美國軍事智能戰略布局及發展動向

中國工程科技知識中心 發佈 2024-04-09T21:34:33.466239+00:00

近年來,美軍將推動人工智慧的軍事應用作為最重要的優先事項之一,美國國防部及各軍種先後出台了人工智慧相關戰略規劃,頒布一系列條令法律,並成立了相關組織機構加強對軍事智能科技的頂層設計;

近年來,美軍將推動人工智慧的軍事應用作為最重要的優先事項之一,美國國防部及各軍種先後出台了人工智慧相關戰略規劃,頒布一系列條令法律,並成立了相關組織機構加強對軍事智能科技的頂層設計;通過加強人工智慧管控、加強軍事領域人才隊伍建設、加大研發資金投入等方式,推動美軍人工智慧的快速發展和應用。



研究概覽


元戰略研究員對美國軍事智能的戰略布局和發展趨勢進行了深入研究,得出了重要的經驗啟示。

一、戰略布局

(一)發布頂層戰略規劃,強化軍事智能戰略牽引

(二)建立及整合人工智慧機構,優化頂層決策機制

(三)重視軍事智能風險管控,加強人工智慧倫理監管

(四)加快人才隊伍建設,開展人工智慧國際合作

(五)加大軍事智能經費投入,夯實研發資金保障

二、發展趨勢

(一)制定技術路線圖,展開軍事智能超前布局

(二)積極開展基礎研究,維持發展創新優勢

(三)充分發揮市場優勢,加快技術轉化應用

三、美國軍事智能戰略布局的啟示

(一)強化軍事智能頂層戰略謀劃和組織領導

(二)加強軍事智能安全風險的研判和防範

(三)加快人工智慧人才培養和人才隊伍建設


一、戰略布局

美國為加快實現人工智慧軍事應用步伐,採取了一系列措施:

  • 發布頂層戰略規劃、建立相關組織機構,加強軍事智能頂層設計;
  • 重視軍事人工智慧系統相關的倫理準則制定和風險管控,加強人工智慧安全監管;
  • 推進智能領域的人才培養和軍事智能的資金投入,保障人工智慧相關戰略的有效實施,加速戰鬥力的生成。

其戰略布局如圖1所示。


圖1 美國軍事智能戰略布局簡圖

(一)發布頂層戰略規劃,強化軍事智能戰略牽引

美國從2016年以來出台了一系列人工智慧戰略與政策,並補充出台了無人系統、新興技術等相關配套政策,在全球人工智慧領域加強戰略布局和頂層規劃,美國人工智慧頂層戰略發布時間軸如圖2所示。

圖2 美國人工智慧頂層戰略發布時間軸


一直以來,美國在戰略層面高度重視人工智慧發展,近年來發布的人工智慧政策數量達到歷史最高記錄。表1所示為近年來美國軍事智能相關頂層戰略規劃文件及內容。

表1 近年來美國軍事智能相關頂層戰略規劃文件


為確保人工智慧領域的全球領導地位,美國近幾年在行政條令和立法層面進行了諸多嘗試,為美國發布的一系列戰略規劃提供了堅實的制度保障。表2所示為近年來美國軍事智能相關法規及內容。

表2 近年來美國軍事智能相關法規

(二)建立及整合人工智慧機構,優化頂層決策機制

從美國國防部來看,推動美軍人工智慧相關工作的組織機構主要有聯合人工智慧中心(Joint AI Center,JAIC)、國防部長辦公室(Office of the Secretary of Defense,OSD)、國防部高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)、戰略能力辦公室(Strategic Capabilities Office,SCO)、國防創新單元(DIU)等,DIU的前身是2015年成立的國防創新實驗單元(Defense Innovation Unit Experimental,DIUx)。此外,各軍種也有多個組織機構在大力推進人工智慧的軍事應用。


1.美國國防部設立人工智慧專項管理機構

美國在聯邦政府層面和所屬機構層面分別實施了多項機構增設和調整的改革,力圖破除人工智慧發展的體制機制障礙,推動機構內外的人工智慧研發協作。美國政府人工智慧管理機構布局如圖3所示。

圖3 美國政府人工智慧管理機構布局圖


JAIC於2018年6月成立,其前身是2017年4月成立的算法戰跨職能小組,該小組以「Maven項目」聞名。JAIC旨在推進人工智慧快速賦能關鍵任務,建立美國國防部通用人工智慧基礎設施,在國防部層面上統籌協調人工智慧活動,以及吸引和培育一流的人才團隊。該機構的設立凸顯了美軍在人工智慧技術上全面統籌和規劃人工智慧技術整體發展及應用的願望和努力。


