2017年3月，美國陸軍根據(jù)《2015年國家軍事戰(zhàn)略》發(fā)布了《美國陸軍機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》（以下簡(jiǎn)稱《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》）?！稒C(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》明確了機(jī)器人與自主系統(tǒng)在近期、中期和遠(yuǎn)期階段優(yōu)先發(fā)展的項(xiàng)目。這份文件與《2015年國家軍事戰(zhàn)略》共同構(gòu)成了2040年前指導(dǎo)美國陸軍機(jī)器人與自主系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展與建設(shè)的頂層規(guī)劃。

內(nèi)容概要

《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》描述了陸軍如何利用人機(jī)協(xié)作來滿足參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議主席提出的為聯(lián)合部隊(duì)指揮官增加作戰(zhàn)選擇的目標(biāo)，還指出了近期（2017～2020年）、中期（2021～2030年）和遠(yuǎn)期（2031～2040年）3個(gè)階段的發(fā)展重點(diǎn)和優(yōu)先項(xiàng)目，并闡述了對(duì)機(jī)器人與自主系統(tǒng)的愿景。其中，近期階段的目標(biāo)在當(dāng)前的預(yù)算中得到了部分資助；中期階段提交的優(yōu)先研究項(xiàng)目和采辦資金預(yù)算正在審議中；在預(yù)算中為遠(yuǎn)期階段優(yōu)先任務(wù)制定的研發(fā)資金有限。

《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》明確指出，美國陸軍應(yīng)該從增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力，減輕士兵的生理和認(rèn)知負(fù)荷，通過增加分配、吞吐量和效率來支持部隊(duì)，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)與機(jī)動(dòng)和保護(hù)部隊(duì)5個(gè)能力目標(biāo)方面指導(dǎo)無人地面系統(tǒng)和無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)與部署。

在這五項(xiàng)能力目標(biāo)中，近期階段的優(yōu)先任務(wù)是提高態(tài)勢(shì)感知能力和減輕士兵生理負(fù)荷，以提高下車部隊(duì)的作戰(zhàn)效能。中期階段的優(yōu)先任務(wù)是通過自動(dòng)化護(hù)衛(wèi)行動(dòng)來改善保障并提高士兵保護(hù)。自動(dòng)化護(hù)衛(wèi)行動(dòng)的自主技術(shù)可轉(zhuǎn)移到許多未來其他應(yīng)用中，比如無人戰(zhàn)車。遠(yuǎn)期階段的優(yōu)先任務(wù)是利用無人戰(zhàn)車促進(jìn)部隊(duì)機(jī)動(dòng)，這將增加旅級(jí)戰(zhàn)斗隊(duì)的能力。而要實(shí)現(xiàn)上述5個(gè)能力目標(biāo)以及將機(jī)器人與自主系統(tǒng)集成到現(xiàn)有編隊(duì)中不僅需要時(shí)間，還要采用漸進(jìn)式方法。美國陸軍當(dāng)前主要是在投資中尋求技術(shù)機(jī)會(huì)以提供這些能力，如士兵可穿戴傳感器和與戰(zhàn)車及飛機(jī)相連的系留式或遙控系統(tǒng)，同時(shí)還學(xué)習(xí)機(jī)器人與自主系統(tǒng)集成中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，精煉概念和需求，以提高作戰(zhàn)效能。

美國陸軍發(fā)布《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》目的是利用機(jī)器人與自主系統(tǒng)來提高作戰(zhàn)有效性并在聯(lián)合兵種作戰(zhàn)中保持對(duì)敵優(yōu)勢(shì)，主要通過優(yōu)化機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力與創(chuàng)新的方式實(shí)現(xiàn)其能力目標(biāo)?！稒C(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》采取的手段是充分利用實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的資源，并分別從時(shí)間、投資和組織3個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了闡述。另外，為了使《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》方式與手段建立連接，陸軍引入了“錫德拉開發(fā)過程”，按照維持現(xiàn)役系統(tǒng)、改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)、開發(fā)新能力、替換老舊系統(tǒng)和評(píng)估新技術(shù)與系統(tǒng)5個(gè)發(fā)展階段作為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化技術(shù)橋梁。

