機器人和自主系統（RAS）在軍事領域的作用正在穩步增強，盡管在融入現有作戰體系方面仍存在一些問題，但未來可能會成為影響軍事能力的關鍵因素。如果無人系統将戰場延伸到人類此前難以進入的區域，如深海和海底等，可能對未來的戰争形态産生難以估計的影響。本研究關注軍事領域RAS的總體趨勢，分析其對北約軍事能力發展的潛在影響，并讨論RAS的廣泛應用可能引發的風險。
一
自主系統和機器人技術的總體情況
北約科技組織（STO）将自主性定義為“系統在不确定的環境中，基于已有知識和對周邊情境的了解，能夠獨立選擇并組合行動方案，完成指定任務的能力”。自主性的程度包括從半自主到完全自主的不同級别，這主要取決于所使用的硬體（傳感器、處理器）和軟體，以及通信鍊路等技術條件。機器人技術緻力于建立、操作和控制智能機器，以支援或執行通常由人完成的任務。機器人技術側重于從實體方面創造能夠自主行動的機器，注重開發能夠獨立或在最少人類幹預下行動的實體機器人。相比之下，自主系統超越了實體機器人的範疇，它包括各種獨立或半獨立的系統，如軟體應用、無人機、自動駕駛汽車和智能代理等更廣泛的平台。
大多數機器人應用于工業領域，複制或替代人類更高效地完成制造工作，極大提高了生産力和安全性。機器人在過去15—20年中得到了大規模應用，衡量制造業自動化程度的“機器人密度”名額在2015—2021年期間翻了一番。除制造業外，機器人廣泛應用于化工、農業、太空探索、半導體和醫療等領域，引領不同産業的技術變革。
推動機器人技術和自主系統快速發展的因素包括：勞動力人口減少和技術進步。一方面，低出生率和老齡化趨勢正在對勞動力和社會系統産生實際影響，采用自主系統提高生産力将成為維持現有生活水準的必要手段。另一方面，人工智能技術的進步将促進關鍵技術（機器學習、網絡安全和靈活資訊技術基礎設施）的發展，極大提升機器人和自主系統的能力。
然而，人工智能在賦能機器人和自主系統的同時，其自身的脆弱性會帶來一些限制和挑戰。資料收集和治理對于人工智能系統的發展至關重要，如訓練資料的品質、相關性和完整性決定了人工智能模型的準确性和适應能力。不完整或不具代表性的資料可能會強化現有偏見，導緻次優決策。此外，合成資料和資料投毒等進一步加劇了資料治理的難度。這些挑戰限制了資料處理的規模，并影響自主系統對實時變化的學習、适應和響應能力。
推動RAS發展的一般趨勢包括建設更高能效的系統、提高生産線的韌性、改善使用機器人的便捷性以及機器人系統與人工智能的配對使用。2021年，南韓、新加坡、日本、德國和中國在自動化制造領域處于領先地位，其中，中國在機器人密度名額上超過了美國。
二
自主系統和機器人技術的軍事應用
在軍事領域，機器人最早被用于處置爆炸物，通常為遙控操作，以保護人類操作員的安全。其成功應用以及技術進步推動了半自主系統在掃雷等其他軍事領域的快速發展。目前部署的大多數無人軍事系統是半自主的，即采用人在回路模式，人類操作員遠端控制系統，提供情境評估并做出決策。目前，完全自主的軍用智能系統還很少，包括根據程式執行任務的經典機器人，以及能夠獨立行動、學習、解決複雜任務并對不可預測事件做出反應的智能機器、裝置或軟體系統。
（一）無人平台UxVs
UxVs通常被用于情報、監視和偵察（ISR）以及情境感覺等任務。此外，無人系統還被用于醫療、搜救行動以及人員保護等領域，以降低人類面臨的風險。（1）無人機在反恐或平叛作戰，以及正常戰争中發揮了重要作用。（2）無人地面車輛主要用于排爆、後勤、偵察、醫療及作戰等。（3）無人飛行器被用于ISR、後勤、近距離空中支援和中繼通信，以及目标跟蹤和電子戰等任務。（4）無人水面船隻和無人水下船隻用于反水雷、反潛艇和ISR等任務。
無人平台有助于增強關鍵軍事能力，将在戰鬥、支援和後勤等方面發揮不可或缺的作用。無人系統可以在制造和操控方面大幅降低成本。排除人類機能的諸多限制後，無人系統可以實作更簡單、成本更低的設計，同時實作更高的性能。無人系統能夠全天候的執行ISR任務，一方面通過傳感器回傳更高品質的實時圖像和資料，提升戰鬥人員的态勢感覺能力，另一方面借助智能算法可加速戰場決策，大幅壓縮觀察—調整—決策—行動（OODA）的周期，提升部隊的指揮控制能力。
（二）無人機蜂群
