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美著名智库新国家安全中心研究员新联合作战概念—系统战

前言

2020年12月17日,美国著名智库新国家安全中心(CNAS)研究员、前国防部副部长罗伯特·沃克(Robert Walker)发表文章介绍新的联合概念该中心正在研究的作战行动——系统战。这是一个面向智能时代的全新理念,强调算法、网络、人机协同、智能运营、系统破坏。该中心将在2021年发布更详细的研究报告。由于新的国家安全中心有很强的官方背景,而且这个新概念的方向性也很明确,针对的是情报能力很强的中国,所以值得高度评价。注意力。

概述

介绍

为了保持联合部队的竞争优势,2018 年国防战略(NDS)宣布有必要进行“紧急变革”。前国防部长马克·埃斯珀说:“国防战略仍然是(国防部)的路线图,并推动着我们的决策。” 2020 年 1 月 27 日,埃斯珀告诉国防部长和其他高级官员,指挥官备忘录的一个关键要素是需要制定新的联合作战概念 (JWC),“以统一人员、训练和条令,以在任何战场上取胜。” 下一步国防战略要通过并完成这项重要工作。

自 1980 年代以来,联合作战的指导作战概念 (JWC) 一直是空地一体战。这个概念现在已经远远超过了它的“销售期限”。未来对抗敌对和近乎对等对手的战斗系统将主导和决定战斗。联合作战仍然是一个有效的概念,但已经从属于拥有先进战斗系统的对等对手。因此,需要一种新的联合作战概念。

这一新概念的目的是通过描述对敌方系统和系统执行高强度算法操作的人机协同作战网络的愿景,帮助指导联合部队的理论和程序发展。该概念侧重于采用人机协同作战网络来指导 2040 年时间框架内的部队发展,超越当前的未来年度防御计划。由于算法计算技术的发展如此之快且日新月异,本文仅介绍该概念的一般规律,而不是其具体内容。

本概念草案中概述的原则和想法代表了全面、长期的联合作战概念发展过程的第一步,其中包括:

1)训练联合部队信任和利用基于人工智能的自主能力,在人机协作和人机作战团队能力方面表现出色;

2)重新设计和训练联合部队,即使在受到攻击时也能快速形成新的人机协同作战网络;

3)重新设计和训练联合部队来打赢系统对抗并击败系统破坏攻击。

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关键挑战

在系统战不断发展的时代,人工智能 (AI)、大数据分析、先进计算、量子科学、支持人工智能的云应用、5G 以及机器人技术和自主系统的全球进步将为联合部队及其潜在对手提供支持。机遇以不同的方式强化了他们的系统,使他们之间未来的对抗变得越来越复杂、激烈和致命。在未来的作战环境中,当制导武器战的军事技术水平不成比例时,联合部队将如何保持常规能力并通过拒止实现威慑?

中心思想:人机协同作战网络与算法运算

系统战作战概念 (JWC) 的核心思想是,联合部队应努力通过部署比对手的战斗系统更好、更快的战斗网络来实现威慑不能被破坏。为此,联合部队将开发针对系统战优化的能力和平台,特别是人机协作网络,该网络将利用人工智能的自主性以接近机器的速度执行算法。这将比任何对手更快地做出更好的决策,使联合部队在观察、判断、决策、行动 (OODA) 循环中具有决定性优势,并具有抵抗系统破坏攻击的能力。

一个好的作战概念(JWC)必须解释武装部队期望如何利用技术并将自己组织成一支连贯的战斗部队,然后利用该部队与未来的近邻军队作战并取胜。越来越清楚的是,鉴于联合部队面临的作战挑战的严重性,对现有概念的逐步调整是不够的。相反,将需要全新的作战概念来与对手竞争并为联合部队提供战场优势。

该概念设想了一个未来的人机协同作战网络,该网络将利用人工智能的进步,在其整个部队的传感器中利用人工智能自主的新应用。指挥、控制、通信和情报(C3I);效果和维护和再生网格。支持人工智能的自主性将导致在所有三个战争级别(例如,战略、作战和战术)中改进类型的人机协作,从而减少观察、判断和做出决策的时间。它还将实现新型人机战斗组合,这些组合可以在作战和战术层面上更快,并在战场上应用差异化。人机协同作战网络,旨在实现天、空、海、水、地同步,进行算法运算,将使下属的传统战斗系统无法利用人工智能和基于人工智能的自主性的进步。正如系统战使原来的联合作战从属于作战层面一样。

