǎo)彈LAM作為非直瞄發(fā)射系統(tǒng)（NLOS-LS）中重要成員，具有區(qū)域搜索、目標(biāo)監(jiān)視、毀傷評估、無線電中繼、自主攻擊等智能化手段。戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧導(dǎo)彈Block4裝有特高頻衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈和特高頻地面數(shù)據(jù)鏈，使導(dǎo)彈具有實時選擇目標(biāo)、自動末端攻擊和實時任務(wù)規(guī)劃能力。

俄羅斯花崗巖反艦導(dǎo)彈被認(rèn)為是最早具備智能化特征的導(dǎo)彈。白楊-M和亞爾斯導(dǎo)彈有望采用一套數(shù)字化自動控制系統(tǒng)，使導(dǎo)彈發(fā)射后可以實時控制或修改攻擊任務(wù)，大幅提高突防能力。

歐洲在新型導(dǎo)彈研制中也高度重視導(dǎo)彈的智能化，在NSM BlockII和JSM導(dǎo)彈的發(fā)展計劃中，雙向數(shù)據(jù)鏈均被列入驗證發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。以色列的“哈比”反輻射導(dǎo)彈能夠在目標(biāo)區(qū)上空滯空飛行，自動識別、鎖定并攻擊敵雷達(dá)目標(biāo)。

2.5 智能電子戰(zhàn)系統(tǒng)

由大規(guī)模、低成本、功能簡單的無人平臺構(gòu)成的群體，類似蜂群、鳥群、魚群，數(shù)量可以成百上千，它們遵循的規(guī)則很簡單，但表現(xiàn)出來的行為模式很復(fù)雜。蜂群系統(tǒng)是典型的復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)（CAS），分散自主決策，自組織，沒有條令，沒有指令，甚至沒有固定的領(lǐng)頭人。無人平臺集群的作戰(zhàn)行動，需要解決分布式自適應(yīng)規(guī)劃與控制問題，采用自底向上的數(shù)據(jù)驅(qū)動和建模策略，實現(xiàn)多單體智能的協(xié)同聚合，才能涌現(xiàn)出復(fù)雜的群體自組織能力。它們遵循無中心的局部交互規(guī)則和反應(yīng)式行為，從而形成高級的群體智能。人工智能還可用于反無人機系統(tǒng)的技術(shù)研究，如偽裝欺騙、電子干擾、直接打擊等，但最有效的辦法是摧毀無人機的發(fā)射平臺。

3 國外人工智能在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)展

近年來，隨著傳感技術(shù)、計算機技術(shù)等信息技術(shù)迅猛發(fā)展，軍用人工智能的發(fā)展迎來了新一輪機遇期。美、俄等軍事強國都把軍用人工智能視為“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)。本文將以人工智能相關(guān)項目規(guī)劃和認(rèn)知電子戰(zhàn)兩個方面來介紹國外人工智能在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)展。

3.1 人工智能相關(guān)項目規(guī)劃

DARPA于 2008年啟動“深綠”計劃，試圖開發(fā)一款能嵌入陸軍 C4ISR系統(tǒng)的輔助決策模塊（指揮官助手、“水晶球”和“閃電戰(zhàn)”），其基本思路與AlphaGo采用的博弈方法極為類似，即實時生成和更新能反映未來戰(zhàn)局各種可能的多分支博弈樹，并沿每個分支模擬交戰(zhàn)的結(jié)果，實現(xiàn)對博弈樹的剪枝和搜索。但限于當(dāng)時的技術(shù)條件，“深綠”計劃僅獲得部分成功。

2010年，美空軍研究實驗室發(fā)布廣泛機構(gòu)公告（BAA-10-07-RIKA）——“同步化網(wǎng)絡(luò)使能多情報開發(fā)”，旨在尋求能夠自主提示或收集態(tài)勢感知、評估和軍事行動情報的顛覆性技術(shù)，即用人工智能和其他先進(jìn)數(shù)據(jù)處理方法打擊對手。美國國防部明確把人工智能和自主化作為新抵消戰(zhàn)略的兩大技術(shù)支柱。

