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新一代人工智能在国防科技领域发展探讨
发布时间:2022-05-21 10:40:27   作者:bob最新视频   来源:bob最新官网下载

  引用本文:于成龙,侯俊杰,蒲洪波,张伟.新一代人工智能在国防科技领域发展探讨[J].国防科技,2020,41(4).

  新一代人工智能技术已经成为当前研究的重点和热点,并逐渐成为提升国防力量、军事能力和国家竞争力的有效途径。本文在总结人工智能概念的基础上,给出了新一代人工智能的定义和发展的重要意义,从掌握未来战争主动权、 支撑军工装备研制生产模式转型和保障国防科技先进性三个方面梳理了国防科技领域发展新一代人工智能的必要性,并从基础技术支撑和国防特色应用两个方向提出了国防科技领域发展新一代人工智能涉及的基础软硬件、标准规范、智能装备系统、辅助作战指挥、智能研发等重点内容,在此基础上给出了相关的发展建议。以上研究可为新一代人工智能技术在国防科技领域的研究、应用和发展提供参考。

  人工智能是科学技术迅速发展及新思想、新理论和新技术不断涌现的形势下产生的一个学科,涉及数学、计算机科学、哲学、认知心理学、信息论和控制论等,主要是研究如何应用计算机模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。麻省理工学院教授麦卡锡提出,人工智能就是要让机器行为看起来像人类所表现出的智能行为;斯坦福大学教授尼尔逊则将人工智能定义为一门怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学;麻省理工学院教授温斯顿认为,人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。随着互联网、大数据和云计算等新一代信息技术的发展,以及机器学习、智能控制、类脑芯片等基础技术的突破以及计算机运算能力的提升, 人工智能逐渐呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放和自主操控等新特征, 人工智能发展进入新阶段。新一代人工智能可定义为:一种基于新一代信息技术的发展和人类智能活动规律的研究,用于模拟、延伸和扩展人类智能,实现从用计算机模拟人类智能演进到协助引导提升人类智能的交叉技术科学。当前,世界主要发达国家均把发展新一代人工智能作为提升国家竞争力和维护国家安全的重大战略,并加强了人工智能技术在国防领域的研究和应用,力图形成跨代的战略优势和战术优势。例如,美国总统特朗普签署了一项行政命令,正式启动了“美国人工智能计划”,以维护美国人工智能的领导地位。总体来看,新一代人工智能技术已经成为当前研究的重点和热点, 并逐渐成为提升国防力量和军事能力的有效途径。探讨新一代人工智能技术在国防科技领域的发展情况, 对于布局技术发展、推动技术应用和增强国防实力具有重要意义。

  国防科学技术是构成军事实力的重要因素之一,是衡量国防现代化水平的显著标志。新一代人工智能技术通过与国防科技相结合,为军工制造提供先进的技术和工艺,以研制和生产各种新式武器装备, 改造和完善国防经济产业结构和产品结构。随着人工智能技术在军事领域的应用和普及,它必将对军事思想、战略战术、军队建设和战争模式等产生重大影响。鉴于此,迫切需要我们抓住人工智能技术的发展契机,立足国防科技创新、武器装备智能化和研制过程智能化的发展需求,准确把握人工智能研究热点与发展趋势,及时发现差距,实现国防科技领域的创新发展。

  人工智能技术推动作战装备的升级。未来,“自主化、无人化、智能化”是下一代武器装备发展的重要方向。将人工智能技术应用于作战装备,催生具有自主感知分析、优化决策和任务规划的无人化作战平台、如机器人、无人机、无人潜艇和无人装甲车等,最终形成性能优良、作战精度高、响应速度快以及优化决策和适应能力强的新型作战力量。作战装备整体性能得以提升,也提升了精准执行任务的能力和打赢战争的胜率。

  人工智能技术推动作战指挥模式的转变。智能无人装备、指挥系统和作战平台的应用,人工智能技术贯穿战争准备和作战过程的整个流程,战争推演、作战方案制定、信息感知、战争准备、情报分析、智能辅助决策、作战指挥、效果评估和战争发展趋势预测等人工智能作战力量将在未来战争中发挥越来越重要的作用。人工智能技术保障了作战信息的及时提供和分析决策能力,提升了作战指挥能力,保障了战争的胜利。

  人工智能技术推动作战模式的转变。智能无人装备和作战平台的大量装备, 意味着未来战争样式必然由以人类为主体的作战模式向以高速响应、迅速判断决策、高精准执行任务和以毫无生理需求的智能装备为主体的全天候协同作战模式转变,智能无人装备将自主实施信息采集、分析决策、信息共享及协同作战, 提升战场的反应能力、指挥能力和作战能力,加快战争进程。

