隨著人工智能發(fā)展速度的加快，國(guó)防規(guī)劃人員開(kāi)始重視人工智能技術(shù)為指揮和控制帶來(lái)的超匹配能力。大量的規(guī)劃、計(jì)劃和預(yù)算編制工作已經(jīng)開(kāi)始，這將提高未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的通信能力和生存能力。現(xiàn)在，部隊(duì)也在設(shè)計(jì)和原型開(kāi)發(fā)現(xiàn)代系統(tǒng)，以幫助指揮官比以往任何時(shí)候都更全面地感知、觀察、定位、決策和行動(dòng)。它們將穿透戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧。

隨著武裝沖突時(shí)間的縮短，會(huì)產(chǎn)生哪些技術(shù)影響？過(guò)去可能耗時(shí)數(shù)年的戰(zhàn)爭(zhēng)可能在數(shù)月甚至數(shù)周內(nèi)就能決定勝負(fù)。歷時(shí)數(shù)周的行動(dòng)必須在數(shù)天或數(shù)小時(shí)內(nèi)完成。而指揮官們?cè)谧龀鰶Q定之前，在歷史上可能有充足的時(shí)間，但現(xiàn)在卻不得不在幾秒鐘內(nèi)做出決定。每個(gè)指揮所的組織和運(yùn)行將發(fā)生怎樣的變化？這些都是軍事領(lǐng)導(dǎo)人面臨的重大問(wèn)題，因?yàn)樗麄冋谝?guī)劃一條融合并充分利用自主性、機(jī)器學(xué)習(xí)、可信通信和邊緣計(jì)算優(yōu)勢(shì)的前進(jìn)道路。

未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的指揮所場(chǎng)景設(shè)想

一只兔子正在咀嚼三葉草，咬到一半就僵住了，耳朵轉(zhuǎn)向左邊。透過(guò)樹(shù)林，它聽(tīng)到了另一種生物向它走來(lái)的腳步聲。如果聲音的來(lái)源是捕食者，兔子就準(zhǔn)備逃跑，它聽(tīng)著不明動(dòng)物的四只腳有節(jié)奏地小跑，看著它出現(xiàn)在空地邊緣。它飛快地躲開(kāi)了這只越來(lái)越近的四足動(dòng)物，因?yàn)樗鼜奈匆?jiàn)過(guò)這樣的動(dòng)物。這只像狗一樣的生物是當(dāng)晚在該地區(qū)出現(xiàn)的 12 個(gè)自主機(jī)器人之一，它們?cè)谝粋€(gè)摩托化師準(zhǔn)備建立的指揮所周圍的關(guān)鍵地形上各就各位。這是戰(zhàn)爭(zhēng)的開(kāi)端，這些狗的任務(wù)是進(jìn)行偵察。

幾分鐘后，隨著師長(zhǎng)和參謀人員停下腳步并建立防御態(tài)勢(shì)，一陣低沉而穩(wěn)定的裝甲踩踏聲從樹(shù)林中傳出。指揮所的自主防御部隊(duì)--軍犬--現(xiàn)在占據(jù)了安全位置。“軍犬”每三個(gè)一組。當(dāng)其中一只正在進(jìn)行四小時(shí)輪班時(shí)，另外兩只正在充電。

這些“軍犬”距離指揮所很近，可以將自己作為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。在沖突的這一階段，“軍犬”只有一個(gè)簡(jiǎn)單的交戰(zhàn)規(guī)則：如果有人類靠近，就向指揮所發(fā)出警報(bào)。如果探測(cè)到人類，它們就會(huì)使用傳感器記錄并向指揮所傳輸音頻、視頻和熱紅外數(shù)據(jù)。被指派保衛(wèi)指揮所的連長(zhǎng)將根據(jù)該人是友軍、敵軍還是非戰(zhàn)斗人員來(lái)決定采取何種行動(dòng)。

在行動(dòng)的這一階段，指揮所將在原地停留長(zhǎng)達(dá) 48 小時(shí)，然后再移動(dòng)。在這 172800 秒的時(shí)間里，“軍犬”每小時(shí)將以近乎穩(wěn)定的速度傳輸 288 千字節(jié)。這是它們的指揮和控制數(shù)據(jù)傳輸速率，可以讓它們一遍又一遍地重復(fù)熟悉的模式--向左看、向前看、向右看、報(bào)告系統(tǒng)狀態(tài)、重復(fù)。這可以確保它們彼此保持聯(lián)系，并保持警惕。如果它們懷疑或探測(cè)到附近有人類，那么它們的數(shù)據(jù)傳輸速率就會(huì)膨脹到每小時(shí) 720 千兆字節(jié)，來(lái)自機(jī)載傳感器的態(tài)勢(shì)感知觀測(cè)數(shù)據(jù)。

