如今，全球各國的武裝部隊(duì)紛紛開始試驗(yàn)人工智能賦能的防御系統(tǒng)。率先充分了解人工智能以改變現(xiàn)有以人為中心的兵力架構(gòu)并采納人工智能作戰(zhàn)方式的國家，可能具有相當(dāng)大的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

傳感器戰(zhàn)場(chǎng)和指揮控制(C2)

在“發(fā)現(xiàn)”階段，首先必須能在敵軍可能穿越的各個(gè)區(qū)域內(nèi)的最佳“陸、海、空、天、網(wǎng)”位置設(shè)置大量低成本的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器。在某些方面，這一理念已應(yīng)用于一體化防空系統(tǒng)(IADS)概念，具體包括地面雷達(dá)站鏈網(wǎng)輔以空中預(yù)警與控制飛機(jī)，以偵察高空和低空飛行的飛機(jī)?？諔?zhàn)的人工智能化防御概念表明，通過使用大量人工智能化的小型低成本地面和機(jī)載傳感器，可大規(guī)模補(bǔ)充目前數(shù)量有限且高成本的傳感器部署方式。

擴(kuò)展型物聯(lián)網(wǎng)傳感器戰(zhàn)場(chǎng)上的小分隊(duì)可運(yùn)用人工智能邊緣計(jì)算，將部分處理過的數(shù)據(jù)先通過云端發(fā)送至融合中心，然后再發(fā)送到指揮控制系統(tǒng)。這類更小巧的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以是有源短程雷達(dá)發(fā)射器，但其功率有限，可能會(huì)限制此類用途。更可能的情況是，無源物聯(lián)網(wǎng)傳感器偵測(cè)到整個(gè)電磁頻譜上的發(fā)射情況，包括聲頻帶、紫外線波段、紅外波段、無線電波段和雷達(dá)波段。雖然單個(gè)傳感器的性能可能相對(duì)較低，但是當(dāng)將其與潛在的數(shù)百個(gè)傳感器組合后，或許可在三維空間內(nèi)跟蹤并識(shí)別空中交通。

地面防空物聯(lián)網(wǎng)傳感器的位置比較固定并且會(huì)持續(xù)使用，而配備傳感器的無人機(jī)(UAV)續(xù)航時(shí)長也從數(shù)小時(shí)到一天不等。一些新興的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可能會(huì)顯著延長這種續(xù)航時(shí)間，包括高空氣球、小型通訊衛(wèi)星以及偽衛(wèi)星，所有這些都可能與人工智能技術(shù)相結(jié)合。

大型物聯(lián)網(wǎng)傳感器戰(zhàn)場(chǎng)將使用無源探測(cè)技術(shù)。這意味著飛越這類戰(zhàn)場(chǎng)的飛機(jī)不能使用雷達(dá)、數(shù)據(jù)鏈和通信系統(tǒng)等電磁設(shè)備，以避免被發(fā)現(xiàn)。即便如此，飛機(jī)的正常特征(例如，噪音、熱量和視覺特征)仍可能暴露飛機(jī)的存在。為此，開辟物聯(lián)網(wǎng)傳感器深空戰(zhàn)場(chǎng)具有重要意義。當(dāng)飛機(jī)接近已知的傳感器時(shí)，飛機(jī)可限制自身的發(fā)射，特別是來自飛機(jī)前向航路扇區(qū)的發(fā)射。深空戰(zhàn)場(chǎng)意味著飛越戰(zhàn)場(chǎng)的飛機(jī)即使在正面方向未被偵測(cè)到，仍可能在其側(cè)翼和后方扇區(qū)被發(fā)現(xiàn)。

利用人工智能打造的超大型物聯(lián)網(wǎng)傳感器戰(zhàn)場(chǎng)將部分處理過的數(shù)據(jù)先通過云端發(fā)送至融合設(shè)施，再由人工智能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理。在考慮這些步驟時(shí)，“觀察、判斷、決策與行動(dòng)”(OODA)模型很有用。在“觀察”階段，先將人工智能用于每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算，隨后再應(yīng)用于融合中心。在“判斷”階段，人工智能將在戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)(BMS)中發(fā)揮重要作用。人工智能不僅可生成近實(shí)時(shí)的綜合空中態(tài)勢(shì)圖，而且可預(yù)測(cè)敵人的空中作戰(zhàn)方案與行動(dòng)。