  综上,人工智能技术对作战装备、作战指挥和作战模式均会带来重大影响,先进的装备、指挥和作战模式将对战争进程和胜负产生关键影响。鉴于人工智能技术在军事领域的广泛运用及其对战争方式的彻底改观,亟需发展面向军事需求的人工智能技术,以人工智能赋能武器装备创新研发和作战指挥,形成满足智能化作战的新型智能装备体系和作战指挥体系,以引领未来、取得战争的先机。

  新一代信息技术为制造新一代信息技术为制造业的深刻变革注入了新的活力。以德国“工业4.0”战略、美国“工业互联网”为代表,世界主要制造强国均提出以智能化的制造模式和技术,作为实现高效、低成本制造以及提升制造能力的重要突破口《中国制造2025》也提出将智能制造作为两化融合的主攻方向,着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。

  人工智能技术推动装备研制的转型升级。国防科技工业经过几十年的发展,军工核心能力显著提升,智能化为核心的制造能力。以智能制造为重要突破口,通过将人工智能技术应用于军工产品,构建以信息物理融合制造系统为核心的智能生产模式,逐步建立起适应武器装备跨企业、跨地域高效协同的智能制造体系和产业价值链体系,满足新一代武器装备高质量研制和批产的需求,使武器装备研制模式发性根本性转变,提升国防科技的技术保障能力和武器装备的研制能力。综上,面临工业 4.0时代的发展机遇与挑战,武器装备制造正在经历“数字化、网络化、智能化”的转型升级,在大力推进武器装备制造数字化转型的同时,迫切需要针对武器装备制造的特定需求, 将先进的人工智能技术融合应用于武器装备制造的全寿命周期,加速推动智慧研发、智能制造、智能试验和智能保障,为武器装备智能制造提供发展新动能。

  人工智能技术保障国防科技的先进性。国防科技工业是国家安全之根本,是国家安全的脊梁,国防科技领域人工智能技术的发展必须自主可控、安全稳定,人工智能作为事关国防科技工业未来发展的重大战略,关键技术和核心基础决不能受制于人。因此,迫切需要从全局出发,加快发展稳定支撑国防科技的人工智能产业。一方面为国防科技工业提供自主可控的人工智能技术支撑,另一方面发展形成具有特色的人工智能技术服务产业,形成较为完善的人工智能产业链,支撑国防建设。

  人工智能技术推动国防科技的发展。由于军事装备的特殊性,现有面向民用领域的人工智能技术不能够直接应用于军事装备,需要国防工业部门牵头,集人工智能领域的优势力量,结合航空、航天、兵器、船舶及电子等武器装备领域的专业知识和业务流程,发展适用于国防科技领域的先进武器装备发展和装备制造能力提升的人工智能技术,保证国防科技领域人工智能技术的先进性和实用性。

  国防科技领域人工智能发展布局如图1所示。围绕武器装备创新发展、作战体系变革和装备研发升级的特色需求,在军民融合战略框架下,研究并突破基础技术、基础硬件、核心软件和标准规范等基础支撑技术,推动基础支撑技术在武器装备、智能作战和装备研发中的应用,开发智能作战装备、智能作战系统和智能研发系统,在以上基础上融合发展,最终形成智能装备体系、智能作战体系和智能研发体系。

  加快研发并应用高精度、高性能、高可靠性、低成本的环境、动作、图像等智能传感器,发展面向军事应用场景的磁感、超声波、非可见光、生物化学等智能传感器;研发军民两用、自主可控的针对特定应用领域的高性能、高扩展性、低功耗类脑智能芯片,以及与智能芯片配套的编译器和驱动软件等支撑工具;发展与机器人相关的控制、伺服、减速等核心元器件。

  针对群体智能、自主无人系统智能作战平台和智能单兵系统等国防科技领域的人工智能重点技术应用需求,应重点研究并开发核心算法和具有自主产权的无人控制系统,加快研发集成训练和终端执行的公共技术、开发框架和工具集等核心软件平台。

  制定人工智能系列标准,科学定义国防科技领域人工智能的要求、规范和准则等,确保人工智能技术满足功能性和互操作性等关键目标要求,并保证运行可靠安全;制定国防科技领域人工智能的评估、比较和管理的协议和程序,并量化人工智能技术发展水平。

  “智能 +”现役装备。围绕飞行器、舰船、车辆、火炮、枪械、雷达和发动机等现役装备,将人工智能技术应用于现役装备智能升级,重点加强装备的战场数据智能感知、机动打击精确制导、协同作战智能指控、装备运行智能保障和联 合作战人机协同等方面的综合作战效能提升,挖掘和提升现役装备的作战效能。

