人機協(xié)作各用途的優(yōu)勢概述

導讀:本文主要研究了人機協(xié)作在戰(zhàn)場上的應(yīng)用，認為人機協(xié)作是現(xiàn)代軍隊“必須掌握”的技術(shù)，是高端戰(zhàn)爭中保持競爭優(yōu)勢的重要籌碼。本文研究的人機協(xié)作包括人工與半自主機器的協(xié)作以及人工與人工智能代理系統(tǒng)的協(xié)作，列舉美國現(xiàn)有的成功案例論證了人機協(xié)作的多種應(yīng)用領(lǐng)域，如反介入/區(qū)域拒止環(huán)境內(nèi)行動、信息篩選和決策支持、優(yōu)先級排序等。文章指出，美國國防部目前在應(yīng)用人機協(xié)作的過程中存在效率低下、人工能力欠缺、思想抵觸等諸多問題，并相應(yīng)提出了五點改進舉措。

人機協(xié)作通常被狹義地設(shè)想為人工與一個到幾百個或更多的自主化無人系統(tǒng)進行交互的過程。從最基本的形式來看，人機協(xié)作的這種愿景并不新鮮，人類與智能機器合作了幾十年，1997年超級計算機“深藍”在一場國際象棋比賽中擊敗世界冠軍加里·卡斯帕羅夫，體現(xiàn)了早期的機器才能。軍隊長期以來也一直在測試各種概念，以提高這一關(guān)鍵能力。然而，近年來人工智能和機器人技術(shù)的發(fā)展速度令人印象深刻，這促使人們越來越多地考慮這些技術(shù)所能帶來的新能力、效率和優(yōu)勢。

人機協(xié)作的表現(xiàn)形式有一個經(jīng)常被引用的案例，那就是“忠誠僚機”概念：一個人工操作員控制著一些相對廉價、模塊化、可消耗的自主無人機系統(tǒng)（UAS）開展任務(wù)和作業(yè)。這些僚機可在載人飛機前方飛行，執(zhí)行一系列任務(wù)，包括電子攻擊或防御、情報、監(jiān)視與偵察（ISR）或打擊，或作為誘餌吸引火力，“點亮”敵方防空系統(tǒng)。

不僅是美國，大多數(shù)現(xiàn)代國家的軍隊都對人機協(xié)作的這種表現(xiàn)形式越來越感興趣。除美國外，澳大利亞、中國、俄羅斯、英國、土耳其和印度都至少有一個積極的“忠誠僚機”發(fā)展計劃，而第六代戰(zhàn)斗機發(fā)展計劃，如“全球作戰(zhàn)空中計劃”（英國、意大利、日本）、“下一代空中優(yōu)勢計劃”（美國空軍和海軍）和“未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)”（德國、法國、西班牙），都涉及強調(diào)人機協(xié)作和機機協(xié)同的空中力量系統(tǒng)工程概念。

盡管這類人機協(xié)作對新興軍事能力非常重要，并將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，但對人機協(xié)作的討論應(yīng)包括人類與人工智能主體（能夠從其環(huán)境、經(jīng)驗和輸入中學習并根據(jù)其環(huán)境、經(jīng)歷和輸入做出決定的主體）的全方位互動，包括與不具備物理形式的算法進行的絕大多數(shù)互動。“Maven”項目是應(yīng)用這類人機協(xié)作的一個例子，美國防部和現(xiàn)在的國家地理空間情報局開展該項目，利用人工智能，從各種形式的媒體和收集的情報中自主檢測、標記和追蹤感興趣的人或物3，從而使人工分析師和操作員能夠有精力優(yōu)先關(guān)注他們的重點領(lǐng)域。

除圖像分析和目標識別外，非物理表現(xiàn)形式的人機協(xié)作還可支持一系列重要任務(wù)，如威脅探測、數(shù)據(jù)處理和分析。在速度、復雜性和可用數(shù)據(jù)顯著增多的作戰(zhàn)環(huán)境中，這一技術(shù)對軍事效率的提高至關(guān)重要。這一應(yīng)用還可以提高后勤和維護、培訓和后臺管理任務(wù)的效率，從而降低成本和執(zhí)行時間。

通過將人工智能的處理能力和決策支持能力與人的社會智能及判斷力相結(jié)合，并在某些情況下與具有不同自主程度的無人系統(tǒng)的力量倍增效應(yīng)相結(jié)合，人機協(xié)作可以為美國及其盟國和合作伙伴提供多層次的疊加優(yōu)勢。

作為“加速采用人工智能創(chuàng)建一支適合時代的部隊”的更廣泛需求的一部分，國防部對人機協(xié)作當前和未來多層次價值的認識有所提高。盡管如此，五角大樓在采用人工智能和人機協(xié)作方面仍面臨一些長期挑戰(zhàn)。為了加速和深化人機協(xié)作的應(yīng)用，國防部必須想方設(shè)法使開發(fā)工作與私營部門的參與保持一致，為采辦官員在整個國防系統(tǒng)中推廣人機協(xié)作解決方案創(chuàng)造靈活性。這種方法必須輔以如下措施：