2016年10月美國國家科技委連續(xù)發(fā)布了兩個重要戰(zhàn)略文件 《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》和《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》，將人工智能上升到了國家戰(zhàn)略層面，為美國人工智能的發(fā)展制定了宏偉計劃和發(fā)展藍(lán)圖。在五角大樓召開的空、天、網(wǎng)絡(luò)一體化作戰(zhàn)會議上，國防部長阿什頓·卡特指出，第三次“抵消戰(zhàn)略”要充分利用人工智能和自主技術(shù)的進(jìn)步，使美軍重獲作戰(zhàn)優(yōu)勢并強化常規(guī)威懾。目前，DARPA已經(jīng)與谷歌、IBM等公司達(dá)成合作，致力于將人工智能科技創(chuàng)新向軍事應(yīng)用領(lǐng)域嫁接。同時，在美軍聯(lián)合作戰(zhàn)司令部設(shè)想的2025年作戰(zhàn)計劃中，機器人與傳統(tǒng)士兵的協(xié)同作戰(zhàn)將發(fā)揮重要作用。

當(dāng)前，美國國防部正致力于推進(jìn)人工智能技術(shù)向“強人工智能”邁進(jìn)，重點是發(fā)展“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)?！吧疃葘W(xué)習(xí)”技術(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展，是目前最接近人腦的學(xué)習(xí)算法，可使機器通過自主學(xué)習(xí)和訓(xùn)練不斷提高完善。人機圍棋大戰(zhàn)中，AlphaGo表現(xiàn)出的驚人棋藝就是“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)的杰作。

2016年3月3日，DARPA透露，正在開發(fā)新一代智能型電子戰(zhàn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，美軍EA-6B“徘徊者”飛機等電子偵察機負(fù)責(zé)搜集敵方未知雷達(dá)波形，電子戰(zhàn)軍官負(fù)責(zé)分析未知波形并提出破解方案，人工破解可能需要幾周甚至幾個月時間。國防高級研究項目局希望利用“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)研發(fā)一套電子戰(zhàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能連續(xù)不斷地感知、學(xué)習(xí)和適應(yīng)敵方雷達(dá)，從而有效規(guī)避敵方雷達(dá)探測。

俄羅斯也把發(fā)展人工智能作為裝備現(xiàn)代化的優(yōu)先領(lǐng)域。2005年創(chuàng)建的俄羅斯攻防工業(yè)綜合體旗下的電子戰(zhàn)科研中心，依據(jù)俄羅斯國防部訂貨專司研制“智能電子干擾”技術(shù)。俄羅斯新版《2018-2025年武器裝備計劃》中明確提出要優(yōu)先發(fā)展智能武器，重視發(fā)展智能技術(shù)及其在武器裝備上的應(yīng)用研究?！?025年先進(jìn)軍用機器人技術(shù)裝備研發(fā)專項綜合計劃》指出俄軍將于2017年開始大量列裝機器人，到2025年無人系統(tǒng)在俄軍裝備結(jié)構(gòu)中的比例將達(dá)到30%。據(jù)透露，首批RB-109A“勇士贊歌”系統(tǒng)將于2018年入役。俄軍計劃到2025年前為所有電子戰(zhàn)旅配備這一系統(tǒng)?！坝率抠澑琛笨稍跊]有操作員參與的情況下實時分析戰(zhàn)區(qū)形勢，發(fā)現(xiàn)并對目標(biāo)進(jìn)行分類，選擇壓制方式，并向無線電電子對抗站下達(dá)指令。該系統(tǒng)不允許己方部隊無線電電子設(shè)備發(fā)出的信號受到“無線電干擾”的壓制和破壞。就性能而言，新系統(tǒng)已接近人工智能?！坝率抠澑琛笨稍跀?shù)秒內(nèi)獨立選擇和識別目標(biāo)（雷達(dá)站、通信系統(tǒng)、無線電定位器、遠(yuǎn)程預(yù)警機、衛(wèi)星），隨后決定如何用電子戰(zhàn)手段有效壓制對手，并選取最合適的干擾模式。俄羅斯聯(lián)合航空制造公司準(zhǔn)備開始進(jìn)行具有更高智能化的多功能作戰(zhàn)系統(tǒng)——第八代無人機的設(shè)計。

