對未來自主系統的應用設想大多是由指揮官對大量自主系統進行指揮和控制。然而，美國空軍最新的自主系統願景卻推翻了這一設想，提出自主系統應該在未來20年中成為戰鬥管理的主要參與者而非外圍設備的創新思想。本文介紹了美國空軍的這一願景及達成該願景的方法與思路。
2015年《美國空軍未來作戰概念》設想了“戰鬥管理人員控制大量自協調飛行器或程序”的自主系統應用場景。然而，美國空軍首席科學家辦公室卻認為此設想可能是顛倒的。在2019年3月發佈的題為《自主地平線：前進之路》的報告中，空軍首席科學家提出應該將自主系統視為戰鬥管理功能的主要參與者，而不僅僅是平臺操作的外圍設備。未來，自主系統將為空軍創建以信息為中心，形成面向服務、無處不在的賽博化和信息密集型體系。
1
自主系統帶來的轉變不是將有人平臺變為無人平臺
自主系統能夠帶來一系列好處，如改善態勢感知、決策質量和響應速度，並使作戰人員從重複、骯髒、危險的任務中解脫出來。同時，自主系統還將為裝備解決方案帶來重大影響，典型的自主系統解決方案包括空中的忠誠僚機、太空的自防禦衛星和賽博空間的自主快速反應防禦者。儘管空軍對自主系統可能帶來的好處十分期待，但尚未定量評估引入自主系統可能產生的影響，更不用說研究選擇不同技術的比較投資回報率了。
圖1 自主系統將改變美國空軍許多領域中的任務
儘管如此，美國空軍始終相信自主系統的開發和引入不僅會改變物理（空中和太空）和虛擬（賽博）平臺的運行和作戰方式，而且還會以《美國空軍未來作戰概念》中沒有考慮或預見到的方式改變空軍的作戰概念和組織結構。
引入自主系統產生的變化並不是將空中、太空和賽博的有人平臺轉變為無人平臺，而是將更大的自主性及其基本推動力——人工智能——引入信息密集型的作戰功能，包括多域情報、監視和偵察（ISR），態勢理解，作戰規劃和目標確定，戰鬥管理以及任務評估。在未來20年的遠景中，空軍應該將自主系統視為戰鬥管理功能的主要參與者，而不僅僅是平臺操作的外圍設備。
2
如何將自主系統轉變為戰鬥管理的主要參與者
一種方法是採用傳統的以物理/賽博平臺為中心的方法：按照《美國空軍未來作戰概念》中描繪的思路，在類似圖2所示的集成硬件/軟件環境中，在空軍傳統的手動控制平臺或其下一代變體中構建自主性，以實現系統之間的通用性，從而縮短開發時間並實現系統、作戰人員、任務和領域之間的相互對話。
圖2 自主系統開發架構模式示例
同時，以物理/賽博平臺為中心的方法奉行基於平臺的業務模型，這裡的平臺不是指美國空軍作戰中使用的物理/賽博平臺，而是一種更通用的平臺，該平臺能夠提供美國空軍作為聯合部隊的組成部分需要的服務。
在商業領域，這類平臺已成為行業最佳實踐，專注於通過高價值交換將消費者與供應商聯繫起來。例如，亞馬遜平臺將商品供應商與消費者聯繫起來是通過為消費者提供一種查找、評價、研究、購買和運輸產品的方式，同時為買方和賣方提供保護、提供運輸選項、收取銷售稅以及其他多種體驗。亞馬遜還提供Web服務，通過其可擴展、可靠的大數據平臺將組織連接到大數據解決方案。其他商業案例還有優步（Uber）、Facebook和TaskRabbit。Uber將需要交通服務的人員與能夠在所需時間內提供服務的人員聯繫起來。Facebook通過其社交媒體平臺徹底改變了人與人之間的聯繫。TaskRabbit將任務發佈者與安全可靠的本地勞動力聯繫起來。在政府方面，國家安全局（NSA）和國防信息系統局（DISA）同樣擁有大數據平臺（BDP），該平臺可為賽博作戰提供有效的能力開發和部署。這些都是由信息技術及其相關知識支持的現代平臺業務模型。
自主系統使用知識根據其觀察的結果來創造意義。自主系統能夠創造必要的知識，以便在其與人和機器的關係、所承擔的任務以及如何解決這些任務方面保持靈活性。多年來，基於工具的解決方案已經提供了可觀的價值，但由於缺乏擴展性，因此只能解決有限的問題集。知識提供了正確的機制，可以將解決少量問題且基於工具的傳統方法轉變為適用於解決更多問題的知識平臺方法。