無人機蜂群系統利用集體智能和決策，在無人條件下協調大量獨立單元，實作協同工作以完成複雜的任務。蜂群技術的典型優勢包括低成本和高容錯性。大量低成本無人機組成的蜂群可以同時發起多方向的攻擊，突破敵人的防禦系統，提升攻擊的效能。容錯性是指蜂群中的部分無人機出現故障或失效，其他無人機可以接替其任務，或者重新組織成一種新的工作模式，以維持整體性能和任務完成能力。這種容錯性是提高無人機系統穩定性和可靠性的重要特征。
受目前技術條件的限制，無人機蜂群控制架構的選擇是一個難題。集中式控制簡化了資料流，但犧牲了蜂群的自主性，限制了蜂群在适應和快速響應未預知場景的能力。分布式控制允許形成集體共識，具備解決未知問題的潛力，但需要強大的通信網絡。為了融合兩種架構的優勢，混合架構已經成為一種可行的解決方案。
（三）北約國家的應用進展
北約盟國認為在作戰行動中大量使用自主系統将極大擴充未來的軍事能力，正大力研發相關的技術，包括自主平台、人機互動、自主性以及自主系統的反制技術等。
美國國防部（DoD）在2018年3月釋出了一份自主系統的研發路線圖，為DoD的科學家、研究人員和工程師提供了一個架構，以優先考慮和協調他們在開發自主系統方面的努力。該路線圖确定了4個重點領域：（1）改善人類與自動系統的互動和協作；（2）推進機器的感覺、推理和智能；（3）開發自主系統的可擴充組隊技術；（4）為适應性自主系統建立新的測試、評估和驗證程式。DoD在2023财年設定17億美元預算，用于資助自主系統的研究、開發和測試，以增強軍事能力。美國進行了許多無人系統的項目和實驗，如美國陸軍的“士兵作戰實驗”旨在模拟或真實的戰場環境中評估和測試新技術和裝備，進而提高地面戰鬥中士兵的戰鬥效能和安全性。美國陸軍的“自主作戰車”計劃，旨在開發和部署一系列無人地面作戰車輛。
德國一直在大力投資自主系統的發展，已經部署使用各種類型的自主軍事系統，特别是用于監視和偵察的無人飛行器和遠端控制地面車輛。德國國防部也緻力于在開發和部署自主系統的過程中保持透明和負責任。德國與法國、意大利、西班牙等國家合作開發中高空、長航時遙控飛機系統，用于提高航空偵察能力。慕尼黑工業大學的科學家們已經開發出一種原型無人機，結合了急救和快速運輸的能力，能夠飛行到戰場将傷員運送到醫療場所。
英國是歐洲在軍事研發方面投資最多的國家之一。英國國防科技實驗室作為其國防部負責提供創新科技解決方案的執行機構，正在上司軍事領域自主系統開發的研究。2018年，英國國防部成立了自主性和機器人加速器，以促進工業和學術界在開發自主軍事系統方面的合作。此外，英國BAE公司研究了有人—無人協同編隊技術，推出了一種大型無人機的設計，可以垂直起飛并與有人直升機一起飛行。
北約盟國也在開發無人海事系統的項目上進行合作。例如，為了保護關鍵的海事基礎設施，英國皇家海軍訂購了一艘最大和最複雜的無人潛艇。美國海軍的“30年造船計劃”要求，到2045年在役自主艦船的數量達到143艘，其中首批21艘将在2025年前準備就緒。此外，幾個盟國的海軍已經開始評估和發展由有人船隻和無人海事車輛組成的混合艦隊。
三
北約在自主系統方面的合作内容
北約通過協作工作計劃開展RAS的研究工作，為北約成員國和夥伴國家的科學家提供合作網絡，使參與國能夠集中資源和專業知識，開發與自主系統相關的技術。該計劃由北約科技組織下屬的北約協作支援辦公室以及海上研究和實驗中心協調管理，主要活動包括以研究任務組形式研究特定的科學問題或技術；通過研讨會、工作坊、講座和技術課程促進來自盟國和夥伴國之間的知識交流和傳播。
在協作工作計劃的協調下，北約在自主系統方面的研究工作，聚焦在6個核心領域：（1）作戰和系統。确定自主系統如何以及在何處能夠影響作戰并适應目前和未來的軍事力量結構，是決定是否要采購這些系統的先決條件。STO評估了将RAS內建到現有系統和作戰中的方法。（2）自主平台和設計。STO研究了用于設計和研發自主車輛的方法論，以及大量的測試、評估和原型建構工作，以評估自主平台的作戰就緒情況。（3）人機互動。STO重點研究人類對自主系統監督控制，探索安全和可信的組隊方法以及界面設計實踐。（4）傳感技術。STO重點關注自主傳感器和自主系統的傳感能力，使得自主系統能夠感覺和解釋周圍環境，以便避免障礙和危險，并有效、安全地完成任務。（5）互操作性。STO的研究工作包括自主系統的驗證、測試和認證工作，以實作接口的标準化。标準化的接口對于促進自主系統的協調和互操作至關重要。（6）反制技術。STO正在研究反制無人飛行器的技術，重點包括探索使用雷達信号、基于射頻的探測和對抗方法，以及可疑行為和相關信号的模組化。
