在人工智能 (AI) 的支持下,大規(guī)模軍事物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 有望在無人監(jiān)視和瞄準、態(tài)勢感知、士兵健康監(jiān)測和其他關鍵應用等領域帶來一系列戰(zhàn)場優(yōu)勢。但是,必須首先克服重大的數(shù)據(jù)和通信挑戰(zhàn)。
根據(jù)國會研究服務局關于聯(lián)合全域指揮與控制(JADC2)倡議的出版物,未來的沖突將需要在幾小時,幾分鐘或幾秒鐘內做出關鍵決策 - 而不是幾天 - 這需要分析作戰(zhàn)環(huán)境并發(fā)布命令。國防部(DoD)旨在加快和自動化決策的一種方式是通過大規(guī)模軍事物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能(AI)。
作為國防部的一項重大計劃,JADC2旨在收集來自每個軍事部門的數(shù)千輛戰(zhàn)場車輛,環(huán)境傳感器和其他智能設備的數(shù)據(jù)流。然后,人工智能和機器學習 (ML) 可用于提供相關信息,從而在前線快速做出決策——甚至包括識別軍事目標并推薦與之交戰(zhàn)的最佳武器。
軍事物聯(lián)網(wǎng)包括許多不同的“事物”——從戰(zhàn)場傳感器和武器系統(tǒng)到跟蹤設備、通信設備、可穿戴設備、無人機、船舶、飛機、坦克,甚至身體傳感器。他們一起向戰(zhàn)場傳輸前所未有的實時信息量。
軍隊的每個部門都有其與物聯(lián)網(wǎng)相關的舉措。對于空軍來說,物聯(lián)網(wǎng)是其不斷發(fā)展的高級戰(zhàn)場管理系統(tǒng)(ABMS)的重要組成部分。對于陸軍來說,這是陸軍未來司令部,對于海軍來說,項目超配。JADC2的總體目標是將所有這些舉措聯(lián)系在一起,并使它們在戰(zhàn)場上成功地作為一支部隊工作。
今后的重大挑戰(zhàn)
當然,這一大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)計劃的成功取決于實時收集和存儲來自數(shù)千個“事物”的大量流數(shù)據(jù)的能力。然而,一個更大的挑戰(zhàn)實際上是立即理解所有這些信息,并迅速將結果提供給作戰(zhàn)人員,以便他們可以利用它來發(fā)揮自己的優(yōu)勢。技術障礙是巨大的,包括:
合并、集成和共享由駐留在孤立軍事部門的設備生成的大量流物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)具有數(shù)十種不同的數(shù)據(jù)格式和通信網(wǎng)絡。理想情況下,目標是可以快速處理的單一數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)存儲。
確定一個通用的高帶寬、低延遲網(wǎng)絡,作為軍事物聯(lián)網(wǎng)設備與邊緣和云處理以及人工智能環(huán)境之間的結締組織。有許多可能性,包括衛(wèi)星和專門的專有軍事網(wǎng)絡解決方案,但許多人認為5G是最終的結締組織解決方案。
在可行的情況下,在可大規(guī)模擴展的集中式環(huán)境(如云)和位于網(wǎng)絡邊緣的快速執(zhí)行系統(tǒng)之間智能地劃分數(shù)據(jù)處理和存儲。這些解決方案使系統(tǒng)更接近戰(zhàn)場,數(shù)據(jù)連接可以提供快速的網(wǎng)絡性能、低延遲和可用性,從而在前線實現(xiàn)快速決策。
在網(wǎng)絡邊緣進行彈性數(shù)據(jù)存儲、通信、同步和處理,即使在遠程位置或在沒有傳統(tǒng)通信功能(如 5G)可用的情況下,通常持續(xù)數(shù)周。戰(zhàn)場人員不能被迫依賴不太可靠的遠程云連接,而且關鍵數(shù)據(jù)不會因連接或斷電而丟失,即使只是幾分鐘。
