2022年国外军事人工智能领域科技发展研究_王立盟.pdf
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1、第 2 期2023 年 3 月No.2Mar.2023战术导弹技术Tactical Missile Technology2022年国外军事人工智能领域科技发展研究王立盟,韩雨(北京海鹰科技情报研究所,北京 100074)摘要:随着科学技术的不断发展,人工智能从作战层面到战略战术层面,在军事作战系统中发挥着越来越重要的作用。为研究人工智能领域科技发展现状及未来趋势,梳理和总结了2022年国外人工智能最新进展。美国、俄罗斯等世界主要国家不断从战略规划、机构建设、研发投入等方面加强人工智能顶层布局;机器智能、仿生智能、群体智能、人机混合智能等关键技术领域发展迅速,取得多项重要成果;人工智能技术在空战
2、、陆战、海战等军事领域应用不断深化,列装赋能步伐不断加快。为进一步提升军事智能化水平,提出未来应重点加强人工智能顶层战略规划与机构设置,不断攻关和突破军事人工智能领域关键技术,加速推进人工智能技术的作战运用等发展建议。关键词:人工智能;机器智能;仿生智能;群体智能;人机混合智能中图分类号:E919;TP18 文献标识码:A 文章编号:1009-1300(2023)02-0025-09DOI:10.16358/j.issn.1009-1300.20230500Overview of foreign artificial intelligence science and technology de
3、velopment in the military in 2022Wang Limeng,Han Yu(Beijing HIWING Scientific and Technological Information Institute,Beijing 100074,China)Abstract:With the development of science and technology,Artificial Intelligence(AI)has played a more important role in military combat systems from the combat le
4、vel to tactical and operational levels.In order to study the current situation and development trend of AI,a review and summary is conducted on the science and technology development of AI field overseas in 2022.The development of foreign AI is summarized from the perspective of strategic planning,o
5、rganization and R&D investment in the worlds major countries.The United States,Russia and other major countries have increasingly strengthened the top-level layout of AI in terms of strategic planning,institutions and R&D investment.The key technology fields such as machine intelligence,bionic intel
6、ligence,swarm intelligence and human-machine hybrid intelligence technology are developing rapidly,and many important achievements have been made.The application of AI in military fields continues to deepen,including air warfare,land warfare and naval warfare,and the pace of installation and empower
