季自力　張申　王文華

當(dāng)前，以人工智能為主要標(biāo)志的新時(shí)代已經(jīng)拉開(kāi)帷幕，智能化作戰(zhàn)將逐漸成為未來(lái)海上作戰(zhàn)的主要樣式，依托人工智能技術(shù)和智能化武器裝備，依據(jù)海上戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的變化，自主或半自主采取作戰(zhàn)行動(dòng)，達(dá)成作戰(zhàn)企圖，完成作戰(zhàn)任務(wù)。美國(guó)海軍適應(yīng)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)，加快人工智能的軍事應(yīng)用，加速推進(jìn)武器裝備的自主化、無(wú)人化和智能化。

美國(guó)海軍智能化發(fā)展規(guī)劃

美國(guó)國(guó)防部已將人工智能置于維持其主導(dǎo)全球軍事大國(guó)地位的戰(zhàn)略核心，以應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的“反介入/區(qū)域拒止”威脅，并將自主技術(shù)、人工智能及先進(jìn)導(dǎo)彈視為支撐美國(guó)反制未來(lái)數(shù)十年威脅的關(guān)鍵。美軍提出了以人工智能為關(guān)鍵支撐技術(shù)的“第三次抵消戰(zhàn)略”，提出了“分布式作戰(zhàn)”“蜂群”等一系列新型作戰(zhàn)概念，推動(dòng)“智能化導(dǎo)彈”“無(wú)人自主空中加油”等相關(guān)人工智能軍事應(yīng)用項(xiàng)目的部署，加快人工智能技術(shù)向武器裝備系統(tǒng)和無(wú)人作戰(zhàn)體系的轉(zhuǎn)化進(jìn)程，提升戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、軍事情報(bào)分析、遠(yuǎn)程精確打擊、反導(dǎo)反衛(wèi)等能力，體現(xiàn)了美軍利用智能科技抵消對(duì)手作戰(zhàn)能力、形成絕對(duì)軍事優(yōu)勢(shì)的發(fā)展思路。

2007年7月美國(guó)海軍發(fā)布了《海軍無(wú)人水面艇主計(jì)劃》，從滿足美國(guó)海軍戰(zhàn)略計(jì)劃、艦隊(duì)發(fā)展以及國(guó)防部到2020年部隊(duì)轉(zhuǎn)型的需求等方面，詳細(xì)介紹了美國(guó)海軍未來(lái)無(wú)人水面艇的發(fā)展計(jì)劃，為無(wú)人水面艇賦予了反水雷戰(zhàn)、反潛作戰(zhàn)、海上安全、水面作戰(zhàn)、支持特種部隊(duì)作戰(zhàn)、電子戰(zhàn)、支持海上攔截作戰(zhàn)等7項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)界定了無(wú)人水面艇的船型、尺寸和標(biāo)準(zhǔn)等要素。美國(guó)海軍發(fā)布了《海軍部無(wú)人系統(tǒng)戰(zhàn)略路線圖》，為海軍將無(wú)人系統(tǒng)納入全域作戰(zhàn)力量提供指南。

美軍2015年頒發(fā)的海軍新戰(zhàn)略—《21世紀(jì)海上部隊(duì)?wèi)?zhàn)略提出》提出了“全域進(jìn)入”理念，徹底顛覆了按照指揮、控制、偵察、情報(bào)、監(jiān)視、火力等作戰(zhàn)要素進(jìn)行制海的方式，目標(biāo)是武器裝備的多功能化、自主式作戰(zhàn)以及網(wǎng)絡(luò)化無(wú)縫隙連接，極大地壓縮了戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)時(shí)空。同時(shí)，美國(guó)海軍徹底改進(jìn)了殺傷鏈的方式，加快了殺傷鏈的頻率，指揮控制不再位于殺傷鏈的更前端，而是貫穿于作戰(zhàn)行動(dòng)的全過(guò)程。

