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未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-11-21     來源:戰(zhàn)略前沿技術(shù)     瀏覽次數(shù):3605
核心提示:軍事物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)是用于作戰(zhàn)行動和戰(zhàn)爭的一類物聯(lián)網(wǎng)。它是軍事領域中相互聯(lián)系的實體或事物的復雜網(wǎng)絡,它們不斷地相互通信以
       軍事物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)是用于作戰(zhàn)行動和戰(zhàn)爭的一類物聯(lián)網(wǎng)。它是軍事領域中相互聯(lián)系的實體或“事物”的復雜網(wǎng)絡,它們不斷地相互通信以協(xié)調(diào)、學習物理環(huán)境并與之交互,從而以更有效,更明智的方式完成廣泛的活動。

未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能

       由人工智能(AI)驅(qū)動的大規(guī)模軍事物聯(lián)網(wǎng)(IoT)有望在無人監(jiān)視與目標鎖定、態(tài)勢感知、士兵健康監(jiān)測和其他關(guān)鍵應用等領域帶來巨大作戰(zhàn)優(yōu)勢。然而,必須首先克服主要的數(shù)據(jù)和通信挑戰(zhàn)。
       根據(jù)美國國會研究服務部(CRS)發(fā)布的關(guān)于聯(lián)合全域指揮與控制(JADC2)計劃的報告,未來的沖突需要在幾小時、幾分鐘或幾秒鐘內(nèi)做出關(guān)鍵決策,而不是幾天。這些決策需要分析作戰(zhàn)環(huán)境并發(fā)布命令。美國國防部(DoD)旨在加快決策并實現(xiàn)決策自動化的一種方法是通過大規(guī)模的軍事物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能(AI)。

未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能

       JADC2是國防部的一項重大舉措,旨在從每個軍事部門的數(shù)千輛作戰(zhàn)車輛、環(huán)境傳感器和其他智能設備中收集數(shù)據(jù)。然后可以使用人工智能和機器學習 (ML) 來提供相關(guān)信息,以便在前線快速做出決策——甚至可以用來識別軍事目標并推薦最佳武器來對付它們。
       軍事物聯(lián)網(wǎng)包括許多不同的“東西”——從戰(zhàn)場傳感器和武器系統(tǒng)到跟蹤設備、通信設備、可穿戴設備、無人機、艦船、飛機、坦克,甚至身體傳感器。他們一起將前所未有的海量實時信息傳輸?shù)阶鲬?zhàn)系統(tǒng)。

未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能




       每個軍兵種都有自己的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)計劃。對于美國空軍而言,物聯(lián)網(wǎng)是其不斷發(fā)展的先進作戰(zhàn)管理系統(tǒng)(ABMS)的重要組成部分。對陸軍來說,它是陸軍未來司令部,而對海軍來說,它是強者項目。JADC2的總體目標是將這些所有計劃聯(lián)系在一起,并使它們作為一個整體在作戰(zhàn)上成功發(fā)揮作用。

未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能


未來的巨大挑戰(zhàn) 

       這個大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)計劃的成功當然取決于實時收集和存儲來自成千上萬個“事物”的海量數(shù)據(jù)的能力。然而,更大的挑戰(zhàn)實際上是立即理解所有信息,并以足夠快的速度將結(jié)果提供給作戰(zhàn)人員,以便他們能夠利用這些信息。技術(shù)障礙是巨大的,包括:
       合并、集成和共享海量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流,這些數(shù)據(jù)由各軍兵種的設備產(chǎn)生,數(shù)據(jù)格式和通信網(wǎng)絡各不相同。理想情況下,目標是能夠快速處理的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)存儲。
       決定建立一個通用的大帶寬、低延遲網(wǎng)絡,作為軍事物聯(lián)網(wǎng)設備與邊緣、云處理和人工智能環(huán)境之間的連接紐帶。有許多可能性,包括衛(wèi)星和專有軍用網(wǎng)絡解決方案,但許多人將 5G 視為最終的解決方案。
       在大規(guī)模可擴展的集中式環(huán)境(如云)和位于網(wǎng)絡邊緣的快速執(zhí)行系統(tǒng)之間智能地劃分數(shù)據(jù)處理和存儲。這些解決方案使系統(tǒng)更接近作戰(zhàn),在作戰(zhàn)上數(shù)據(jù)連接可以提供快速的網(wǎng)絡性能、低延遲和可用性,從而使前線能夠快速做出決策。
       在網(wǎng)絡邊緣進行彈性數(shù)據(jù)存儲、通信、同步和處理,即使是在遠程位置或在沒有5G 等傳統(tǒng)通信能力的時候,通常也需要數(shù)周。作戰(zhàn)人員不能被迫依賴不太可靠的遠程云連接,而且關(guān)鍵數(shù)據(jù)不能因為連接或斷電而丟失,即使只有幾分鐘。
       對所有這些數(shù)據(jù)通信和存儲進行無懈可擊的網(wǎng)絡攻擊預防、探測和補救。