解析

美軍迫切尋求機(jī)器人與自主系統(tǒng)的原因

美軍迫切尋求機(jī)器人與自主系統(tǒng)的原因主要可以包括國防部和陸軍兩個(gè)層面。從國防部層面來看，美國國防科學(xué)委員會(huì)曾在2016年“自主性夏季研究”中明確指出機(jī)器人與自主系統(tǒng)能夠使國防部減少受傷士兵數(shù)量、提高關(guān)鍵時(shí)刻決策速度和執(zhí)行人類不可能完成的任務(wù)。從陸軍層面來看，尋求機(jī)器人與自主系統(tǒng)能夠提高未來部隊(duì)的作戰(zhàn)效能。目前，為陸軍編隊(duì)開發(fā)的機(jī)器人與自主系統(tǒng)解決方案著重強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)作。集成了人機(jī)協(xié)作的部隊(duì)將能在不確定的情況下學(xué)習(xí)、適應(yīng)、戰(zhàn)斗并贏得勝利。機(jī)器人與自主系統(tǒng)還能為部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人員提供時(shí)間和空間信息支持其做出決策，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)和作戰(zhàn)目的。

另外，機(jī)器人與自主系統(tǒng)的投資能夠幫助陸軍應(yīng)對(duì)敵人行動(dòng)速度加快（包括更大的間隔距離）、敵方機(jī)器人與自主系統(tǒng)使用數(shù)量的增加，以及密集城市環(huán)境中通信更加擁擠這3項(xiàng)挑戰(zhàn)。為了在推進(jìn)機(jī)器人與自主系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》明確指出應(yīng)該從增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力；減輕士兵的生理和認(rèn)知負(fù)荷；通過增加分配、吞吐量和效率來支持部隊(duì)；促進(jìn)運(yùn)動(dòng)與機(jī)動(dòng)和保護(hù)部隊(duì)5個(gè)能力目標(biāo)方面指導(dǎo)無人地面系統(tǒng)和無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)與部署。

機(jī)器人與自主系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)陸軍部隊(duì)參與聯(lián)合作戰(zhàn)具有重要指導(dǎo)意義

《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》能夠起到指導(dǎo)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)的作用，實(shí)現(xiàn)將地面和空中機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力統(tǒng)一集成到陸軍組織中的目標(biāo)。有效集成機(jī)器人與自主系統(tǒng)可提高美國部隊(duì)的能力，保持對(duì)敵人的優(yōu)勢(shì)，使敵方無法有效應(yīng)對(duì)；有助于未來陸軍部隊(duì)作為聯(lián)合部隊(duì)的一部分打敗敵人、控制地形、保證人員安全、鞏固作戰(zhàn)成果。機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力還將允許未來陸軍部隊(duì)進(jìn)行符合多域戰(zhàn)概念的行動(dòng)，從地面向海上、太空和賽博空間領(lǐng)域投放兵力，以保持聯(lián)合部隊(duì)的機(jī)動(dòng)與行動(dòng)自由。執(zhí)行該戰(zhàn)略需要陸軍領(lǐng)導(dǎo)思考清楚如何將機(jī)器人與自主系統(tǒng)集成到作戰(zhàn)行動(dòng)中；通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)；分析學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和優(yōu)先任務(wù)；在條令、組織、訓(xùn)練、物資、領(lǐng)導(dǎo)和教育、人員、設(shè)施和政策方面實(shí)施機(jī)器人與自主系統(tǒng)使能的概念。由于機(jī)器人與自主系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)較新的能力領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)這種能力需要陸軍領(lǐng)導(dǎo)開放性地接受新的思想，鼓勵(lì)士兵和部隊(duì)在實(shí)驗(yàn)和陸軍作戰(zhàn)評(píng)估中自下而上地學(xué)習(xí)。

自主性、人工智能和通用控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力目標(biāo)的重要保障

未來25年，自主性、人工智能和通用控制這三項(xiàng)技術(shù)對(duì)于快速和高效費(fèi)比的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力目標(biāo)至關(guān)重要。為此，陸軍優(yōu)先將自主性、人工智能和通用控制列為研究重點(diǎn)。同時(shí)，這些技術(shù)的進(jìn)步也將貫穿整個(gè)《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》。

