联合作战中的人机协同：指挥与控制的视角

今天，全球面临着冷战结束以来最复杂的安全环境。俄罗斯联邦入侵乌克兰，迫使西方国家重新考虑他们对当前地缘战略平衡的理解。在北约继续应对来自网络、混合和国际恐怖主义威胁的持久挑战的同时，俄罗斯的侵略行为将不可避免地促使北约改变其态势和优先事项。

根据高级军事领导人的设想，在未来的作战环境中，盟军将在高度竞争、通信受阻的环境中作战，并采用综合防空、高超音速武器和低可观测性技术。美国海军作战部长表示，无人单元系统将在未来的对抗中发挥关键作用，是 "海军最优先发展的项目之一"。与目前的指挥与控制（C2）架构相比，未来的对抗需要能力更强、速度更快的决策周期。美国国防部（DOD）已经提出，在不久的将来，军事行动可能需要在比当前标准更短的时间内做出决策，这敲响了现有 C2 系统可能不足以应对未来多领域行动的警钟。同样，全球国防工业预计，未来的武器系统将与 "作战云 "相连接，能够连接任何平台与任何武器系统共享情报、监视和侦察数据（ISR），不受领域限制。在这一愿景中，任何平台都能 "看 "到或 "射 "到远远超出其自身限制的东西。所需的大量数据将以计算机速度进行处理，利用人工智能（AI）和机器学习算法来识别目标、推荐最佳应对措施（通常是使用何种武器）以及推荐理想的 "射手"。以航空领域为例，武器系统发展的下一个主要趋势将是推动互联以及接收、处理和传播数据的能力。事实上，空军和航空航天工业正全力推动下一代战斗机向新的方向发展。预计 "第六代 "战斗机将比前代战斗机更隐身、更 "互联"、获取和共享信息的能力更强，这标志着与前代武器系统的本质区别。

如今，北约军队正在部署越来越多的无人系统，并加强有人和无人部队之间的相互联系。从历史上看，无人系统一直被认为是替代载人资产执行对人类机组人员来说过于 "枯燥、肮脏或危险 "任务的一种手段，或者是剥离更大、更昂贵平台的一种方式。如今，无人系统的部署可以增强有人平台的能力，为部队提供额外的能力，如美国海军的 MQ-25 "黄貂鱼"。有人无人协同作战（MUMT）概念是将无人系统作为真正的倍增器加以利用的关键一步，可使北约实现前所未有的能力飞跃。

在不久的将来，无人系统将作为有人驾驶平台的自主或半自主延伸部署。在这一构想中，无人系统将为载人人员以前无法到达的区域提供额外的传感器和武器。无人系统还将能够执行对有人系统构成不可接受风险的任务。在这个不远的未来，有人和无人武器系统的联合使用将产生远大于单一贡献总和的效果，同时降低人类机组人员的风险。

建立新的 C2 架构的需要

俄罗斯入侵乌克兰是北约近年来所预料的一个现实表现。当分析家们敲响警钟，需要迅速将北约的重心转移到同级或近级对手和大国竞争上时，北约的对手们却在不遗余力地设计创新，对现有的世界秩序提出不对称挑战。通过利用军事、经济、外交和信息工具，俄罗斯等挑战了西方国家确保二战结束以来全球公域稳定的能力。

2018 年美国国防战略（NDS）委员会明确指出，对抗有能力的对手所需的许多技能 "已经萎缩"，必要的 C2 技能 "已经退化"。委员会的分析表明，有必要采取创造性的应对措施，以对抗对手的非常规手段。NDS 委员会的报告针对的是国家当前常规部队的技能，与未来军队的有人和无人网络传感器和武器平台相比，其复杂程度可谓有过之而无不及。作战空间 "军事物联网 "的 C2 将完全取决于速度和处理海量数据的能力。这种预期演变的性质和速度使人们对现有指挥控制系统和流程的适用性产生了严重质疑。分析家们开始预测，技术和战争的演变将使这些系统和流程面临过时和无法胜任任务的危险。

通信

在有人无人模式下，依靠远程通信来规划、执行或评估军事行动将成为一项日益严峻的挑战。分析人员早在 2008 年就预测，对 SATCOM 带宽的总需求将在未来几年内翻一番（从 2020 年的 40 Gbps 增加到 2022 年的 80 Gbps），几乎是预计可用能力的两倍，供需缺口巨大。此外，新一代自主无人系统除了需要更高的容量以确保适当的控制外，还需要更短的延迟和更安全的通信。北约依赖传统 SATCOM（包括军用和商用）的日子似乎即将结束，因为各国已认识到其脆弱性。不少国家已经开发并测试了能够通过电磁干扰、直接命中或改变轨道来破坏对手卫星能力的技术。