負(fù)責(zé)處理“決策”且了解己方防空部隊(duì)可用性的下一個(gè)人工智能層將待交戰(zhàn)的空中目標(biāo)優(yōu)先接近列表、待部署的最佳跨域攻擊類型、相關(guān)時(shí)間點(diǎn)以及沖突消除考慮事項(xiàng)發(fā)給指揮官審批。為此，人類將以人在回路中或人在回路上的控制方式保持深度參與。

獲批后，下一個(gè)人工智能層將為每個(gè)目標(biāo)指定首選武器，以自動(dòng)傳遞必要的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)，確保與友軍消除沖突，確認(rèn)攻擊目標(biāo)的時(shí)間，并且可能預(yù)估武器彈藥再補(bǔ)給。作為最后一步的“行動(dòng)”主要由人工智能完成。

人工智能型戰(zhàn)斗機(jī)

目前已有多種高性能無人機(jī)在空中飛行，開發(fā)出能運(yùn)用人工智能進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)決策的視距內(nèi)空對(duì)空作戰(zhàn)無人機(jī)似乎是一項(xiàng)簡單的工程任務(wù)。實(shí)際上，美國空軍計(jì)劃于2024年再次開展人工智能操控的飛機(jī)與有人駕駛飛機(jī)進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)的實(shí)驗(yàn)(2020年開展過一次)，屆時(shí)將使用全尺寸戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)。較之載人飛機(jī)，經(jīng)過優(yōu)化的作戰(zhàn)型人工智能化短程纏斗式無人機(jī)可能體積更小、重量更輕且成本更低，并且在防御時(shí)可能無需搭載武器就能干擾敵方的空襲。

指揮控制系統(tǒng)可以輕松指定無人機(jī)與敵機(jī)交戰(zhàn)、接近敵機(jī)并開始與敵機(jī)纏斗。載人飛機(jī)的注意力會(huì)因此而分散，其攻擊方法也會(huì)受到干擾，從而更容易受到其它載人武器系統(tǒng)的攻擊。此外，如果敵方有人飛機(jī)實(shí)施機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)，其燃料使用率會(huì)更高，并且可能需迅速停止攻擊才能返回較遠(yuǎn)的本國基地。

另一方面，搭載武器的人工智能型戰(zhàn)斗機(jī)可視具體情況以人在回路中或人在回路上的模式遂行作戰(zhàn)。但這類模式也有缺點(diǎn)，飛機(jī)搭載武器可能導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)問題，增加連通性問題，對(duì)武裝沖突法則有重大影響，并且可能產(chǎn)生戰(zhàn)術(shù)問題。出于多種原因，更可取的策略可能是讓無人機(jī)攻擊、“鎖定”敵機(jī)并伴飛，從而持續(xù)廣播敵機(jī)的所有航跡和詳細(xì)情況。

人工智能型飛機(jī)可用于空中戰(zhàn)斗巡邏(CAP)或者用作地面待戰(zhàn)截?fù)魴C(jī)(GAI)。空中戰(zhàn)斗巡邏需要體積更大的無人機(jī)，使其在空中待命時(shí)具有有效的續(xù)航能力。但是，類似有人機(jī)尺寸的機(jī)體可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了有人飛機(jī)可達(dá)到的性能水平。對(duì)于無人機(jī)而言，體積越大，其設(shè)計(jì)和操作就越復(fù)雜。

當(dāng)用作地面待戰(zhàn)截?fù)魴C(jī)(GAI)時(shí)，無人機(jī)的體積可能更小，或許更像是一枚導(dǎo)彈而非一架飛機(jī)。例如，美國空軍的XQ-58A“瓦爾基里”遠(yuǎn)程高亞聲速隱身無人機(jī)通過固定的發(fā)射器升空并利用降落傘降落。現(xiàn)今有提議將這種無人機(jī)部署在移動(dòng)式貨運(yùn)集裝箱中。

如果可用作地面待戰(zhàn)截?fù)魴C(jī)的人工智能型無人戰(zhàn)斗機(jī)不需要機(jī)場(chǎng)，縱深防御方法將變得更容易，分布式防空等新概念也將成為可能，這一點(diǎn)至關(guān)重要。可用作地面待戰(zhàn)截?fù)魴C(jī)的人工智能型無人戰(zhàn)斗機(jī)可分散在物聯(lián)網(wǎng)傳感器戰(zhàn)場(chǎng)上，由指揮控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程派遣以執(zhí)行快速反應(yīng)的短程截?fù)羧蝿?wù)，用來配合執(zhí)行空中戰(zhàn)斗巡邏的有人飛機(jī)。另外，此類無人機(jī)不一定需要搭載復(fù)雜的武器系統(tǒng)才能發(fā)揮其效用。