美國(guó)國(guó)防部成立聯(lián)合人工智能中心，明確人工智能是保持軍事優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，確定借助人工智能加快提升美軍戰(zhàn)力的途徑和方法，目標(biāo)是加速人工智能的新能力交付，以支持國(guó)防部的軍事任務(wù)和業(yè)務(wù)功能，確保美國(guó)在人工智能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。2019年2月12日，美國(guó)國(guó)防部網(wǎng)站公布了《2018 年國(guó)防部人工智能戰(zhàn)略摘要》，提出了美國(guó)國(guó)防部應(yīng)用人工智能的目標(biāo)，指出實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略的方式。依賴信息化和數(shù)字化建設(shè)所構(gòu)建的框架，美國(guó)海軍已開(kāi)始步入軍事體系人工智能化建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展之路。

美軍提出了以人工智能為關(guān)鍵支撐技術(shù)的“分布式作戰(zhàn)”等新型作戰(zhàn)概念

美國(guó)海軍提出的未來(lái)30年艦船建造計(jì)劃，將貫徹“分布式海上作戰(zhàn)”的新概念。美國(guó)海軍部長(zhǎng)指出，美國(guó)海軍將不斷深化完善概念，并設(shè)計(jì)和應(yīng)用新的作戰(zhàn)架構(gòu)，以支持“分布式海上作戰(zhàn)”概念實(shí)施，發(fā)展大型無(wú)人艦和中型無(wú)人艇是其中的關(guān)鍵。2017財(cái)年，美國(guó)國(guó)防部投入81億美元研究水下無(wú)人作戰(zhàn)，將在未來(lái)5年在該領(lǐng)域投入400億美元。美國(guó)海軍發(fā)布的新版《兵力結(jié)構(gòu)評(píng)估》報(bào)告呼吁進(jìn)一步加大無(wú)人艦艇采購(gòu)力度，以幫助開(kāi)發(fā)新戰(zhàn)術(shù)。出于降低成本考慮，無(wú)人艦將以民規(guī)設(shè)計(jì)，安裝任務(wù)載荷。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局已經(jīng)在無(wú)人艦的自主航行、持續(xù)部署、指揮控制、任務(wù)載荷等方面，開(kāi)展了多年研發(fā)和實(shí)尺度驗(yàn)證試驗(yàn)。

2020財(cái)年，美國(guó)海軍將在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域投資9億美元，較2019財(cái)年增長(zhǎng)1.13億美元，較2018財(cái)年增長(zhǎng)2.3億美元，其中預(yù)算的新增項(xiàng)目中絕大部分都與人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)。例如，將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于艦船自防御系統(tǒng)，利用改進(jìn)的傳感器系統(tǒng)建模能力提供一體化的光學(xué)和射頻能力，開(kāi)發(fā)可負(fù)擔(dān)的認(rèn)知、協(xié)同電子戰(zhàn)效應(yīng)器系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)等。

美軍海軍的智能指揮控制系統(tǒng)

美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局早在2007年就啟動(dòng)了“深綠”計(jì)劃，旨在將仿真技術(shù)嵌入指揮控制系統(tǒng)，提高指揮員臨機(jī)決策的速度和質(zhì)量，目標(biāo)是將美軍戰(zhàn)術(shù)級(jí)作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃周期縮短75%。其核心技術(shù)是在指揮作戰(zhàn)過(guò)程中，基于實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬仿真推演出敵我采用不同作戰(zhàn)方案可能產(chǎn)生的結(jié)果，預(yù)測(cè)敵方可能采取的作戰(zhàn)行動(dòng)和戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)的可能走向，引導(dǎo)指揮官做出正確決策，縮短制定和調(diào)整作戰(zhàn)計(jì)劃的時(shí)間。2009年以來(lái)，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局先后啟動(dòng)了“洞察”、可視化數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)、文本深度發(fā)覺(jué)與過(guò)濾、高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)概率編程等大量基礎(chǔ)技術(shù)研究項(xiàng)目，探索發(fā)展從文本、圖像、聲音、視頻和傳感器等不同類(lèi)型、多源戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的自主獲取、處理信息、提取關(guān)鍵特征和挖掘關(guān)聯(lián)關(guān)系的相關(guān)技術(shù)。這一系列研究項(xiàng)目的實(shí)施，為推動(dòng)美國(guó)海軍指揮控制智能化提供了有力支撐。

