人工智能的目标是建立能够在做出决策时进行学习和适应的系统,也就是说,系统具有一定程度的自主性(即任务和运动规划的能力)以及智能性(即决策和推理的能力)。随着同行竞争者在UXS和AI方面的研发激增,包括军事应用,美国海军将全面重组其工作,以确保其持续的技术优势和超越潜在对手。鉴于自主系统的潜在影响和本报告中确定的障碍,海军的一个选择是进行类似于过去成功实施的组织变革,以开发和部署先进系统,如核反应堆、潜射弹道导弹和宙斯盾武器系统。自主智能无人系统可以在没有或有限的人工参与的情况下完成通用任务,数字设计(人工智能、大数据、控制等)、机器人技术以及构造环境的融合使其成为可能。典型自主智能无人系统包括自动驾驶汽车、智能制造机器人以及用于陪伴或安慰的机器人。
在所有这三个案例中,海军创建了强大的、跨职能的、跨学科的组织,由来自军队、文职政府服务部门、工业界和学术界的人员组成,他们被赋予了广泛的、强有力的任务和权力,以研究、开发、制作原型和操作转型战略能力。这种重组的最佳方式是建立一个专门的多领域自主项目办公室(APO),专注于推进和交付UXS操作原型的实验、测试,并最终在舰队中投入使用和收购。通过建立一个APO,海军可以在目前在这一努力中扮演不同角色的广泛的组织、参谋和指挥部之间建立统一的方向和努力。
无人系统被定义为一种能够在无人操作的情况下发挥其力量执行指定任务的机电系统。当代的系统,如多机器人系统,无人驾驶的空中、地面和海上交通工具(UAV、UGV和UMV),移动、边缘和云计算系统,以及金融、制造和电力系统,越来越具有分散性、泛在性和互连性的特点,也就是说,它们是由自主实体组成的系统。自主智能无人系统也有足够的智能性,也就是说,能够对大量的知识和经验进行推理,以检测出所述的错误行为,能够适应各种场景,并通过做明智的决定来恢复其原始功能。
APO不需要重复优秀的创新和现有的研发、科学、工程、系统集成和T&E组织,它们已经存在于UxS研发生态系统中。相反,APO的存在是为了更好地促进他们之间的协调和合作,以产生统一的努力/方向,从而更迅速地提供UXS原型。它必须由来自UXS研发生态系统各个角落的科学家、工程师、研究人员、专家和管理人员组成,包括海军和国防部实验室/作战中心、FFRDCs、UARCs、行业和学术界。无人机最初是在1917年被美国军方使用的。当时美国海军委托设计了用于对抗德国潜艇的侦察机,该机在1918年3月6日实现首次成功飞行之前经历了多次失败,这也是无人机的首次飞行。从那时起,无人系统迅速发展,大致可分为三个阶段:从基于编程的无人系统到自动无人系统,智能无人系统,以及自主智能无人系统。第一阶段其能力是有限的,即系统只能按照先验的程序工作,不能适应环境的任何变化。第二阶段处于高级水平,系统具有一定的感知、决策和控制能力,可以根据环境变化进行调整。
在最后阶段,无人系统具有高度的自主性和智能性,在许多任务上赶上甚至超过人类。与其责任和义务相称的是,APO必须被赋予指导生态系统中所有与UXS、自主和人工智能研发、原型设计和T&E有关的事项的权力,包括资金的分配和配置。APO的领导层和工作人员必须表现出灵巧、轻巧的触觉,从而促进生态系统各组成部分之间的适当协调,以实现更多的协调,而不同时扼杀创新。建立一个APO有一些明确的优势,这将有利于海军对无人自主车辆进行原型设计和操作。自主智能无人系统(AIS)是一个新兴的跨学科领域,它是依靠大数据和人工智能(以及其他科学技术的进步)来创造具有集成任务和运动规划以及决策和推理能力的无人系统。自主智能无人系统可以在没有或有限的人工参与的情况下完成通用任务,数字设计(人工智能、大数据、控制等)、机器人技术以及构造环境的融合使其成为可能。
建议APO的主要任务应该是统一监督、授权和指导整个UxS生态系统的所有研发工作,以不断将最新的技术进步转化为无人机、水面和海底飞行器原型的自主能力的流水线,并可以展示和应用于战争价值。一个以交付UxS原型为主要任务的APO可以大大减少官僚主义的摩擦,增加部件和系统的通用性,加快发展势头,真正利用工程师、科学家和水兵的巨大创新和才能,从而加快海军的技术进步。无人系统装备已在军事冲突中崭露头角,例如,在土耳其与叙利亚的冲突中,土耳其利用空军装备的安卡-S型长航时无人机和巴拉克塔TB-2察打一体型无人机,对叙利亚政府军进行了打击;俄罗斯国防部也曾公布叙利亚境内的武装分子利用载有爆炸物的无人机对其军事基地展开了集群式攻击;2020年,美国利用一架MQ-9“收割者”无人机袭击了伊朗高级军事指挥官并使其当场毙命。无人作战正在到来,智能无人系统作为未来战场的关键利器,将决定整个战争的胜利归属。
海军目前的UXS研发结构有机会继续改进这一工作的组织,以进一步扩大和利用其最近的工作。尽管海军的服务精神支持权力下放,但本报告将说明,为了实现能力发展,利用商业和学术部门在自主系统方面的进展,强有力的集中努力是必要的。正是在这种具有挑战性的环境中,美国海军正在竞争,以便在所有物理领域提供无人自主平台。美国目前在人工智能和其他关键的无人系统支持技术方面相对于同行/近邻对手所享有的技术优势可能会被削弱,因为这种结构对创新造成了障碍,阻碍了美国海军在无人驾驶系统方面开发、保持或扩大优势的努力。因此,由此产生的摩擦正在降低快速发明、创新和原型的能力。这些不利因素使得无人驾驶系统研发的成功在没有巨大的努力和巨大的高级领导层参与的情况下是很难实现的。
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