（1）自主性

對(duì)于地面車輛而言自主性最為重要，這是因?yàn)殛戃娮鳛殛懮喜筷?duì)特別依賴地面戰(zhàn)車及其越野機(jī)動(dòng)性，而這也是最具挑戰(zhàn)性的特定軍事需求。自主性是一項(xiàng)入門技術(shù)，一旦獲得，將被集成于所有地面車輛、戰(zhàn)斗或其他方面，其應(yīng)用將影響所有作戰(zhàn)功能。具體而言，自主性是指人類賦予系統(tǒng)在規(guī)定環(huán)境中執(zhí)行既定任務(wù)的獨(dú)立性水平。高水平的自主性將允許機(jī)器人與自主系統(tǒng)更長(zhǎng)時(shí)間地執(zhí)行作戰(zhàn)縱深和間隔距離更大的更高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)，增強(qiáng)的自主能力意味著機(jī)器人控制需要更少的士兵，使士兵能夠?qū)Ｗ⒂趫?zhí)行最適合人類的任務(wù)。提高機(jī)器人與自主系統(tǒng)的自主性需要采用漸進(jìn)式方法，從系留式系統(tǒng)開始，然后是無線電遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、半自主系統(tǒng)，最后是全自主系統(tǒng)。截至2016年，大多數(shù)無人地面系統(tǒng)和無人機(jī)系統(tǒng)的自主水平處于遠(yuǎn)程控制和半自主之間。受技術(shù)限制，仍有許多與自主性相關(guān)的技術(shù)能力仍比較落后，因此，陸軍必須考慮包括有人駕駛選項(xiàng)的系統(tǒng)，通過操作人員執(zhí)行特定的、復(fù)雜的關(guān)鍵任務(wù)，直到自主技術(shù)成熟。陸軍可以通過在當(dāng)前和未來機(jī)器人與自主系統(tǒng)中保持“人在回路中”或“人在回路上”來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。

（2）人工智能

人工智能是指用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行人類智能任務(wù)的能力，如感知、談話和決策。隨著計(jì)算機(jī)推理和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，人工智能將在機(jī)器人與自主系統(tǒng)的開發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。人工智能可以提高機(jī)器人與自主系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)的獨(dú)立工作能力，如越野駕駛、分析和管理大量數(shù)據(jù)，未來將會(huì)越來越多地考慮諸如任務(wù)參數(shù)、交戰(zhàn)規(guī)則和詳細(xì)地形分析等作戰(zhàn)因素。伴隨著人機(jī)協(xié)作的成熟，人工智能將有助于在5個(gè)領(lǐng)域做出更快和更好的決策：確定戰(zhàn)略指標(biāo)和警告；推進(jìn)敘事能力，對(duì)抗敵方宣傳；支持作戰(zhàn)/戰(zhàn)役級(jí)決策；使領(lǐng)導(dǎo)人員能夠使用有人-無人聯(lián)合編隊(duì)；加強(qiáng)特定防御任務(wù)的執(zhí)行能力，其中速度、信息量和同步的功能可能優(yōu)于人類決策。

（3）通用控制

通用控制是通用軟件包控制大量地面和空中系統(tǒng)的能力，對(duì)于最大限度地管理多樣化的機(jī)器人與自主系統(tǒng)至關(guān)重要。通用控制允許一名士兵用一個(gè)控制器控制多個(gè)機(jī)器人，減少士兵操作這些系統(tǒng)的生理和認(rèn)知負(fù)荷。通用控制不僅克服了操作限制，同時(shí)通過通用的顯示器、電池和無線電設(shè)備等實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)約和保障簡(jiǎn)化。美國陸軍把列入優(yōu)先使用的通用操作環(huán)境（COE）作為陸軍信息技術(shù)產(chǎn)品構(gòu)建和部署的操作手冊(cè)，通過可促進(jìn)任務(wù)指揮和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的通用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)來推進(jìn)通用控制的發(fā)展。通用操作環(huán)境能夠在通用軟件基礎(chǔ)上為現(xiàn)有項(xiàng)目和新技術(shù)提供標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化開發(fā)、集成、培訓(xùn)和保障。為了支持機(jī)器人與自主系統(tǒng)的靈活應(yīng)用，美國陸軍重點(diǎn)關(guān)注通用操作環(huán)境的移動(dòng)、安裝，以及指揮所和傳感器組件的兼容性。