美國(guó)海軍將人工智能、導(dǎo)航定位、傳感器、生物特征識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用于武器裝備中，通過(guò)全域覆蓋、隨遇接入、穩(wěn)定高效、安全可靠的信息交互平臺(tái)，把感知系統(tǒng)、武器裝備、作戰(zhàn)人員聯(lián)接成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)時(shí)空一致、連續(xù)精確的態(tài)勢(shì)感知、信息共享和智能決策，能夠自主機(jī)動(dòng)規(guī)避、自動(dòng)識(shí)別定位、自動(dòng)鎖定目標(biāo)，推進(jìn)海軍作戰(zhàn)平臺(tái)向最大限度的“自主適應(yīng)、自主行動(dòng)”方向發(fā)展，以更快的指揮速度、更高的打擊精度實(shí)施連續(xù)指揮和協(xié)同作戰(zhàn)。預(yù)計(jì)到2035年前，美國(guó)海軍將初步建成智能化作戰(zhàn)指揮體系;至2050年前，美國(guó)海軍的智能化作戰(zhàn)指揮體系將發(fā)展到高級(jí)階段，武器裝備系統(tǒng)與信息系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)全面實(shí)現(xiàn)智能化。

美國(guó)海軍正逐步打造智能化作戰(zhàn)指揮體系

美國(guó)海軍正在加速研發(fā)戰(zhàn)場(chǎng)推理軟件，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練出具有邏輯分析能力的機(jī)器，發(fā)揮機(jī)器的速度和理性優(yōu)勢(shì)，以便為海上作戰(zhàn)提供態(tài)勢(shì)評(píng)估、建議甚至實(shí)施決策。此外，美國(guó)海軍還加快深度學(xué)習(xí)技術(shù)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，自2017財(cái)年開(kāi)始增加深度學(xué)習(xí)科研項(xiàng)目，包括研發(fā)可用于低功耗平臺(tái)的嵌入式深度學(xué)習(xí)算法與稀疏數(shù)據(jù)分析的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，以及通過(guò)深度學(xué)習(xí)方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分類(lèi)等。通過(guò)實(shí)施自學(xué)電子攻擊技術(shù)、認(rèn)知無(wú)線電臺(tái)技術(shù)、基于認(rèn)知的協(xié)作決策感知認(rèn)知模型、基于腦電波識(shí)別和認(rèn)知算法的戰(zhàn)場(chǎng)威脅探測(cè)技術(shù)等項(xiàng)目，大力推進(jìn)認(rèn)知計(jì)算技術(shù)在指揮控制領(lǐng)域的應(yīng)用。

在作戰(zhàn)指揮方面，美國(guó)海軍已實(shí)現(xiàn)了艦內(nèi)各系統(tǒng)、各戰(zhàn)位，單艦與友艦、友機(jī)，單艦與艦隊(duì)、岸基指揮所乃至最高聯(lián)合指揮機(jī)構(gòu)之間的自動(dòng)化指揮和通信。在自動(dòng)控制方面，美國(guó)海軍艦艇的作戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從情報(bào)收集、分析、判斷到控制的自動(dòng)化。美國(guó)海軍尋求利用人工智能算法來(lái)處理海洋數(shù)據(jù)，以幫助指揮官了解敵軍的位置、敵軍的活動(dòng)和敵軍的視角。美國(guó)海軍早在2016年就開(kāi)發(fā)出能實(shí)現(xiàn)F-35B戰(zhàn)斗機(jī)與宙斯盾驅(qū)逐艦共享戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)的聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，把連接海上、陸地、空中、太空和網(wǎng)絡(luò)空間中所有作戰(zhàn)要素的能力作為維持作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的必要條件。

