杜 凱 王 晗 趙東海 黃建洋 張 雷 張振月 朱春光 逄金剛
(1.國防大學聯(lián)合作戰(zhàn)學院 石家莊 050011)(2.國防大學聯(lián)合作戰(zhàn)學院 北京 100080)(3.武警海警學院 寧波 315000)
智能時代,各類有形的、無形的信息系統(tǒng)、武器裝備、作戰(zhàn)平臺、任務(wù)載荷等裝備系統(tǒng)的智能化、自主化水平不斷提升,且萬物智聯(lián)、體系聯(lián)動,機器智能成為新的戰(zhàn)斗力生成要素。智能化作戰(zhàn)指揮控制能夠有效整合智能化作戰(zhàn)武器裝備,直接決定智能化作戰(zhàn)能力生成,是未來作戰(zhàn)指揮的基本發(fā)展方向。此外,我軍智能化作戰(zhàn)指揮控制發(fā)展同世界軍事強國相比還存在較大差距,必須高度重視其創(chuàng)新發(fā)展。
作戰(zhàn)概念是對未來作戰(zhàn)行動的前瞻設(shè)計,對智能化作戰(zhàn)指揮控制具有重要牽引作用。面對新一代軍事變革和軍事智能化發(fā)展浪潮,我軍以習近平強軍思想為指導,不斷創(chuàng)新設(shè)計新型作戰(zhàn)概念,作戰(zhàn)概念體系正逐步成型、豐富和完善。
通常情況下,在某場作戰(zhàn)中會隨時應(yīng)對各種復雜情況,需要綜合運用多種作戰(zhàn)概念,在不同時空之間快速切換。比如,面對強敵決戰(zhàn)決勝作戰(zhàn),在不同作戰(zhàn)階段、不同戰(zhàn)場方向,針對不同作戰(zhàn)目標,可能會綜合運用認知戰(zhàn)、新域戰(zhàn)等作戰(zhàn)概念。受作戰(zhàn)指揮資源有限、作戰(zhàn)時間緊迫等因素制約,智能化作戰(zhàn)指揮控制應(yīng)強化彈性設(shè)計,能夠隨著所運用的作戰(zhàn)概念的切換而自如裁剪、靈活轉(zhuǎn)型,建立起與當前作戰(zhàn)概念相適應(yīng)的人機融合指揮體系和作戰(zhàn)指揮流程。一個作戰(zhàn)概念體系雖然體系龐大、范圍廣泛,但必定是由頂層的、核心的作戰(zhàn)概念統(tǒng)領(lǐng)和牽引的,各種作戰(zhàn)概念在此基礎(chǔ)上相互聯(lián)系[1~2]。因此,智能化作戰(zhàn)指揮控制必須緊緊圍繞我軍頂層作戰(zhàn)概念、核心作戰(zhàn)概念,進行彈性設(shè)計,在確定主干主流內(nèi)容的設(shè)計后,再研究分支分流內(nèi)容;主干主流內(nèi)容基本不變,分支分流內(nèi)容變動空間較大。
制勝機理都是人們對事物的理性認識,不同作戰(zhàn)概念,其制勝機理存在著顯著差別。比如認知戰(zhàn),核心是通過攻擊敵OODA 環(huán)的決策環(huán)節(jié)達成作戰(zhàn)目的;新域戰(zhàn)實質(zhì)是靠基于不同作戰(zhàn)領(lǐng)域、不同作戰(zhàn)效能釋放方式的非對稱作戰(zhàn)制勝對手。制勝機理的差異使得智能化作戰(zhàn)指揮與作戰(zhàn)概念之間很容易產(chǎn)生相互脫離的兩層皮現(xiàn)象,從而限制了指揮效能和作戰(zhàn)效能的合力發(fā)揮。必須深化研究不同作戰(zhàn)概念制勝機理,探析其對智能化作戰(zhàn)指揮控制的具體需求,從而建立起有針對性的智能化作戰(zhàn)指揮控制指導原則、決策模型、體系架構(gòu)等,確保指揮效能精確、靈活釋放[3]。