在這類人工智能化一體化防空系統(tǒng)中，人類和無人機(jī)各自負(fù)責(zé)單獨(dú)的任務(wù)，這一點(diǎn)很重要。人類將負(fù)責(zé)承擔(dān)更高級(jí)別的認(rèn)知功能，例如制定總體交戰(zhàn)策略、選擇目標(biāo)并確定其優(yōu)先級(jí)以及批準(zhǔn)交戰(zhàn)。人工智能將承擔(dān)較低級(jí)別的認(rèn)知功能，例如操縱飛機(jī)和纏斗戰(zhàn)術(shù)。

人工智能的欺騙功能

需用“欺騙”功能補(bǔ)充人工智能的“發(fā)現(xiàn)”功能。進(jìn)攻一方必須掌握有關(guān)目標(biāo)及其防御的大量信息，才能可靠地成功發(fā)動(dòng)攻擊。人工智能化“欺騙”系統(tǒng)可分散在整個(gè)實(shí)體和網(wǎng)絡(luò)空間戰(zhàn)場(chǎng)上，從而通過構(gòu)建誤導(dǎo)性的或混亂的態(tài)勢(shì)使敵人喪失“發(fā)現(xiàn)”能力。人工智能化“欺騙”系統(tǒng)也可配合復(fù)雜的欺騙性戰(zhàn)役。

此外，分布范圍很廣的小型移動(dòng)式邊緣計(jì)算系統(tǒng)可通過發(fā)送不同保真度的一系列信號(hào)來制造復(fù)雜的電子誘餌。這類系統(tǒng)可能會(huì)安裝在無人機(jī)上以實(shí)現(xiàn)最大的機(jī)動(dòng)性，然而，使用道路網(wǎng)的無人地面車(UGV)或許也具有特殊功能(例如，偽裝成移動(dòng)地空導(dǎo)彈系統(tǒng))。其目的只是為了在非常有限的攻擊時(shí)間內(nèi)制造“戰(zhàn)場(chǎng)迷霧”。

無人機(jī)可以電子方式“復(fù)制”防御戰(zhàn)斗機(jī)，以制造一種在各個(gè)空中巡邏區(qū)域都有大量戰(zhàn)斗機(jī)在防守目標(biāo)區(qū)域的假象。這種方法的成本可能更高。但這可能會(huì)逼退敵方攻擊機(jī)，以避免高損耗。

“欺騙”功能可進(jìn)一步擴(kuò)展并與被動(dòng)防御措施和作戰(zhàn)方法相整合。為此，通常在作戰(zhàn)行動(dòng)之前建立空軍基地，以便在受到攻擊時(shí)能迅速恢復(fù)戰(zhàn)力。然而，現(xiàn)代精確制導(dǎo)武器已通過強(qiáng)化效果不佳但目前備受推崇的分散法獲得了這種彈性。這種方法已經(jīng)使用了幾十年，人工智能可增強(qiáng)其實(shí)用性。

永久空軍基地周圍可能有多個(gè)衛(wèi)星機(jī)場(chǎng)。這些機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)使用期限可能只有數(shù)周或數(shù)月，而不像永久空軍基地那樣能使用數(shù)十年。當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，來自永久空軍基地的飛機(jī)可在該基地與臨時(shí)機(jī)場(chǎng)之間持續(xù)來回飛行。這種運(yùn)動(dòng)方式將與人工智能化的“欺騙”行動(dòng)緊密結(jié)合，以欺騙、困擾和迷惑對(duì)手，使其不知道確切的攻擊位置并最終決定攻擊友機(jī)未曾出現(xiàn)的地點(diǎn)。這種戰(zhàn)術(shù)增加了“戰(zhàn)爭迷霧”，有可能操縱對(duì)手的感知，并且能有目的地削弱對(duì)手的部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。