為加強人工智慧、數據和軟體開發與應用的一體化管理,美國國防部於2021年底宣布成立「首席數字與人工智慧辦公室(Chief Digital and Artificial Intelligence Office,CDAO)」,具體承擔美國數字工程戰略,通過人工智慧創新進一步推進國防部的數位化轉型。


CDAO將通過履行幾個關鍵職能來實現這一使命:

  • 領導和監督國防部在數據、分析和人工智慧方面的戰略發展和政策制定。
  • 在適當的國防部機構流程中打破採用數據和人工智慧的障礙。
  • 創建有利的數字基礎設施和服務,支持各部門開發和部署數據、分析、人工智慧和數字啟用的解決方案。
  • 針對相關使用的情況,有選擇地擴大經過驗證的數位化和人工智慧解決方案。
  • 提供一支先進的技術專家隊伍,作為數據和數位化響應部隊,能夠用最先進的數位化解決方案,從而解決緊急危機和新出現的挑戰。



2022年6月,該辦公室將JAIC、國防數字服務處及首席數據官辦公室等組織的功能完全整合,全面投入運行。該機構正在為大規模開發和部署數據、分析和人工智慧支持的能力奠定堅實的基礎。該基礎的一部分是確保該部門擁有必要的人員、平台和流程,以不斷為商業領袖和作戰人員提供敏捷的解決方案。


此外,美國國防部還設立了其他人工智慧相關機構。2022年5月,美國國防部政策副部長辦公室下設新興能力政策辦公室,負責制定與人工智慧、高超聲速等新興技術相關的政策,旨在將新興技術能力整合到國防戰略、規劃指南和預算流程中,以加速新興技術開發與作戰應用。2022年7月,美國國防部宣布將「機載目標識別與管理」小組更名為「全域異常解決辦公室」,並擴大其職責範圍,包括同步整個國防部及聯邦部門和機構的工作,以探測、識別和確定軍事設施、作戰區、訓練區、特殊用途空域和其他相關區域內或附近的相關目標,消除對國家安全的相關威脅,進一步提升人工智慧在整個國防部的重要性。


2.美國全面推動軍事智能技術發展

一是OSD重點在基礎領域布局項目,支撐聯合全域作戰能力體系建設,2023年度預算表明美軍當前重點在基於人工智慧技術的彈性網絡、跨域平台互操作性、無人水下裝備等方面投入。

二是DAPRA側重於為解決國家安全的中長期問題提供人工智慧及其他高技術儲備和支持,許多概念都體現超前的思維,其「馬賽克戰」作戰概念充分體現了美國對未來智能化戰爭的認知領先。同時,2023年度DARPA計劃投入大量精力實踐人工智慧技術路線圖,當前在人工智慧魯棒性、算法可追溯性等方向布局了多個項目。

三是SCO更關注近期現實作戰需求,重點通過系統集成與概念創新,快速發展新質作戰能力,力求通過新的作戰概念賦予傳統武器平台以新角色,重構現有的軍隊組織形式,短期內形成新的作戰能力。四是DIU充當先進民用技術的發現者、牽線者、投資者。DIU是新抵消戰略所構建的創新生態架構中的重要一環,DIU與國防部和跨部門的組織合作,快速實現商業解決方案,這些解決方案可以引入新的作戰概念、提高效率。


3.各軍種大力推進人工智慧軍事應用

一方面,美軍各軍種的研究實驗室均有眾多人工智慧相關項目。例如,美陸軍研究實驗室稱其研究組合中大約有一半項目都與人工智慧密切相關,主要聚焦自主智能機動、智能彈藥開發、複雜環境中的賽博和電磁活動等。


另一方面,各軍種也成立了專門的機構來管理和推進軍種的人工智慧應用。例如,2018年10月陸軍人工智慧工作組正式成立,由陸軍未來司令部領導。這是自美國國防部JAIC成立後組建的首個陸軍人工智慧管理機構,表明陸軍已全面推進人工智慧研究及應用工作。2018年12月,美國空軍也成立了空軍人工智慧跨職能小組,其首要任務之一就是搭建將人工智慧最新技術引入空軍的通路


(三)重視軍事智能風險管控,加強人工智慧倫理監管

美國國防部也十分注重人工智慧倫理準則的制定,「引領軍事人工智慧倫理和安全標準制定」是美軍人工智慧戰略的五大支柱之一。


2019年10月,美國國防部國防創新委員會發布《人工智慧準則:國防部應用人工智慧倫理建議》,提出了國防部運用人工智慧的五項原則和十二條建議,並建議建立國防部層面的人工智慧指導委員會,確保人工智慧倫理準則的正確推行。