7、ment is accelerating.Finally,some advices are given for improving the military intelligentization level,such as 收稿日期:2023-01-09;修回日期:2023-01-16通讯作者:王立盟,助理工程师,主要研究方向为人工智能、情报分析等。引用格式:王立盟,韩雨.2022年国外军事人工智能领域科技发展研究 J.战术导弹技术,2023(2):25-33.(Wang Limeng,Han Yu.Overview of foreign artificial intelligence sci
8、ence and technology development in the military in 2022 J.Tactical Missile Technology,2023(2):25-33.)第 2 期战术导弹技术strengthening the top-level strategy,tackling the key technologies of AI and fastening the operational application of AI,et al.Key words:artificial intelligence;machine intelligence;biomim
9、etic intelligence;group intelligence;human-machine hybrid intelligence1 引 言 人工智能技术可以有效处理大量军事数据,提升复杂战场环境中的计算和决策能力,大大缩短 传 统 作 战 中的“观察-判断-决策-行动”(OODA)周期,使得在统一战场态势感知牵引下的各种作战行动高度耦合成为可能1,正在成为继机械化、信息化后推动新一轮军事变革和产业革命的强大力量。建设信息化、智能化的新型军队已成为世界各国的优先事项之一,美国白宫总统办公室和国家安全委员会联合发布的美国印太战略提出,将鼓励美国与盟友实现人工智能等关键新兴技术和网络空间
10、的开放共享,其2022年国防战略 也强调了未来联合部队的建设,包括加大对人工智能、网络安全等新兴技术领域的研发和试验经费投入。欧盟首部军事防务白皮书战略指南提出,加强人工智能、量子等颠覆性技术开发,以更好地预测并应对快速变化的安全威胁。在此背景下,本文对2022年世界主要国家人工智能在军事领域的发展现状及未来趋势进行了总结和综合评述,对进一步提升军事智能化水平提出几点建议。2 世界主要国家和地区不断加强人工智能战略规划布局 人工智能作为具备变革性和颠覆性的新兴技术,在作战领域具备巨大的应用潜力,成为各国军事科技竞争的焦点。世界主要国家和地区不断加强人工智能战略规划布局,谋划和规制人工智能技术发
11、展,从管理决策层面加速人工智能技术推广孵化。2.1美国(1)通过人工智能机构的建立和整合,优化顶层决策机制。2022年5月,美国防部政策副部长办公室下设新兴能力政策办公室,负责制定与人工智能、高超声速等新兴技术相关的政策,旨在将新兴技术能力整合到国防战略、规划指南和预算流程中,以加速新兴技术开发与作战应用2。为加强人工智能、数据和软件开发与应用的一体化管理,美国防部于 2021 年底宣布成立“首席数字与人工智能办公室”(CDAO)。2022年6月,该办公室将联合人工智能中心(JAIC)、国防数字服务处(DDS)及首席数据官(CDO)等进行机构整合,全面投入运行。CDAO将支持国防部在人工智能、
12、数据分析领域的战略和政策制定;促进国防部充分利用关键技术所需的基础设施和服务,总体牵引人工智能领域的发展。2022年7月,美国国防部宣布将“机载目标识别与管理”小组更名为“全域异常解决办公室”(AARO),并扩大其职责范围,包括同步整个国防部及联邦部门和机构的工作,以探测、识别和确定军事设施、作战区、训练区、特殊用途空域和其他相关区域内或附近的相关目标,消除对国家安全的相关威胁3,进一步提升人工智能在整个国防部的重要性。(2)发布多项人工智能战略计划,强化人工智能成果转化与军事赋能。一直以来,美国在战略层面高度重视人工智能发展,近年来发布的人工智能政策数量达到历史最高记录。2022年2月,美国