（4）其他

除了需要推動(dòng)自主性、人工智能和通用控制的進(jìn)步，陸軍還需要把政府特有架構(gòu)、互操作性、通用平臺(tái)和模塊化有效載荷作為必要的附加軟件和硬件，以確保在節(jié)約成本、快速升級(jí)與開發(fā)，以及促進(jìn)機(jī)器人與自主系統(tǒng)集成不同任務(wù)配置等方面的優(yōu)勢(shì)。此外，賽博防護(hù)和任務(wù)保證對(duì)于開發(fā)和部署有效的機(jī)器人與自主系統(tǒng)也至關(guān)重要，原因是未來的機(jī)器人與自主系統(tǒng)將非常依賴賽博能力和網(wǎng)絡(luò)空間與電磁頻譜之間的數(shù)據(jù)鏈接，從而保證部隊(duì)能夠連接到受保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)，提高任務(wù)成功率。為了完成《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》中的能力目標(biāo)和關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，陸軍必要加快投資進(jìn)度，調(diào)整轉(zhuǎn)型優(yōu)先級(jí)，從而在未來25年內(nèi)實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)。

機(jī)器人與自主系統(tǒng)是陸軍未來城市作戰(zhàn)的關(guān)鍵

城市作戰(zhàn)將成為未來主要作戰(zhàn)樣式之一，激烈的城市作戰(zhàn)將不可避免的造成攻擊方和防御方大量的人員傷亡。無人作戰(zhàn)平臺(tái)的應(yīng)用，將極大提高城市作戰(zhàn)能力，減少士兵危險(xiǎn)，同時(shí)降低對(duì)后勤的需求，因此，城市作戰(zhàn)無人裝備的發(fā)展與應(yīng)用已成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。

美國陸軍在《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》中描述了機(jī)器人與自主系統(tǒng)在“2025年城市作戰(zhàn)”中的應(yīng)用構(gòu)想。該構(gòu)想指出班和排主要使用微小型機(jī)器人與自主系統(tǒng)，在城市地形條件下以它們自己的方式聯(lián)系，減少編制需求，攻擊與防御人員比例保持傳統(tǒng)城市作戰(zhàn)的6：1。班用多用途設(shè)備運(yùn)輸車搭載補(bǔ)給和小型部隊(duì)使能器，諸如附加武器、發(fā)電機(jī)以及其他地面機(jī)器人。這些設(shè)備使士兵和戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)避免威脅，有效機(jī)動(dòng)并清除目標(biāo)，在有利條件下啟動(dòng)接觸。排和班將使用這些系統(tǒng)在三維環(huán)境執(zhí)行偵察、監(jiān)視和目標(biāo)搜索任務(wù)并保護(hù)士兵，及時(shí)提供敵人活動(dòng)的信息，完成偵察、監(jiān)視和目標(biāo)搜索任務(wù)，降低步兵的危險(xiǎn)，提高部隊(duì)作戰(zhàn)效能?？罩袩o人系統(tǒng)傳感器平臺(tái)在上方巡航，與地面上的無人地面系統(tǒng)一起工作，提供增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知，為小型部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建更好的戰(zhàn)術(shù)選擇。

結(jié)論

《機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略》是自美國國防部2011年發(fā)布《無人地面系統(tǒng)路線圖》之后，時(shí)隔6年，再一次主要針對(duì)軍用無人地面系統(tǒng)發(fā)布的一份頂層發(fā)展規(guī)劃。該戰(zhàn)略從陸軍對(duì)機(jī)器人與自主系統(tǒng)的軍事需求、能力目標(biāo)、技術(shù)發(fā)展優(yōu)先級(jí)等角度，詳盡闡述了將新興機(jī)器人與自主系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)融入美國陸軍部隊(duì)未來組織結(jié)構(gòu)、發(fā)展人機(jī)協(xié)同能力確保戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)并滿足聯(lián)合作戰(zhàn)需求的方法，為美陸軍正在開展的各項(xiàng)機(jī)器人與自主系統(tǒng)工作提供了統(tǒng)一的認(rèn)知框架，并為未來資源分配提供指導(dǎo)。機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力將允許未來陸軍部隊(duì)進(jìn)行符合多域戰(zhàn)概念的軍事行動(dòng)，從地面向海上、太空和網(wǎng)絡(luò)空間投送兵力，以確保聯(lián)合部隊(duì)的活動(dòng)與行動(dòng)自由。陸軍機(jī)器人與自主系統(tǒng)戰(zhàn)略實(shí)施方法以及后續(xù)的機(jī)器人與自主系統(tǒng)作戰(zhàn)概念和部署概念的完善，也有助于機(jī)器人與自主系統(tǒng)能力整合。另外，該戰(zhàn)略同時(shí)也指引著機(jī)器人與自主系統(tǒng)的技術(shù)突破與創(chuàng)新，有助于重塑陸軍未來作戰(zhàn)。

（孫毅，北方科技信息研究所）