歐盟、日本等也紛紛制訂發(fā)展計劃，謀劃搶占新一輪軍事變革制高點。德國出臺 《數(shù)字化戰(zhàn)略2025》，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)建立一系列數(shù)字化系統(tǒng)。日本防衛(wèi)省早先公布的 《關(guān)于實施研究開發(fā)的指南》中將機器人技術(shù)劃入重點發(fā)展的新軍事技術(shù)。2016年日本防衛(wèi)省發(fā)布《中長期技術(shù)評估》報告，提出日本未來20年應(yīng)在無人技術(shù)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等軍事技術(shù)方向上取得關(guān)鍵突破。

3.2 認(rèn)知電子戰(zhàn)

從智能交通、智慧醫(yī)療到智慧城市；從認(rèn)知無線電、認(rèn)知雷達(dá)到認(rèn)知電子戰(zhàn)，近年來智能化的發(fā)展浪潮席卷全球，對各種工程技術(shù)的影響也是無處不在。從“認(rèn)知”電子對抗這一概念被明確提出以來，認(rèn)知電子戰(zhàn)將電子對抗活動中機器智能的能力描述提升至了前所未有的高度，極大地推動了智能化電子對抗系統(tǒng)的研究與開發(fā)。

“認(rèn)知”電子對抗設(shè)備應(yīng)具備如下幾個方面的特性:

·具有自主學(xué)習(xí)能力。能夠通過外界的電磁信號的激勵與訓(xùn)練，自動建立與目標(biāo)及其狀態(tài)變化的知識庫，以及相應(yīng)的對抗措施數(shù)據(jù)庫。

·具備對目標(biāo)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換的識別判斷能力。可以在一定程度上實現(xiàn)對干擾效果的間接評估和實時反饋，從而建立一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。

·具備對時變電磁環(huán)境的適應(yīng)能力。隨著戰(zhàn)場用頻設(shè)備的種類、數(shù)量的逐漸增加，戰(zhàn)場電磁環(huán)境的復(fù)雜性增加、變化速度加快，采用事先固定設(shè)置工作模式對時變電磁環(huán)境的適應(yīng)性也越來越差，而認(rèn)知電子戰(zhàn)設(shè)備需要對事先沒有預(yù)料到的電磁環(huán)境要能感知，并自適應(yīng)地改變其工作模式。

·對抗策略與對抗資源調(diào)度要實現(xiàn)智能化。在以前的電子對抗設(shè)備中，對抗策略與資源調(diào)度都是人工事先設(shè)計好并固化在設(shè)備中的；而認(rèn)知電子戰(zhàn)設(shè)備在研制完成之后，在使用過程中是邊對抗邊學(xué)習(xí)，不斷完善對抗策略，不斷優(yōu)化對抗資源調(diào)度方法。

顯然，認(rèn)知電子戰(zhàn)的重要理論基礎(chǔ)是人工智能，而人工智能學(xué)科主要是研究機器智能和智能機器的技術(shù)學(xué)科，可以說近年來認(rèn)知電子戰(zhàn)概念的提出是人工智能與電子戰(zhàn)應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。表1所示是認(rèn)知電子戰(zhàn)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)的區(qū)別。隨著認(rèn)知技術(shù)的出現(xiàn)，認(rèn)知雷達(dá)與認(rèn)知電子戰(zhàn)將會演繹人工智能領(lǐng)域中的博弈。DARPA正試圖通過研制新一代認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)，為未來智能化電子對抗尋找“藥方”。

表1 認(rèn)知電子戰(zhàn)與傳統(tǒng)電子戰(zhàn)的區(qū)別

近年來，美國開展的典型認(rèn)知電子戰(zhàn)項目見表2。

表2 美國開展的典型認(rèn)知電子戰(zhàn)項目列表

（1）認(rèn)知干擾機

2010年美國空軍啟動了“認(rèn)知干擾機”項目，這是認(rèn)知電子戰(zhàn)中的一個典型代表，該項目的目標(biāo)是：開發(fā)節(jié)省平均輻射功率的高效干擾技術(shù)，開發(fā)能夠?qū)W習(xí)和跟蹤雷達(dá)目標(biāo)波形的干擾技術(shù)，研究如何通過學(xué)習(xí)和運用知識來對抗認(rèn)知雷達(dá)；利用博弈論來優(yōu)化干擾機的設(shè)計，以適應(yīng)多種雷達(dá)波形等。