針對所有這些數(shù)據(jù)通信和存儲的嚴密網(wǎng)絡攻擊預防、檢測和修復。
引人注目的軍事物聯(lián)網(wǎng)用例
國防部正處于規(guī)劃和實施JADC2和物聯(lián)網(wǎng)的早期階段,其中許多決策仍有待做出,迄今為止物聯(lián)網(wǎng)的潛力只有少數(shù)有限的展示。假設這些物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)中的大多數(shù)都可以得到滿足,那么載人和無人應用的用例是引人注目的,而且很多。以下是幾個示例。
自主武器系統(tǒng):人類仍然是主要的戰(zhàn)場代理人和成功的驅動力。然而,軍用無人機、智能導彈和無人地面車輛等自主監(jiān)視和武器系統(tǒng)可以進行先進的戰(zhàn)場監(jiān)視,增強戰(zhàn)斗情報,甚至可以打擊目標以保護士兵的生命。他們還可以通過人工智能和面部識別等技術為戰(zhàn)斗帶來精確性,這些技術可以比人類更準確地瞄準敵方戰(zhàn)斗人員,避免友軍火力和平民傷亡。決定人類和自主決策之間的劃分將是與自主系統(tǒng)成功相關的重大道德和技術挑戰(zhàn)之一。
士兵攜帶的傳感器和設備:通常被稱為戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng),嵌入士兵作戰(zhàn)服、頭盔、武器系統(tǒng)和運輸工具中的情報收集和生物識別身體傳感器網(wǎng)絡可以傳達有價值的戰(zhàn)場信息以及士兵的位置、健康統(tǒng)計數(shù)據(jù)和精神狀態(tài)。這些知識可用于決定在最不利的情況下何時將士兵移出戰(zhàn)場或及時主動進行醫(yī)療救助以減少傷亡。
態(tài)勢感知:態(tài)勢感知對于在戰(zhàn)場上快速有效地做出決策至關重要。將物聯(lián)網(wǎng)與人工智能相結合不僅是一種增強和自動化態(tài)勢感知(包括戰(zhàn)場布局、小隊和敵人位置、資產和目標)的方法,它還有可能比以往更快地提供這種感知,而不必依賴集中指揮和控制。
利用彈性連接和網(wǎng)絡邊緣處理的強大功能,無人系統(tǒng)和其他物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設備可以共享和合并數(shù)據(jù),直接向前線提供卓越的情報、監(jiān)視和偵察 (ISR) 信息。使用人工智能來協(xié)助和自動化許多監(jiān)視功能可以減輕戰(zhàn)場上士兵的壓力和認知負擔。
通過 5G 或其他通用結構將無人機、傳感器和其他設備連接到本地邊緣數(shù)據(jù)庫/AI/ML 服務器,可以在云無法訪問或太遠而無法快速傳遞信息時提供信息。當云連接可行時,物聯(lián)網(wǎng)可以利用云的巨大可擴展性和處理能力。
即使在 5G 不可用或網(wǎng)絡攻擊使其不可行的遠程情況下,替代可用的點對點網(wǎng)絡(如 WiFi、藍牙或私有專有通信解決方案)也可以同步分布式數(shù)據(jù)庫并提供戰(zhàn)場所需的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)彈性。解決方案可用于利用點對點連接并跨它們同步數(shù)據(jù),然后在可用時將數(shù)據(jù)與本地、區(qū)域和云服務器連接和同步。
還有許多其他物聯(lián)網(wǎng)用例,例如供應線車輛監(jiān)控、軍事基地安全、戰(zhàn)場上的預防性維護,甚至庫存管理。隨著戰(zhàn)場變得更加復雜和不可預測,物聯(lián)網(wǎng)和人工智能將成為加速和自動化關鍵決策、智勝敵人以及最大限度地減少戰(zhàn)斗和平民傷亡的越來越有價值的戰(zhàn)略。
審核編輯:郭婷
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