在這種環(huán)境下，帶寬在功率、重量和冷卻方面都很昂貴。通信資源還有其他需求者。由于該師的每個(gè)成員及其設(shè)備都是一個(gè)傳感器，因此還有更多的情報(bào)、監(jiān)視和偵察信息在網(wǎng)絡(luò)上爭(zhēng)奪優(yōu)先權(quán)。后勤系統(tǒng)、語(yǔ)音通信、地理空間更新、指揮命令、醫(yī)療診斷數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)都在試圖通過(guò)這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。此外，還有計(jì)劃的網(wǎng)絡(luò)限制和從主要路徑到備用路徑的轉(zhuǎn)換，以混淆任何敵對(duì)系統(tǒng)對(duì)該師真實(shí)組成和身份的認(rèn)識(shí)。

出于這些原因，“軍犬”機(jī)器人（或分艦上的其他傳感器）中的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型必須盡可能減少誤報(bào)。值得慶幸的是，軍犬“眼睛 ”上的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型已經(jīng)在高度多樣化的生物群落、一年四季、無(wú)數(shù)種天氣和光線條件下完成了近五萬(wàn)小時(shí)的訓(xùn)練。它們還消耗了關(guān)于現(xiàn)代軍事遮蔽物對(duì)視覺(jué)的影響、偽裝技術(shù)和模式以及人類和機(jī)器人軍事編隊(duì)的步態(tài)和身體姿勢(shì)差異的特殊訓(xùn)練數(shù)據(jù)。盡管這種訓(xùn)練數(shù)據(jù)機(jī)制聽(tīng)起來(lái)令人印象深刻，但它不可能考慮到所有情況，這也是為什么該師的機(jī)器學(xué)習(xí)作戰(zhàn)部門準(zhǔn)備根據(jù)部隊(duì)遇到的生物群落以及首戰(zhàn)中不可避免的敵方戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序變化，對(duì)軍犬和其他傳感器進(jìn)行微調(diào)的原因。

重新訓(xùn)練計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型與所有其他統(tǒng)計(jì)分析一樣。簡(jiǎn)單地說(shuō)，需要有一個(gè)有代表性的樣本，以便用數(shù)學(xué)方法表達(dá)樣本關(guān)鍵變量之間的關(guān)系。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中，場(chǎng)景中的物體--天空、云層、地平線、有樹(shù)的山丘、無(wú)樹(shù)的山丘、單個(gè)建筑物、建筑物上的窗戶、透過(guò)窗戶看到的人臉等等--都是樣本。每只“軍犬”的傳感器都在收集周圍生物群落的無(wú)數(shù)樣本。在這些樣本中，有計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型從未見(jiàn)過(guò)的新的異常值，因?yàn)樗闹谱髡邲](méi)有一個(gè)能容納地球上所有多樣性的實(shí)驗(yàn)室。

經(jīng)過(guò)最初 8640 秒的夜間巡邏，“軍犬”誤報(bào)了一只熊，這只熊蹣跚地走到一棵樹(shù)下，然后用后腿站起來(lái)，試圖去夠一些橡子。當(dāng)它這樣做時(shí)，其中一只“軍犬”發(fā)現(xiàn)了它，通過(guò)傳感器捕捉到了幾分鐘的畫(huà)面，并向指揮所安全人員發(fā)出警報(bào)。在早上的員工會(huì)議上，指揮所安全連連長(zhǎng)問(wèn)機(jī)器學(xué)習(xí)操作人員，他們能對(duì)這只讓他們夜不能寐的熊做些什么。

機(jī)器學(xué)習(xí)小組是整個(gè)聯(lián)合部隊(duì)的眾多小組之一。他們都在沖突的早期階段收集樣本。感知到的異常值以及所有觀察結(jié)果中的大量隨機(jī)樣本，都會(huì)根據(jù)其能力和隊(duì)列優(yōu)先級(jí)流回戰(zhàn)區(qū)內(nèi)外的計(jì)算集群。部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)傳輸。其他數(shù)據(jù)則由在單元間移動(dòng)的各種后勤車輛被動(dòng)收集，然后通過(guò)物理存儲(chǔ)設(shè)備傳輸移動(dòng)。