指导方针

以下规则使这个中心思想成为可能。

原则 1:向前迈进,联合部队必须首先进行组织、训练和装备,以作战并战胜擅长系统战和系统破坏行动的同等对手作战网络。

联合部队必须保持其在联合武器战中的能力,这在这一概念的框架内仍然很重要和有价值。但是,当务之急是,必须在系统战和系统破坏方面发展新的概念、理论和能力,并针对这些接受过系统对抗和系统破坏操作测试训练的敌军进行战斗和部队演习。证明我们的作战网络能够在现实的野外条件下控制敌方的作战网络,并且能够抵御网络破坏,那么就可以通过拒绝来实现威慑。新的运营理念 (JWC) 应该是这一转型之旅的第一步。

原则二:联合部队的人机协同作战网络首先必须能够通过制导弹药和“隐身打击”能力进行持续、可靠和有效的攻击。

在制导弹药战争中,首要原则是先有效攻击,使敌人先攻击后交战。在系统和算法战中,就像在联合武器战中一样。然而,打击的目的不是消灭敌军,而是破坏和摧毁敌对系统的内部运作。选定的具体目标是那些将被摧毁的目标,这些目标将使联合部队在系统对抗中获得增量信息和决策优势。这将需要深入了解对手的系统,就像我们对冷战对手苏联所做的那样。这意味着我们对对手的理解必须超越对威胁平台和力量的洞察,包括对对手打算如何将其作为一个战斗系统进行组装和作战的更高层次的理解。

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随着网络、反人工智能和电子战等隐形系统打击能力的发展,智取敌人的能力变得更加困难。网络和网络支持的反人工智能武器的范围在很大程度上是无限的。系统破坏广泛使用这些类型的功能。这有助于解释为什么中国人在他们的整个系统中增加了第五个信息竞赛系统,并创建了一支战略支持部队来在系统破坏行动中使用这些能力。

原则三:人机联合作战网络必须为第一波打击做好准备。

虽然制导弹药战的首要原则是有效攻击,但联合人机作战网络必须考虑到对方作战系统可能具有先发制人优势的事实。联合部队无法承受未来总统对拥有核武器的国家发动先发制人攻击的能力。因此,必须预料到对手的敌对行动,第一次打击将包括密集的制导弹药齐射和密集的、无形的系统打击。因此,联合部队的战网必须能够先打、先甩,然后立即转向反攻。

人机联合作战网络必须考虑到敌人的作战系统很可能具有先发制人的优势这一事实。

因此,在这种情况下,战斗网络必须有一个早期进入的“内部力量”,能够在敌方作战系统的特殊效果范围内行动,不受惩罚,通过在掩蔽所(例如海底)行动,也可以被隐形、伪装保护、覆盖和隐藏。对手作战范围内的其他网络部队、单位、要素、平台和系统必须能够分解以使对手的目标复杂化,并以分散的姿态行动,通常无法从相互支持中受益。这将需要一个具有多个冗余通信和数据路径的战斗网络。即便如此,联合部队作战网络必须经过设计和训练,以便在网络中断期间无需与上级司令部通信即可运行。

原则四:约翰博伊德的战争概念,尤其是OODA循环理论,特别适用于系统战和系统对抗。

从哲学上讲,系统对抗与博伊德的战争思想完全一致。在系统对抗中获得信息和决策优势的一种方法是设计作战网络并训练联合部队,以在其“观察-判断-决策-行动”周期内实现更高的相对系统作战速度(SOT)。OODA 循环中的每个步骤都是一个独立的过程。在作战层面,这些过程包括扫描和侦察整个战场所需的所有任务和行动,包括敌军、友军、盟军和非战斗部队,然后了解正在发生的事情并帮助指挥官制定通用态势图,制定意图,在行动方案中进行选择,制定计划,将其提炼成命令,然后将命令传递给适当的单位、服务、和联合部队的系统。然后他们根据指挥官的意图和计划应用适当的效果,从而重新开始循环。

这些过程在战斗网络的组成网格中执行:通过传感器网格进行观察;C3I 网格中的决策(即方向)和决策;效果网格、维护和再生网格中的操作支持所有流程。在这个概念中,在系统级别获得和保持 OODA 循环优势的方法是在整个战斗网络中启动一个智能分组的人和计算机,每个都利用其比较优势。在经历了一台计算机和一队人机下棋后,加里·卡斯帕罗夫得出结论,“弱AI+机器+更好的流程”比“单独强计算机+强AI+机器”+劣质流程“更胜一筹。

