九游老哥云
【公益译文】打好人工智能战争 未来智能化战争之作战构想（六）
2021-07-29
第5章 智能化空战
空战既适用一样平常战争看法，也有其特殊性�？照秸匠×衫捋�，空中一样平常没有杂物，仇视双方的空军在征战时流通无阻。因此，空战有两个恒定因素：跨域多领域；涉及作战网络�？罩星樾蔚男宰右馕蹲趴照绞艿绞忠铡⑹忠湛赡苄院褪忠杖毕莸南灾跋�。就俄、中、美的作战构想而言，有两个特定领域受到了现代空中实力头脑家的关注。
首先，这些构想强调瘫痪对方的指挥控制系统，中止和扰乱对方的作战网络。John Boyd和John Warden是两位有影响力的空军头脑家，二人均持此看法。Boyd主张在敌方的视察–定位–决议–行动（OODA）循环内实现无邪。这会扰乱敌方指挥官的认知，给他们造成面临威胁的错觉，使敌方步队无法在瞬息万变的情形中因地制宜。同样，John Warden也强调直接或间接地将敌方向导作为目的，造成系统瘫痪，施加心理压力。
其次，在俄、中、美的作战构想中，在防御方结构的整个战场同时发动攻击会带来重大收益。1921年，Giulio Douhet首次提出在战略和战术两个层面上对多个差别目的举行进攻性空中行动。然而，这一看法直到20世纪90年月随着准确制导武器的引入才变得可行。Warden很快就意识到这一点，他主张美国空军（USAF）在并行作战条件下接纳这一建议，鉴于他的影响力，其他空军最终也接受了该建议。
除了这种作战层面的思量，战术层面的空战直接涉及飞机。与其他武器系统相比，现代飞机在战术和作战层面上都具有高度的无邪性，能够不受天气影响在白天和夜晚随时举行精准攻击。然而，在清洁的天空配景下，飞机很容易被现代传感器探测到，成为现代武器系统的直接攻击目的。为此，泛起了种种专业的飞机和战术，力争通过自动、被动、手艺和战术手段阻止被发明。然而，所有的飞机都相对懦弱，哪怕是小型导弹或炮弹也能使其失灵。除了这种懦弱性，将受损飞机恢复到战备状态也非易事，这在很洪流平上取决于后勤包管的可用性。
与海战一样，空战遵照兰彻斯特效力平方律：在双方势均力敌的情形下，净战力的初始微弱优势可能起到决议性作用，并且这种效果还会累积。因而，飞机的数目在防御和进攻中都很主要。在所有其他条件相同的情形下，强势一方对弱势一方造成的消耗率比弱势一方对强势一方造成的消耗率要高得多：20架飞机与10架飞机征战，可能只损失3架飞机就摧毁所有10架飞机。
思量到现代飞机和作育高能力机组职员的本钱，数目对今世空军来说并禁止易实现。就这一问题，智能无人机提供了一种可能：用可复制软件取代难以获得的小我私家手艺。第四次工业革命及其原型作战的可能性提供了一个诱人远景：使用先进的制造手艺按需生产大型机械人空军，包括凭证特定作战或冲突需求快速定制智能无人机。
本章主要通过“发明”和“愚弄”这小我私家工智能应用看法，讨论在智能化作战空间中的空战。从看法上讲，欲置对方于死地的防空作战分为防御性和进攻性两个方面。因此，第一节先容了空战中的防御构想，第二节进一步形貌了空战中的进攻构想。
空中实力也可以用于战略攻击，支援陆地和海上行动。需要注重的是，本章仅着重于空中对抗；对地面目的的空袭不在讨论之列。别的，本章关注的仅仅是在空中举行的战争，并未将弹道导弹防御纳入防空看法，而是将重点放在与飞机有关的事项上。
空战防御构想
防空的目的是降低敌方空袭的有用性，提升攻击飞机的消耗率。两者并不矛盾，但友军的安排和使用取决于想要实现的主要目的，因而一样平常来说会厚此薄彼。接纳防御就是将自动权让与敌手，由其选择何时何地集结军力举行攻击。在大国之间的重大冲突中，防空系统不可能完全有用地避免空袭；有些飞时机穿透防空系统并向特定目的发射武器。
防空是指提供主、被动�；げ椒�，避免友军受到空袭。自动步伐通常属于综合防空系统（IADS）的一部分，由战斗机、地对空导弹（SAM）、高射炮（AAA）、空基和陆基雷达系统以及指挥控制系统组成。防空战斗机通常用于战斗空中巡逻（CAP）或地面预警阻挡。执行战斗空中巡逻时，战斗机组成空中牢靠巡逻队，在敌机攻击前或攻击后脱离时阻挡敌机。相比之下，举行地面预警阻挡时，战斗机在地面期待，在检测到空袭来暂时，凭证下令扰乱下令控制系统。