為加強人工智慧倫理監管,2022年10月,美國白宮科學技術政策辦公室發布《人工智慧權利法案》藍圖文件,提出創建安全有效的系統、算法歧視保護、數據隱私保護、透明性、可問責性等五項原則,以保護美國公眾個人數據不被人工智慧算法濫用,提高人工智慧被更多領域採用的安全性。


此外,DARPA於2022年3月啟動的「In the Moment(ITM)」項目,旨在軍事決策過程中引入人工智慧技術,通過嚴格的、可量化和可擴展的方法來建立和評估算法系統,以便在無法獲得客觀事實的情況下完成困難決策,為美國國防部的關鍵行動構建可信的算法決策者。


(四)加快人才隊伍建設,開展人工智慧國際合作

美軍在人工智慧領域的基礎性人才培養方面也出台了一些規劃和措施。2019年2月,美國發布《美國人工智慧計劃》,該計劃包括五個關鍵領域,人才培養是其中之一。計劃要求各機構通過培訓、獎學金和理工科教育等方式,幫助美國工人獲得開發和應用人工智慧技術的技能。另外,美國還成立工人全國委員會,承諾為工人提供更多教育、培訓和學習新技能的機會。美國人工智慧國家安全委員會也表示,應儘快成立一所人工智慧學院,以軍事化管理的方式招募和培養技術人才,還應加強科技教育力度,採取更多措施吸引該領域高精尖人才,並實施移民改革,加強人工智慧人才引進並制定更寬鬆的人才簽證政策。


國際合作方面,由於各國人工智慧發展水平差異巨大,訴求各不相同,加之人工智慧技術易擴散,無法全面禁止,發展不確定性高,如不規範和約束,可能出現失控風險。因此美國積極開展人工智慧國際合作,於2020年5月宣布加入人工智慧全球夥伴關係組織,試圖協調與盟友的人工智慧研發工作;美國與英國於2020年12月建立「自主和人工智慧合作夥伴關係協定」,積極開展軍事智能和自主無人方面的合作;人工智慧國家安全委員會提出要建立或將依託「民主峰會」開展工作的「新興技術聯盟」,制定符合美國及其盟友價值觀的標準和規範,推動聯合開發與合作等。


(五)加大軍事智能經費投入,夯實研發資金保障

美國人工智慧研發在世界上處於領先水平,得益於長期且持續性的投資。美國一直將人工智慧作為美國政府投資的優先事項,強調人工智慧在新興技術中的核心地位,注重在具有潛在長期收益的基礎性領域進行持續性投資。根據2023財年預算,國防部總額為7730億美元的預算申請,包括1301億美元的研究、開發、測試和評估資金,比2022財年增加了9.5%。


國防部正在進行人工智慧和數據加速計劃(有助於改善軍隊作戰司令部的戰術人工智慧)等多項人工智慧工作。作戰數據和人工智慧飛行技術專家團隊正被派往軍方的11個作戰司令部,以幫助他們更好地了解數據並創建人工智慧工具以簡化決策。國防部希望使用從團隊收集的信息來更新網絡基礎設施等內容。


另一項正在進行的努力是快速防禦實驗儲備,旨在解決能力差距和新興技術問題。通過研究、開發、測試和評估,美國國防部將重點放在有爭議的後勤、全域指揮和控制以及遠程火力上。國防部已經在計劃2024財年的快速實驗「衝刺」,擬每年進行兩次研究、開發、測試和評估演示。



二、發展趨勢

美國通過以上幾個方面的戰略布局,加快推進其人工智慧的軍事應用步伐,其軍事智能發展趨勢主要體現在以下幾個方面:通過制定系列規劃和路線圖等方式,對軍事智能技術展開超前布局;全面加強人工智慧基礎研究,維持人工智慧創新優勢;充分發揮市場優勢,促進成果快速形成戰鬥力,以保持其軍事智能的領先地位。


(一)制定技術路線圖,展開軍事智能超前布局

美軍針對人工智慧軍事應用已制定發展規劃,明確時間表,擬定路線圖,逐年加碼相關領域投資,以全面打造智能化戰爭支撐技術體系。


2019年,美國國防部所屬的系統工程研究中心制定了一份構建和指導人工智慧研究的「SE4AI」和「AI4SE」路線圖,最終目標是實現「人機協同共進」。2023年度,DARPA計劃投入大量精力實踐美國國防部制定的人工智慧技術路線圖:一是開發各領域通用的機器學習系統,降低標記訓練數據量需求,向各軍兵種推廣;二是開發高級建模和仿真工具,以更好地表示、量化和建模複雜的軍事系統;三是利用人工智慧布局複雜微系統的先進設計、製造、封裝、組裝和測試的基礎科學,解決新型材料系統的基礎器件物理特性,以使電子器件能夠在極端環境中工作。


