美国未来学家阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》中写道,人们发动战争的方式,正反映了他们所处时代的生活方式。当今世界,随着科学技术的飞速发展,战争形态加速由机械化、信息化向智能化方向发展,尤其是当前以人工智能、大数据、云计算、脑科学等为代表的一大批颠覆性智能技术的融入带来了智能时代作战样式的全新变革,集群智能技术作为颠覆性技术群的重要组成部分,对未来智能时代的作战产生深刻的影响。
掌控未来作战领域制高点
2017年1月10日,美国国防部公布了一段由3架F/A-18战斗机释放的由3D打印的103架“灰山鹑”(Perdix)小型无人机视频,视频显示这些无人机集群能够进行集体决策、自适应协同和自修正编队飞行,它们能够根据任务要求一起协作控制、导航、聚集和分散行动。美国国防部战略能力办公室主任威廉·罗博尔称,“这些小型无人机并不是经过预设程序协调行动的个体,而是像自然界中类似鸟群的动物群体那样共享一个分布式大脑,相互协调行动”。无人机群里的每架无人机之间都能够进行彼此通联,而确保它们之间的能够一起联动的关键性控制技术即集群智能技术。
集群智能技术(Swarmlntelligence),源于对自然界中存在的群集行为的概念在社会科学领域的“嫁接”和“移植”,即通过控制某个群体中众多无智能的个体之间进行简单合作所表现出来的一种智能化行为的技术。集群智能技术作为一种颠覆性技术,自诞生以来一直被世界军事强国视为军用人工智能的核心和未来作战领域的制高点,与单个作战平台相比,集群智能化作战具有功能分布散、体系生存率高、作战成本低、战斗力重组快等优势,是未来智能时代无人化作战的重要突破口。
集群智能技术“强智能”特征
群体智能的智能主体必须能够在环境中表现出自主性、反应性、学习性和自适应性等智能特征,组成群体的每个个体都只具有简单的“弱智能”,但它们之间通过相互合作却能够表现出复杂的“强智能”。作为人工智能技术发展演进的典型性代表技术,集群智能技术在人工智能技术特点的基础上,具有自身鲜明的技术特点。
1.分布式的作战指挥控制。信息时代,网络信息技术的飞速发展及其在军事领域的广泛应用,使得精确对抗理念成为主导作战行动中指挥控制的关键因素。20世纪90年代,美军基于“分散部署、效能集中”作战构想的基础上提出的“网络中心战”把精确对抗理念演绎的淋漓尽致。但是,这种理念在强调集中整体作战效能的同时,却带来了降低指挥效能、弱化指挥员对整体作战行动控制力的重大风险,使得战场不确定性进一步增强。集群智能技术控制下的大量作战平台具有部署分散度高、局部(或单机)战场感知能力强的特点,可实现基于多维分布的信息网络,采取分布式感知、集中式汇总、精准化控制的方式,在网络信息技术的联通下,将集群中在广域作战空间分散部署的若干终端“触角”进行链接,使得能够对集群中的每一个终端探测的信息进行汇总融合,可实现全局信息的高效获取,以解决整体作战指挥优化和刻意降低指挥效能的问题。同时,这种分布式作战指挥控制的特点,能够显著提高作战过程中整体决策结果的正确性和全面性,避免了随机性和片面性造成的误差。
2.去中心化的动态实时协同。去中心化(Decentralization), 源于信息时代互联网技术发展过程中形成的社会关系形态和内容产生形态,是相对于传统作战理念中“中心化”理念而言的一种新型网络内容产生过程。随着未来作战体系对抗程度的进一步增强,传统的以“中心化”协同理念为主的协同方式显然已经不能适应未来作战行动的协同要求,取而代之的必定是可基于战场态势和任务要求能够实现战场实时快速高效的“临机”协同,因此,战场“去中心化”协同理念应运而生,并在未来作战行动中发挥着关键性作用。
“去中心化”的协同理念如同区块链技术中“分布式记账”功能,在该理念主导下的拥有众多信息节点的系统中,每一个信息节点都具有高度自治的特征,任何一个节点也都可能成为阶段性的协同行动中心。因此,集群智能技术支撑下的智能时代作战,作战集群所表现出来的复杂行为是通过集群中的简单个体或局部的动态交互过程所表现出来的群体智能,是智能时代作战行动的高级阶段。集群中的每一个单机就像是区块链中的每一个“区块”,在整个集群中,不存在绝对的、固定的中心节点,而是能够随着作战阶段、战场态势变化,集群中具有不同作战功能的每个节点都可以实时成为整个集群的“中心”,能够实现根据指挥员意图和任务要求实时组织适应性协同。