美國(guó)海軍的智能化武器系統(tǒng)

美國(guó)海軍在新型艦艇的艦載裝備設(shè)計(jì)中，將把電子化和智能化排在首要位置，艦載激光武器、先進(jìn)艦炮、新型遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈、高超聲速武器等都在大力發(fā)展之中，武器系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化水平大大提升。

美國(guó)海軍將升級(jí)過(guò)的傳感器、高速網(wǎng)絡(luò)和增程、超視距可攔截彈道導(dǎo)彈整合使用形成革新的能力，形成智能防空火控系統(tǒng)，提供完全聯(lián)網(wǎng)、分布的遠(yuǎn)程防御性火力。美國(guó)海軍艦艇的作戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從情報(bào)收集、分析、判斷到控制的自動(dòng)化。遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈作為美國(guó)海軍推行“分布式殺傷”概念的核心裝備，覆蓋水面艦艇的常見(jiàn)交戰(zhàn)距離，在自主感知威脅、自主在線航跡規(guī)劃、多彈協(xié)同、目標(biāo)價(jià)值等級(jí)劃分、目標(biāo)識(shí)別等方面的智能化水平極高。

美國(guó)海軍艦隊(duì)可通過(guò)偵察衛(wèi)星、艦載偵察機(jī)和預(yù)警機(jī)，進(jìn)行遠(yuǎn)程偵察和預(yù)警。艦載E-2C預(yù)警機(jī)探測(cè)距離達(dá)1300千米，可以同時(shí)跟蹤600多個(gè)目標(biāo)，能夠?yàn)槊绹?guó)海軍艦隊(duì)提供30分鐘的預(yù)警時(shí)間。導(dǎo)彈巡洋艦的宙斯盾防空武器系統(tǒng)探測(cè)距離達(dá)400千米，可以同時(shí)跟蹤100多個(gè)目標(biāo)，而且具有反應(yīng)時(shí)間短、防空火力強(qiáng)、抗干擾效能好和能全空域作戰(zhàn)的特點(diǎn)。美國(guó)海軍艦艇機(jī)舵的主輔機(jī)和電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多級(jí)控制和自動(dòng)監(jiān)控，大大減少了值守艦員數(shù)量，提高了作戰(zhàn)效能。

美國(guó)海軍在新一代航母推廣使用電磁彈射技術(shù)，并陸續(xù)將微電子技術(shù)、液壓技術(shù)和人工智能等新技術(shù)用于發(fā)展艦載機(jī)保障裝備。未來(lái)，美國(guó)海軍計(jì)劃發(fā)展更為先進(jìn)的阻攔裝置和基于人工智能的艦載機(jī)著艦技術(shù)，以提高艦載機(jī)保障裝備的效率。美國(guó)海軍運(yùn)用智能嵌入式診斷手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)航母艦載機(jī)的自動(dòng)故障檢查。該診斷手段將包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、信息融合等在內(nèi)的智能理論，應(yīng)用到常規(guī)診斷的設(shè)計(jì)、檢測(cè)、診斷和決策等方面，從而彌補(bǔ)常規(guī)診斷設(shè)備的不足，提高設(shè)備綜合效能。

美國(guó)海軍已經(jīng)開(kāi)發(fā)出F-35B戰(zhàn)斗機(jī)與宙斯盾驅(qū)逐艦共享戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)的聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目

美國(guó)海軍的無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)

