《马赛克战争：美国、英国和欧洲空中力量向互联互通的进军》【第十届迪拜国际空军首长会议】

信息和数据共享网络已经改变了国防行动的格局。大国参与者一直在投资技术，以实现在作战人员、网络和自主或有人驾驶机器之间越来越多的高速连接，这些机器可以在高度复杂和越来越不可预测的战斗环境中进行交互。与此同时，将越来越多的传感器、移动陆地平台、飞机、任务系统、无人系统、便携式设备、人类可穿戴设备、武器、弹药、软件和其他技术连接起来成为单一的信息网络。总体目标是创建一个动态和自适应矩阵，为决策、指挥和控制 (C2) 以及其他战区能力提供实时、可操作和预测分析。

最终目标是将作战从线性决策转变为可操作的结果网络，以拒绝、威慑和击败对手。美国国防高级研究计划局 (DARPA) 称这是向“马赛克战争”的转变，因为定制卫星、隐形飞机和精确弹药等传统非对称技术在现代战争中的战略价值越来越低，因为全球越来越多的人可以获得商业上可用的先进技术和部件。这种马赛克战概念旨在超越单独的系统设计和独特的互操作性标准，开发依赖于已知实体之间的可信连接的流程和工具，为在战术、作战和战略决策层面创造影响提供无限的可能性。

智能交互

物联网 (IoT) 已被用于描述大量“智能”技术节点之间的通信和信息共享。然后可以将它们分类为数据承载设备，设备通过通信网络间接连接到物理事物；捕获数据的设备，它们是读取器/写入器类型的设备，能够通过数据承载设备间接地与物理事物交互，或直接通过连接到物理事物的数据载体直接与物理事物交互；传感和驱动装置，用于检测或测量周围环境中的信息并将其转换为数字信号；通用设备，具有嵌入式处理和通信能力，可能包括用于不同物联网应用的设备和器件（国际电信联盟 2012）。

物联网可以描述城市网络、工业网格、云计算和移动网络，而它的应用在引入生物医学、安全以及商业和工业基础设施系统时促进了数据和信息的收集和服务。然而，由于工商业综合体与国防和军事服务之间的关系，物联网技术在现代战争战略中的应用受到了更严格的审查。军事物联网 (IoMT) 或战场物联网 (IoBT) 描述了能够在作战空间内实现作战人员及其设备之间智能交互的技术。

IoMT 的其他防御用途描述了一组相互依赖和网络化的元素，这些元素不仅包括传感器和设备，还包括基础设施，如存储和数据处理设备、用于互连设备和节点的网络，以及管理软件和机器学习算法。这包含了广泛的军事集成传感器、设备和平台，能够通过网络空间节点和人机交互进行智能传感、机器学习和驱动。这些交互旨在提高态势感知并减少处理数据、风险评估、战略规划、行动信息和执行目标的时间。在广义的定义下，“事物”可以包括坦克、军舰、飞机、无人驾驶飞行器 (UAV)、前沿作战基地 (FOB)、后勤设备、运输和建筑基础设施系统、作战人员本身或任何可以与传感集成的东西，处理和传输的能力（Russell 和 Abdelzaher 2018）。

加速OODA循环以获得作战优势

通过这种方式，物联网描绘了作战领域的融合：它们的网络、嵌入式硬件、电磁辐射、通信节点、移动处理硬件、软件架构、信息管理和数据分析。正如数字孪生通过同时建模和持续预测维护和性能保持来减轻设备失灵、故障和基于网络的入侵的威胁一样，IoMT 无处不在的传感和通信中收集的数据可用于动态系统优化，故障检测、监测和预测。此外，IoMT 提供了一种新型信息战所需的普遍分析、管理和 C2：一种以决策为中心的信息战，依赖于更快更好的决策制定，以及更短的行动响应时间。

容错性低，通信节点的故障是灾难性的。必须建立并保护备份、数字孪生和替代通信路径。

无人操控和无人驾驶（可选驾驶）飞机已进入该领域并被证明是一种力量倍增器，特别是对于远程、难以到达或反介入/区域拒止 (A2/AD) 的数据收集和空袭地区。它们已成为战区内情报、侦察和监视 (ISR) 的主力军，并且已经在执行广泛的军事任务角色。许多国家正在开发未来作战空中系统 (FCAS) 计划，这些计划设想高性能、网络化、无人驾驶飞机与有人驾驶的战斗机一起飞行（无论是成群的还是作为“忠诚的僚机”）来结束这个差距。

忠诚僚机概念作为有人驾驶飞机的传感器和其他系统的延伸，具有在有争议的 A2/AD 环境中生存的同时扰乱、破坏或摧毁目标防空系统的能力。这些团队试图通过将传统的有人驾驶战斗机编队转变为有人和无人驾驶平台的新组合来创造更灵活、更隐蔽和更致命的武器投送，从而创造优势。如果现代战争的感知-决策-响应链要加速到网络速度，则需要人机协作与人工智能增强的分析和战区边缘计算。马赛克战的互连技术将利用具有足够自我意识的机器智能的无人系统来评估任务的状态、目标和漏洞，以实时应对干扰。

