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人工智能在电子对抗领域的应用
摘要:随着信息技术的迅猛发展,电子对抗在现代军事战争中的地位日益凸显。人工智能(简称AI)作为新兴技术的代表,其在电子对抗领域中的应用已成为研究热点。本文介绍了人工智能在电子对抗领域中的重要应用场景,并通过分析俄军在指挥控制系统和美军在AI数据分析、指挥决策方面的具体实践,旨在为未来人工智能在军事领域的研究和发展提供参考。
关键词:人工智能,电子对抗,指挥控制系统
引言
电子对抗是信息化战争的重要组成部分,涉及电子对抗侦察、电子干扰、电子防御等多个关键方面。随着信息技术的不断进步,电子对抗的形式和手段也在不断演变。人工智能技术的快速发展为电子对抗带来了新的机遇和挑战。本文将从人工智能在电子对抗领域的应用出发,介绍其在俄军和美军军事领域的实践,探讨人工智能在未来战斗中的重要作用。
一、人工智能和电子对抗简述
人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是计算机科学的一个分支,它致力于创建能够执行通常需要人类智能的任务的系统[1]。这包括但不限于学习、推理、解决问题、知识理解、语言识别、视觉感知、自然语言处理和机器人技术。人工智能的关键特征包括:自动化——能够自动执行任务,而不需要人类干预;学习——能够从经验中学习并改进其性能;推理——能够进行逻辑推理,解决问题;感知——能够通过视觉、听觉等方式感知和解释环境;创造力——能够模仿或表现出创造性行为。人工智能在不断发展,其应用正在扩展到社会的各个领域,包括医疗、金融、教育、娱乐和军事等。
电子对抗(Electronic Warfare,简称EW)是现代军事作战中的一个重要组成部分,它涉及到在电磁频谱内进行的一系列攻防行动,其目的是削弱、破坏敌方电子设备的使用效能,同时保护己方电子设备效能得到充分发挥[2]。电子对抗的关键方面包括:电子对抗侦察——通过电子技术手段对敌方电子信息系统和电子设备的电磁信号进行搜索、截获、测量、分析和识别,以获取关于敌方系统的重要情报;电子干扰——采取电波扰乱措施,包括有源干扰和无源干扰,以降低或破坏敌方电子设备和系统的功能,有源干扰通过发射电磁波来扰乱敌方系统,而无源干扰则通过反射材料等物理手段来实现;电子防御——在敌方实施电子对抗的情况下,为保障己方电子设备和系统发挥效能而采取的措施和行动,这包括反电子侦察、反电子干扰和对反辐射导弹的防护。
电子对抗系统是由侦察传感设备、显示操作设备、干扰执行设备以及通信、指挥、控制等设备组成,能够统一协调运作以完成特定的电子对抗任务[3]。电子对抗的范围包括声学对抗、射频对抗和光电对抗等,涵盖陆地、海上、空中等多个空间领域。电子对抗作为战斗力的“倍增器”,能够显著提升军种的战斗力和生存能力,是现代战争中不可或缺的作战手段,甚至对战争的胜负具有决定性影响。
二、俄军的战场实践
从2022年2月爆发的“俄乌战争”来看,“电子对抗+AI”作为重要的作战手段,已经进入新的阶段。多场标志性战斗事件中,人工智能都扮演着重要角色。在战场信息处理中,人工智能技术被用于收集、整理和分析复杂数据,提高对战场态势的认识,帮助指挥领导做出更好的决策。例如,使用AI工具汇总来自商业卫星的数据,创建战场数字模型,帮助指挥官看穿“战争迷雾”。在无人机应用中,人工智能被部署在无人机上,用于收集情报、实施打击和处理敌方战场通信,无人机在战场上提供了侦察和监视能力,同时一些无人机装备了武器,可以执行精确打击任务。在网络防御中,人工智能帮助侦测和防御破坏性网络攻击,商业公司提供的AI解决方案被用于分析截获的通信,增强网络安全。在虚假信息与宣传中,人工智能技术也被用于信息战,包括深度学习的虚假战争宣传和社交机器人的舆情控制。在自主武器系统上,尽管目前尚不清楚自主武器系统在“俄乌战争”中的具体使用情况,但AI技术在提供武器系统的自主性和智能性上都有很大提升空间。