美國(guó)海軍加快發(fā)展無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)，已經(jīng)對(duì)集群式無(wú)人水面艦艇的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了多次演示驗(yàn)證和演練，以加快形成新型水下無(wú)人集群作戰(zhàn)能力。美國(guó)海軍以護(hù)衛(wèi)高價(jià)值水面艦艇為典型應(yīng)用場(chǎng)景，利用13艘攜帶防空機(jī)槍的無(wú)人水面巡邏艇（其中5艘為自動(dòng)控制，8艘為遠(yuǎn)程遙控），進(jìn)行了協(xié)同作戰(zhàn)測(cè)試。采用無(wú)人艦船后，美國(guó)海軍的兵力結(jié)構(gòu)將從大型主力艦船為主的力量集中型，向分布式節(jié)點(diǎn)兵力轉(zhuǎn)變，驅(qū)逐艦主要擔(dān)負(fù)指揮控制任務(wù)，大型無(wú)人艦擔(dān)負(fù)火力打擊任務(wù)，中型無(wú)人艇擔(dān)負(fù)偵察監(jiān)視任務(wù)。

美國(guó)海軍提出了無(wú)人艦應(yīng)具備和提高的5類(lèi)關(guān)鍵能力.一是持續(xù)部署力：增加可靠性、安全性;提高持續(xù)部署能力和續(xù)航力。二是自主航行和精確導(dǎo)航：增加自主航行和決策的能力水平;增加精確性和可靠性。三是指揮、控制和通信：安全、自主和可靠的部署和回收;標(biāo)準(zhǔn)化的指揮、控制、通信。四是任務(wù)載荷和傳感器：增加傳感器和任務(wù)載荷的容量;提升可用性。五是平臺(tái)的綜合集成：增加平臺(tái)部署和回收能力;增加與主控作戰(zhàn)平臺(tái)的協(xié)同。

2016年6月，美國(guó)海軍的無(wú)人水面艇海獵手完成了初始測(cè)試，航速、操縱性、穩(wěn)性、耐波性、燃油消耗、機(jī)器系統(tǒng)可靠性等都滿足在開(kāi)闊大洋航行的要求。從2017年開(kāi)始，由海軍研究辦公室組織進(jìn)行任務(wù)系統(tǒng)改裝，以評(píng)估其掃雷、電子戰(zhàn)、反潛能力。2019年9月，美國(guó)海軍水面試驗(yàn)中隊(duì)開(kāi)始了測(cè)試工作，主要對(duì)作戰(zhàn)適應(yīng)性，與現(xiàn)有艦隊(duì)裝備的協(xié)同性等進(jìn)行檢驗(yàn)。美國(guó)海軍已經(jīng)將無(wú)人艇列入裝備采辦計(jì)劃，2020年海軍首先安排6.28億美元作為研發(fā)資;計(jì)劃從2020年至2024年投入約40億美元，購(gòu)買(mǎi)10艘大型無(wú)人水面艦艇和9艘大型無(wú)人潛艇。

2018年，在海軍4000架現(xiàn)役飛機(jī)里，包括了41架無(wú)人機(jī);2019年還將采購(gòu)99架無(wú)人機(jī)。美國(guó)海軍研究辦公室發(fā)起“低成本無(wú)人機(jī)集群技術(shù)”項(xiàng)目，采用雷神公司的?郊狼電動(dòng)螺旋槳無(wú)人機(jī)作為演示樣機(jī)，可以每秒1架的速度發(fā)射上百架。這些小型無(wú)人機(jī)利用近距離射頻網(wǎng)絡(luò)共享態(tài)勢(shì)信息，協(xié)同執(zhí)行進(jìn)攻或防御性任務(wù)，以數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)壓制敵人。美國(guó)海軍正在發(fā)展一系列功能多樣化、小型、廉價(jià)、具有攻防能力的飛航導(dǎo)彈、小型無(wú)人機(jī)，以滿足精確打擊、防區(qū)內(nèi)偵察、防區(qū)內(nèi)電子戰(zhàn)，甚至防空反導(dǎo)等多樣的需求。