被动防空步伐包括伪装、隐藏、诱饵、电子诱骗或滋扰、加固、疏散和编队重组。在冷战后期，许多空军基地都制作了却实的飞机掩体，摧毁地面上的飞机变得难上加难。其基本条件是空袭只使用惯性非制导武器。现在，随着准确制导武器的普遍普及，结实飞机掩体的效果会大打折扣。相反，在科索沃战争中，诱饵在对抗制导武器方面颇为乐成，说明仍然有用。
感知区域安排
第2章讨论的总体防御构想中，有一个大型物联网感知区域，笼罩敌军可能进入或穿过的区域。在某些方面，这一想法已在防空构想中体现，例如地面雷达站链，辅以预警和控制飞机，以探测高、低空航行的飞机。在智能化防空构想中，使用大宗低本钱的智能小型地面和机载传感器，对现有的高本钱、有限数目的传感器安排举行大规模增补。
大型物联网感知区域中的组件可以使用人工智能边沿盘算，将起源处置惩罚过的数据通过云端发送到融合中心，然后进入指挥控制系统。这些较小的物联网传感器可由短程有源雷达发射器充当，但这种手艺的使用受电源限制。更可行的计划是使用无源物联网传感器，用以检测全频谱电磁辐射，包括声音、紫外线、红外、无线电和雷达波段。单个传感器性能可能相对较低，但当其输出与其他几百个传感器相结适时，就能跟踪和识别空中交通（有的可能以三维形式提供数据）。
地面防空物联网传感器可牢靠安排，长时间事情，而无人机上配备的传感器仅有数小时到一天不等的续航能力。新兴物联网应用可能会大大提高这种续航能力，包括高空气球、小型卫星和伪卫星，所有这些都有可能引入人工智能。
大型物联网感知区域若使用无源探测，飞越此区域的飞机就不会使用发射系统，如雷达、数据链路和通讯，以阻止被发明。即便云云，飞机的正常排放，如噪音、温度及视觉特征，仍可能袒露飞机的保存。有鉴于此，需要提高物联网感知区域的安排深度。飞机在靠近已知传感器时，会想法限制自己的排放，特殊是来自前部的排放。若感知区域较深，则意味着纵然未直接检测到有飞机邻近，也会在随后检测到飞机侧翼和后部。
指挥控制
超大智能物联网感知区域通过云将起源处置惩罚过的数据输入融合设施，由人工智能进一步处置惩罚。在思量这些办法时，可使用视察–定位–决议–行动（OODA）模子。就“视察”而言，如前所述，人工智能将加入每个物联网的边沿盘算，然后在融合中心举行数据处置惩罚。至于“定位”，人工智能的主要作用体现在作战治理系统中。人工智能不但能爆发周全、近乎实时的空中图像，还能展望仇人在空中的行动蹊径和行动。
人工智能的“决议”层认真治理并实时相识己方防空步队的可用性，向人类指挥官提交空中目的优先攻击清单、跨域攻击的最优要领、相关时间安排以及消除冲突的思量因素，供后者审批。在人机团队中，会凭证需要接纳“人在环中”或“人在环上”控制方法。人类会深度加入“决议”。
在获得人类批准后，人工智能的“行动”层会分派特定武器攻击详细的敌机目的，自动转达目的数据，Ïû³ý与友军的冲突，确认征战时间，举行征战评估，须要时请求武器补给。“行动”办法完成后，会使用高射炮、地对空导弹系统或战斗机与目的征战。假以时日，人工智能或会普遍应用于所有三种武器系统。
就高射炮而言，麋集阵近程炮配备基于规则的专家系统，多年来一直被水师用于反舰导弹防御作为最后一搏。这种火炮只在战斗中使用过一次，其时发射的是箔条诱饵云，而不是攻击导弹，控制模式为“人在环上”。至于地对空导弹，爱国者地对空导弹系统在“人在环上”控制模式下接纳了类似于浅易版第一波人工智能的专家系统。爱国者在攻击高速弹道导弹方面证实有用，但也失败了两次，击落过两架友军飞机。
这两个系统的作战性能批注，未来的智能高射炮和地对空导弹系统有失败的可能性，人类干预仍至关主要。因此，这些人机团队中的人需要提高小心，避免对人工智能系统爆发过失的清静感。由于失败极其有数且无法展望，再加上系统监控事情量大，相关职员可能会有意无意地酿成系统监控器，而非全身心投入的自动控制者。
