战争中人——无人机协作各用途的优势概述.docx

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1、战争中人无人机协作各用途的优势概述目录导读1BU舌11. 有人机/无人机协同作战优势何在41. 1.效能叠加释放41.2. 作战短板互补51.3. 行动协同高效52 .在反介入/区域拒止环境中行动53 .无人系统、载人资产和人工操作员协同64 .信息建构和决策支持：增强态势感知，提高决策速度64.1.反介入/区域拒止环境中的信息建构61 .2.目标工作：联合全域指挥与控制(JADC2)75 .有人-无人协同作战的关键技术7?开放式系统架构技术7?任务管理和航线规划技术8?多源情报数据融合技术96 .塑造情报分析和任务规划领域的未来9导读本文主要研究了人一一无人机协作在战场上的应用，认为人一一无

2、人机协作是现代军队“必须掌握”的技术，是高端战争中保持竞争优势的重要筹码。本文研究的人一一无人机协作包括人工与半自主机器的协作以及人工与人工智能代理系统的协作，列举美国现有的成功案例论证了人一一无人机协作的多种应用领域，如反介入/区域拒止环境内行动、信息筛选和决策支持、优先级排序等。文章指出，美国国防部目前在应用人一一无人机协作的过程中存在效率低下、人工能力欠缺、思想抵触等诸多问题，并相应提出了五点改进举措。前言人一一无人机协作通常被狭义地设想为人工与一个到几百个或更多的自主化无人系统进行交互的过程。从最基本的形式来看，人一一无人机协作的这种愿景并不新鲜，人类与智能机器合作了几十年，1997年

3、超级计算机“深蓝”在一场国际象棋比赛中击败世界冠军加里卡斯帕罗夫，体现了早期的机器才能。军队长期以来也一直在测试各种概念，以提高这一关键能力。然而，近年来人工智能和机器人技术的发展速度令人印象深刻，这促使人们越来越多地考虑这些技术所能带来的新能力、效率和优势。人一一无人机协作的表现形式有一个经常被引用的案例，那就是“忠诚僚机”概念：一个人工操作员控制着一些相对廉价、模块化、可消耗的自主无人机系统（UAS）开展任务和作业。这些僚机可在载人飞机前方飞行，执行一系列任务，包括电子攻击或防御、情报、监视与侦察（ISR）或打击，或作为诱饵吸引火力，“点亮”敌方防空系统。不仅是美国，大多数现代国家的军队都

4、对人一一无人机协作的这种表现形式越来越感兴趣。除美国外，澳大利亚、中国、俄罗斯、英国、土耳其和印度都至少有一个积极的“忠诚僚机”发展计划，而第六代战斗机发展计划，如“全球作战空中计划”（英国、意大利、日本）、“下一代空中优势计划”（美国空军和海军）和“未来作战空中系统”（德国、法国、西班牙），都涉及强调人一一无人机协作和机机协同的空中力量系统工程概念。尽管这类人一一无人机协作对新兴军事能力非常重要，并将继续发挥重要作用，但对人一一无人机协作的讨论应包括人类与人工智能主体（能够从其环境、经验和输入中学习并根据其环境、经历和输入做出决定的主体）的全方位互动，包括与不具备物理形式的算法进行的绝大多数

5、互动。Maven”项目是应用这类人一一无人机协作的一个例子，美国防部和现在的国家地理空间情报局开展该项目，利用人工智能，从各种形式的媒体和收集的情报中自主检测、标记和追踪感兴趣的人或物3,从而使人工分析师和操作员能够有精力优先关注他们的重点领域。除图像分析和目标识别外，非物理表现形式的人一一无人机协作还可支持一系列重要任务，如威胁探测、数据处理和分析。在速度、复杂性和可用数据显著增多的作战环境中，这一技术对军事效率的提高至关重要。这一应用还可以提高后勤和维护、培训和后台管理任务的效率，从而降低成本和执行时间。通过将人工智能的处理能力和决策支持能力与人的社会智能及判断力相结合，并在某些情况下与具

