美陸軍人工智能係統在殺傷網構建中發揮的作用

美陸軍人工智能係統在殺傷網構建中發揮的作用

原作：李學朋

刊物：海鷹資訊

單位：北京海鷹科技情報研究所

 時間：2021-12-28 15:26

2021年10月-11月，美國陸軍舉行了為期6周的“會聚工程-2021”（Project Convergence2021）年度大規模作戰演習。演習圍繞美陸軍在一、二島鏈範圍內可能執行的作戰任務，設計了7大演習場景，試驗了110種新技術。戰爭進化博客（Warfare Evolution Blogs）專欄作家雷·奧爾德曼（Ray Alderman）根據演習中使用的四種人工智能係統，具體分析了人工智能係統在構建殺傷網中發揮的作用。

一、人工智能係統在殺傷網中的分工

美陸軍在“會聚工程-2021”演習中共使用了“造雨者”（Rainmaker）、“普羅米修斯”（Prometheus）、“火力風暴”（FIRESTORM）、“射擊”（SHOT）四種人工智能係統。在實際使用中，上述四種係統需要在異構數據標準化、海量數據處理、智能任務規劃、同步高節奏瞄準等環節緊密銜接，合力構建殺傷網。基本作戰流程為，造雨者係統將來自不同平台的多源異構數據進行標準化處理並傳輸至作戰雲服務器；普羅米修斯係統從作戰雲服務器中獲取、處理海量數據，發現目標；火力風暴係統針對發現目標生成打擊方案，提供指揮官決策；射擊係統根據選定方案引導武器係統完成射擊。每個係統的具體介紹和分工如下：

01·造雨者係統

美陸軍當前裝備有雷達、紅外、光電、射頻等多種傳感器，這些傳感器的數據使用不同的消息格式和數據結構，其中許多老舊係統與新係統無法兼容。如何將不同軍種的傳感器和武器係統連接到一個安全的網絡中，並將數據轉換為通用的消息格式和數據結構成為陸軍推動多域戰麵臨的核心問題。

造雨者係統為解決上述問題提供了方案，該係統基於通用數據結構，采用通用技術標準和應用程序編程接口（API），使原本不兼容的係統能夠在陸地、海洋、空中、太空、網電等作戰域跨域共享。在強對抗環境下，造雨者係統將使用“主要、備用、應急和緊急情況”模型（PACE）提供更多的數據傳輸通道，在幾秒鍾內自主計算出新的傳輸路徑，將標準化、格式化後的傳感器數據傳輸至作戰雲服務器。

02·普羅米修斯係統

普羅米修斯係統的作用是利用人工智能算法快速發現威脅目標，以遠超人類的速度處理分析圖像、視頻等海量數據。一旦發現目標，普羅米修斯係統能夠將目標坐標推送到火力風暴係統中，開始下一步任務規劃行動。

03·火力風暴係統

火力風暴係統的作用是通過智能任務規劃實現火力同步，優化多域作戰響應。一是掌握連接到網絡的武器的位置和能力。二是通過決策模型將目標與合適的武器匹配，根據交戰距離、彈頭威力、天氣、地理和其他因素生成不同的打擊方案。三是將打擊方案發送給戰場指揮官，由戰場指揮官做出“傳感器-目標-武器”選擇，該選擇將會發送到射擊係統，進行下一步同步高節奏瞄準。

“會聚工程-2020”演習中，原始版火力風暴係統在打擊單一目標時生成了六種打擊方案。“會聚工程-2021”演習中，更多的傳感器和武器連接到網絡，增強版火力風暴係統生成了21種“傳感器到射手”的打擊方案，所有這些工作都在幾秒鍾內自動完成。

04·射擊係統

射擊係統的主要作用是管理從“傳感器到射手”的射擊序列，收到指揮官選定的方案後，選定方案中的武器完成射擊。射擊的同時需要斷開所有未選擇武器與射擊序列的連接，維持網絡中可用武器池的更新。

一旦選定的武器完成射擊，作戰活動就會從射擊係統返回普羅米修斯係統，由普羅米修斯係統使用造雨者係統的更新數據進行戰損評估。如果目標沒有被摧毀，係統將再次執行“造雨者-普羅米修斯-火力風暴-射擊”流程，並進行新一輪打擊，實施新一輪打擊隻需要幾秒鍾。

二、陸軍多域特遣隊將優先使用人工智能係統

2017年，美陸軍組建了第1支多域特遣隊（MDTF），在華盛頓州的劉易斯-麥克喬德聯合基地（Lewis-McChord）安裝了作戰雲服務器，服務器能夠連接衛星數據，運行造雨者、普羅米修斯、火力風暴、射擊人工智能係統。2021年9月，美陸軍宣布在德國威斯巴登組建第2支多域特遣隊。未來共計劃組建5支多域特遣隊，2支分別部署在劉易斯-麥克喬德和夏威夷，負責應對印太方向威脅；1支部署在德國，負責應對歐洲方向威脅；1支部署在阿拉斯加，負責應對北極威脅；1支用於全球響應，可進行空中機動。其中，印太方向的2支多域特遣隊將為美國印太司令部構建殺傷網；歐洲和阿拉斯加的2支多域特遣隊將為美國歐洲司令部構建殺傷網；全球響應多域特遣隊將根據需要靈活配置。

陸軍計劃從2023年開始為多域特遣隊部署造雨者、普羅米修斯、火力風暴、射擊人工智能係統的增強版。考慮到美軍已經取消“聯合企業國防基礎設施”（JEDI）合同，這些人工智能係統可能會在“聯合作戰雲能力”（JWCC）下的商業雲服務器上運行。穀歌、微軟、亞馬遜和其他商業公司可能將協助建立、維護陸軍的作戰數據中心。

三、情報評述

通用數據結構是美軍聯合全域作戰的關鍵，有助於打破軍種、武器係統間的數據壁壘。分布式傳感器產生海量數據如果不能及時共享、訪問，將減少戰場上可用的“傳感器到射手”數量，嚴重影響殺傷網構建。

殺傷網的構建涉及探測、通信、指控、火力等多個環節，當前沒有任何一款人工智能係統能夠獨自完成殺傷網的閉環。人工智能係統雖然將殺傷網閉合周期大幅壓縮到秒級，但仍取代不了人在決策中發揮的關鍵作用，其中數據處理的質量將影響決策的可用性。

美陸軍未來計劃為多域特遣隊部署人工智能係統和“遠程高超聲速武器”（LRHW）。2021年10月，美陸軍正式接收首個高超聲速導彈營全套地麵裝備。未來美軍很可能在作戰演習中將高超聲速武器與人工智能係統結合，“高速”+“智能”產生的疊加效應將對大幅加快作戰節奏，使殺傷網更快閉合的一方產生決策優勢。