人工智能的发展及其在未来战争中的影响与应用思考
程运江 张程 赵日 周国峰 许泽宇
摘要：本文介绍了人工智能技术的概念、起源与发展，分析了人工智能技术对未来战争的影响及其在国外军事领域的发展现状，提出了人工智能技术在未来战争有四种重要的发展应用方向：智能作战样式、智能作战体系、智能作战武器、智能作战保障，可为人工智能技术在军事领域的发展和未来战争的应用提出建设性意见。
关键词：人工智能;未来战争;智能化
中图分类号：TJ760;TP18文献标识码：A文章编号：1673-5048（2019）01-0058-05[SQ0]
0引言
人工智能技术已进入快速发展期，是公认最有可能改变未来世界的颠覆性技术之一，也是推动军事发展、改革战争形态的颠覆性技术[1]。世界各军事强国均已将人工智能技术提升至国家战略层次，从顶层规划、基础研究、科研预算等方面给予了多方面的支持。人工智能武器的出现将从根本上改变作战样式和作战理论，战争形态也将从徒手战争、冷兵器战争、热兵器战争、机械化战争、信息化战争阶段向智能化程度更高、博弈性更强、功能更丰富、作战效果更佳的未来智能化战争形态发展[2-3]。人工智能技术在军事战争领域应用广阔，世界各大军事强国已经着手开展智能化军事装备的竞赛。其中，美国提前布局，将人工智能视为实现美国“第三次抵消战略”的主要途径之一，谋求在智能化方面与其他国家拉开差距形成代差[4]。美国空军开展了“技术地平线”等技术研究，促使无人作战、智能化作战等颠覆性技术生成战斗能力，保持与对手形成非对称优势[5]。
为更好抓住未来战争形态的发展机遇，避免丧失先机而对军事装备发展造成代差，亟需用未来的眼光瞄准和适应未来的战争形态，大力开展人工智能技术对国内未来战争及相关武器装备的应用研究。
1人工智能概念、起源与发展
1.1人工智能的概念
人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支，主要目标在于研究用机器模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术，是一门研究、开发用于模仿、延伸人的智能、技术及应用系统的技术科学[6]。
智能化一般而言具有感知能力、记忆与思维能力、学习与自适应能力、行为能力等特征。从智能化层次来看，人工智能可分为运算智能、感知智能和认知智能3个层次[7]。
（1）运算智能，指快速计算和记忆存储能力，是感知智能和认知智能的基础。其核心主要是進行科学运算、逻辑处理、统计查询等，以协助存储和处理海量数据。
（2）感知智能，指视觉、触觉、听觉等感知能力，是运算智能的更高一层次。其核心主要是实现机器可“看”懂与“听”懂的能力，并以此为基础辅助人类更高效率地完成感知类的相关工作，如图像理解、语言翻译等。
（3）认知智能，指“能理解、会思考”等类人类智能能力，是人工智能现阶段的最高层次。其核心主要在于实现机器自主思考、行动，可全面辅助或替代人类工作，强调机器可自主思考、理解、推理、决策，其综合性更强，更贴近人类智能。
1.2人工智能的起源与发展
人工智能孕育于20世纪20年代，美国数学家维纳将数理关系简化为类理论，推动数学逻辑，向机器逻辑迈进了一步。20世纪三四十年代，智能界涌现了数理逻辑和关于计算的新思想，并且有相关研究表明推理的某些方面可以用比较简单的结构加以形式化[6]。20世纪50年代，世界的科学技术进入一个新的发展阶段，信息量急剧增加，信息传递日益加快，人类的自然智能已经无法迅速处理如此巨大数量的信息，于是开始探索通过计算机执行需要使用人的智能才能完成的任务。