數(shù)據(jù)科學(xué)家在處理整個(gè)視覺(jué)傳感器隊(duì)的誤報(bào)時(shí)，確定他們對(duì)當(dāng)?shù)匦茴惖挠^察結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以將所有觀察結(jié)果反饋給人工智能數(shù)據(jù)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)，以完成一輪半監(jiān)督負(fù)訓(xùn)練，將其分類為非人類和非戰(zhàn)斗人員。團(tuán)隊(duì)相信，新訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型對(duì)熊的誤報(bào)率將減少約 70%。

早期樣本的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型未檢測(cè)到的敵方戰(zhàn)術(shù)哨兵。這種誤報(bào)可能會(huì)對(duì)部隊(duì)保護(hù)造成不利影響。哨兵就像一只坐在樹(shù)枝上的鳥(niǎo)，但實(shí)際上它是一個(gè)離散的視聽(tīng)傳感器包。通過(guò)將哨兵的多次觀察結(jié)果與互聯(lián)網(wǎng)上業(yè)余觀鳥(niǎo)者的視頻樣本進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)能夠訓(xùn)練出一個(gè)分類器，將哨兵與活鳥(niǎo)區(qū)分開(kāi)來(lái)。

有了這個(gè)新的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型，團(tuán)隊(duì)就可以準(zhǔn)備軟件更新策略了。在接下來(lái)的 21600 秒內(nèi)，整個(gè)聯(lián)合部隊(duì)將部署數(shù)百個(gè)計(jì)算機(jī)視覺(jué)更新。它們不可能也不應(yīng)該一次性全部部署。在過(guò)去三年中，這些團(tuán)隊(duì)已經(jīng)數(shù)百次實(shí)踐了這種持續(xù)集成和持續(xù)交付（CI/CD）方法。與現(xiàn)代云計(jì)算提供商一樣，他們也有一套部署策略，通過(guò)一系列測(cè)試和小規(guī)模部署來(lái)確認(rèn)功能是否正常。

除了這些現(xiàn)代軟件實(shí)踐外，機(jī)器學(xué)習(xí)操作人員還確保他們的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型部署到狗的樣本中，這些狗會(huì)重新觀察類似鳥(niǎo)類的對(duì)象，以及熊產(chǎn)生誤報(bào)最多的地方。由于新數(shù)據(jù)顯示誤報(bào)和誤報(bào)率大幅降低，團(tuán)隊(duì)繼續(xù)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳感器機(jī)群的其余部分進(jìn)行部署。值得慶幸的是，更新計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型可以有效利用帶寬。根據(jù)傳感器的不同，原始模型的大小在 40 到 60 兆之間。更新只需原始模型的 10%-20%，在這種情況下，更新只需五到十兆字節(jié)。所有這些微小的效率在戰(zhàn)術(shù)邊緣及其潛在的拒絕、斷開(kāi)、間歇或受限條件下都非常重要。

數(shù)據(jù)時(shí)代、戰(zhàn)斗演練和 WERX

在每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)代都必須進(jìn)行的一系列更新就是新的戰(zhàn)斗演練。它們必須像士兵清除卡住的武器一樣熟悉和磨練。

必須展示哪些概念才能最終投入實(shí)戰(zhàn)？軍隊(duì)編制、人員和領(lǐng)導(dǎo)者必須如何采用和塑造這些新的數(shù)據(jù)作戰(zhàn)演習(xí)？美國(guó)陸軍已經(jīng)開(kāi)始了云計(jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、算法戰(zhàn)爭(zhēng)、自主性和人機(jī)團(tuán)隊(duì)的數(shù)字奧德賽。美國(guó)各軍種都在迅速啟用其采購(gòu)、安全和信息技術(shù)干部，以提供這些技術(shù)和實(shí)踐。由此產(chǎn)生的軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐不僅限于后臺(tái)職能部門。它們正通過(guò)傳統(tǒng)和替代性的采購(gòu)?fù)緩剑诟鱾€(gè)層級(jí)同時(shí)出現(xiàn)。久經(jīng)考驗(yàn)的研究、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和評(píng)估計(jì)劃，以及專門致力于成功實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和人工智能能力的新組織，都在加速這些實(shí)踐。引領(lǐng)這些新努力的是一個(gè)擁有共同愿景和重新審慎承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者網(wǎng)絡(luò)。