3.自适应性的作战行动编组。作战编组,是为遂行特定作战任务,将编成内的各种力量进行临时组合,是作战样式在行动编成中的鲜明体现。智能技术支撑下的集群作战,可以在作战编组指挥控制流程中智能进化机制的引导下,通过个体交互、整体共容的方式,一方面,能够根据战场态势变化和作战任务需要,自适应性的变换作战编组,确保己方作战行动能够始终保持相对于作战对手压倒性的不对称作战优势。因此,集群智能这种编组自适应变换的特点,不仅使得未来作战行动中的精确打击效能和作战效费比变得更高,同时也将未来复杂的战场环境对作战行动的影响降到最低;另一方面,在作战行动中,当集群中的单机或部分装备被摧毁后,集群中剩余的作战力量在智能算法的支撑下,仍能够依据指挥员意图,实现基于作战任务的战斗力量重组,持续、不间断地遂行作战任务。当然,受当前装备集体性能的限制,集群自适应性的作战行动编组尚不具备遂行超远距离、大强度、高风险作战任务能力,但随着单机自主控制能力和智能化水平的提升,通过基于“平台无人、系统有人,空中无人、地面有人”的方式,可实现人机系统智能融合和集群自适应学习,提高智能集群智能和有人系统的高效编组协同作战。
未来战场呈现全新战争形态
集群智能技术作为智能时代的一种颠覆性技术,具有复杂环境适应性好、一体协同作战能力强、智能化技术集成度高等特点,是集成了多种智能化基础技术的高精尖技术复合体,随着相关领域技术的飞速发展和日臻成熟,集群智能技术支撑下未来战场必将呈现一种全新的战争形态。
1.丰富了平行作战理论的时代内涵。传统的作战样式和打击方式,无法直接对敌作战体系的核心目标和关键节点实施“斩首”,只能采取机械化时代的“线式”方法,采取一步一动、逐次推进的方式,导致作战效率低下。未来作战,随着智能化技术的融入,战争进入了“秒杀”的时代,显然,“线式”作战理念已不能适应智能时代快节奏、高强度的作战要求,因此,一种能够适应时代发展和智能化作战要求的平行作战理论应运而生。平行作战理论作为“快速决定性作战”理论体系的重要组成部分,是“非线性”作战行动的典型理论支撑。作为支撑未来一体化联合作战的重要理论,它强调把对手看做一个体系,围绕体系内的关键目标和薄弱环节,实施在时间上同时、空间上同步、打击目标上同一的“全纵深”攻击行动。它进一步突破了“对称”作战理念的束缚,强调跨域赋能和异域制衡,以形成多维一体的“非对称”打击能力。
集群智能技术支撑下的无人集群行动,能够通过采取地面“狼群”、水下“鱼群”、空中“蜂群”的作战样式对敌作战体系实施整体攻击,实现了对敌作战体系的临门突防和全向突击,对敌防御体系在短时间内造成不对称突击优势,同时,通过淡化体系打击力量来源,确保整体作战体系能够保持广域多维的打击优势,进一步丰富和完善了平行作战理论的时代内涵。
2.确保了饱和攻击理念的非线性涌现。饱和攻击是苏联原海军总司令戈尔什科夫元帅在美苏争霸期间提出的一种大密度、高强度、不间断的超限攻击方式,旨在以超出作战对手防御承受能力的饱和攻击行动,达成自身跨域突防的概率和彻底摧毁敌体系内目标的目的。但随着时代的进步,尤其是作战对手防空技术的发展完善,饱和攻击理念逐渐暴露出对敌体系内的目标实施打击时“心有余而力不足”的尴尬窘境。集群技术融入的未来作战行动中,基于网络技术的高速、实时通联,能够实现自身作战体系的非线性涌现。具体来讲,在网络信息系统的支撑下,作战体系内的系统各要素可组合成一个功能完备的整体,且能够实现打击力量突变,以产生新的作战效果和新的作战体系的过程。集群智能技术提供的多维侦察情报获取、全域战场态势共享、实时指挥决策辅助和精准打击力量运用是支撑该过程发生“突变”的关键因素,它能够为己方指挥员提供更加精准实时的情报支撑、实现广域多维的态势感知、匹配更加高效直接点的火力打击平台和制定更加精确翔实的行动计划,实现在作战全要素全流程对敌形成“饱和式”的作战优势,进一步延伸了饱和攻击理念在智能化时代作战运用。
3.突破了远程精确打击的环境束缚。远程精确打击行动是指使用远射程精确制导武器对敌作战目标实施打击的作战行动。20世纪90年代以来,以信息技术为核心的精确制导武器的飞速发展,实现了对敌作战体系全纵深目标的全时侦察、跟踪、定位、打击和评估,是“非接触”作战理念的典型作战样式。远程精确打击是基于导航技术上的一种打击行动,对作战区域的地理环境、电磁环境等要求较高。同时,对敌采取的隐真示假、伪装防卫等反侦察打击行动的鉴别力不高,极易造成误打、错打,从而造成作战资源的浪费,降低作战时效。
集群智能技术支撑下的远程精确打击行动,采取基于自适应的宽带无线数据链网络和动态高效的自组织网络构建全域多维实时通联的数据链,在智能化算法的支撑下,可采取组网编队或集群打击的方式实现对敌作战体系的攻击,从行动开始至行动结束均采取智能化行动设计,最大限度的规避作战对手的行动反击和战场环境对己方行动带来的不利影响,其旨在通过智能涌现、自主决策、协同规划和精准打击,确保整体作战行动的个体智能增效、集群协同扩散、空间聚散有度、时间协调一致、任务密切协同。
(作者系71239部队部队长;装备维修科科长)