1956年夏季，在美国的达特茅斯大学举办了一次长达两个月的机器模拟人工智能的研讨会，首次提出人工智能术语（ArtificialIntelligence，AI），标志着人工智能技术学科的诞生。20世纪60年代，人工智能技术快速发展，在定理证明、下棋等方面得到应用与研究。20世纪70年代，随着计算机技术和集成电路的发展，人工智能技术在专家系统方面得到研究并进入应用开发阶段。20世纪80年代以来，人工智能技术推广至化学、管理、石油、军事等领域，并相继成功研发出对应的专家系统。20世纪90年代，IBM开发的超级电脑“深蓝”两次挑战世界冠军帕罗夫成功，意味着人工智能技术取得具有里程碑意义的成功。现阶段的人工智能技术发展起源于2010年以后，在大数据技术和计算机超级能力提升的基础上，大数据互联网为改进机器学习提供了强有力的支撑。2016年，谷歌公司开发的“阿尔法”在围棋网络平台横扫柯洁、朴廷桓、井山裕太等围棋界顶尖高手，攻克了被称为“人类智慧的最后堡垒”的领域——围棋。
2014年秋，斯坦福大学发起了人工智能百年研究调研项目，分析了人工智能过去15年的发展状况，并预测了其在未来15年的发展趋势。研究结果表明，人工智能革命得益于多个因素协同作用，技术的积累和日趋成熟使人工智能呈现爆发增长之势。未来15年，人工智能领域将集中关注人类意识系统的开发，涉及包括计算机视觉、机器学习、文本语言处理、自然语言处理、机器人技术、生物识别技术等核心技术[8]。
2智能化战争时代
2.1人工智能推动战争形态变革
航空兵器2019年第26卷第1期
程运江，等：人工智能的发展及其在未来战争中的影响与应用思考
战争形态是一个笼统、高度概括的概念，其内涵由作战样式、作战装备和颠覆性技术组成[2]。战争是以新作战样式体现，新作战样式是由新的作战装备实现，而新的作战装备是因颠覆性技术突破产生，颠覆性技术的研发又受到新作战样式的影响，三者相互耦合，相互影响。当作战样式、作战装备和颠覆性技术相互影响突破，就可能推动战争形态变革，产生未来战争形态。其中，颠覆性技术是新型战争形态的基石，可以推动产生新的作战装备和作战样式，掌握了颠覆性技术就能更多地掌握战争制胜的主动权。人工智能作为颠覆性技术的重要发展方向，将在作战样式、作战体系、作战武器、作战保障等方面改变现有机械化、信息化战争形态，进而推动未来战场格局的改革。
近年来，随着超大规模计算、量子计算、云计算、大数据、类脑芯片和深度学习等新技术的不断突破，人工智能在运算智能、感知智能和认知智能领域取得重大进展，极大推动了军用机器人、智能武器、无人机等作战装备的研究发展，改变了现有的作战样式、作战装备、作战体系，使得未来的战争形态发生巨大变化。智能作战即将来临，成为继火药、机械制造技术、现代信息集成技术之后的又一次技术革命。此前，火药、机械制造技术、现代信息集成技术先后推动了热兵器战争、机械化战争、信息化战争形态的发展。
2.2国外人工智能在军事领域的发展现状
在人工智能技术推动军事战争变革之际，美国、俄罗斯、英国、法国等世界各大军事强国已提前布局、着手智能化军事装备发展，提升无人作战、智能化作战等能力，确保可从人工智能颠覆性技术快速生成战斗能力以保持与对手形成非对称优势。
（1）美国人工智能在军事领域的发展现状
面对新时期军事需求变化，美国国防高级研究计划局（DARPA）将人工智能视为实现美国“第三次抵消战略”的主要途径之一。为适应未来20年的战略环境，继续保持未来的技术优势，美国空军于2010年开展了技术领域顶层战略规划——“技术地平线”研究，在作战需求牵引与技术发展双轮驱动下，重点发展了“空海一体战”，并对无人作战、自主控制、精确打击、智能态势感知等核心作战能力进行研究，促使美国空军从武器装备差异化、颠覆技术快速生成作战能力等方面保持与对手形成非对称优势[9]。美国空军分别开展了群体与个体智能作战武器装备研究。2015年6月，美国空军组织1架F16战斗机发射72个微型无人机，进行集群编队飞行试验。2016年，美国空军发布了小型无人机系统的发展路线图，阐述了包括作战任务、“忠诚僚机”和集群作战样式等相关内容。2018年，美国空军进行了第二次LRASM远程智能反舰导弹齐射飞行试验，完成了中段、末段导航自动转换，采用弹上传感器导引至海上移动目标，并成功命中靶标。
