《战术行动中人工智能驱动的人机协作：拟议框架、挑战和未来方向》

人工智能（AI）技术，尤其是机器学习技术，正在通过增强人类决策能力迅速改变战术行动。本文探讨了人工智能驱动的人类自主组队（HAT）这一变革方法，重点关注它如何增强人类在复杂环境中的决策能力。虽然信任和可解释性仍是重大挑战，但我们的探讨重点是人工智能驱动的 HAT 在改变战术行动方面的潜力。通过改善态势感知和支持更明智的决策，人工智能驱动的 HAT 可以提高此类行动的有效性和安全性。为此，本文了提出了一个综合框架，该框架涉及人工智能驱动的 HAT 的关键组成部分，包括信任和透明度、人类与人工智能之间的最佳功能分配、态势感知和道德考量。所提出的框架可作为该领域未来研究与开发的基础。通过识别和讨论该框架中的关键研究挑战和知识差距，我们的工作旨在指导人工智能驱动的 HAT 的发展，以优化战术行动。我们强调开发可扩展且符合道德规范的人工智能驱动的 HAT 系统的重要性，该系统可确保无缝的人机协作、优先考虑道德因素、通过可解释的人工智能（XAI）技术提高模型的透明度，并有效管理人类操作员的认知负荷。

人工智能和自主技术的融合给包括国防和战术行动在内的各行各业带来了革命性的变化。HAT 的兴起可归因于几个因素，包括自主技术和人工智能的快速进步、任务和环境的日益复杂、能力更强的自主系统的发展，以及数据和计算能力的不断提高。随着这些技术变得越来越复杂和强大，人们越来越认识到，将人类的认知能力与自主系统的计算能力和效率相结合，可以实现潜在的合作。现代 HAT 系统的兴起也是由于需要应对快速发展和动态环境的复杂性和挑战。随着任务变得越来越复杂、对时间越来越敏感、数据越来越密集，人类与智能体之间的协作对于有效驾驭和应对这些挑战变得至关重要。

HAT 是一个新兴领域，探索人类与自主系统之间的协作伙伴关系，以执行任务或实现共同目标。这涉及一种协作安排，其中至少有一名人类工作者与一个或多个智能体协作。这种协作方式有可能彻底改变各行各业完成任务的方式，并为人类与智能自主系统携手解决复杂问题和实现共同目标的未来铺平道路。HAT 系统旨在允许人类将任务委托给智能自主体，同时保持对整体任务的控制。这里所说的智能体是指在决策、适应和通信方面具有不同程度自治能力的计算机实体。这一定义得到了先前研究成果的支持。在 HAT 中，人类的认知能力与自主系统的计算能力和效率相结合，可以提高性能、决策和系统的整体能力。

在此，将定义和澄清一些关键概念，这些概念对于理解本研究的范围和背景至关重要。这些概念包括人工智能、自主、自主系统和战术自主。通过提供明确的定义并区分这些术语，我们希望读者能够达成共识。

自主性。HAT背景下的自主性是指智能自主系统或智能体在团队环境中独立运行和决策的能力，具有不同程度的自我管理能力。这涉及到自主系统在学习、适应和推理基础上更高程度的决策能力。它是系统的一种属性，而非技术本身。自主实体可以感知、推理、规划和行动，以实现特定的目标或目的，而无需人类的不断干预。值得注意的是，自主的程度可能各不相同，有的系统可以完全自主地做出所有决定，有的系统则是半自主的，在某些情况下需要人的干预。在战术自主方面，HAT 涉及将自主能力整合到战术行动中。这种整合可包括各种应用，如利用自主系统收集情报、执行监视和其他关键活动。自主性使系统能够在复杂和不确定的环境中运行，从经验中学习，并在任何情况下都无需明确的人工干预即可做出决策。然而，必须将其与传统自动化区分开来，传统自动化通常遵循预先编程的规则、决策树或基于逻辑的算法来执行任务或做出决策。传统自动化的适应性和灵活性有限，无法在没有明确编程的情况下处理动态或不可预见的情况。本文讨论了人工智能驱动的自主性如何通过强调学习、适应和决策能力来区别于传统自动化。这些能力最终会提高战术行动中人类-自动驾驶团队合作的整体有效性和敏捷性。