该概念基于这样一个前提,即拥有最强大的人员和机器以及更好的(算法)进程的操作系统将比其对手表现更好美国未来作战系统,并以更高的 SOT 运行。

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标准 5:采用在整个战斗网络中利用 AI 自主性的流程是实现比美国竞争对手更高的相对系统运行速度的方法。

通过明智地决定如何以及何时将人和机器结合在一起,以及它们之间的适当分工和努力,将会出现更好的流程,特别是在自治方面,这被授予下属单位或系统独立执行给定任务.

自治系统有两种不同类型:静态自治实际上发生在软件中,例如智能支持、规划、专家咨询和预测性维护系统。无论采取何种形式,静态自治旨在帮助人们更快、更好、更精确、更长久地做出决策。因此,它通常被称为人机协作,将人类的洞察力、创造力和战略方向与计算机的战术敏锐度相结合。卡斯帕罗夫指出,当一个人玩电脑能够击败一个人和一个电脑单独下棋时,“我们(人)可以专注于战略规划,而不必花费大量时间进行计算。在这种情况下,人类的创造力更重要。”

动态自治发生在物理世界中,因为它为将在未来 20 年内开发和应用的强大机器人和自治系统提供动力。动态自主将体现在人机作战组合和机机作战组合的新形式上。前者将看到人和载人平台与无人平台协同工作,以完成复杂的战场任务。后者将看到越来越复杂的低成本武器影响协同武器攻击和协同战斗群。

在人机和机器战斗团队中都表现出色的战斗系统将比对立系统具有明显的优势。这些包括:

学习能力;更好的态势感知;更高的性能;提高效率和效力;更大的灵活性;通过以接近机器的速度运行来增加节奏;以及更容易的分布式和去中心化操作。

在未来联合作战网络中合理使用自主性,将是在任何系统对抗中获得更好的作战网络性能、更高的相对 SOT 以及持久的信息和决策优势的最可靠途径。

原则六:整个联合部队作战网络的自主能力将是抵御系统破坏攻击的基础。

系统破坏操作是系统对抗的固有部分。因此,联合部队必须“武装”其作战网络以抵御系统破坏攻击。在这方面,对提供信息和决策优势至关重要的自主能力也将提供一种强化和自我修复的手段,以抵御对联合作战网络的攻击。

构建自愈系统的思路是联合部队对指挥自主权的拥抱。联合部队系统层面的指挥自主权不仅仅是一种技术,而是一种旨在将权力和决策推向战争边缘的指挥和控制方法。结合对总体态势图和指挥官意图的理解,建立在指挥自主理念和实践之上的战斗网络为系统系统中的每个元素提供了一种自下而上同步其行动的手段,没有必要甚至与指挥结构进行通信。系统范围的能力将使联合作战网络能够对友好的数据和通信链路进行“伪造”攻击。

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在这种情况下,何时何地授予委托自治权成为运营网络的重要选择。当上级指挥官授权选定的系统元素(人机或机器,或其组合)行使自主和自我指导的行为时,就会发生委派自治。这包括让他们自由制定、选择和执行实现高级任务目标所需的行动方案,即使上下指挥梯队之间的通信中断。

在接下来的 20 年中美国未来作战系统,委派的计算机自主权将变得越来越普遍。指挥官和操作员授予智能机器或系统执行给定任务的程度是独立性、自主性和自我指导的水平。根据机器自身的态势感知(综合感知、感知、分析能力)以及在不同操作期间生成和选择的手段,完成给定任务的自主性是一种条件或质量。

在未来的人机协同作战网络中追求广泛的自主性将同时获得信息和决策优势,以及对系统破坏攻击的更大抵抗力。事实上,它们是同一枚硬币的两个面。例如,正如国防科学委员会解释的那样,当两方争夺对电磁频谱的控制权时:

自动化环境中的传感器、通信和干扰协调所带来的机会是保持获得信息优势的能力,同时获得高“成本”并破坏对手。

拥抱和采用利用人工智能自治的流程是联合部队的自然步骤,它重视并庆祝下属指挥官和操作员所行使的主动权。事实上,通过强调自主性来鼓励主动性可能会在面对对手设计的操作系统时提供决定性的优势。