（2）自適應(yīng)雷達(dá)對抗（ARC）

2012年7月，DARPA啟動了一項為期5年的“自適應(yīng)雷達(dá)對抗”研究項目，也屬于認(rèn)知電子戰(zhàn)的范疇。主要是尋求研發(fā)對抗敵方自適應(yīng)雷達(dá)系統(tǒng)的機載電子戰(zhàn)能力。隨著認(rèn)知技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用，雷達(dá)將進(jìn)一步增強感知環(huán)境的能力，進(jìn)而調(diào)整其發(fā)射波形特征和接收處理算法，優(yōu)化其性能，其結(jié)果是電子戰(zhàn)系統(tǒng)必然會受到自適應(yīng)雷達(dá)的威脅。該項目的主要目的就是研究新的解決方案，使電子戰(zhàn)系統(tǒng)能對新的、未知或不確定的認(rèn)知雷達(dá)信號近實時地實施有效對抗。

ARC項目包括兩個技術(shù)領(lǐng)域（TA）：一個（TA1）是系統(tǒng)設(shè)計和集成，包括開發(fā)一個端端ARC系統(tǒng)；一個（TA2）是開發(fā)先進(jìn)算法以及根據(jù)觀察到的威脅波形或相關(guān)系統(tǒng)的變化進(jìn)行對抗措施效能評估。TA1的系統(tǒng)設(shè)計必須是模塊化的，要能與TA2中的可選擇算法相容。

ARC系統(tǒng)預(yù)期實現(xiàn)功能可總結(jié)為：能夠在充滿己方、對手和中立方射頻輻射源的密集復(fù)雜電磁環(huán)境中分離出靈活、未知的雷達(dá)威脅；對抗新型雷達(dá)威脅；能提供實時的反饋信息；可實時對抗某些威脅；支持單平臺或分布式、多平臺作戰(zhàn)；支持自主和人在回路作戰(zhàn)；使用基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開放式的可擴展軟件架構(gòu)。此外，系統(tǒng)還可為任務(wù)后分析存儲和下載新知識與對抗措施。ARC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

項目發(fā)展計劃分三個階段進(jìn)行：第一階段用18個月進(jìn)行算法開發(fā)和元件級測試；第二階段用18個月聚焦于系統(tǒng)開發(fā)；最后兩年（24個月）用于建造實時ARC原型機，通過硬件在回路（HIL）進(jìn)行評估。

圖1 ARC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2013年3月，Leidos公司獲得ARC合同，研發(fā)新的處理技術(shù)和算法，通過實時分析自適應(yīng)雷達(dá)威脅的無線電可探測特性和行為，制定相關(guān)對抗措施，2017年12月前完成合同內(nèi)容。Exelis公司將驗證Leidos公司的軟件算法對新興雷達(dá)威脅的電子防護(hù)能力。

2013年，科學(xué)應(yīng)用國際公司與DARPA簽訂合同，希望能研發(fā)出一套綜合性自適應(yīng)雷達(dá)對抗解決方案，以減輕機載平臺未來面臨的先進(jìn)射頻威脅，將提供包括ARC系統(tǒng)的設(shè)計、研制、集成和測試在內(nèi)的工程服務(wù)。此外，該系統(tǒng)還需支持第三方算法的獨立植入。

2013年9月，BAE系統(tǒng)公司獲得一份五年期、三階段任務(wù)中1A和1B兩個階段的任務(wù)合同，為下一代電子戰(zhàn)算法套件研發(fā)新的技術(shù)，使現(xiàn)有的電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以應(yīng)對新出現(xiàn)的、未知的、自適應(yīng)雷達(dá)系統(tǒng)，對雷達(dá)威脅進(jìn)行快速探測并識別特征，綜合形成電子對抗措施，然后對效果進(jìn)行評估，為奪取空中優(yōu)勢提供一種重要的能力。BAE公司還將在一系列日益復(fù)雜的政府評估項目中對這項技術(shù)進(jìn)行演示驗證。ARC計劃預(yù)計將于2018年完成，并將加裝在一個現(xiàn)有電子戰(zhàn)系統(tǒng)中進(jìn)行實戰(zhàn)試飛，以完成對ARC項目的演示驗證工作。