在軍種層面,美軍先後制定了「智能化發展路線圖」,如《無人系統綜合路線圖(2017-2042財年)》《海軍無人系統戰略路線圖》《地面無人系統路線圖》《機器人路線圖》等,探索有人與無人系統統一編組、無人裝備平台的實戰化應用,以及未來科技條件下的戰爭制勝模式,形成針對主要對手的新「代差」優勢。


(二)積極開展基礎研究,維持發展創新優勢

基礎性研究對創新起主導作用。美軍向來重視智能化技術的基礎性研究,聚焦核心和關鍵技術的突破,夯實軍事智能化發展的基礎。美國聯邦政府在算法、晶片、傳感器等基礎領域進行了長期持續性的投資,研究水平遙遙領先,創新優勢顯著。為了維持美國人工智慧的創新優勢,DARPA、國家科學基金會等一些大型研究機構開展了一系列具有長遠價值及戰略眼光的基礎研究項目。DARPA啟動了數百個跨學科人工智慧項目,綜合了計算機科學、數學、概率論、統計和認知科學領域內的最新研究成果,在基礎研究和應用研究之間建立了平衡。為維持美國人工智慧的創新優勢,DARPA還在不斷開展一系列基礎研究項目,典型項目包括:終身學習機器、下一代人工智慧、人工智慧探索計劃、智能神經接口、虛擬智能處理、機器常識、可解釋人工智慧、人機探索軟體安全、以知識為導向的人工智慧推理模式等,這些基礎項目涵蓋了DARPA大部分的人工智慧項目,對美軍人工智慧武器裝備的發展產生了基礎性、長遠性和顛覆性影響。


(三)充分發揮市場優勢,加快技術轉化應用

現代(特別是從第二次世界大戰到冷戰時期)許多重大科技(如計算機、核技術、全球定位系統和網際網路等)的發展都是源於軍事需求,由國家政府主導,隨後由軍用拓展到民用。但當前新一代人工智慧的發展和應用從主體上看發端起源於民用、商用領域,目前人才、技術、成果主要在軍外。正因為如此,美軍各種人工智慧相關戰略規劃和實踐活動都特別強調與產業界和學術界合作。


2018年8月正式成立的DIU是美國國防部的常設科技成果轉化組織機構,其使命是加速美軍採用商業技術來加強國家安全的進程。DIU鼓勵非傳統技術公司與國防部合作,現已在矽谷、波士頓、奧斯汀和華盛頓特區設立辦事處,與這些地區的初創企業、頂尖科技公司和高校開展人工智慧研發活動。這不僅有助於加深聯合創新小組與領先企業的聯繫,而且也將使國防部與風險投資公司建立更緊密的關係,構成了創新生態系統,為國防部帶來新動能。



三、美國軍事智能戰略布局的啟示

通過綜合布局,美國政府正持續提升在人工智慧領域的全球領導力、技術實力、影響力、作戰運用能力,向著其預設的發展目標邁進。綜合分析,得出以下幾個方面的經驗啟示。


(一)強化軍事智能頂層戰略謀劃和組織領導

人工智慧作為國家戰略的一環,應成為國家發展戰略的重要組成部分。近兩年美國政府、美國國防部及各軍種等均將人工智慧作為優先發展事項,出台了一系列上下銜接配套的戰略規劃文件,指定或成立相關機構管理和推動美軍人工智慧的發展。


(二)加強軍事智能安全風險的研判和防範

倫理道德等治理問題是人工智慧發展面臨的最大挑戰之一,需要達成治理共識,建立安全評估和管控能力,從而為其劃出法律和倫理道德邊界。美國政府通過制定一系列人工智慧倫理準則和安全風險管控機制,加快實現符合道德、法律和社會目標要求的人工智慧系統整體設計。


(三)加快人工智慧人才培養和人才隊伍建設

各國間的人工智慧競爭,核心是人才存量與人才質量競爭,這涉及人才培養能力、人才培養水平和各類人才的持續輸出能力。當前,各國都缺少高水平、領軍型的人工智慧人才,如何在短時內培養出高水平的人工智慧人才,是各國正共同思考的問題。美國的人工智慧政策中,將培養專業人才和打造人才隊伍作為其重點任務,通過資金扶持、研發投資、平台建設等措施加以支持,加快其人工智慧人才隊伍的建設步伐。



轉自丨元戰略

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