标准7:在某个临界点,随着越来越多的人工智能自主应用被注入到所有四个联合部队作战网络网格中,一种新型的人机协同作战网络将会出现。

在各级战争中首先掌握人机协作和团队合作的国家将在战斗中拥有长达数十年的优势。协作人机系统系统将能够展示:

因此,人机协同作战网络为美国的算法战方法提供了作战框架。

原则 8:完全接受算法计算的原则需要重新考虑联合部队的发展。

系统对抗和系统破坏行动的新兴时代将需要算法战和战网指挥控制的新概念;开发联合部队能力和新组织结构的新方法。所有这些措施的累积最终结果是高速作战,较少关注消除对手的力量,而更多地关注在心理上击垮对手并打破他们的整个行动系统。

算法操作的心理方面不应被低估。正如博伊德解释的那样,对手的系统性对抗概念可能会在两个关键方面被压倒:

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产生快速变化的环境、快速清晰的观察、快速的节奏、快速的瞬变、快速的消除;或者你可以反其道而行之,压制对手适应这种环境的能力……通过压制或扭曲你的信号他的观察。……总是保持一点不显眼,至少比他更不显眼。...使对手的系统混乱,使他对自己的活动反应不足或过度反应。对他来说,这似乎是不确定、模棱两可和困惑的。

在压制和扭曲作战网络信号时,需要注意隐身和伪装、掩饰、隐蔽和欺骗。虽然所有这些在算法操作中仍然很重要,但 AI 将改变 Hider-Finder 游戏,使其更难隐藏和更容易找到。此外,这里的“查找”包括快速销毁所有找到的东西的能力。因此,必须通过新的“包罗万象的‘力量设计’”“旨在阻止中国瞄准美国关键信息节点(例如,系统破坏)的战略,协助信息压制和扭曲信息。”

这种部队设计是美国国防高级研究计划局 (DARPA) 马赛克战计划的主题。正如 DARPA 马赛克战战略技术办公室(STO)主任蒂莫西·格雷森(Timothy Grayson)所说,联合作战概念应该以此为基础:

一种“系统系统”的战斗方法是围绕兼容的“瓷砖”功能(例如传感器和射手)设计的,而不是必须适合特定插槽(例如平台)的独特形状的“拼图”仅在战斗中发挥作用计划。

可以将先进的红外传感器等复杂的功能技术节点与人工智能增强网络混合和匹配,而不是像 F-35 战斗机这样的复杂平台。直到战地指挥官根据实时可用能力制定作战计划时,作战计划才存在,就像孩子不使用工具包和蓝图,而是将凌乱的抽屉拼凑在一起的乐高宇宙飞船。

这个概念的关键是灵活性。我们正在努力做的是……使我们能够创建我所说的战斗架构,这将是一个力量包……[并且]能够推迟关于战斗架构将是什么的决定尽可能接近需要的时间。

这种无限可塑性的架构将有助于压制或扭曲对手对友军作战网络作战的印象,特别是在联合部队人机协同作战网络如何运作方面。因此,国防部的防御计划和未来部队发展应该进行修订,以更好地支持系统作战和思考以及联合部队能力的相关发展。例如,国防部长办公室可以为每个联合部队作战网络网格建立跨职能团队(CFT),每个团队都有一名负责的领导。这些团队的任务是描述网格过程以及如何逐步但稳定地改进它们。在此过程中,他们建议在每个网格中最大限度地利用 AI 功能和自主权。例如,

所有跨职能团队 (CFT) 将由 CBN 的系统架构师监督,该架构师建立通用的战斗网络通信和数据标准,并监督系统运营所需的互补网络能力的开发。重要的是,系统架构师将开发概念合作作战网络的数字双胞胎,可用于帮助开发作战网络能力以及新的战术、技术和程序。系统架构师还将与 DARPA 密切合作,使用数字双胞胎演示在现实作战条件下运行的新型人机协同作战网络及其在 2025 年之前抵抗系统破坏战的能力。这些演示之后将进行真实世界的演习对抗有能力的敌对势力。展现“动态”

作者

罗伯特·沃克 (Robert O. Work) 是新美国安全中心 (Center for a New American Security) 的国防和国家安全杰出高级研究员,他是第 32 任国防部副部长。

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