2014年12月，BAE系統(tǒng)公司宣布開展自適應(yīng)雷達(dá)對抗（ARC）項目第2階段工作，開發(fā)對抗敵方防空系統(tǒng)威脅的技術(shù)。 ARC項目第2階段中，BAE系統(tǒng)將提供一個原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)將采用軟件算法檢測和對抗新興的雷達(dá)威脅，無需進(jìn)行昂貴的硬件升級就能實現(xiàn)重要的能力增強。第2階段的合同是繼BAE系統(tǒng)公司的1A和1B階段工作之后，主要是開發(fā)技術(shù)來利用。

2015年12月14日，DARPA宣布授予Leidos公司價值1290萬美元的修正合同，用于ARC項目的后續(xù)研發(fā)。當(dāng)前階段的ARC項目包含2個主要元素：Leidos主導(dǎo)研發(fā)的新軟件處理技術(shù)以及全速率生產(chǎn)系統(tǒng)的一個原型機模塊，這一過程預(yù)計將在未來5年為機載平臺帶來新的自適應(yīng)電子戰(zhàn)防護(hù)系統(tǒng)。

（3）自適應(yīng)電子戰(zhàn)行為學(xué)習(xí)（BLADE）

2016年6月20日，在一次機載測試中，DARPA與洛·馬公司先進(jìn)技術(shù)研究室（ATL）共同演示了BLADE認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)的能力。此次成功演示了BLADE項目的機載通信干擾技術(shù)，其干擾目標(biāo)包括了軍用無線電臺、手機、專用數(shù)據(jù)鏈。BLADE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（4）其他

除了BLADE、ARC等典型認(rèn)知電子戰(zhàn)項目以外，軍方、工業(yè)界還研發(fā)出一系列與認(rèn)知電子戰(zhàn)領(lǐng)域密切相關(guān)的“非典型”認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)、系統(tǒng)、項目。這些或者是認(rèn)知電子戰(zhàn)的基礎(chǔ)性研究，或者是認(rèn)知電子戰(zhàn)的擴展性研究，對于完善整個認(rèn)知電子戰(zhàn)領(lǐng)域有著非常重要的意義。這些項目包括：美海軍開發(fā)生物啟發(fā)式自主感知（BIAS）項目；DARPA的競爭環(huán)境下的目標(biāo)識別與匹配（TRACE）項目；美空軍的 “用于認(rèn)知電子戰(zhàn)的精確參考感知（PRSCE）”項目與認(rèn)知電子戰(zhàn)用精確參考感知（PRESENCE）項目；BAE系統(tǒng)公司的手持式認(rèn)知電子戰(zhàn)偵察技術(shù)，該技術(shù)的研發(fā)背景是DARPA的“針對監(jiān)視系統(tǒng)的計算利用（CLASS）”項目和“認(rèn)知無線電低功率信號分析傳感器集成電路（CLASIC）”項目；BAE系統(tǒng)公司的用于可重構(gòu)集成電路的微波陣列技術(shù)（MATRIC）芯片，該項目的背景是DARPA的自適應(yīng)射頻技術(shù)（ART）項目。

作為人工智能技術(shù)的重要應(yīng)用方向，認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)將有效適應(yīng)未來戰(zhàn)場復(fù)雜電磁態(tài)勢，解決復(fù)雜電磁環(huán)境下精確態(tài)勢感知問題，其具備的實時動態(tài)學(xué)習(xí)能力，可在應(yīng)對新型復(fù)雜環(huán)境時快速做出響應(yīng)。未來，集眾多高新技術(shù)于一身的認(rèn)知電子戰(zhàn)，將向著具備學(xué)習(xí)、思考、推理和記憶等認(rèn)知能力方向發(fā)展，成為未來戰(zhàn)場智能作戰(zhàn)的“弄潮兒”。

圖2 BLADE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

當(dāng)前，世界各國研制的無人機、無人艦艇、無人戰(zhàn)車及作戰(zhàn)機器人，其核心還是計算機編程，所有作戰(zhàn)任務(wù)都通過計算機程序來固化。不難設(shè)想，倘若未來作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)用了更成熟的人工智能，由于其具有類似于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)進(jìn)化功能，就可以通過深度學(xué)習(xí)形成足以超越對手的經(jīng)驗智慧，這將在很大程度上消除人在戰(zhàn)爭指揮中的認(rèn)知偏差。人工智能技術(shù)正在迅速地發(fā)展，智能機、智能化武器裝備和智能機器人的應(yīng)用，對軍事裝備的發(fā)展將產(chǎn)生重大的作用；也將對未來戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)帶來重大影響。