美國空軍知識平臺（KP）提供了一種整體性手段來集成自主系統的行為原則、架構/技術、挑戰性問題、開發流程和組織結構。為實現多域作戰能力，空軍的知識平臺應該成為ISR設備供應商（例如基於人和自主系統的ISR資產）、知識創造供應商（例如戰鬥管理人員）和戰鬥效應供應商（例如攻擊資產）之間連接與交互的唯一途徑和手段。協作性自主系統能夠根據需要和戰事進展動態、適時地進行編組或獨立作戰。每個自主系統將能夠通過動態和可變的表達方法與其他自主系統通信，以實現所需的多域效應。在此基礎上，自主系統能夠專注於創造知識並在整個自主系統集群中適當地運用該知識，以最大程度地在戰略、戰役和和戰術層面上為空中、太空和賽博作戰做出貢獻。
本質上，知識平臺提供了創建能力所必需的生態系統，這些能力可用於創建戰鬥效能。以自主系統為中介產生和應用知識的平臺能夠將美國空軍從專注於硬件平臺的工業時代組織轉變為信息時代、面向服務的企業。
圖3說明了空軍當前以平臺為中心的視角。圖中顯示了四類平臺，也就是物理實體，包括各類平臺和作戰中心。
- 左側是傳感器平臺，包括“捕食者”、“死神”和“全球鷹”等無人平臺，以及機載預警和控制系統（AWACS）、“聯合鉚釘”等有人平臺。
- 右側是攻擊平臺，包括近距離空中支援資產、轟炸機、戰鬥機和電子戰平臺。
- 底部是支持平臺，包括運輸和空中加油飛機平臺。
- 中間是指揮控制平臺，包括AWACS和聯合監視和目標攻擊雷達系統（JSTARS）等機載平臺以及空中作戰中心等地面或固定平臺。
圖3 當今以平臺為中心的空軍視角
圖3中的黑線表示平臺之間互聯的通信網絡（並非全連接），這些通信線路的頻率、帶寬和網絡協議均不相同。
這種以平臺為中心的視角聚焦空中平臺，因此太空和賽博資產處於次要地位。但是，想象一下，如果將傳感器、射手和支持平臺從中心位置移走，同時在中間增加指揮控制資產，如圖4所示。空軍則擁有了三類平臺：
- 在左側，有傳感器/收集器平臺（注意太空和賽博資產的重要性），用於收集圖中“世界雲”中所有可用領域的數據。
- 在右側，有攻擊/支持平臺（將通常意義上的攻擊和支持平臺結合在一起是因為它們的行動角色相似），它們通過對“世界雲”的直接影響在所有領域中發揮作用。
- 在中間，是關鍵的信息處理和知識管理功能（包括多域指揮控制功能），可跨所有領域工作，並將傳感器/收集器平臺與攻擊/支持平臺相連以執行任務。
- 以上所有元素的連接將通過指揮控制的指引，由前饋通路驅動攻擊/支持平臺，由（內環）反饋通路驅動傳感器/收集器。
圖4 未來以信息為中心的空軍視角
圖4展示的就是以信息為中心的空軍系統視角。該視角與領域（空中/太空/賽博）無關，並且假設不同領域的部隊都能夠使用所有領域的能力。在這種視角下，空軍必須關注並處理與服務型組織相關的關鍵信息處理和知識管理問題，服務型組織是建立在基於平臺的業務模型基礎之上。請注意，這裡的平臺與圖 3中的平臺是截然不同的。
要從以平臺為中心的工業時代組織轉變為網絡化、信息時代的企業，空軍需要聚焦以下方面：
- 知識運動：收集、溝通和傳播
- 知識創造：信息融合與開發、動態態勢感知
- 決策管理：資源分配、規劃和調度
- 執行管理：行動和監控
在此過程中，空軍的目標是最大化信息效用，減少摩擦、加快流程並更快、更果斷地贏得勝利。空軍可以利用基於摩爾定律、網絡和梅特卡夫定律的信息處理方面的最佳商業實踐以及基於平臺的業務模型。但是，空軍確實需要以知識平臺為中心的廣泛的架構視角，在整個組織中引入更大範圍、更深程度的自動化和自主系統、更好的人-機編隊能力，併為無所不在的機-機通信提供基礎設施。
閱讀更多 明日情報 的文章