人工智能战斗机
眼下，人们思量将人工智能用于未来的无人战斗机。美国国防部高级研究妄想局（DARPA）最近的一次空战实验批注，人工智能使用的F-16模拟机总能击败由履历富厚的人类航行员驾驶的F-16模拟机。这一乐成的人工智能使用了强化学习（第1章中讨论的机械学习手艺），尤其善于学下围棋。在DARPA F-16案例中，人工智能不但控制飞机航行，还举行战术决议。
在人工智能使用上，智能无人机尚有一个选择：用第二波人工智能学习算法做出战术决议，用第一波人工智能专家系统使用飞机航行。另一种计划是用第一波人工智能同时完成这两项使命。在DARPA模拟实验中，这三种要领都爆发了合理效果，但强化学习要领显然最好。在现实天下中，效果可能会差别。
由于已经有几架高性能无人机投入使用，开发近程空对空作战无人机似乎是一项并不重大的工程使命，这些无人机可使用人工智能在空战中举行战术决议。事实上，美国妄想在2024年重复2020年人工智能驾驶飞机与人类驾驶飞机的实验，但这次不是模拟机，而是与实物巨细一致的战术飞机。经由优化的近程智能作战无人机比载人飞机更小、更轻、本钱更低，在防御使命中，可能不需要配备武器来滋扰敌方空袭。
可使用指挥控制系统为无人机分派目的，无人机接下往复吸引、迫近、攻击目的。敌方机组职员注重力会被疏散，攻击中止，这时飞机就容易受到其他载人武器系统的攻击。别的，若敌方的载人飞机左突右击，其燃料消耗一定上升，可能需要迅速中止战斗返回遥远的基地。
相反，配备武器的人工智能战斗机可在“人在环中”或“人在环上”（视情形而定）模式下作战。弱点是，武装飞时机爆发工程设计问题，并对清静武器运输和使用带来战术问题。由于多个缘故原由，用无人机吸引、锁定敌机、然后再跟踪并广播敌机的踪迹和详细信息更容易些，如前述的美国水师的“海上猎人”号无人艇。
搭载人工智能的飞机可执行战斗空中巡逻（CAP）或地面预警阻挡（GAI）。执行前一使命的无人机比执行后一使命的无人机形状要大，以便携带特殊燃料，在站续航时间更长。即便云云，由于无需机组职员，CAP无人机的空间更大，重量更轻，续航时间会远大于相同尺寸的载人飞机。不过，无人机越大，设计和操作重漂后也就越大。
执行地面预警阻挡时，无人机形状较小，看起来不像是飞机，更像是导弹，可能会通过下降伞举行接纳。例如，美国空军的实验性XQ-58A女武神（Valkyrie）无人机从牢靠发射器升空，使用下降伞着陆；有人提议将这种无人机安顿在可移动的集装箱中。
若智能GAI无人战斗机不需要机场，纵深防御会更容易，要害的是，能实现漫衍式防空这样的新看法。物联网感知区域内可能保存智能GAI无人战斗机，由指挥控制系统远程控制，执行短程快速响应阻挡使命。这些点防御（Point defence）无人战斗机将与载人CAP飞机协同事情，提供区域笼罩。同样，这种无人机也纷歧定需要重大的装备才华施展作用。
主要的是，在这样一个智能综合防空系统（IADS）中，人类和无人机各自执行差别的使命。人类认真较高条理的认知功效，好比制订周全的征战战略、确定重点目的以及批准征战使用武器。人工智能肩负较低条理的认知功效，如使用飞机和对抗战术。
人工智能的“愚弄”功效
人工智能的“发明”功效与“愚弄”功效团结使用能施展最大效用。敌方需要大宗关于目的及其防御的信息才华包管攻击乐成。智能“愚弄”系统可遍布战场，包括物理和网络空间。物联网感知区域可恒久保存，用于实现反情报、监视、侦探和目的定位（C-ISRT）功效。目的是建设误导性—或至少能起到混淆作用—的战场图景来击败敌手的“发明”系统。智能“愚弄”系统也可以与重大的诱骗运动团结使用。
别的，可使用漫衍普遍的小型移动边沿盘算系统传输保真度差别的信号，制造重大的电子诱饵。为最洪流平地实现无邪性，可将这些系统装置在无人机上。虽然，使用蹊径网络的无人驾驶地面车辆（UGV）也能实现特定功效，例如伪装成移动地对空导弹系统。无论怎样，目的只有一个：在一准时间内掩饰战场上正在举行的攻击。