“俄乌战争”作为人工智能技术在战场大规模应用的“试验场”,展示了人工智能如何实时塑造战场,推动军事技术的变革。同时我们也应该看到AI军事应用带来的风险和挑战,包括误判和误伤的风险,以及对战略稳定性的潜在影响。
建立自动化电子指挥控制系统是俄罗斯电子对抗领域长期发展战略的关键目标之一。“勇士赞歌”(RB-109A “Zoopark-1”)作为俄罗斯电子对抗领域的指挥控制系统,近期已通过综合测试,且在乌克兰和叙利亚的俄罗斯武装部队进行了现场测试。俄国防部已批准要求2025年前全面部署该系统,预期将使俄军野战电子对抗领域作战效率提高40%至50%。
“勇士赞歌”系统具备高度智能化的特性,主要功能包括:①能够自动连接其上、下级的指挥部门甚至独立的电子对抗装备,实时共享情报和下达作战指令;②能够在没有操作员参与的情况下实时分析战区形势,发现并对目标进行分类,在数秒内自动识别目标,如雷达站、通信系统、无线电定位器、远程预警机和卫星,并对目标优先级进行实时排序;③能够选取最合适的干扰方式及执行任务的电子对抗装备,并拟定作战命令或向电子对抗装备下达指令[4];④能够自动完成复杂的电子对抗操作,系统操作员只监督、不干涉“勇士赞歌”系统工作,具体决策由带队军官制定;⑤能够在复杂的电子对抗环境中保护己方部队免受敌方电子干扰,同时对敌方目标进行有效的电子压制。
三、美军AI指挥控制系统开发
从国际来看,美国在电子对抗领域,应用人工智能技术的趋势日益明显,从战略布局到实践应用等多个阶段都能看到AI的身影。在战略规划层面,美国国防部和各军种已经发布了多个与人工智能相关的战略规划文件,如美国人工智能国家安全委员会(NSCAI)的报告,其中强调了AI在国家安全和军事应用中的重要性,并提出了相应的行动路线图。
在电子对抗领域的电磁频谱作战中,美军通过雷达与自主系统的结合,提高了其军事作战效率和决策速度。在网络空间应用层面,美国网络司令部成立了人工智能特别工作组,探索AI在网络空间决策规划、协同指挥、态势感知、攻防对抗等电子对抗领域的应用。美军通过制定技术路线图、加强基础研究、发挥市场优势等措施,推动军事智能技术的发展,以保持其在全球电子对抗领域的领先地位。
据公开资料报道,美军与Palantir公司合作,在电子对抗领域开发集成AI指挥控制系统。该系统通过整合和分析大量数据,协助美军做出基于大数据的军事决策和作战效能评估。该项合作涉及合同金额高达2.5亿美元,为期三年。合同将使Palantir公司为美国陆军作战司令部、武装部队、情报界和特种部队提供人工智能方面的支持,以推进联合全域指挥与决策(JADC2)工作。其中涉及的电子对抗领域中的应用包括情报分析、战场模拟、资源调度优化等,例如,Palantir公司提供的Gotham平台能够整合和分析来自互联网等不同源头的数据,从而辅助军事决策者更好地理解战场态势和制定战略。Palantir公司推出人工智能平台——AIP,帮助美军在电子对抗中,能够更有效地处理和分析敏感的军事数据。基于数据驱动的决策,对于提高战场意识、优化战斗资源分配和提升作战效率至关重要。
美军和Palantir公司的合作,可以追溯到该公司成立的早期阶段,当时Palantir公司正为CIA等美国政府机构开发定制数据分析系统。随着时间的推移,Palantir公司的产品和服务已经扩展到更广泛的军事和安全领域。据悉,Palantir公司还将获得美军高达8.76亿美元的更大规模的合同,这将进一步提高美军军事决策的质量、优化兵力资源配置和提高作战效能,同时这一举措将巩固美军在电子对抗领域利用人工智能技术进行数据分析和指挥决策的领先地位。