未來戰(zhàn)場上的物聯(lián)網(wǎng)和人工智能


       人工智能技術(shù)的應用,將有助于解決復雜電磁環(huán)境下戰(zhàn)場的精確態(tài)勢感知難題;谌斯ぶ悄芎腿S信息的戰(zhàn)場感知體系,不僅抗干擾抗攻擊能力強,而且可以實現(xiàn)戰(zhàn)場信息全網(wǎng)可知可視可控。通過物聯(lián)網(wǎng)和各類傳感器,實現(xiàn)對各類戰(zhàn)場大數(shù)據(jù)的實時自動采集、儲存、傳輸與處理,實現(xiàn)全域覆蓋、多元融合、實時處理和信息共享,達到對整個戰(zhàn)場及作戰(zhàn)指揮的全過程“透徹感知”“透明掌控”。綜合利用射頻感應、全球定位、紅外傳感、生物特征識別等感知、捕獲和測量技術(shù),隨時隨地對戰(zhàn)場目標對象進行信息采集和獲取;運用數(shù)據(jù)挖掘、深度學習等技術(shù),提高圖像理解、語音識別、目標匹配能力;運用智能組網(wǎng)技術(shù),為戰(zhàn)場感知大數(shù)據(jù)傳輸提供高速、可靠、抗干擾的信息網(wǎng)絡支撐。
 
引人注目的軍事物聯(lián)網(wǎng)例子

       美國國防部正處于規(guī)劃和實施 JADC2和物聯(lián)網(wǎng)的早期階段,其中許多決策仍有待做出,迄今為止只進行了有限幾個物聯(lián)網(wǎng)潛力的展示。假設這些物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)中的大部分都可以得到解決,那么有人和無人應用的例子將是引人注目的,而且數(shù)量眾多。下面是幾個例子。
       自主武器系統(tǒng):人類仍是作戰(zhàn)成功的主要智能體和推動者。然而,軍用無人機、智能導彈和無人地面車輛等自主監(jiān)視和武器系統(tǒng)可以進行先進的戰(zhàn)場監(jiān)視,提高作戰(zhàn)情報,甚至可以打擊目標,保護士兵的生命。他們還可以通過人工智能和面部識別等技術(shù)為作戰(zhàn)帶來精確度,這些技術(shù)可以比人類更準確地鎖定敵方作戰(zhàn)人員,避免向友軍開火和平民傷亡。人與自主決策之間的分工將是決定自主系統(tǒng)成功相關(guān)的重大道德和技術(shù)挑戰(zhàn)之一。
       士兵攜帶的傳感器和設備:通常被稱為戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng),這是一個嵌入士兵作戰(zhàn)服、頭盔、武器系統(tǒng)和運輸工具中的情報收集和生物識別傳感器網(wǎng)絡,可以傳遞有價值的戰(zhàn)場信息以及士兵位置、健康狀況統(tǒng)計數(shù)據(jù)和精神狀態(tài)。這些知識可用于決定何時在最不利的情況下將士兵調(diào)離戰(zhàn)場,或及時主動實施醫(yī)療救助以減少傷亡。
       態(tài)勢感知:態(tài)勢感知對于戰(zhàn)場上快速有效的決策至關(guān)重要。將物聯(lián)網(wǎng)與人工智能相結(jié)合不僅是一種增強和自動化態(tài)勢感知的方法——包括戰(zhàn)場布局、小隊和敵人的位置、裝備和目標——它有可能比以往任何時候都更快地提供這種感知,而不必依賴于集中的指揮和控制。
       利用彈性連接和網(wǎng)絡邊緣處理的能力,無人系統(tǒng)和其他物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設備可以共享和合并數(shù)據(jù),直接向前線提供卓越的情報、監(jiān)視和偵察 (ISR) 信息。使用人工智能來輔助和自動化許多監(jiān)視功能,可以減輕戰(zhàn)場上士兵的壓力和認知負擔。
       通過 5G 或其他通用傳感網(wǎng)絡將無人機、傳感器和其他設備連接到本地邊緣數(shù)據(jù)庫/人工智能/機器學習服務器,可以在云無法訪問或距離太遠而無法快速傳遞信息時提供信息。當云連接可行時,物聯(lián)網(wǎng)可以利用云的巨大可擴展性和處理能力。
       即使在 5G 不可用或網(wǎng)絡攻擊使其不可行的遠程情況下,替代可用的對等網(wǎng)絡(例如 WiFi、藍牙或私有專有通信解決方案)也可以同步分布式數(shù)據(jù)庫,并提供戰(zhàn)場所需的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)彈性。一種解決方案可用于利用點對點連接并在它們之間同步數(shù)據(jù),然后在可用時與本地、區(qū)域和云服務器連接并同步數(shù)據(jù)。
       還有許多其他物聯(lián)網(wǎng)的例子,如對補給車輛監(jiān)控、軍事基地安全、戰(zhàn)場預防性維護以及庫存管理。隨著戰(zhàn)場變得越來越復雜和不可預測,物聯(lián)網(wǎng)和人工智能將成為一種越來越有價值的戰(zhàn)略,用于超越對手并最大限度地減少戰(zhàn)斗和平民傷亡等關(guān)鍵決策的加速和自動化。 
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