更腾贵的要领是用无人机电子复制防空战斗机，误导仇人，让他们以为突然泛起了大宗战斗机在各个CAP站守卫目的区域，因而退出战斗，阻止高消耗。
“愚弄”功效可进一步扩展，与被动防御步伐和作战要领相团结。敌方反空袭的主要目的往往是空军基地�？站厥蔷蔡拇笮妥酆闲藿�，很容易被发明。这与第4章中提到的陆战中央作战勤务包管节点类似，对综合防御系统也有类似需求，包括分层反火箭炮、火炮及迫击炮系统、高能激光、高功率微波、滋扰、陆基防空、电子诱骗或有限的弹道导弹防御。云云集中的防御系统造价高昂，但收益不菲。
然而，空军基地与陆战勤务包管节点并不完全相同。智能系统或可使用其中的某些差别�？站赝ǔＴ谡秸熬鸵呀ㄉ�，设计时充分思量了抗攻击能力。如前所述，加固的飞机掩体现在并不那么有用。现在的较好替换计划是疏散安排，尤其是人工智能的引入让这一计划比几十年前更为可行。
永世性空军基地周围可能有若干卫星机场。这些机场的设计寿命为几个星期或几个月，而不是像永世性空军基地那样几十年。在冲突时，永世性空军基地的飞机在基地和短期机场之间来往返回。这一运动将与智能系统的“愚弄”行动细密团结。目的是诱骗和疑惑仇人，使他们摸不着头脑，不知道攻击那里，最终决议攻击方位后，区域内现实上并无目的保存。这种战术加剧了“战争迷雾”，可用于操控敌方感知，有目的地削弱敌军的战斗力。
仇人用于防空行动的飞机、远射武器和弹道导弹的数目都很有限。若所攻击的机场现实上并没有目的飞机，会使敌方战机遭受不须要的消耗，而使用远射武器和弹道导弹只会铺张不富足的库存，在短期冲突中，这种库存更是一次性的。将“愚弄”功效和物理疏散相团结可支持防空目的的实现，既能降低仇人空袭的有用性，也增大了仇人的消耗。
已往，这种疏散飞机看法的一个主要问题是，在若干个短期机场维护作战飞机需要在多个所在重复举行后勤包管，投入相关人力，耗资巨糜。使用智能系统后，这一问题迎刃而解。
在后勤包管方面，永世性空军基地可建设走廊，将其大型客栈和消耗品贮存设施与短期机场毗连起来。在包管和供应走廊的仓储端，有大宗现成的人工智能手艺可以使用。
最高级的客栈已具备库存实时监控功效，接纳人工智能机械学习、云、大数据和物联网支持实时下单，用高级机械人拣货，用自动驾驶车辆搬运库存。有些客栈现接纳按需3D打印，知足对新装备不常用备件的一次性要求，同时阻止为旧装备贮存大宗零件。物流控制塔被引入，它集成了来自差别泉源的数字信息，使用大数据剖析实时显示整个供应链的概况，包括运输�？墒褂猛嗍忠湛刂坪椭傅枷钠返闹�。
在包管和供应走廊方面，智能化后勤可使用机械人卡车，自主追随人类驾驶车辆前进。这种能力也称为“排队行驶”，人类驾驶卡车在前，后面紧跟若干自动车辆。为了确保清静，这些无人驾驶的卡车会配备紧迫避障系统，该系统使用了机械学习开发的算法。在这方面，已经有大宗事情在举行中，美国陆军最近就获得了一些无人驾驶卡车用于训练和评估。从手艺上讲，设计无人驾驶空军基地后勤配送卡车比设计陆军补给车辆要容易得多。前者主要在预先勘探、铺设或修整的蹊径上运行，可能会使用全球定位系统（GPS）。
在后勤走廊的短期机场端，智能系统无处不在。使用人工智能、机械学习、大数据、云盘算、物联网、自主操作和机械人手艺，这种短期机场能更快地天生飞机架次，需要的人力也比现在要少得多。现役飞机可使用机械人举行加油、武器装载等操作。智能化展望性维护将基本阻止或至少大大镌汰妄想外维护。这些机场无人栖身，由永世性空军基地或其他地方的中央控制中心的工程和后勤职员举行远程治理。它们甚至可以使用可再生能源和电池自行发电，部分实现自给自足。
短期机场事先已装置了须要装备，待冲突爆发时，可连忙投入使用。另一方面，机场可能要有须要网络，以便将“即插即用”系统和车辆随时接入到自己的系统系统中，这些系统和车辆可能一最先就是由排队行驶的卡车车队运抵机场的。
