2017-02-16 13:14:25
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2016年，美國國防部國防科學委員會公開發布題為《自主性》的研究報告。報告分析了當下自主技術的發展態勢與技術應用面臨的難題，提出了加快自主技術應用需要采取的措施、可能派上重要用場的現實應用領域，圍繞這些領域設計了一批重點攻關項目，并展望了未來“可觀的”應用前景，相關內容與觀點值得關注與解讀。
一、報告的重要內容與觀點
（一）自主技術已陸續取得重要突破
1.傳感器技術已經實現全頻譜探測
新世紀以來，光電、紅外、雷達各種類型傳感器形成了對物理世界的全頻譜探測能力。美空軍已開發數據融合與分析軟件來進行時敏目標定位，經演示驗證，該軟件在自主檢測移動人員與車輛方面的成功率大于90%。
未來，傳感器技術將進一步向類似人體的視覺、嗅覺方向發展，形成高保真觸感和情景探測能力。
2.機器學習、分析與推理技術已經實現以任務為導向、以規則為基礎制定決策
機器已經具有大容量計算處理能力，能夠以任務為導向、以規則為基礎制定決策，能夠借助培訓用數據進行學習。美國國防后勤局（DLA）在后勤系統中引入自主化技術，過去十五年間，該局向軍隊提供物資與保障的業務經費總額從170億美元上升至460億美元，且實現了后勤人員數量無增長、戰備水平創歷史記錄的良好效果。
未來，自主系統思考/決策能力可實現基于思想的推理、近乎直覺的判斷能力。
3.運動及控制技術已經實現路線規劃式導航
目前，亞馬遜公司使用機器人在倉庫內自主移動物料，將儲存貨物揀選效率提升4倍，還基于預期出貨進行倉庫內存貨的動態重新配置。未來，自主系統的行動能力短期將實現躲避障礙的導航，長期可實現動態導航、高自由度傳動裝置控制。
4.協同技術已經實現人－機和機－機間基于規則的協調
人－機間已經實現高人機比率，機－機間已實現基于規則的多平臺協調，許多防空和導彈防御系統的操作人員與系統協作識別和確認敵方目標后，發射自主攔截器，隨后系統自主探測并截獲目標。
未來，人－機和機－機協作可共享“心理模型”，實現相互之間的可預測性、互相了解意圖、完全自適應協調、隱蔽通信。
（二）軍事領域或出現重大變革
1.實現重大事件預測分析
數據科學的進步和計算能力的不斷提升，提供了利用大數據對未來可能發生的事件進行可追溯預測的可能性。未來有望自主識別事件背后彼此關聯的驅動因素，從而列出未來事件可能的發展軌跡，更好地應對類似美駐利比亞使館遭襲、“阿拉伯之春”運動等事件。
2.實現自主化集群作戰
未來有望將大量小型固定翼或旋轉翼飛機使用目標鎖定方式投放到預定區域，整體實現對“前方彈藥補給和加油點”的攻擊覆蓋，而不是對點目標進行精確鎖定。如果自主化武器蜂群的規模足夠大，就能夠通過消耗防御武器或超過同時防御的目標數量方式，壓制“前方彈藥補給和加油點”的防御能力。
3.檢測入侵物聯網節點的攻擊行為
物聯網理論上可以包含數量超乎想象、幾乎任何種類的設備，據一項研究估計，到2020年，物聯網將包含500億個設備，總產值超過3萬億美元。由惠普公司發布的一項研究結果表明，70%最常用的物聯網設備中都有可被利用的漏洞。面對如此巨大的安全隱患，未來將唯有自主系統能夠進行入侵檢測與防護。
4.實現可抗擊網絡攻擊的自主武器系統
當前的網絡防御工具主要是利用網絡資源來保護網絡，但自主武器系統可能會在通信受阻的電磁環境下執行任務，其網絡防御需要另辟蹊徑。未來自主武器系統有望在沒有人工干預條件下，判斷被攻擊子系統對任務執行的影響程度，并恢復關鍵子系統的能力，或在適當情況下隔離或關閉無關緊要的子系統。
5.自主規劃空中作戰