（2）其他国家在人工智能军事领域的发展现状
俄罗斯战略导弹部队正在研制的“狼式-2”移动式机器人系统采用履带式底盘，可在5km范围内通过无线电频道控制，由热成像仪、弹道计算机、激光测距仪和陀螺稳定器保证射击精度，可在时速35km的情况下击中目标[10]。俄罗斯的部分T-50和苏-35战斗机装备“决斗”智能辅助系统，可使飞行员更好地完成判断、决策和武器操控。2016年7月，俄罗斯塔斯社报道，俄罗斯下一代战斗机将于2025年公布，其飞行马赫数可达4～5，可在临近空间飞行，且有望对飞机附近5～10架无人机集群进行指挥控制。
2016年3月，英法两国宣布共同进行无人未来空战系统项目研究合作，预计将在2030年左右逐步替代现有的阵风和台风战斗机。2017年3月，法国达索飞机公司成功实现了神经元无人机与阵风战斗机的数百里编队飞行，促进了“有人-无人”协同、无人僚机等研究[11]。
2011年，白俄罗斯研制出一款带履带系统的无人驾驶遥控武器平台，具备在遥控指令控制下使用配备的机枪和榴弹发射器攻击800m距离内的目标。以色列研制了“多戈”自动武装战术作战机器人，配装标准格洛克26型9mm口径手枪。
3人工智能在未来战争应用的思考
如今，世界科技迅猛发展，正面临着新突破的发展格局。以人机大战为标志，人工智能技术取得了突破性重大进展，并将加速向战争领域转移（尤其是空战领域），包括作战样式、作战体系、作战武器、作战保障等，极有可能推动战争形态变革，向智能化战争阶段迈进。因此，需要用未来的眼光瞄准和适应未来的战争形态，加强对人工智能技术的研究，加紧做好技术创新的战略性布局，科学应对人工智能对未来战争形态带来的演變，全力争夺未来战场的“新制高点”。人工智能在未来战争应用主要有以下四种重要的发展方向。
3.1智能作战样式引领未来战争的发展趋势
无人作战是指以无人驾驶的、完全按照遥控操作或按预编程序自主运作且携带进攻性或防御性武器的武器平台为依托遂行的作战行动。在美军阿富汗、伊拉克战争期间，错综复杂的战场环境、充满危险的军事行动和繁重的作战任务都急迫需求无人作战平台，更多采取无人作战样式以减少伤亡、减轻作战压力。与无人作战相比，智能无人作战将更具有自主/半自主的运动控制、任务规划、指挥决策、任务执行等方面的智能特征。着眼未来，随着智能无人作战平台大规模走上战争舞台，未来作战样式将进一步转型，谋求“高智能、零伤亡、无人制胜”将成为未来战场的一个重要趋势，智能无人作战将成为一种颠覆性的新型作战样式主导未来战场[12]。智能无人作战有以下三点发展趋势：
（1）加强有人与无人智能协同作战。在日趋复杂的战场环境中，无人装备与有人装备的协同作战能力将成为未来无人作战的一个重要发展方向，实现混合编组，共同执行各种杀伤性和非杀伤性的任务。
（2）发展智能自主作战。随着人工智能技术的更深层次研究与突破，智能无人作战平台的智能化程度将进一步提高，具备高智能、多功能、反应快、超强适应性、感知和避障等能力的无人作战平台将成建制、有组织走上作战一线，自主作战成为可能。
（3）实施“蜂群”战术。“蜂群”指大量分散的个体或小组，作为一个整体协调一致进行战斗，对敌实施饱和攻击，具有自主协同和自适应等特点。