  无人智能装备。面向未来智能化战争的发展态势,加快推进人工智能技术与武器装备创新发展的交互渗透和有机融合,重点面向地面、空中、水面、水下、太空、网络空间以及人的认知空间等多域作战环境,创新发展无人机/战车/舰艇/ 航天器、无人蜂群、智能弹药、军用机器人、智能单兵系统等智能装备,提升装备的智能化水平和执行任务的能力。

  智能维护保障系统。面向武器装备服役中的维护保障,融合人工智能、工业大数据和虚拟/增强现实等技术,重点开展武器装备运行数据感知与分析挖掘、装备远程故障诊断与智能推理预测、基于增强现实与人工智能的远程检测与综合保障维修、武器装备自动故障诊断与维修等研究,提升快速响应及自主保障能力。

  人机协同/无人机协同作战。围绕以无人智能装备为作战主体的未来战争模式,重点开展人工智能条件下的人机协同作战和无人作战理论研究,以及人机高度协同混编及作战、无人蜂群自主编队及协同作战、战场形态的感知分析、作战 行动自主规划和决策、作战系统安全等研究,形成以精准打击、群体协同、信息共享和快速决策为主要特征的智能作战系统和作战模式。

  辅助智能决策指挥。围绕未来智能作战空间范围大、智能作战对抗强度大、 战场情况变化快和作战影响因素多等特点,重点开展人工智能条件下的作战与指挥体系理论研究,以及作战环境及作战态势仿真、战争智能推演、海量数据源及 复杂战场态势感知/分析/智能决策、人机智能交互等研究,构建战争辅助智能决策指挥系统,实现战场态势实时感知、战争进程及时分析、作战计划滚动制定以及作战指令动态下达。

  基于知识/数据挖掘的智能设计。围绕武器装备设计能力和设计效率提升的需求,重点开展面向总体设计、分系统设计、结构设计和工艺设计过程数据的整理和凝练、数据模型的构建、数据推理及挖掘算法、基于知识的设计推理、基于大数据的设计规律挖掘、设计过程仿真等技术研究和系统构建,为设计提供支撑,提升产品设计质量,缩短产品设计周期。

  围绕国防科技领域武器装备发展和研制能力提升的需求,从顶层谋划新一代人工智能技术的发展战略规划,确定发展目标、主攻方向、重点任务和主要技术内容,并发布新一代人工智能的项目指南,推动示范应用;以项目论证、实施和应用为牵引,吸引国防科研生产单位和人工智能技术优势的民用企业、科研机构及高校融入新一代人工智能国防科技领域创新体系,并支持成立军民融合联合研究推进机构,引导并支持多方参与,共同推动新一代人工智能的发展和应用。

  以新一代人工智能技术在国防科技领域的应用为牵引,重点支持关键算法、核心硬件、基础软件和无人系统等基础技术研究, 制定标准规范,实现基础理论、核心技术和关键元器件/装置的突破;制定以应用为导向的评价机制和激励措施,有效推动科技成果的转化应用,强化人工智能在武器装备、作战指挥和装备研发等领域的结合和应用,加快形成无人智能装备体系、智能作战体系和产品智能研发体系,提升武器装备的智能化水平、协同作战能力、作战指挥能力和研制生产能力。

  新一代人工智能技术涉及较多的前沿技术和基础研究,需要制定国防科技领域人工智能专业人才培养和引进计划,不拘一格引进人才,加大培养基础理论、关键核心技术、基础软硬件等领域紧缺的顶尖人才和创新团队,加大对核心骨干人才的市场化激励,形成良好的创新氛围,并特别重视人工智能领域青年人才的培养,尽快培育形成一批领军人才和创新团队,为新一代人工智能技术的高质量发展和形成高水平的研发能力提供人才保障。

  建立国防科技领域新一代人工智能研究和发展组织机制,鼓励和推动对外合作交流;支持国防科研机构成立人工智能创新及发展研究中心,进一步加强产学研用结合,逐渐形成协同发展机制;加大资金投入,支持将人工智能重点任务纳入国防部门管科研计划渠道实施; 制定激励措施,推动新成果在国防领域的应用转化;制定人工智能相关的使用安全、隐私保护、伦理道德和社会管理等法律法规, 保障使用安全可靠。

  新一代人工智能技术已成为当前的世界主要发达国家的发展重点。本文在总结和讨论我国新一代人工智能技术发展的重要意义和发展需求的基础上,给出了我国新一代人工智能的发展重点和发展建议,可为新一代人工智能技术在国防科 技领域的研究、应用和发展提供参考。在未来,新一代人工智能技术将重点围绕基础关键技术、智能装备、智能作战和智能研发等开展研究及应用,推动智能武器系统和无人化作战装备的研制,强化无人装备、人机协同、装备间协同和基于战场态势感知的辅助分析决策系统在作战中的应用,构建全新的装备体系、作战体系和研发体系。