《为美海军优势提供先进的无人自主系统和人工智能》74页智库报告,美国战略与预算评估中心(CSBA)

2022 年 10 月 25 日 专知
美国战略与预算评估中心(CSBA)在2017年9月至2019年1月进行了一项全面的研究,其中涉及美海军部研究与开发(R&D)生态系统的很大一部分。具体而言,采访并访问了超过145名主题专家和50多个在全领域无人自主系统(UxS)和人工智能(AI)方面开展工作的组织。这些组织包括联邦资助的研发中心(FFRDCs)、大学附属研究中心(UARCs)、工业界、学术界、智囊团和独立组织、海军和国防部实验室/作战中心、海军舰队和作战指挥部、以及海军政策和研究资助办公室。通过这些访问,可以了解到这个研发生态系统(该生态系统被定义为上述所有致力于为海军推进自主性和人工智能技术的组织的总和,包括无人平台)在这方面的表现。在个人、组织层面上,这些组织容纳了大量的人才,并在广泛的学科和技术的最前沿从事创新研究,可以保持美国海军的技术优势。
然而,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。
近年来,美国海军在组织和追求无人平台及其关键使能技术--人工智能方面取得了显著的进展。然而,为了超越潜在的对手,海军必须在这些努力的基础上加速发展,不仅要保持而且要提高其技术优势。海军部已经公布了一份签署的无人系统战略路线图,以制定有意研发和采购无人平台的战略和愿景。然而,这些计划可以从对无人平台系统研发机构的全面重组中获益,以使海军过渡到一个最佳的成功轨道。如果没有这种重组,现有的结构可能不足以完成任务,阻碍了UxS的技术进步。以下是这种困境的症状:
  • 资源过度集中于某些研发工作线(LOE),而在其他关键的工作线上处于饥饿状态。
  • 对研发生态系统内的关键组织专家中心缺乏认识。
  • 官僚主义、行政管理和风险规避对研发的阻碍。
  • 评估UXS研发和S&T能力展示的程序不一致,无法进行原型设计。
  • 研发生态系统不能灵活地利用新兴技术;以及
  • 舰队运行商和研发生态系统之间的合作不足。
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。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。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。
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。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。这些优势包括:
  • 清晰、一致的权力和统一的方向。
  • 巩固和扩大已建立的无人驾驶系统的成果。
  • 更有效地利用革命性的技术突破。
  • 大幅提高实验和技术进步的速度;以及
  • 更有效地将UxS运用到舰队中。
海军应建立APO,以更好地交付UxS技术,包括自主性、机器人技术和人工智能,并避免进一步削弱美国海上优势所依赖的技术优势。一个以交付UxS原型为任务的APO可以减少摩擦,加快研发势头,并充分利用生态系统内UxS研究人员的才能。

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