走進(jìn)任何一家新的軟件工廠或 Dev/Ops（開(kāi)發(fā)/運(yùn)營(yíng)）軟件團(tuán)隊(duì)，如 AFWERX、SOFWERX 等，就會(huì)看到了解自己使命和技能的專業(yè)人士。就像他們之前在航空、機(jī)械化作業(yè)和非機(jī)組人員系統(tǒng)領(lǐng)域的先驅(qū)一樣，他們知道自己所從事的工作的新穎性很容易被誤解或否定。然而，當(dāng)他們考慮到烏克蘭和以色列正在進(jìn)行的戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，他們積極推動(dòng)新能力的發(fā)展，以戰(zhàn)勝任何對(duì)手。

人工智能加速路線圖

所有這些工作都有意義所在。要想讓它們結(jié)出碩果并最大限度地影響軍事效率，領(lǐng)導(dǎo)者必須積極努力，加快團(tuán)隊(duì)的效果。為此，他們可以采取幾個(gè)關(guān)鍵步驟。

首先，消除開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)與最終用戶之間的距離。這對(duì)成功采用軟件和硬件至關(guān)重要。用戶和開(kāi)發(fā)人員之間的接觸點(diǎn)是你應(yīng)該衡量和投資的。如果用戶沒(méi)有破壞技術(shù)，而開(kāi)發(fā)人員也沒(méi)有根據(jù)他們無(wú)法預(yù)料的用例迅速調(diào)整技術(shù)，那么你就會(huì)把這些不幸的發(fā)現(xiàn)推遲到第一場(chǎng)戰(zhàn)斗中。

第二，與官僚機(jī)構(gòu)中的現(xiàn)狀偏見(jiàn)作斗爭(zhēng)。如果有人告訴你，生成式人工智能沒(méi)有需求，那么請(qǐng)?zhí)嵝阉麄儯谲娛率返钠渌拯c(diǎn)上，槍械、坦克、飛機(jī)、反簡(jiǎn)易爆炸裝置和反無(wú)人機(jī)技術(shù)也沒(méi)有需求--直到技術(shù)和用例匯聚在一起，使需求變得非常明確。

第三，將人工智能項(xiàng)目分解成一個(gè)組合，在一般的開(kāi)發(fā)、安全、機(jī)器學(xué)習(xí)、運(yùn)營(yíng)（DevSecMLOps）流水線與不同機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)科（如自然語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)聽(tīng)覺(jué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)）的獨(dú)特需求之間取得平衡，以滿足遙感、感知和自主等不同應(yīng)用的需求。

第四，除了你的團(tuán)隊(duì)正在構(gòu)建的人類角色外，還必須為另一個(gè)用戶--新興力量結(jié)構(gòu)中的機(jī)器角色--提供服務(wù)。部隊(duì)結(jié)構(gòu)中每個(gè)支持機(jī)器學(xué)習(xí)的設(shè)備都需要一個(gè)人工智能就緒的數(shù)據(jù)產(chǎn)品戰(zhàn)略和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略，以便在各種沖突、生物群落和任務(wù)中對(duì)其進(jìn)行再訓(xùn)練。當(dāng)人類繼續(xù)消耗豆子和子彈時(shí)，機(jī)器將消耗電池和字節(jié)。

第五，除了已經(jīng)建立的物理和虛擬訓(xùn)練環(huán)境，還需要一個(gè)設(shè)備農(nóng)場(chǎng)、一個(gè)模型動(dòng)物園和一個(gè)數(shù)字孿生家族。移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員必須在各種設(shè)備制造商之間進(jìn)行測(cè)試，以確保向前和向后的兼容性。設(shè)備農(nóng)場(chǎng)可以幫助開(kāi)發(fā)人員從這些異構(gòu)設(shè)備群中快速獲得技術(shù)反饋。在下一個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代，這些設(shè)備可能是四足機(jī)器人、無(wú)人機(jī)群，也可能是載人履帶車。機(jī)器學(xué)習(xí)工程師建立并迭代了大量開(kāi)源和專有模型。在對(duì)它們進(jìn)行訓(xùn)練和再訓(xùn)練的過(guò)程中，工程師們將擁有越來(lái)越多的模型集合（動(dòng)物園），這些模型將成為在新情況下進(jìn)行快速微調(diào)的更好起點(diǎn)。數(shù)字孿生將有助于確保您擁有一個(gè)具有充分代表性的環(huán)境，以展示新的網(wǎng)絡(luò)-設(shè)備-數(shù)據(jù)-模型組合的預(yù)期效果。