JADC2和美国的先进战斗管理系统

美国空军先进战斗管理系统 (ABMS) 是美国军方更广泛计划的一部分，该计划旨在创建联合全域指挥与控制 (JADC2) 概念，此概念旨在通过连接来自美国各地的传感器来构建 IoMT服务整合到一个单一的协作网络中。以前的努力使每个军种都发展了自己的战术网络，尽管这些网络彼此不兼容。根据美国国会研究服务局的说法，通过基于通用多域 IoMT 的互操作性，美国国防部试图将“当前用于分析作战环境和发布命令的多天流程”转变为需要“数小时、数分钟、或潜在的秒”用于未来的冲突和作战环境。美国国防部还表示，现有的 C2 架构不足以满足美国国防战略（NDS）的需求。

美国空军 (USAF) 的 IoMT 计划 ABMS 最初的设想是取代美国空军的 E-3 哨兵机载预警和控制系统 (AWACS) 平台。然而，当前空军采购助理部长威尔·罗珀表示，2018 年美国国防战略设想的有争议的环境迫使空军重组 ABMS 时，它的范围更广了。罗珀指示 ABMS 不再专注于指挥中心和飞机，而是重新专注于创建数字技术，例如安全云环境，以在多个武器系统之间共享数据。

ABMS IoMT 现在旨在包含一系列体系，其中包括旨在改进反介入/区域拒止 (A2/AD) 管理并使美国空军部队能够与美国海军、美国海军陆战队 (USMC) 和美国陆军协调并开展联合行动的硬件和软件。根据美国国会研究局的说法，美国空军已经举办了五场活动来展示它打算部署 ABMS 的新 C2 能力。 2019 年 12 月，空军展示了从美国陆军雷达（防空传感器和发射装置）和美国海军驱逐舰（部署在墨西哥湾的阿利伯克级导弹驱逐舰托马斯哈德纳号导弹驱逐舰）传输数据的能力，到洛克希德马丁公司的 F-22 Raptor 和 F-35A 和 F-35C 闪电 II 联合攻击战斗机，以及美国太空部队统一数据库 (UDL)，这是一个结合天基和地面传感器以跟踪卫星的云环境。

2020 年 9 月，ABMS 使用超高速武器探测并击败了一枚模拟的美国巡航导弹。 ABMS还展示了“发现并击败破坏美国太空行动”的能力。同月，美国空军在夏威夷珍珠港-希卡姆联合基地举行的 "英勇之盾 "演习中使用KC-46加油机执行战术C2，将第四代战斗机的数据传递给第五代飞机，如F-22猛禽。 2月，在欧洲举行了一次简短的演示，将包括荷兰、波兰和英国在内的盟国联系起来进行联合空中行动。据美国空军欧洲司令杰弗里-哈里根将军说，这次活动测试了美国和盟国使用F-15E飞机发射AGM-158联合空对地对峙导弹（JASSM）执行远距离打击任务的能力，同时使用美国和盟国的F-35飞机执行空军基地防御任务。5月，美国空军表示，为KC-46采购一个通信吊舱将是ABMS计划的第一个能力释放。

英国和欧洲的IoMT

英国国防部（MoD）的国防数字战略工作于4月公布了类似于ABMS计划的概念。其目的是在2025年之前创建一个安全的、单一的和现代的 "数字主干"，连接 "跨军事和商业领域的传感器、效应器和决策者以及合作伙伴，推动跨领域和平台的整合和互操作性"。"国防部警告说："我们已经太频繁地交换了技术更新，没有推动足够的整合和共同性。"继续走这条路将使我们无法以实现国防目的所需的速度和规模来利用新兴技术。

英国数字战略继续强调，对电磁频谱（EMS）的访问和控制对所有业务和数字骨干的运作至关重要，并补充说，随着5G和物联网的出现，网络领域将 "在未来几年内发展得更快、更广。因此，数据和架构标准，以及EMS的管理，将确保作战优势和操纵自由"。

英国忠诚的僚机平台--"蚊子"，用于 "暴风雪 "可选择驾驶的未来战斗机，该计划被称为 "轻量级可负担的新型作战飞机"（LANCA）。蚊子将与英国航空母舰兼容，并能发挥一系列作用，如作为武器载体和诱饵，或本身作为武器使用。英国FCAS计划还包括Alvina蜂群无人机和其他由战斗云联网的传统平台，预计到2030年代中期，无机组人员的飞机将取代英国台风飞机的空对空作战能力。