13、国会通过2022年美国竞争法案,将加大对芯片制造业投资,精简行政流程,以吸引更多的人工智能高端人才,强化了对人工智能关键领域的政策支持力度4。2022年6月,美国防部发布负责任的人工智能战略和实施路径5,阐明了国防部如何利用人工智能的框架,制定实施人工智能的基本原则。内容主要包括:明确调整管理结构和流程,持续监26第 2 期王立盟等:2022年国外军事人工智能领域科技发展研究督国防部人工智能使用;创建可信的人工智能系统和人工智能赋能系统;使人工智能开发速度满足国防部需求;使用需求验证程序,确保人工智能能力与作战需求保持一致,同时解决相关的人工智能风险;确保国防部所有人工智能人员理解实施人工智能
14、的技术、开发过程和操作方法。2022年7月,美国防部启动“加速创新技术的采办和部署(APFIT)”计划,旨在通过小企业和非传统国防承包商实现快速“技术过渡”,促使人工智能等新兴技术能力的快速交付,加速人工智能技术应用6。为加强人工智能伦理监管,2022 年 10 月,美国白宫科学技术政策办公室(OSTP)发布 人工智能权利法案 蓝图文件,提出创建安全有效的系统、算法歧视保护、数据隐私保护、透明性、可问责性等五项原则,以保护美国公众个人数据不被人工智能算法滥用,提高人工智能被更多领域采用的安全性7。2022年3月,美国防部高级研究计划局(DARPA)启动“当下”(In the Moment,IT
15、M)项目,旨在军事决策过程中引入人工智能技术,通过严格的、可量化和可扩展的方法来建立和评估算法系统,以便在无法获得客观事实的情况下完成困难决策,为美国国防部的关键行动构建可信的算法决策者。2.2俄罗斯(1)成立开发人工智能武器的专业部门。2022 年 8 月,在莫斯科举行的“陆军 2022”峰会上,俄国防部创新发展部宣布,俄军方已成立一个人工智能技术发展部门,致力于开发人工智能武器,加强人工智能技术在制造军用和特种装备武器模型方面的应用。9月,俄罗斯启用国家人工智能中心,该中心将主要专注于寻求和分析跨域人工智能,包括商界、政府及科学各界,并将促进人工智能项目在各类组织中的实施8。(2)俄罗斯将
16、在未来 10 年广泛部署人工智能。2022年11月,俄罗斯总统普京在人工智能大会(AI Journey)上表示,人工智能领域的突破价值巨大,各国之间竞争非常激烈,俄罗斯在世界上的地位、国家主权、安全和稳定取决于该领域取得的成果。未来 10 年,俄罗斯将在经济、社会、国家治理等各领域大规模部署运用人工智能,更广泛地引入人工智能将促进某些行业每10 年的经济增长达 20%30%,未来俄罗斯在世界上的地位将在很大程度上取决于人工智能领域的成就9。2.3其他主要国家或地区(1)发布人工智能战略,推动技术作战应用。2022年2月,以色列国防部发布 人工智能推广与应用战略10,指导军队使用人工智能技术,对
17、海量战场数据进行收集和处理,进一步推动数字化转型进程。2022年6月,英国防部发布国防人工智能战略11,阐述了人工智能的重要性、英国政府对人工智能的战略愿景、发展人工智能的优势、4 个战略目标以及实现方法等内容,以使英国国防部在人工智能方面成为世界上最有效、最高效、最受信任和最具影响力的国家组织。4 项战略目标包括:促进国防组织的智能化转型和变革;以一定的速度和规模采用和利用 AI 以获得防御优势;解决商业障碍,加强英国国防和安全 AI 生态系统的建设;促进全球 AI 发展,以塑造安全、稳定和民主的价值观。2022年8月,澳大利亚陆军发布机器人与自主系统战略12,以增强机器人和自主系统(RAS
18、)的能力。RAS 能力的提升能够在提高速度、制定决策和降低风险方面改变陆军训练和作战方式,使指挥官在未来作战环境中获得优势,并从技术、创新体系、自主能力、部队设计、政策制度 5 个方面提出了实现战略目标的实施路径13。(2)启动多项人工智能项目,聚焦关键技术。2022年4月,英国宣布与爱沙尼亚合作开展北约防务创新加速器(DIANA)项目,并成立该项目的欧洲总部,旨在加速发展、试验、评估北约盟国的新技术,以应对关键的防务挑战,保持北约的技术优势,提升北约的威慑力。DIANA项目将支持北约已认证为优先事项的7项新兴和颠覆性技术,即人工智能、大数据处理、量子技术、自主性、生物技术、高超声速和太空技术
19、。该项目对于实现北约 2030 愿景,确保北约发展27第 2 期战术导弹技术军事能力、慑止和防御现有及未来威胁至关重要14。(3)加大人工智能技术投资力度。2022年7月,英国政府发布新版 英国数字战略15,提出到 2024/2025 年公共研发支出将增至 200 亿英镑(比 2021/2022 年增加 50 亿英镑),其中英国研究与创新署(UKRI)占比近45%,将继续加大对产业界和学术界的研发投资,支持人工智能、量子计算、下一代半导体等关键技术的发展。3 军事智能技术发展迅速,取得多项重要成果3.1机器智能面向作战需求不断向通用智能迈进2022年9月,美空军授予英国BAE系统公司830万美