6、有不同自主程度的无人系统的力量倍增效应相结合，人一一无人机协作可以为美国及其盟国和合作伙伴提供多层次的叠加优势。作为“加速采用人工智能创建一支适合时代的部队”的更广泛需求的一部分，国防部对人一一无人机协作当前和未来多层次价值的认识有所提高。尽管如此，五角大楼在采用人工智能和人一一无人机协作方面仍面临一些长期挑战。为了加速和深化人一一无人机协作的应用，国防部必须想方设法使开发工作与私营部门的参与保持一致，为采办官员在整个国防系统中推广人一一无人机协作解决方案创造灵活性。这种方法必须辅以如下措施： 继续并更加重视在人类和机器合作伙伴之间建立信任； 引领建立伦理道德和安全方面的最佳实践和规范； 积极

7、进行迭代实验； 确保信息传递清晰一致。这些要素对于实现人一一无人机协作在未来多领域作战中的价值和优势至关重要。引用案例有助于更好地说明人一一无人机协作如何在多个任务和环境中提供价值优势。当然，实践者已经看到或经历了各种环境下案例的使用一一包括通过兵棋推演和对正在乌克兰进行的战争的分析。人一一无人机协作的应用速度发展缓慢，这可能会让人对使用案例的效用产生怀疑。尽管如此，强调人一一无人机协作的各种应用，以及在某些情况下未得到充分重视的应用，有助于展示人一一无人机协作发挥成倍增益作用的不同环境，以及这种能力如何支持美军满足现代战场的需求。然而，在国防部这样的大型组织中，改变对人一一无人机协作的看法是

8、一项反复的任务，需要经常强化其价值，特别是当支持人一一无人机协作的技术和概念创造出新的机会时。下文讨论的几个使用案例远非全部一一我们的研讨会和研究还探讨了其他几个引人注目的使用案例，但作者之所以选择它们，是因为它们反映了人一一无人机协作在服役任务和应对国防规划者迫切考虑的作战威胁和挑战方面的多层价值，如表1所述。表1人无人机协作各用途的优势概述用途关键优势反介入/区域拒止(A2/AD)冲突,使用大量可消耗和消耗性(attritab1eandexpendab1e)系统穿透反介入/区域拒止环境，维持部队，并扩大在反介入/区域拒止警戒线外运行的载人平台的影响范围。在数据丰富的环境中查找、修复和跟踪关

9、键节点和威胁。在边缘提供态势感知。信息建构和目标工作 通过数据处理和融合加强态势感知和威胁探测，提高态势感知和威胁探测能力，确保以最快的速度做出决策。 发现人工分析师和操作员不知道的关联。 支持人工进行跨域目标识别和优先级排序。 向人类决策者推荐打击目标最适用的动能或非动能武器，以提高效果的精确性。存在、优先级排序和威慑 通过使用包含多个无人系统的情报、监视与侦察网格来扩展高价值载人资产的作战范围。 对地理上分散的战区的活动模式进行持续关注，识别其异常和中断。 确定威胁的优先级，并确保基于人工智能驱动的评估进行有效的资源分配。 在真实环境中进行积极的迭代实验，从而在操作员及其机器合作伙伴之间建

10、立信任。1 .有人机/无人机协同作战优势何在有人/无人机协同作战能充分调动自身作战潜力并有效整合释放，和传统作战方式相比，具备诸多优势。1.1. 效能叠加释放随着智能化技术的发展运用，有人/无人机协同的运用条件逐渐完善，作战整体效费比将逐渐提升，在未来空战中将发挥巨大作战效能。有人/无人机协同作战可以达成有人机与无人机协同的优势叠加。无论是在协同突击、突防或是制空作战，编队中无人机若发生故障或毁损后，其余无人机经动态重组，在有人机指挥下可继续自主执行任务，编队整体重塑性、稳定性、灵活性强。同时,有人/无人机编队具备智能协同的优势，能快速实现杀伤链闭合，使空战场信息、机动、火力快速融合。有人/无

11、人机协同作战可以将携带各类有效载荷的无人机放置于前端，有人机在后方专注于统筹全局和进行指挥控制活动，可实现更高的作战效费比。1.2.作战短板互补利用有人/无人机协同作战，可以发挥无人机关键支撑、两者相互配合的优长，使得双方作战短板互补，在高烈度的多域立体攻防作战中赢得战场主动。一是补足突击力量短板。有人机与无人机通过协同作战，将平台能力有机整合,载荷功能融入互补。在遂行任务的过程中，作战能量更加聚焦，在完成空中作战任务中迅捷提升信息与火力的转化，能够更快地完成对敌作战目标的能量投放。二是补足体系协同短板。在网络信息体系和未来智能化作战系统的支撑下,有人与无人平台可以提升整个作战体系的完备度和协