每個作戰(zhàn)概念有其不同的應(yīng)用場景、戰(zhàn)法設(shè)計、力量編配等。比如,高端戰(zhàn)突出以強敵為主要作戰(zhàn)對象;認知戰(zhàn)主要面向無形的認知領(lǐng)域,與網(wǎng)絡(luò)信息空間存在著密不可分的聯(lián)系;新域戰(zhàn),以新質(zhì)新域作戰(zhàn)力量的運用為著眼點,智能化作戰(zhàn)力量可能占較大比重,等等。相應(yīng)的,不同作戰(zhàn)概念下指揮力量、指揮資源、指揮手段、指揮環(huán)境等是不同的,智能化作戰(zhàn)指揮必須進行針對性的具體設(shè)計,分別構(gòu)建出與具體作戰(zhàn)概念相適應(yīng)的人機融合指揮體系、作戰(zhàn)指揮流程、人機交互機制等[4]。也就是說,智能化作戰(zhàn)指揮在堅持基本理念和做法的同時,還要根據(jù)具體作戰(zhàn)概念的作戰(zhàn)場景靈活調(diào)整變化。
戰(zhàn)爭復雜性、AI 局限性以及確保人類戰(zhàn)爭主導權(quán)的倫理要求決定了人機融合成為智能化作戰(zhàn)指揮控制基本模式。人機融合指揮控制體系,是實施人機融合指揮控制的核心。構(gòu)建科學合理的人機融合指揮控制體系,對于充分發(fā)揮智能化作戰(zhàn)指揮控制效能至關(guān)重要。
根據(jù)熱力學第二定律,如果將指揮控制體系設(shè)計為一個封閉系統(tǒng),也就是整個系統(tǒng)不與外界進行信息、能量或物質(zhì)的交換,那么隨著時間的推移,整個體系的熵會逐漸增大,也就是越來越混亂。面對日趨復雜多變、充斥著海量非結(jié)構(gòu)化信息的智能化戰(zhàn)爭作戰(zhàn)環(huán)境,人機融合作戰(zhàn)指揮控制體系必須具備生態(tài)開放性,即整個體系應(yīng)是一個動態(tài)開放、充滿彈性、冗余分布的生態(tài)系統(tǒng),而不是各級各類指揮機構(gòu)在制度、命令的約束性下形成的剛性集合體。生態(tài)開放性強調(diào)整個作戰(zhàn)指揮控制體系能夠動態(tài)、靈活容納各級指揮員和參謀人員、領(lǐng)域問題專家以及以智能化指揮信息系統(tǒng)、自主無人作戰(zhàn)平臺、智能化武器裝備為載體的各類軍事智能體,其中充滿了競爭、冒險、協(xié)作、配合等機制和活動。
智能化戰(zhàn)爭時代,智能的生成不是簡單的線性累積疊加,人機融合作戰(zhàn)指揮控制體系應(yīng)具備智能涌現(xiàn)性,即通過腦機接口、知識圖譜、知識可視化等,機器智能激發(fā)人類智能與靈感,人類智能指導(或者引導)機器智能,整個作戰(zhàn)體系中人的智能與機器智能相互啟發(fā)、相互引導、相互促進,通過人、機、環(huán)境系統(tǒng)相互作用,產(chǎn)生不同于人的智慧和人工智能的新型智能系統(tǒng)。首先,在智能輸入端,把設(shè)備傳感器客觀采集的數(shù)據(jù)與人主觀感知到的信息結(jié)合起來,形成一種新的輸入方式;其次,在智能的數(shù)據(jù)/信息中間處理過程,機器數(shù)據(jù)計算與人的信息認知融合起來,構(gòu)建起一種獨特的理解途徑;最后,在智能輸出端,把機器運算結(jié)果與人的價值決策相互匹配,形成概率化與規(guī)則化有機協(xié)調(diào)的優(yōu)化判斷。作戰(zhàn)指揮人員、智能化智能信息系統(tǒng)、增強型作戰(zhàn)人員以及智能化武器裝備構(gòu)成有機的復雜系統(tǒng),不斷涌現(xiàn)出新的智能[5~6]。