自主系统。自主系统可以在没有人类持续控制的情况下执行任务或操作。它们利用人工智能算法和传感器感知和导航环境，实现高度自主。

战术自主。在本研究中，战术自主是指自主系统在动态和复杂的作战环境中做出实时决策和采取行动的能力。这涉及人类与自主系统之间的无缝协调和互动，使它们能够作为一个优势互补的统一团队发挥作用。HAT 的重点是通过人类操作员与智能自主系统之间的无缝协调与协作，实现共同的任务目标。本文介绍了一种人工智能驱动的 HAT，它将人工智能集成到 HAT 框架中。这种方法结合了人类专业技能和人工智能能力的优势，从而提高了决策、态势感知和作战效率。战术自主性将人类的认知能力（如适应能力、直觉和创造力）与自主系统的计算能力、精确性和动态执行能力相结合，有可能给包括国防、应急响应、执法和危险环境在内的各个领域带来革命性的变化。必须区分战术自主和战略自主，以明确人工智能驱动的人类-自主团队如何在军事和作战环境中促进这两个层次的自主。战略自主是指一个国家或组织就广泛的安全目标做出自主选择的能力，而战术自主与战略自主相反，侧重于单个单位或团队在特定任务中的独立行动。战略自主涉及更高层次的决策和规划，要考虑长期目标、总体任务目标和更广泛的态势感知。它涉及指导整体任务或战役的协调、资源分配和战略决策过程。

战术行动。战术行动涉及在特定区域或环境中的协调活动，通常是在军事、执法或战略背景下，重点是通过快速决策、适应动态形势以及在局部区域和时间范围内应用军事技能和资源来实现短期目标。

近年来，人工智能、机器学习（ML）、机器人和传感器技术的进步为实现战术自主的潜力铺平了道路。这些技术进步使自主系统能够执行复杂任务，实时处理大量数据，做出明智决策，并与人类团队成员无缝协作。这为增强人类能力、优化资源配置和提高整体作战效率提供了新的可能性。然而，有效的战术自主需要全面了解人类与自主系统之间的动态关系。包括信任、沟通、共享态势感知和决策在内的人为因素在确保 HAT 取得成功方面发挥着至关重要的作用。必须认真应对各种挑战，如建立适当的信任度、解决潜在的认知偏差、管理工作量分配和保持有效的沟通渠道，以确保无缝协作，最大限度地发挥战术自主的潜在优势。战术自主的 HAT 是一种使用人类和自主系统来操作和控制武器及其他军事系统的协作方法。在 HAT 中，人类操作员和自主系统共同努力实现共同目标。人类操作员负责总体任务并做出高层决策。自主系统负责执行指定任务。

正如第四节详细解释的那样，人类操作员根据自己的经验和对任务目标的理解，贡献战略洞察力、背景和高层决策能力。交互和通信代表着界面和通信渠道，各组成部分可通过这些渠道交换信息、开展协作并做出共同决策。在共享决策过程的背景下，人类操作员和自主系统参与协作决策过程，共享见解、数据和建议，以制定有效的战略。自主系统负责实时数据处理、分析和特定任务的执行，为人类操作员提供及时、相关的信息支持。随后，一旦做出决策，自主系统就会根据共同决策过程的指令执行具体任务，包括侦察、导航或数据收集。

本文全面探讨了 HAT 的历史发展和现状，并深入探讨了利用人工智能实现战术自主的机遇、挑战和潜在的未来方向。它强调了人工智能对战术自主性的变革性影响，并提出了改进决策、态势感知和资源优化的机遇。通过认识和应对与采用人工智能相关的挑战，并规划未来的研究方向，可以为人类与自主系统无缝协作的未来铺平道路，最终实现战术环境中更安全、更高效、更成功的任务。