·繼續(xù)并更加重視在人類和機器合作伙伴之間建立信任；

·引領(lǐng)建立倫理道德和安全方面的最佳實踐和規(guī)范；

·積極進行迭代實驗；

·確保信息傳遞清晰一致。

這些要素對于實現(xiàn)人機協(xié)作在未來多領(lǐng)域作戰(zhàn)中的價值和優(yōu)勢至關(guān)重要。

引用案例有助于更好地說明人機協(xié)作如何在多個任務(wù)和環(huán)境中提供價值優(yōu)勢。當然，實踐者已經(jīng)看到或經(jīng)歷了各種環(huán)境下案例的使用——包括通過兵棋推演和對正在烏克蘭進行的戰(zhàn)爭的分析。人機協(xié)作的應(yīng)用速度發(fā)展緩慢，這可能會讓人對使用案例的效用產(chǎn)生懷疑。盡管如此，強調(diào)人機協(xié)作的各種應(yīng)用，以及在某些情況下未得到充分重視的應(yīng)用，有助于展示人機協(xié)作發(fā)揮成倍增益作用的不同環(huán)境，以及這種能力如何支持美軍滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場的需求。

然而，在國防部這樣的大型組織中，改變對人機協(xié)作的看法是一項反復的任務(wù)，需要經(jīng)常強化其價值，特別是當支持人機協(xié)作的技術(shù)和概念創(chuàng)造出新的機會時。下文討論的幾個使用案例遠非全部——我們的研討會和研究還探討了其他幾個引人注目的使用案例，但作者之所以選擇它們，是因為它們反映了人機協(xié)作在服役任務(wù)和應(yīng)對國防規(guī)劃者迫切考慮的作戰(zhàn)威脅和挑戰(zhàn)方面的多層價值，如表1所述。

表1 人機協(xié)作各用途的優(yōu)勢概述

在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中行動

確定如何在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中開展行動，顯然是國防規(guī)劃人員的首要任務(wù)。在印太地區(qū)尤其如此，中華人民共和國的軍事現(xiàn)代化努力強調(diào)利用無處不在的多域傳感器以及大量動能和非動能打擊資產(chǎn)建立警戒線，在此類警戒線內(nèi)，美軍和盟軍極易受到敵方火力的攻擊，在最壞的情況下甚至無法有效作戰(zhàn)。

雖然人機協(xié)作無法規(guī)避與強大的反介入/區(qū)域拒止系統(tǒng)作戰(zhàn)的所有風險，但它可以通過多種方式幫助美軍和盟軍更好地管理這些風險，包括處理和分析大型復雜數(shù)據(jù)集，以支持人工操作員更好更快地做出決策。

無人系統(tǒng)、載人資產(chǎn)和人工操作員協(xié)同

在反介入/區(qū)域拒止情況下，使用可消耗和消耗性的無人系統(tǒng)與載人資產(chǎn)、人工控制員和決策者相結(jié)合，可以實現(xiàn)幾個重要目標。最值得注意的是，這些體積較小、成本較低、一般為模塊化的系統(tǒng)可用于使反介入/區(qū)域拒止系統(tǒng)達到飽和、識別敵方防御工事、迫使對手消耗其深層彈藥儲備，以及擴大價值較高的載人和無人資產(chǎn)的作戰(zhàn)范圍，降低載人資產(chǎn)及其人工操作員的風險。

與人員一起行動的無人系統(tǒng)群還能擴大指揮、控制、通信、計算機（C4）和情報、監(jiān)視與偵察（ISR）網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，提供持久且有彈性的情報、監(jiān)視與偵察信息，并將其中的關(guān)鍵信息傳遞到前線。此外，可消耗或可重復使用的系統(tǒng)可使在有爭議的反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中作戰(zhàn)的部隊，在不冒人員傷亡風險的情況下進行維持和再補給，包括使用無人系統(tǒng)直接對反介入/區(qū)域拒止區(qū)域內(nèi)的部隊進行再補給，盡管這些系統(tǒng)攜帶的非消耗性貨物損失的風險和代價也不應(yīng)被忽視。

為此，“降低人工操作員的風險”并不意味著“消除這一風險”，而使用可消耗的無人機系統(tǒng)與無人水面載具（USV）仍然會伴有損失。此外，即使是可消耗系統(tǒng)，系統(tǒng)本身及其裝載物也價值數(shù)百萬美元。為確保人機協(xié)作部隊結(jié)構(gòu)的規(guī)模達標，新的價值計算以及增強的重組系統(tǒng)能力必須跟上預(yù)期的損耗水平。