3.2智能作战体系掌握未来战争的主动权
体系对抗是现阶段信息化战争的基本特征，也是未来战场的主旋律，掌握智能程度更高的作战体系就可以掌握未来战争的主动权。智能作战体系是指基于高度人工智能化的自主作战体系，包括智能探测系统、智能作战指挥系统及智能武器系统等，可实现智能任务规划与决策、智能飞行管理与协同和智能寻的识别与评估，如图1所示。
通过智能探测系统、智能作战指挥系统及智能武器系统，可有机融合预警探测、情报收集、网络通信、指挥控制、电子对抗、任务生成、火力打击、综合保障等作战要素，从“侦、控、抗、打、评”等维度将体系对抗与大数据智能、类脑智能、自主智能、群体智能等人工智能技术有机结合，重点解决动态响应、智能决策、自主作战等核心问题，实现作战体系的体系对抗自主化、智能化，极大地提高武器装备的作战效能。
3.3智能作戰武器成为未来战争的杀手锏
智能制导武器是传统武器的升级版，是具有较高水平“思考”能力的杀伤武器，支撑制导武器作战模式变革，形成一种新型非对称制衡能力。以导弹为例，智能导弹是将人工智能技术应用到导弹武器的作战指挥、弹体结构、制导控制、战斗部、动力系统等，使导弹从探测、跟踪、寻的、突防、毁伤、协同作战、保障等作战过程及全寿命周期内实现局部自主性或完全自主性[13]。以导弹为例，智能制导武器应具备以下功能：
（1）战场信息智能感知。在未来复杂的战场环境下，智能化导弹可实时感知太空、空中、地面、水下、网络等多维战场环境，多源融合不同种类信息情报，为后续作战提供信息支撑。
（2）目标智能识别。基于多种传感器、多源信息获取更准确的目标数据，避免被相似目标或诱饵迷惑，提供导弹的目标识别能力。
（3）动力智能控制。通过采用自主能量管控技术和自适应、自修复能力的动力系统，实现导弹大纵深、大空域、大机动的动力自适应能力。
（4）结构智能变形。在导弹飞行过程中遇到突发情况，可通过弹体或弹翼做出自适应变形以改变飞行姿态和飞行轨迹，改变升力和速度，进而有效避免或解决突发情况，提高导弹生存力。
目前，DARPA，NASA和美国空军等开展“智能翼”研究，展示了形状记忆合金等智能材料的应用潜力。同时，欧洲也启动了由多个单位合作的3AS（ActiveAeroelasticAircraftStructures），将变体飞机的研制列入了研究日程[14]。
3.4智能作战保障提高未来战争的作战节奏
智能保障是在作战保障领域广泛运用物联感知、大数据、人工智能等技术群[15]，融合现代管理、信息化战争等方法，采用创新保障理念、优化体制结构、再造机制流程、改进保障方式等手段，更好地实现需求自动感知、资源自动筹措、任务自主执行的智能化保障。
智慧保障以“智能+行动”为基本模型，利用信息系统处理业务，运用大数据支持决策，通过智能装备执行任务，依托信息网络协同行动，能够灵活应对大规模集群作战、快速反应作战等作战样式，科学分析作战需求与命令，智能快速地做出作战响应，实现武器装备的智能保障与快速供应，支撑战斗力生成模式的跨越转化，提高未来战争的保障效益和作战节奏。
4结束语
人工智能技术是新世纪引领未来发展的主导学科之一，也是对未来战争甚至未来社会都会产生巨大影响的颠覆性技术之一。要敏锐把握人工智能快速发展的契机，重视人工智能技术对未来战争相关军事武器的应用与研究，提升无人作战、智能化作战等作战能力，加快推进智能化在变革未来战争形态中的基础主导作用，超前布局人工智能技术在军事指挥、军事装备、作战方式等方面需突破的关键核心技术，以更好地抓住未来战争形态的发展机遇，掌握打赢未来战争的主动权。
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