欧洲IoMT倡议包括城市局部地区监视的无线传感器网络（WINLAS）和决策支持与分析的云智能（CLAUDIA）项目，这些项目属于欧洲防务局（EDA）的范围。WINLAS计划研究用于城市战争、能源系统和大规模士兵现代化系统的信息管理的大型异构设备传感器网络。这个项目的研究部分建立在EDA的信息互操作性和通过统计、代理、推理和语义的情报互操作性（IN4STARS）计划的成果之上，该计划旨在通过使用人工智能、传感器和能量采集来延长网络运行时间，从而提高城市地区的态势感知。

CLAUDIA 的主要目标是开发模块化软件分析平台，以支持对军事场景的分析和评估，尤其是在混合战争中进行的军事场景的分析和评估。 CLAUDIA 旨在支持指挥官在分析、决策和规划方面的需求。其平台将收集、处理和分析来自异构信息源的数据，以提供态势感知和全面的通用作战图 (COP)，以支持欧盟成员国的规划、决策过程和协调。

另一方面，法国、德国和西班牙已经同意联合开发其未来作战系统（SCAF）/FCAS计划中的下一代武器系统（NGWS），称为远程航母。欧洲SCAF/FCAS计划的首次飞行演示打算在2027年进行，最终的拟议设计计划在2030年冻结，拟议的服役日期在2040至2045年之间。该计划将包括欧洲龙（Eurodrone）（也称为EuroMALE-欧洲中空长航时[MALE]遥控飞机系统[RPAS]），一种超低观测的无人作战飞行器（UCAV），未来的巡航导弹，以及在未来战斗空间运行的平台。

作战中的脆弱性

实施 IoMT技术并非没有实质性的挑战。复杂性来自于网络元素日益增长的规模、功能和相互依赖性，以及数据收集和产生新信息的速度和数量。由自动化战斗网络和增加的计算能力驱动的新战争速度是网络速度，其中网络攻击和电子战在信息领域占主导地位。此外，尽管IoMT技术为国防应用提供了能力，但作战的脆弱性是最关键的问题。

互连不同类型的武器和作战人员带来的另一个挑战是战场场景需要实时决策和响应。容错性很低，通信节点的故障是灾难性的。必须建立并保护备份、数字孪生和替代通信路径。除了强制拥有和控制的“事物”和 IoMT，他们可能还需要使用他们未拥有或完全控制的军事、商业、工业或对手物联网。身份验证需要容纳欺骗性数据并应对高级持续威胁 (APT)。需要定期保护和更新新元素，以防止越来越频繁、复杂和微妙的 APT 入侵。

如果现代战争的感知-决策-响应链要加速达到网络速度，则需要人机协作与人工智能增强的分析和战区边缘计算。

此外，随着 IoMT 的实施，组成事物之间的战场交互次数将随着时间的推移而增加。对扩展有用的商业和工业协议不太可能在吞吐量可能有限的战场资源受限环境中有效。处理和计算要求也可能会增加，这使得实时响应和输出更不可能。

互操作性、能源效率和服务质量也是考虑因素。互操作性的动态特性——无论是在美国军队还是欧盟成员国之间——不仅受到战场上使用的不同应用和设备的挑战，还受到来自不同盟国不同制造商设备的不同操作和设备标准的挑战，所有这些都可能不会在相同的技术进步水平上运行。

在不降低用户体验的情况下为可穿戴设备开发一个小的外形尺寸是另一个挑战，特别是由于减小尺寸和重量通常也会降低电池容量以及充电和冷却能力。美国陆军已经注意到它对IoM技术的兴趣，因为这些任务需要在流动性强、资源有限、非常密集和稀疏的环境中快速部署和适应。传输质量的下降或实时分析的下降将表明整个矩阵的失败。

高级持续性威胁 (APT) 生命周期

结论

尽管存在种种挑战，但走向互联互通的步伐似乎是不可阻挡的。这种军事思维的颠覆性转变与20世纪50年代推动核优势的抵消战略（第一次抵消）或20世纪70年代和80年代由制导弹药和战斗网络提供的军事超越（第二次抵消）相吻合。当美国国防部在2014年开始考虑 "第三次抵消 "战略时，人工智能、自主系统和人机团队被认为是获得节奏的关键。随着攻击速度和范围的增加以及可获取数据的速度和数量的增加，普遍的互联性、可操作的网络以及改进的无人/有人协调行为的标准将为实现空中力量的优势奠定新的基础。

作者介绍

Anika Torruella 是 Janes 的高级分析师，负责海军电子战、C2 系统和声纳技术，在人工智能、机器人技术、海战、太空、未来计算、纳米技术和新材料方面拥有广泛的专业知识。在过去的二十年里，Anika 还与世界银行、Access Intelligence 和国家地理合作。 Anika 毕业于宾夕法尼亚州布林莫尔学院，获得物理学学士学位。