智能時代,指揮體系不僅需要快速高效運轉(zhuǎn),還必須具有結(jié)構(gòu)彈性,以保持穩(wěn)定的輸出。因此,人機融合指揮控制體系必須具有敏捷柔韌性。首先,要能夠快速響應(yīng)。主流觀點認為,指揮周期直接影響指揮效能。人機融合指揮控制體系需要能夠敏銳感知指揮環(huán)境的變化,及時發(fā)現(xiàn)需要執(zhí)行的指揮任務(wù),并在最短的時間內(nèi)調(diào)度所需資源、能力,啟動指揮任務(wù)的執(zhí)行。快速響應(yīng),還意味著人機融合指揮體系需要具有一定的主動預測能力,主動預測環(huán)境變化引起的指揮任務(wù),或者由指揮控制體系自身主動發(fā)起的指揮任務(wù),從而實現(xiàn)實時乃至超前響應(yīng)[7]。其次,要具有魯棒性。在指揮環(huán)境發(fā)生一定擾動或者變化的情況下,人機指揮控制體系需要能夠在不改變自身組織結(jié)構(gòu)的前提下,主動通過體系內(nèi)多種資源、能力的重新組合,來繼續(xù)完成指揮任務(wù)。再次,要具有可重構(gòu)性。當指揮環(huán)境發(fā)生急劇變化,指揮節(jié)點發(fā)生故障、遭受攻擊導致能力降低或者受損,魯棒性失效時,人機融合指揮控制體系需要能夠自動組織和運用網(wǎng)絡(luò)化資源,實現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)重構(gòu),確保適應(yīng)新的環(huán)境,繼續(xù)實施作戰(zhàn)指揮。同時,當指揮環(huán)境恢復到常態(tài)時,人機融合指揮控制體系能夠恢復為原有的組織結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)指揮效率最優(yōu)[8]。
智能化作戰(zhàn)指揮體系脆弱性與反脆弱性并存,智能指揮對抗應(yīng)運而生。隨著智能化作戰(zhàn)的發(fā)展,智能指揮對抗日趨激烈,對于戰(zhàn)爭勝負的決定性作用日益突顯,亟需強化智能指揮對抗手段探索。智能指揮對抗應(yīng)注重在人機協(xié)同的條件下,從數(shù)據(jù)、算法、硬件、機制等方面進行探索,通過利用算法漏洞、打擊基礎(chǔ)設(shè)施、攻擊人機融合機制、防護己方智能系統(tǒng)等手段達成作戰(zhàn)目的。
當前,大多數(shù)人工智能解決方案存在固有的缺陷和漏洞。智能指揮對抗可通過誤導或混淆敵方機器學習模型或訓練數(shù)據(jù),使敵方機器學習模型在識別和行動期間做出錯誤的判斷。美國國家安全委員會關(guān)于人工智能的最終報告(NSCAI)提出了對抗機器學習的概念(AML)。對抗性機器學習是對數(shù)據(jù)或代碼進行有目的的操縱,使機器學習算法運作不良或呈現(xiàn)錯誤的預測。比如,人工智能技術(shù)在監(jiān)控領(lǐng)域中的廣泛運用,使每個監(jiān)控攝像頭都變成了一個智能戰(zhàn)場偵探。但如果能夠利用其算法存在的漏洞,就可以實現(xiàn)掩藏和欺騙。Facebook和馬里蘭大學的學者研究發(fā)現(xiàn),當目標被檢測到時,監(jiān)控的角度、色度和飽和度都會轉(zhuǎn)變,他們隨即用另一種算法來實現(xiàn)欺騙算法中最有效的轉(zhuǎn)變。依據(jù)這一原理制作的一系列AI“隱形衣”(運動衫和體恤),可以欺騙監(jiān)控算法,使其難以偵測到穿著AI“隱形衣”的目標。該研究工作組還針對一種檢測算法對一萬張人像圖片開展了測試,以生產(chǎn)制造出這類算法的襯衣[9~10]。這一發(fā)現(xiàn)在作戰(zhàn)欺騙領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