在防空戰(zhàn)役中對(duì)手只能使用有限數(shù)量的飛機(jī)、遠(yuǎn)射武器和彈道導(dǎo)彈。攻擊沒有友機(jī)的機(jī)場(chǎng)會(huì)使有人飛機(jī)產(chǎn)生不必要的消耗，而使用遠(yuǎn)射武器和彈道導(dǎo)彈純屬浪費(fèi)稀缺資源。在短期沖突中，這些都是不可替代的裝備庫存?！捌垓_式”人工智能與物理分散法相結(jié)合可支持兩個(gè)防空目標(biāo)：在削弱對(duì)手空襲效果的同時(shí)，使對(duì)手產(chǎn)生消耗。

人工智能化物流

飛機(jī)分散化使得運(yùn)營成本激增，來自多個(gè)臨時(shí)機(jī)場(chǎng)的戰(zhàn)斗機(jī)需在多個(gè)地點(diǎn)以高昂的成本大量重復(fù)提供后勤支援與相關(guān)人力。人工智能化系統(tǒng)可以解決此類問題。

在后勤支援方面，永久空軍基地可能擁有成熟的空中走廊，能夠連接其大型倉庫和消耗性補(bǔ)給品倉儲(chǔ)設(shè)施與臨時(shí)機(jī)場(chǎng)。對(duì)于支援和補(bǔ)給空中走廊的倉儲(chǔ)端，可以使用大量現(xiàn)有的人工智能技術(shù)。

目前，最先進(jìn)的倉庫可實(shí)時(shí)監(jiān)控庫存，利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)訂購，利用先進(jìn)機(jī)器人分揀訂單，并通過自動(dòng)駕駛車輛移動(dòng)庫存。一些倉庫正在開展3D按需打印業(yè)務(wù)，一次性滿足備件需求，并盡量避免老舊設(shè)備的零件庫存過多。此外，還引入了物流控制塔(LCT)概念。物流控制塔可整合各種來源的數(shù)字信息，并通過大數(shù)據(jù)分析提供整個(gè)供應(yīng)鏈的實(shí)時(shí)“全景”，包括運(yùn)輸活動(dòng)?？墒褂孟嗤募夹g(shù)來控制和管理消耗性補(bǔ)給品倉儲(chǔ)設(shè)施。

就空中補(bǔ)給和支援走廊而言，人工智能化物流可使用具有“跟隨領(lǐng)車”自主性的機(jī)器人貨車。這種能力亦稱為“自動(dòng)化列隊(duì)行駛”(platooning)，領(lǐng)頭的貨車為有人駕駛并帶領(lǐng)緊隨其后的多輛無人駕駛車輛。從技術(shù)上看，設(shè)計(jì)無人駕駛的空軍基地物流配送貨車要比設(shè)計(jì)地面部隊(duì)再補(bǔ)給車輛容易得多。前者主要在經(jīng)過預(yù)先勘測(cè)、鋪筑或級(jí)配路面上行駛，并且可使用全球定位系統(tǒng)。

在后勤空中走廊的臨時(shí)機(jī)場(chǎng)末端，人工智能化系統(tǒng)可能無處不在。與當(dāng)前的狀況相比，這類基地通過運(yùn)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、自主作戰(zhàn)和機(jī)器人等技術(shù)，可加快飛機(jī)出動(dòng)速度，并顯著減少所需人員。機(jī)場(chǎng)可能無人駐守，而是由中央控制中心的工程人員和后勤人員在永久空軍基地或其它場(chǎng)所進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。這類機(jī)場(chǎng)甚至能利用可再生能源和電池自行發(fā)電，從而以半自給自足模式運(yùn)行。

這類臨時(shí)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行所需的設(shè)備可能已安裝完畢，一旦發(fā)生沖突，可立即啟動(dòng)。另一方面，臨時(shí)機(jī)場(chǎng)可配備必要的網(wǎng)絡(luò)，以便在交付時(shí)將“即插即用”系統(tǒng)和車輛快速整合至臨時(shí)機(jī)場(chǎng)自身的系統(tǒng)之系統(tǒng)(SOS)，這類系統(tǒng)可能在最初的“跟隨領(lǐng)車”貨車車隊(duì)中。

人工智能可能會(huì)產(chǎn)生一種不同的空戰(zhàn)方式。鑒于通常需要數(shù)十年時(shí)間才能使空軍適應(yīng)新的發(fā)展方向，因此現(xiàn)在正是啟動(dòng)調(diào)整計(jì)劃的最佳時(shí)機(jī)。