第六，零信任運(yùn)動(dòng)。就像 Hedy Lamarr 和 George Antheil 發(fā)明的跳頻擴(kuò)頻一樣，零信任系統(tǒng)不斷強(qiáng)制執(zhí)行憑證和其他證書(shū)的連接、輪換和重新認(rèn)證，以確保安全一致性，抵御外部和內(nèi)部威脅。要做到這一點(diǎn)是一門復(fù)雜的藝術(shù)，但您應(yīng)該在數(shù)據(jù)和系統(tǒng)訪問(wèn)中要求具備這種能力。BYOD（自帶設(shè)備）是企業(yè)能夠以零信任方式運(yùn)行的標(biāo)志。當(dāng)您可以信任員工帶去工作的異構(gòu)敵對(duì)外國(guó)設(shè)備時(shí)，您將具備必要的組織和技術(shù)實(shí)力，與盟友和聯(lián)合部隊(duì)中的任務(wù)合作伙伴實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)。

第七，組織需要每周部署到生產(chǎn)中，領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)參與 CI/CD 流程。現(xiàn)代云計(jì)算服務(wù)通過(guò)多種策略實(shí)現(xiàn)高可用性。其中最關(guān)鍵的是，在發(fā)生中斷事件時(shí)，開(kāi)發(fā)人員與其領(lǐng)導(dǎo)之間通過(guò)軟件定義的連接。在純粹的形式下，DevOps 意味著構(gòu)建軟件的同一個(gè)團(tuán)隊(duì)也會(huì)部署軟件，如果部署失敗，他們會(huì)在半夜接到呼叫。這就加強(qiáng)了測(cè)試過(guò)程中對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注。傳呼過(guò)程還可以與主要領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系起來(lái)。如果知道有一定的時(shí)間來(lái)解決軟件部署失敗的問(wèn)題，并在經(jīng)理被傳呼之前恢復(fù)正常服務(wù)，那么每個(gè)人都會(huì)在測(cè)試過(guò)程中更加關(guān)注細(xì)節(jié)。

第八，明確允許在哪些領(lǐng)域進(jìn)行 “系統(tǒng) 1 ”和 “系統(tǒng) 2 ”機(jī)器思維實(shí)驗(yàn)。丹尼爾-卡尼曼（Daniel Kahneman）在《思考，快與慢》（Thinking， Fast and Slow）一書(shū)中普及了現(xiàn)代人對(duì)人類思維能力的理解，即人類的思維能力是兩個(gè)系統(tǒng)的副產(chǎn)品。系統(tǒng) 1 自動(dòng)做出快速反應(yīng)，就像 “戰(zhàn)斗或逃跑 ”反應(yīng)一樣。你的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或嗅覺(jué)幾乎不費(fèi)吹灰之力就能處理房子著火的情況。卡尼曼將其與系統(tǒng) 2 區(qū)分開(kāi)來(lái)，后者 “將注意力分配給費(fèi)力的心理活動(dòng)”，并完成復(fù)雜計(jì)算等任務(wù)。通過(guò)它，我們對(duì)何時(shí)將精力分配給專注力有了更多的自主權(quán)和選擇權(quán)。人機(jī)協(xié)作的關(guān)鍵在于將系統(tǒng) 1 和系統(tǒng) 2 的任務(wù)分配給合適的隊(duì)友。

我們不希望有一天會(huì)經(jīng)歷這種情況，但在未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)上，兩支陸軍將在夜間發(fā)生沖突。清晨，雙方的幾個(gè)營(yíng)可能只剩下殘兵敗將。哪一方能更快地執(zhí)行重組戰(zhàn)斗演習(xí)，哪一方就能立即獲得優(yōu)勢(shì)。從原屬組織脫離并加入新組織的任務(wù)命令需要幾個(gè)行政和控制步驟。指揮官應(yīng)首先選擇新的領(lǐng)導(dǎo)和編隊(duì)，這是系統(tǒng) 2 的流程。不過(guò)，一旦命令下達(dá)，一系列系統(tǒng) 1 應(yīng)用程序和信息應(yīng)能使所有人員、醫(yī)療、后勤和其他支持?jǐn)?shù)據(jù)迅速準(zhǔn)確地傳送到新的指揮人員手中。如果我們把眼前的工作做好，新?tīng)I(yíng)應(yīng)該能在 3600 秒內(nèi)做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備，而不是 28800 秒。分秒必爭(zhēng)。