人工智能還遠未達到通用人工智能的水平,人機融合智能將成為作戰(zhàn)領(lǐng)域智能運用的主流模式。對此,智能指揮對抗可以對人機融合智能系統(tǒng)的輸入、處理、輸出、反饋和綜合環(huán)節(jié)進行攻擊。在輸入環(huán)節(jié),通過混雜無關(guān)數(shù)據(jù),混淆數(shù)據(jù)、信息和知識的因果聯(lián)系,使對方智能系統(tǒng)無法獲取有用的數(shù)據(jù)信息,并在對方獲取的信息中植入誤導信息。在處理環(huán)節(jié),可以干擾或者切斷信息處理,使其內(nèi)部處理非因果化、非相關(guān)化、非一致化,從而使其對信息的處理不知所措。在輸出環(huán)節(jié),可以使對方在人機融合的過程中,形成人的經(jīng)驗直覺決策與機器的規(guī)則邏輯決策矛盾化、區(qū)別化,打破其人機信任機制,迷惑對方的最終決策。在反饋環(huán)節(jié),可以切斷、延遲甚至反置其反饋信息,使對方對反饋的信息感到迷惑乃至拒絕,讓其無法進一步吸收有效反饋信息。在綜合環(huán)節(jié),使對方人機情景意識、態(tài)勢感知結(jié)果難以調(diào)和一致,從而無法對更高層次的信息進行消化理解,進而放棄對人工智能系統(tǒng)的信任和依賴[11]。
一要加強人工智能可解釋性,預防戰(zhàn)略欺騙。當前的人工智能系統(tǒng),大都被視作一個個“黑箱”:即使使用者看到AI 系統(tǒng)做出了正確的決策,卻往往不知道決策是如何做出的,以及為什么會這樣決策,從而導致了關(guān)于AI 系統(tǒng)的信任問題和易被攻擊性。智能指揮對抗,防護的關(guān)鍵在于不斷優(yōu)化己方人工智能算法模型,從而防御乃至反制敵方的人工智能技術(shù)或系統(tǒng)[12]。加強人工智能可解釋性研究,就是建立一套新的或改進的機器學習技術(shù),生成可解釋的模型,結(jié)合有效的解釋技術(shù),使得最終用戶能夠理解,一定程度地信任并有效地管理未來的人工智能系統(tǒng)。在激烈的對抗環(huán)境下,為了防止敵方干擾己方人工智能,通過可解釋人工智能,查看人工智能的執(zhí)行過程,確保執(zhí)行的正確性,可以達到反人工智能的效果。目前,美軍正在加大AI 系統(tǒng)可解釋性方面的研究和投資。二要優(yōu)化作戰(zhàn)組織流程,嵌入多源異構(gòu)數(shù)據(jù)和模型算法審查機制。將針對模型訓練數(shù)據(jù)、戰(zhàn)時處理數(shù)據(jù)、智能算法模型的審查評估作為組織實施作戰(zhàn)的重要一環(huán),評估其可信度,確保其安全、可靠。三要建立專業(yè)藍軍尋找我方人工智能實施中的漏洞。這是一種通過自博弈提升他博弈能力的策略。人工智能的脆弱性具有隱蔽性,一般開發(fā)人員在訓練與測試過程中很難發(fā)現(xiàn),只有在真實的博弈對抗環(huán)境中才有機會充分暴露問題[13]。美國空軍認為,建立“紅隊”來尋找軍事人工智能實施中的漏洞至關(guān)重要,因此建議由國防部應(yīng)成立一個小組來處理和評估人工智能和機器學習的漏洞,效果明顯。
總而言之,近年來隨著人工智能技術(shù)的快速迭代發(fā)展,各類有形的、無形的武器裝備平臺、任務(wù)載荷系統(tǒng)的智能化、自主化水平的不斷提升,為智能化的指揮控制生成新的戰(zhàn)斗力要素指明了發(fā)展方向。本文從創(chuàng)新智能化作戰(zhàn)控制發(fā)展理念、構(gòu)建人機融合指揮控制體系、探索智能指揮對抗手段入手,就創(chuàng)新發(fā)展智能化指揮控制對聯(lián)合作戰(zhàn)的影響進行論證分析,對于提升聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制能力具有一定參考意義。