20、元的合同,用于研发“计划、战术、实验和弹性的战略混沌引擎”(SCEPTER)项目,旨在开发一种分析引擎,能够产生作战行动层面的机器生成战略计划,其原理是通过以机器速度探索军事交战的复杂状态,生成新的作战行动方案,再将筛选出的最佳方案在高保真模拟器中进行验证并进行人工审查16。10月,DARPA发布了人工智能增能(AIR)项目的特别说明,旨在开发新型人工智能和机器自主技术,用于作战管理和传感器融合,以实现集成传感器的战术自主性、大规模交战的可扩展性、对环境变化的适应性以及学习预测模型的能力。该项目重点关注两个技术领域:一是创建快速准确的模型,以捕获不确定性信息并实施自主改进;二是开发人工智能驱动
21、的算法,可在不确定的、动态和复杂的环境中实现实时分布式自主操作17。3.2仿生智能促进“人-机-环境”高效交互与协同各国不断加强仿生机器人研究。2022年6月,DARPA“机器常识”(MCS)项目对机器人系统性能进行了一系列改进,包括利用快速运动适应算法实现四足机器人快速适应不断变化的地形(图 1);双足机器人通过学习常识训练,在仅有本体感觉反馈的情况下携带动态载荷;利用主动抓取学习算法,将多指机器人灵活抓取物体的成功率提高至93%;利用双曲线学习等计算工具从大量视频中学习人类行为的判断模式,并可预测人类未来30 s内的举止行为18。2022年8月,俄罗斯在“军队-2022”(Army 202
22、2)军事展览上展出了一款代号为M-81的机器狗,外观和运动上很大程度受到仿生学原理的启发,既可以在战场上携带武器(RPG-26反装甲火箭)执行多项军事任务,也可用于在受灾地区搜救人员和运送药品19。2022年9月,DARPA启动“环境驱动的概念化学习”(ECOLE)项目,旨在创建对环境持续感知和学习的仿生智能体,以便在时间敏感、关键的国防部分析任务中,对图像、视频和多媒体文档进行可靠性和健壮性的人机协作分析20。3.3群体智能探索无人机作战新样式DARPA推进多个无人机“蜂群”项目,2014年启动的“小精灵”(Gremlin)项目目前正处于研发的第四阶段(20212023 年),以吸纳“拒止环
23、境中的协同作战”(CODE)项目在单机自主、蜂群协同自主、蜂群管理等方面的成果。2022年10月,美陆军启动为期3个月的“会聚工程-2022”演习21,旨在整合人工智能、机器人技术和自主性,验证、测试和评估新兴技术和能力,提高战场态势感知能力。演习中,UH-60“黑鹰”自主无人机运载 1362 kg 重的货物,用以支援常规和特种作战部队(图 2);该无人机配备了人工智能系统,不仅支持自主协同飞行,还可用于支援部队的后勤补给。英国运营商使用人工智能决策支持系统(ZODIAC)进行数据处理和共享。此次演习涉及美军六大军种,并首次加入英澳联盟部队,以加快美国及合作伙伴之间的图1四足机器人在湿滑台阶上
24、行走Fig.1Quadruped robot walking on wet steps28第 2 期王立盟等:2022年国外军事人工智能领域科技发展研究数据共享,支持联合全域指挥与控制(JADC2)概念。2022年11月,美空军宣布将在2024财年预算中对“协同作战飞机”(CCA)项目进行重大投资,认为协同作战飞机技术已足够成熟,可以积极推动并在几年内形成战斗力。协同作战飞机作为有人机组能力的延伸,将以松散阵型与有人战斗机协同,在飞行员的有限指令下,自主执行战术动作。同时,美空军“先锋”计划下的“天空博格人”和“金帐汗国”项目即将结束相关工作,并于 2023 财年转为在册项目(POR),正式纳
25、入采办序列,成为未来作战系统的核心,这两个项目均将被转入“协同作战飞机”计划。2022年12月,德国联邦国防军、芬兰国防军、空客公司等联合完成了欧洲首次大规模有人-无人编队(MUM-T)飞行演示验证(图 3),期间,2 架战机、1架直升机和5架无人机联合进行了多域飞行演示验证,其中2架无人机配备了欧洲导弹集团的电子支援(ESM)传感器,以探测敌方地空导弹,其余3架无人机配备光电传感器,可直观记录和确认防空系统的位置。此次演示验证的成功,预示着由德国国防采办局(BAAINBw)资助的“未来空战系统有人-无人编队”验证项目已 完 成 了 第 二 阶 段 的 工 作,即 将 进 入 第 三阶段22。
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