【智庫聲音】美國蘭德公司發布「馬賽克戰」新報告,加速推動概念發展

2021-01-08     國防科技要聞

原標題:【智庫聲音】美國蘭德公司發布「馬賽克戰」新報告,加速推動概念發展

來源: 海鷹資訊作者: 王彤

2021年1月5日,美國蘭德公司發布《分布式殺傷鏈:免疫系統和海軍對馬賽克戰的啟示》、《布洛托上校博弈對馬賽克戰的啟示》、《基於代理的模型對馬賽克戰的啟示》三篇報告,進一步推進馬賽克戰的發展。

本期海鷹資訊以《分布式殺傷鏈》報告為主,摘取其主要內容和觀點進行說明。該報告為了解向馬賽克戰過渡所面臨的潛在挑戰,針對海軍一體化防空火控系統(NIFC-CA)和人類免疫系統兩個案例開展了研究,通過類比分析提出對馬賽克戰的啟示以及推動其發展的建議。對於另外兩個報告我們也將持續開展研究,隨後陸續發表。

馬賽克戰概念

馬賽克戰概念是美國國防高級研究計劃局(DARPA)正在大力推動和發展的概念,以一種與目前美國國防部完全不同的方式調用、部署和利用軍隊。在馬賽克戰中,不同的功能單一作戰平台被組裝起來——就像馬賽克中的瓷磚一樣——以形成一幅更大的畫面,或者說是一個部隊包。

報告提出馬賽克戰系統具備六個主要特點: 分散性-將作戰功能分散到大量較小的平台上,而不是少量的綜合平台上; 異構性-系統由具有獨特能力的不同部分組成; 快速可組合性-根據威脅的不同制定有針對性的應對行動,由不同的部分組成; 系統架構可擴展和多系統協同人工智慧/機器學習(AI/ML)和自主

圖1 馬賽克戰發展之路

案例研究

1.海軍一體化防空火控系統(NIFC-CA)

NIFC-CA項目的成功主要歸功於其獨特的開發和部署方法。如NIFC-CA使用了預先存在的測試基礎設施;並且有很長的開發時間。NIFC-CA案例研究的重點是分析組織結構、實驗流程以及支持NIFC-CA決策和預算的文件,以從NIFC-CA的發展中吸取經驗教訓,並在可能的情況下將這些教訓應用到馬賽克戰概念中。

自1996年以來,NIFC-CA項目一直在發展一套系統能力,以擊敗陸上巡航飛彈和其他超視距空戰威脅。最近將F-35戰鬥機集成到NIFC-CA體系中的測試示例如圖2。

圖2 海軍集成火力控制-防空圖解

通過對NIFC-CA的組織、獲取方法和實驗的分析,得出了幾條馬賽克戰發展可以借鑑的經驗教訓:

1)美國海軍將NIFC-CA列為一個最低(每年約3500萬美元)研發測試評估資金項目,而不是一個需要大量採購資金的單獨收購項目。這使NIFC-CA能夠在預算周期和審查的動盪中生存下來,即使其核心支柱之一聯合對地攻擊巡航飛彈防禦空中組網傳感器系統(JLENS)被取消;

2)NIFC-CA從三個範例殺傷鏈開始,並早期確定了數據結構標準。這種商定的格式和早期概念定義允許早期實驗,並確保組件程序都能夠理解通用的數據格式;

3)NIFC-CA利用了已有項目的實驗基礎結構,而不需再創建專用的設施開展實驗;

4)NIFC-CA的實驗活動以科學方式進行,而不是嚴格的測試評估計劃,測試失敗也被認為是學習的機會,並不是項目的挫折;

5)NIFC-CA漫長的開發周期受到其支柱項目的時間影響,特別是許多所需功能在NIFC-CA開始時沒有部署,是與NIFC-CA體系結構並行開發的。未來的NIFC-CA將不需要如此長的開發周期,並且計劃在更短的時間內完成。

2.人類免疫系統

人類免疫系統已經進化了5億年,展示了類似馬賽克的特性,這些特性賦予了一些進化優勢,報告認為,馬賽克戰可能具有類似免疫系統的優勢,如彈性和適應性。選擇研究免疫系統,因為它顯示了異構性和可組合性。

圖3 免疫反應簡化模型

報告在免疫系統和馬賽克戰之間進行了一系列的類比。

1)將人類免疫系統對病原體的反應類比成:

  • 動態場景中,用於探測和與交戰目標的美國空軍殺傷鏈;
  • 關於基地防禦的聯合美國條令,其中各種資源和方法被用來有效擊退各種攻擊;
  • 為準備敵對行動迅速調動部隊。

2)將接種疫苗類比成為衝突進行戰略準備(情報收集)。

3)將免疫失敗,如過敏反應、自身免疫性疾病,類比成軍事失敗,如攻擊友軍或自己,這些都會干擾馬賽克架構的協調。

通過這些類比發現,馬賽克戰系統與免疫系統有許多共同之處:

  • 兩者都包含許多功能部件,適應性強,可彈性應對個別平台的失敗,沒有單一故障點;
  • 由於彈性可能產生工作的重複,從而導致馬賽克戰的低效;
  • 大量低成本系統的使用導致控制難度大,可能對集中指揮控制構成重大挑戰;
  • 由於平台的異構和分散,需要強大的通信來支持信息的收集、處理和傳播,以及分布式指揮控制。
  • 對各種可能威脅作出迅速、有針對性的反應是必要的。

建 議

通過對海軍一體化火控防空和人類免疫系統的類比分析和研究,對馬賽克戰的發展提出以下幾點建議:

1)開發馬賽克戰架構時,同步開展探索項目和範例;

2)將馬賽克戰架構開發列為一個支撐支柱項目的項目,而不是一個單獨收購項目;

3)開發用於移動系統大型網絡的數據可靠共享和分布式處理算法;

4)開發低成本的快速製造平台和有效載荷,以構成馬賽克戰系統;

5)開發分布式製造能力建立平台和有效載荷,以組成馬賽克戰系統;

6)開發分布式和自動化指揮控制算法和流程,以將高級命令進行轉換並傳輸到各個平台,並可適應不斷變化的環境和威脅。

7)依靠支柱項目提供早期的實驗機會,不懼怕實驗失敗,並堅持學習的態度。

8)開發一種實驗適應性系統方法,包括人工智慧/機器學習算法;

9)實驗馬賽克戰架構對組件系統故障的彈性。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/2gc44XYBct9sAqDcsKAE.html