12、同作战的紧密度，进而提升整个协同作战体系的复杂适应性，同时也使指挥员与飞机平台、有人与无人平台之间交互更加灵活便捷。三是补足指挥控制短板。在遂行作战任务中，有人机可充当作战指控节点，对无人机实施全过程指挥控制，以确保两者内外部行动同步，有人机与无人机之间动态信息交互更加精准及时，可显著提升作战灵活性。1.3.行动协同高效现代战争，战场中各作战单元的信息相互交织、相互融合，形成了一个极度复杂的信息环境。在此条件下，有人/无人机协同作战是全方位、全要素、全流程的体系作战。有人/无人机协同作战在观察、判断、决策及行动各个环节均存在一定的优势。无人机功能多样、挂载丰富，可全天候遂行任务，在空中作战中，

13、无人机前出侦察预警，可成为有人机感知的延伸。有人机实时处理信息,进行威胁评估，可增强作战人员对当前态势的理解。此过程中无人机能够有效支撑有人机判断敌情、理解态势、作出正确决策，也可提高各自的环境适应力。采取有人/无人机协同作战，可以灵活转化有人机与无人机的状态，作战中根据战场态势切换作战样式，可充分调动有人机机动和火力优势，有效发挥无人机的信息优势。2 .在反介入/区域拒止环境中行动确定如何在反介入/区域拒止环境中开展行动，显然是国防规划人员的首要任务。在印太地区尤其如此，中华人民共和国的军事现代化努力强调利用无处不在的多域传感器以及大量动能和非动能打击资产建立警戒线，在此类警戒线内，美军和盟

14、军极易受到敌方火力的攻击，在最坏的情况下甚至无法有效作战。虽然人一一无人机协作无法规避与强大的反介入/区域拒止系统作战的所有风险，但它可以通过多种方式帮助美军和盟军更好地管理这些风险，包括处理和分析大型复杂数据集，以支持人工操作员更好更快地做出决策。3 .无人系统、载人资产和人工操作员协同在反介入/区域拒止情况下，使用可消耗和消耗性的无人系统与载人资产、人工控制员和决策者相结合，可以实现几个重要目标。最值得注意的是，这些体积较小、成本较低、一般为模块化的系统可用于使反介入/区域拒止系统达到饱和、识别敌方防御工事、迫使对手消耗其深层弹药储备，以及扩大价值较高的载人和无人资产的作战范围，降低载人资

15、产及其人工操作员的风险。与人员一起行动的无人系统群还能扩大指挥、控制、通信、计算机(C4)和情报、监视与侦察(ISR)网络的覆盖范围，提供持久且有弹性的情报、监视与侦察信息，并将其中的关键信息传递到前线。止匕外，可消耗或可重复使用的系统可使在有争议的反介入/区域拒止环境中作战的部队，在不冒人员伤亡风险的情况下进行维持和再补给，包括使用无人系统直接对反介入/区域拒止区域内的部队进行再补给，尽管这些系统携带的非消耗性货物损失的风险和代价也不应被忽视。为此，“降低人工操作员的风险”并不意味着“消除这一风险”，而使用可消耗的无人机系统与无人水面载具(USV)仍然会伴有损失。止匕外，即使是可消耗系统，系

16、统本身及其装载物也价值数百万美元。为确保人一一无人机协作部队结构的规模达标，新的价值计算以及增强的重组系统能力必须跟上预期的损耗水平。4 .信息建构和决策支持：增强态势感知，提高决策速度反介入/区域拒止环境的用例，同时也能说明机器如何支持人类完成关键且要求越来越高的“信息建构(SenSe-making)任务一一即解释和融合数据，为加强决策建立基础。4.1. 反介入/区域拒止环境中的信息建构反介入/区域拒止环境将以大量复杂的数据集、以及包括电磁频谱在内的跨域信号和噪声为特征。操作人员可获得的数据信息将是海量的。多域传感器、监视和打击资产将积极运作，并与友军协作和敌军交战，这就需要人工智能代理来帮助处理和过滤数据，