當前，執行一次大型空中作戰行動一般需要20分鐘，而規劃一次這樣的行動卻需要40～50人耗時12小時，且必須在任務開始前24小時完成。自主技術有望顯著加快作戰規劃的制定。如報告就建議美國空軍研究實驗室開展一項挑戰課題，目標是在確定行動任務后的1小時內制定出作戰規劃。
（三）樹立對自主技術的信心是發展的核心問題
雖然自主系統發展已經取得重大進展，但其存在固有問題，如機器與人類的感知與思維模式不同、機器缺乏自我認知與環境感知、自主運行過程中可觀察性、可預測性、可指導性以及可審查性低、人機協作時二者對共同目標的認知不一致、人機間存在直接進行語言交流的障礙、機器難以實現人類水平的自學習能力等。這些問題直接影響著人們對自主系統的信任，以下幾個方面影響尤其顯著。
1.不信任自主化系統遂行指揮控制活動。
從根本上說，無論由人還是機器實施指揮控制，所有行動、尤其是作戰相關行動，必須依照政策等規范執行。機器在理解政策規范的目標與方法方面與人類相比均存在較大差距，絕大多數的自主作戰系統應該依照負有直接監管職能的戰場指揮官的引導與指示行事。
2.不相信能實現真正高水平人機協同與作戰協同
有效的人機協同需要所有隊員奉行共同目標，這要求保持目標認知的一致性，但讓機器了解團隊目標、推斷指揮官意圖，對設計師和操作員未預見的情況進行處理，這實現起來難度很大。
3.在文化、政策與法律問題方面存疑
人們通常會對自主系統，尤其是火力打擊型自主系統失控、落入敵方等情形產生擔憂。盡管美軍官方的政策與法律對此有明確闡述，但公眾不確信政策法律足以保證這種擔憂的發生。傳統思維慣勢與文化也加劇了這種擔憂，一些著名科學家和技術專家近期發表聲明，試圖宣傳快速應用人工智能和自主機器人可能帶來嚴重后果，如史蒂芬·霍金發出警告，人工智能可終結人類。
二、簡要分析
1.報告的觀點與內容值得高度重視
國防科學委員會（DSB）是美國國防部權威的決策咨詢機構，他們提交的這份《報告》的內容與觀點得到了國防部負責采辦、技術與后勤的副部長的高度認可，將對美軍自主化技術發展走向產生影響。美軍自主化技術發展走向毫無疑問是我們關注的焦點，倒逼著我們重視分析研究這份報告。
2.要站在戰略的高度重視自主化技術的發展
自主性的核心支撐技術是人工智能，自主化技術的每一個進展都是邁向智能化時代的堅實步伐。目前大家普遍認為，智能化是新一輪科技革命的核心，將成為撬動社會轉型的杠桿。
當前，人工智能發展的拐點已經到來。1995年，世界知名信息技術研究和分析機構Gartner公司發明了技術成熟度曲線模型，或稱炒作曲線，用于評估新技術的成熟度。2016年Gartner曲線共對34項新興技術作出預測。從數量規模來看，智能技術有15項，占比超過40%。特別是在首次引入Gartner曲線的16項新興技術中，人工智能技術占比超過50%，形成技術集群式發展態勢。2016年1月21日，美參謀長聯席會議副主席保羅•塞爾瓦在布魯金斯學會21世紀安全與情報中心召開的對話中呼吁美軍及國家重視人工智能對國家和戰爭的影響。美國知名智庫新美國安全中心于2014年出版的報告《20YY：為機器人時代的戰爭作準備》認為，“未來戰爭將轉向全新的戰爭形態，而對于美國及其盟友、伙伴和對手而言，在這種全新的戰爭形態中，無人和自主系統將扮演核心角色。美國的軍事領導人應未雨綢繆，迎接這個并不遙遠的未來——機器人時代的戰爭。”
可以說，自主化技術是開啟新戰爭形態的一把鑰匙，誰率先拿到這把鑰匙，就掌握了下一場戰爭、下一個戰爭形態下的戰略主導權。
事實上，報告清晰列出了自主化技術在軍事領域里巨大的現實應用價值。
3.要遵循自主化系統特色推進技術研發
自學習、自適應是自主化系統的重要特色，它意味著自主化系統的功能在持續動態擴展中，自主化系統的行為方式會基于不斷積累的經驗進行調整。這些特點將極大顛覆目前關于系統采辦的基本概念與流程。