传统的卫星通信依赖于地球同步轨道上的卫星，距离赤道约 36000 千米。这些卫星以地球自转的速度移动，以最小的星座提供最佳的地理覆盖范围（图 1）。由于其相对于地球表面的静止位置，其较高的高度使其成为理想的广播平台。不过，地球同步卫星在支持军事行动方面也有局限性。除了容易受到直接攻击外，它们还会受到周期性地磁暴的破坏。它们的信号会因障碍物干扰而衰减，而且在赤道 65° 纬度范围之外的信号也不可靠。例如，这意味着由于纬度和/或地形的原因，挪威相当大的一部分地区实际上不在 SATCOM 的覆盖范围内。

图：一架 Devil Ray T-38 和 Saildrone Explorer 在亚喀巴湾执行任务。美国海军提供。

目前用于有人-无人编队的卫星通信架构的最大缺点可能是延迟。在所有变量都相同的情况下，信号往返于较高卫星（如地球静止卫星）所需的时间必然长于到达较低卫星所需的时间，这意味着时间延迟有可能与下一代高度自动化/自主式无人系统不兼容。

近年来，低地球轨道（LEO）卫星群承诺改善延迟和吞吐量，引发了一场 "商业太空竞赛"，有可能与最快的地面网络相媲美，甚至可能超过后者。2019 年，由理查德-布兰森（Richard Branson）支持的伦敦公司 OneWeb 录得从韩国向太空传输的平均延迟时间为 32 毫秒。埃隆-马斯克（Elon Musk）的太空探索技术公司的目标是实现 20 毫秒的延迟，并计划最终将延迟降低到 10 毫秒。如果与高轨道卫星的中位延迟（约 600 毫秒）相比，我们就会立即明白，这将如何代表这一领域的下一个技术突破。

然而，在实现这些技术突破之前，仍有许多挑战需要克服。首先，低地轨道卫星与地面发射机的接触时间相对较短，因此需要大量在轨卫星才能保持持续通信。更多的卫星也意味着需要更多的地面设备提供支持。就军事行动而言，更多的卫星和更多的地面站仅仅意味着脆弱性的增加，但也意味着物体之间发生碰撞的概率更高。卫星碰撞尤为危险，因为可能会引发更多碰撞，这种现象被称为凯斯勒综合症。

图 1 - 卫星轨道、周期和足迹（Electropaedia）

C2 的自主性

自主性和自动化虽然经常交替使用，但并非同义词，二者描述的是机器受约束的截然不同的行为。随着技术水平的不断提高，机器（机器人或计算机）可以具有自动、自动化或自主行为，这取决于其内部认知过程的相对智能程度。自动系统受一系列规定性规则和算法的制约，不能偏离这些规则和算法，而自主系统则要理解和解释其运行环境，最终根据实际情况决定最佳行动方案。因此，相对于给定的基线，自主系统的行为更加多变，可预测性更低。研究人员通常将自主系统称为 "目标导向型 "系统（图 2）。

图2 -机器智能的谱系

"自主"一般指由人工智能驱动的各种机器，从计算机、船舶到飞机。未来自主系统的军事 C2 将取决于人工智能、机器学习和深度学习。北约面临的未来是，新技术和高超音速武器将带来比今天更快的节奏，可能超过人类认知的极限。未来的对抗可能需要在 "数小时、数分钟或可能数秒内 "做出决策，而目前用于分析作战环境和发布命令的一些流程需要耗时数日。尽管人的监督仍是军事行动决策的重要因素，但正面临着这样一个现实：人的反应速度天生就比机器慢。因此，在快节奏的战斗节奏中，人是 OODA 循环速度的具体限制因素。要想达到日益自动化的部队所需的 C2 速度，唯一的办法就是依靠新一代网络化人工智能计算机，它们可以在决策链的大部分任务中取代人类。

在军事行动中，自主性的发展历来受到怀疑。批评者担心，一台本质上没有 "判断力 "和良知的机器所做的选择在道德上是否可行。自动致命武器系统最令人担忧，因为在这种系统中，必须建立问责制，决策必须是 "独创性、责任感和同情心 "等人类品质的产物。信任是自动决策的关键因素，鉴于目前人工智能伦理推理的缺陷，人们普遍认为，自主系统将继续只在人类密切监督下使用（"人在环内"或 "人在环上"）。由于军队在战场上面临的场景范围很广，人工智能要达到必要的成熟度以取代人类进行决策，还需要几十年的时间。不过，只要人工智能能在决策周期中补充人类元素，我们就会努力实现自主化。

结论

如今，无人系统在联合部队中的地位不断提升。随着无人系统的部署数量不断增加，加强与有人系统的相互联系已成为不可否认的现实。未来几年，部队将因技术的进步和无人系统与常规有人部队的进一步整合而形成。部队将从整体上重新思考其 C2 方法，以便在瞬息万变的自动化决策世界中保持相关性。为确保竞争优势，开发可互操作的联合指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察（C4ISR）架构对于支持未来多域、超连接战争的需求至关重要。通过推进无人系统的实施和多域整合，盟军将在与任何对手的对抗中占据上风。