美国通过与盟友和合作伙伴的合作,推动建立国际AI技术秩序,促进人工智能技术的全球推广和采用。美国在电子对抗领域中大量应用人工智能技术的动向,表明了其在维护国家安全和提升国防能力方面的战略意图,同时也提醒了其他国家,应加大人工智能在电子对抗领域的资源投入。
四、AI在未来战场的应用
可以判定,人工智能在电子对抗领域的应用正变得越来越广泛和深入,其作用在未来战斗中会更加显著。下文列举几个重要的应用。
1.认知电子战
人工智能在电子对抗领域的算法和硬件系统方面有深入应用,如洛克希德马丁公司的先进技术实验室在感知、处理和组网方面取得进展,推动了小型平台上的认知算法应用。认知电子战是一种基于软件无线电技术、机器学习技术和行为建模技术的电子战理念[5]。认知电子战能够对抗传统和新兴的电子信息系统,并在战争中实现电子对抗的智能化。
2.自适应和自动化
人工智能技术在处理和分析海量数据方面具有独特优势,能够快速从多源异构数据中提取有用信息,进行战场态势判断和作战筹划。人工智能技术使得电子对抗系统能够自适应复杂多变的电磁环境,自动化地进行信息提取、攻击策略制定和攻击效能评估。通过自适应感知、自主认知计算,集成运用认知等电子对抗系统手段,可实现自我学习和自主作战。
3.无人作战系统
人工智能技术被用于无人作战系统,这些系统可以自动攻击敌方目标,缩短OODA(观察、定位、决策、行动)循环周期,提高作战效率。人工智能技术在无人蜂群和有人/无人混编协同作战模式中的应用,提高了无人“点攻防”的精度,降低了有人参战代价。人工智能技术在分布式作战中,通过随机耦合、模糊匹配等手段,统筹调配电子对抗作战兵力兵器,可实现电磁聚扰和网络精确战。
4.决策指挥优化
人工智能在优化决策指挥方面具有潜力,能够辅助进行战略战役决策和指挥控制,提高指挥决策效能。人工智能技术在网电空间作战中,通过机器学习和深度学习等技术,实现对网电战场的可视化、作战意图的可测化和网电行动的可量化。人工智能技术可被用于提升网电空间的军事智能化能力,包括网电作战指挥建设、网电力量融合布势、网电作战理论研究和网电作战准备技术研究。
从以上内容可以看出,人工智能在电子对抗领域的中的应用是多方面的,涵盖了从认知电子战到无人作战系统等多个层面,其核心在于提高系统的智能化水平,增强对复杂战场环境的适应能力,以及优化决策指挥过程。
五、结论
本文全面探讨了人工智能在电子对抗领域的应用,包括数据分析、指挥控制系统、无人作战等方面,旨在为未来人工智能在该领域的研究和发展提供参考。通过对俄军“勇士赞歌”指挥控制系统的详细介绍,可以看出自动化电子指挥控制系统或成为电子对抗取得胜利的重要环节。通过对美军与Palantir公司的合作介绍,可以提醒其他国家,应加大人工智能在电子对抗领域的资源投入。
综上所述,人工智能的持续研究和发展或将是推动未来战场上,电子对抗取得胜利的关键。通过实施本文提出的应用,预计能够提高军事上数据分析、态势感知、指挥决策等多方面的效率,并提升国家在战场制胜的力量。我们应该看到人工智能在电子对抗领域的应用,为现代战场带来了机遇和挑战。持续加强AI技术创新,将为未来的战争胜利提供有力支持。
参考文献:
[1] 孟宇.基于深度学习构建胸部DR影像质量智能评价体系的可行性研究[D].杭州:浙江中医药大学,2022.
[2] 时来微.加强电子对抗力量建设争取未来战争主动权[J].信息安全与通信保密,2013,(02):25.
[3] 朱肃娴,晁娇.机载电子对抗系统效能评估方法分析[J].无线互联科技,2020,17(02):41-42.
[4] 刘冲,郭晓兵,孙渤,等.全球战略军备竞赛态势探析[J].国际研究参考,2019,(02):30-37.
[5] 杨扬,张兆鑫.未来战争中的电子战系统及其影响[J].军事文摘,2021,(23):41-45.
作者简介:包金琳,1994年1月,男,硕士,工程师。