四
相關問題和挑戰
北約将無人和自主平台整合到盟國作戰體系中，面臨着傳統系統和現代系統的融合、不同國家系統之間的融合等挑戰。為實作系統之間的相容性和互操作性，北約于2018年10月發起了海上無人系統倡議，允許參與國共同研究制定海軍部署使用無人系統的架構和标準，多數成員國已加入該倡議。成本仍然是決定未來國家軍事力量結構和不同武器系統組合方式的關鍵因素。北約盟國将緻力于探索将傳統系統和RAS結合的低成本解決方案。
在軍事領域部署應用無人系統的國家數量一直在穩步增加，這表明相關技術不再是先進國家的專利。同時，鑒于技術變革和自主系統擴散的速度，許多具有軍事意義的技術可能會在國家和非國家行為者之間得到廣泛傳播，并将引發一系列的全球安全風險。RAS及其相關技術的易得性，一方面可能使恐怖或幫派利用其發動更大範圍的攻擊，另一方面可能使非國家行為者獲得緻命自主系統，将進一步加劇全球的安全形勢。
國際社會尚未就RAS相關的法律、倫理和武器控制問題達成共識。為鼓勵盟國之間的合作，北約在2020年建立了一個“人機整合”工作組，以確定自主系統的使用方式符合北約的價值觀和原則，同時也確定與這些系統相關的風險得到有效管控。北約盟國同意在部署人工智能賦能的自主系統時遵守其負責任使用人工智能原則和相關國際法。北約的負責任使用人工智能原則包括6個方面：合法性、責任和問責制、可解釋性和可追溯性、可靠性、可治理性，以及減少偏見。
五
結論
經烏克蘭危機後，無人和自主系統在全球軍事力量中變得更加重要。許多國家正在大力投資開發和部署用于軍事領域的無人系統。為保持技術優勢，北約需向STO提供額外資源，重點開展人機互動研發，以盡快将自主系統整合到北約軍事力量中。北約及其成員國需調整其戰略、政策群組織結構，以應對RAS日益增長的重要性及逐漸被納入盟國軍隊中的現實情況。為控制軍事建設的成本，北約需客觀評估所需的軍事技術，實作可快速量産的低成本自主系統和昂貴的尖端武器系統之間的均衡發展。
RAS的技術進步将主要取決于人工智能、機器學習、傳感器技術和先進的計算能力等因素。自主系統的日益普及和易得性可能會引發重大的安全問題。為了防止自主系統的濫用，政府和監管機構應監控這些技術的開發和使用，具體表現為：
（1）改善态勢感覺和韌性：投資研發監視系統、監測和探測能力。定期的資訊共享和合作機制将有助于解決技術的脆弱性，并區分RAS的民用和軍事用途。
（2）增強互操作性和标準化：包括開發通用标準、協定和通信系統，以實作聯合行動中的無縫內建和協調。通過減少相容性問題，這将提升協調性和安全性。
（3）加強網絡安全防禦：通過開發和實施網絡安全技術，如通路控制、入侵檢測系統等，以保護關鍵基礎設施，并反制RAS技術的惡意使用。
（4）發展戰略夥伴關系：與行業、學術界和該領域的領先國家建立夥伴關系，利用專業知識和資源來反制其惡意使用。
（5）促進國際規範和法規：推動制定國際規範、法規和架構，包括倡導負責任與合道德的應用RAS技術，解決問責、透明度和遵守國際法等問題。
（6）加強軍事人員的教育和教育訓練：通過教育和教育訓練為軍事人員、網絡安全專家、政策制定者以及公衆提供必要的知識和技能，以有效了解、使用和保護自主系統。
免責聲明：本文轉自元戰略。文章内容系原作者個人觀點，本公衆号編譯/轉載僅為分享、傳達不同觀點，如有任何異議，歡迎聯系我們！
轉自丨元戰略
研究所簡介
國際技術經濟研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究大陸經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展态勢，為中央和有關部委提供決策咨詢服務。“全球技術地圖”為國際技術經濟研究所官方微信賬号，緻力于向公衆傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
位址：北京市海澱區小南莊20号樓A座
電話：010-82635522
微信：iite_er