信息建構(gòu)和決策支持：增強態(tài)勢感知，提高決策速度

反介入/區(qū)域拒止環(huán)境的用例，同時也能說明機器如何支持人類完成關(guān)鍵且要求越來越高的“信息建構(gòu)”（sense-making）任務(wù)——即解釋和融合數(shù)據(jù)，為加強決策建立基礎(chǔ)。

反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中的信息建構(gòu)

反介入/區(qū)域拒止環(huán)境將以大量復雜的數(shù)據(jù)集、以及包括電磁頻譜在內(nèi)的跨域信號和噪聲為特征。操作人員可獲得的數(shù)據(jù)信息將是海量的。多域傳感器、監(jiān)視和打擊資產(chǎn)將積極運作，并與友軍協(xié)作和敵軍交戰(zhàn)，這就需要人工智能代理來幫助處理和過濾數(shù)據(jù)，并將相關(guān)信息反饋給作戰(zhàn)人員。其結(jié)果將是提高人工操作員過濾數(shù)據(jù)的質(zhì)量和速度，然后修復和跟蹤敵方反介入/區(qū)域拒止系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點。這是人工智能的一種應(yīng)用，說明人工智能數(shù)據(jù)融合和復雜數(shù)據(jù)集處理能夠提高態(tài)勢感知能力并加快決策速度。這種信息建構(gòu)的應(yīng)用范圍其實非常廣泛，包括提高識別目標的速度和精度，確定使用適當?shù)膭幽芑蚍莿幽芪淦鞔驌裟繕?，以及確保效果的精確性。

目標工作：聯(lián)合全域指揮與控制（JADC2）

國防部“連接一切”的聯(lián)合全域指揮與控制是另一個應(yīng)用案例，說明人機協(xié)作可以用來支持改進目標工作和加快從傳感器到射手（sensor-to-shooter）的處理過程。正如2022年1月國會研究服務(wù)處的一份報告所指出的，“聯(lián)合全域指揮與控制通過收集來自眾多傳感器的數(shù)據(jù)，使用人工智能算法處理數(shù)據(jù)以識別目標，然后推薦最佳的動能和非動能武器來攻擊目標，從而使指揮官能夠做出更好的決策?！彪m然聯(lián)合全域指揮與控制在很大程度上仍然是一個概念，而不是未來軍事行動的架構(gòu)，但美國軍方已經(jīng)在使用人工智能來幫助尋找和跟蹤戰(zhàn)場上可能的目標或有價值的實體。2021年9月，美國空軍部長弗蘭克·肯德爾承認，空軍已“首次在實戰(zhàn)殺傷鏈中應(yīng)用了人工智能算法”，以提供“自動目標識別”?？系聽栔赋觯ㄟ^這樣做，空軍希望“大幅減少人工識別目標的人力密集型任務(wù)，縮短殺傷鏈并加快決策速度”。

塑造情報分析和任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域的未來

通過人機團隊進行信息建構(gòu)的方式，也正在塑造情報分析和任務(wù)規(guī)劃等領(lǐng)域的未來（見下文關(guān)于大型語言模型的邊欄），在這些領(lǐng)域中，人工智能支持的數(shù)據(jù)融合、模式和異常檢測以及研究和分析支持，為分析人員管理和利用爆炸式增長的可用來源和數(shù)據(jù)提供了便利。人工需要數(shù)天才能完成的任務(wù)，現(xiàn)在只需數(shù)小時即可完成，從而使人員能夠集中精力處理從大型數(shù)據(jù)集中獲取的最相關(guān)的信息。例如，在俄烏戰(zhàn)爭中，烏克蘭武裝部隊已經(jīng)在使用自然語言處理工具，利用人工智能來翻譯和分析截獲的俄羅斯通信情報，從而節(jié)省了分析人員的時間，使他們能夠?qū)Ｗ⒂陉P(guān)鍵信息和情報的處理。人工智能的使用不僅加快了分析速度，而且還能將“已知的未知數(shù)”（unknownknowns）——觀察到但容易被忽視或遺忘的聯(lián)系、視角和信息——提煉出來引起分析人員的注意，并向人類決策者闡明信息的價值或質(zhì)量。

2023年1月，國家情報總監(jiān)辦公室下屬的情報高級研究計劃局（IARPA）宣布了一項名為REASON（在線快速解釋、分析和采購）的項目。該項目將使用人工智能軟件來改進人工撰寫的情報評估產(chǎn)品。該軟件將審查人工撰寫的報告，并自動生成撰稿人可能不知道或沒有使用的其他來源的建議，還將作為一個自動的紅隊評審員（red-teamreviewer），就如何提高報告的分析質(zhì)量提出建議。該程序朝著正確的方向邁出了一步，展示了人工智能的眾多用途之一，即可以幫助人類建立數(shù)據(jù)和來源之間的聯(lián)系并改進分析和決策。

審核編輯：黃飛