從采辦角度看，以往經驗表明，設計空間越狹窄、采購任務越易成功。相反，要求越不固定，采購成本越高、成功概率越低。對于功能都難以完全界定的自主化系統，基于功能評估費用的采辦模式受到重大挑戰。
從系統測試角度看，傳統測試給予測試對象預設的輸入，通過判斷輸出是否與既定響應特性一致來判斷是否正確實現既定功能。自主化系統功能與行為方式動態變化，基于功能的標準化輸入不再存在，既定響應特性也不再存在，通過傳統測試判斷系統性能是否達標不再可行。
類似挑戰在設計、維護等各個環節都有體現。因此，從自主化系統特性出發，傳統線性推進系統設計、研發、試驗、培訓、運行與維護流程的發展模式要進行根本性變革，讓開發人員與用戶在采辦的各個階段進行合作，使所有工作都在一個平行的聯合環境中完成，如讓建模仿真、試驗鑒定、紅色小組（指以敵對心態專門針對組織機構及其準則、運行理念與系統提出質疑，進而改善產品或流程的獨立組織）審核等均在研發初期介入，且全流程循環開展工作。
4.要放置在軍民融合發展的大背景下開展技術攻關
2015年年末，美國聯邦航空管理局（FAA）在無人機登記方面引入國家級框架，在最初兩個星期內登記的無人機就達18.1萬架，國防部的無人機規模相形見絀。自主化系統發展與此類似，民用領域龐大的市場決定了巨大的投入，這個投入遠遠超過軍隊的投入。2016中國人工智能大會會議及主辦機構認為，全球人工智能產業產值在2018年有望達到2697.3億元，在2020年有望達到3700億元。為此報告明確提出，與情報體系合作，搜集更多全球各地在軍事相關自主技術方面所取得突破的相關情報，隨時發現將民用領域自主化技術引入軍事領域的契機，并實行技術引進與插入。
但也必須看到，軍事領域的特色決定自主化技術不能“一買了之”、“一引了之”。一些軍事特色突出的挑戰仍然需要軍方持續大力開展專題性攻關。例如：
商業部門通常可構建環境以簡化自主系統的決策制定流程。但在許多軍事任務中，作戰環境隨時變化，無法構建環境，也就無法簡化決策制定流程，無法回避技術挑戰；商業部門可以分解問題，先應用自主系統解決簡單問題，困難問題留待人工解決。在軍事領域的某些應用中，例如強對抗作戰環境下，人工解決自主系統無法處理的問題不現實（如掃雷）；商業總體上惡意擊潰網絡系統的行為不多，軍事領域網絡攻擊是一項核心任務，自主系統生存環境明顯比商業領域惡劣。
這些特色決定軍隊要在一些關鍵技術攻關上發揮主導作用，充當主要投入者。
5.要高度重視自主化系統對抗手段研究
自主化技術作為信息技術的典型代表，在全球范圍內有明顯的流通性。我們不僅要思考如何利用自己的自主化系統攻擊他人，同樣要考慮如何防御他人自主化系統的攻擊。報告提出的一些思路值得借鑒：使用欺騙技術打亂以規則為基礎的邏輯、使敵自主化系統內嵌的處理能力超載、或擾亂敵軍供應鏈。在工作層面應當長期開展反自主化系統的研究，要將網絡、定向能、電子戰、情報體系等各方面人才納入到反自主化系統研究力量中來，在訓練演習中，為軍隊對抗部隊配備自主系統與反自主能力等。
結束語
諾基亞沒有及時從傳統手機轉向智能手機，幾乎被剔除出手機主要生產商之列；柯達沒有及時從膠卷相機時代轉向數碼相機時代，直接倒閉，轟然倒塌。軍事領域里德國率先大規模發展的坦克裝甲部隊在二戰初期幾乎碾壓了整個歐洲。歷史無數次用慘痛的教訓表明，如果不能抓住一些關鍵技術的發展機遇，就會被時代所拋棄，就會落后挨打。因此必須高度重視報告關于發展自主化技術緊迫性的闡述“本項報告認為，自主系統在國防部各種任務中具有重要作戰價值，但國防部必須迅速行動以實現這一價值。因為對手與友軍同樣能夠利用全球飛速的技術進步。簡而言之，速度決定一切。”
