《前沿快报》14期:影响美国国家安全的新兴技术

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内容摘要:
影响美国国家安全的新兴技术
俄国防部长分析美国军备最新进展
美陆军下一代战车项目
美陆军:移动设备在未来战场潜力巨大
美空军寻求先进网络与信号情报技术
美国海军第二舰队形成全面作战能力
AFRL 与卡梅隆大学建立材料卓越中心

 

影响美国国家安全的新兴技术
美国国会研究服务处近日发布报告《国防基础:新兴技术》,阐述将在未来数年里对美国家安全产生重要影响的新兴技术。随着这些技术的不断成熟,它们可能对国会监督、美国国防授权和拨款、军事行动概念以及战争的未来产生重大影响。

 

人工智能

人工智能的军事应用包括情报、监视与侦察、后勤保障、网络战、指挥控制系统、半自主和自主平台等。人工智能未来将催生蜂群作战等新作战概念;人工智能技术赋能的“深度伪造”,可对图片、视频内容进行篡改,可能被对手用于“灰色地带”信息战夺取优势。美国防部2018年创建联合人工智能中心、《2019财年国防授权法》设立人工智能国家安全委员会,评估美国在人工智能领域的竞争力,向国会提供发展建议。
最近的新闻报道和分析突出了人工智能在促成越来越真实的照片、音频和视频数字伪造中的作用。对手可能在“灰色地带”冲突中部署这种人工智能能力,作为其信息操作的一部分。深层的假技术可以用来对抗美国及其盟友,制造虚假的新闻报道,影响公共话语,侵蚀公众信任。一些人建议,人工智能可以被用来创建完整的数字“生活模式”,其中个人的数字足迹被映射到其他个人信息,以创建成员的综合行为特征,这些行为特征被怀疑是智能的。

 

致命性自主武器

致命性自主系统借助计算机算法和传感器套件,识别目标、作出交战决策,并引导武器系统进行攻击,具备在通信受阻或拒止的环境中遂行作战任务的能力。目前,该类系统仅存在于概念中,一些军方和国防部高层对部署该类系统的伦理问题表达担忧。美参联会官员曾表示,用机器人去决定夺取个体生命是不合理的。例如,2017年,在参议院武装事务委员会的证词中,参谋长联席会议副主席保罗·塞尔瓦将军说:“我认为,让机器人负责是否夺走人类生命是不合理的。”目前,国际上没有法律禁止该武器的研发,但有一些政府层级专家小组对该问题进行过探讨。出于道德考虑,大约25个国家呼吁先发制人地禁止这些系统,而其他国家则呼吁进行正式监管。美国防部3000.09指令建立了部门级指导原则,确保该武器的安全研发和部署。

高超声速武器

目前,美、俄、中等国家在研的高超声速武器主要有:
①利用运载火箭发射的高超声速滑翔飞行器;
②全程由高速发动机提供动力的高超声速巡航导弹。与弹道导弹相比,高超声速武器不遵循标准的弹道轨迹及飞行路线,目前尚无有效的防御系统,可能的防御方式包括拦截弹、激光、电磁攻击系统等。中、俄已成功地进行了一系列高超声速武器测试,并将在2020年具备高超声速滑翔飞行器作战能力,而美国在2022年前都难以达成此技术。俄罗斯可能将于2023年部署高超声速巡航导弹。

 

定向能武器

美国防部将其定义为使用电磁能的武器,可摧毁敌方设备、设施或人员,能有效应对导弹齐射、无人机蜂群。激光武器属于此类,可用于地面作战人员应对火箭炮、火炮、迫击炮,或遂行短程空防任务;高功率微波武器,也属于定向能武器,可摧毁敌方电子设备、通信系统和简易爆炸装置。

 

生物技术

生物技术是将生命科学用于技术应用,在国家安全方面有重大的潜在应用价值。美国政府问责局曾于2018年发布报告强调,美国防部、国务院、国土安全局和国家情报总监办公室对生物技术中的基因编辑技术进行过评估,该技术可能会通过基因编辑或修改DNA的方式来对人类、以及其他动物和植物进行修改。这些技术可能被用来提升军事人员的作战能力。合成生物技术可能被用来制造生化武器。美国的对手国家在研究和应用生物技术方面的限制相对较少,特别是提高士兵作战能力的基因编辑、生物武器制造等方面。
合成生物学用来创造自然界中不存在的遗传密码,可能会增加能够制造化学和生物武器的行为者的数量。美国的对手在研究和应用生物技术方面可能会受到较少的限制,特别是因为它与人类性能改变和生物武器有关。

 

量子技术

致命性自主系统借助计算机算法和传感器套件,识别目标、作出交战决策,并引导武器系统进行攻击,具备在通信受阻或拒止的环境中遂行作战任务的能力。目前,该类系统仅存在于概念中,一些军方和国防部高层对部署该类系统的伦理问题表达担忧。美参联会官员曾表示,用机器人去决定夺取个体生命是不合理的。目前,国际上没有法律禁止该武器的研发,但有一些政府层级专家小组对该问题进行过探讨。美国防部3000.09指令建立了部门级指导原则,确保该武器的安全研发和部署。
量子技术可能具有其他军事应用,例如量子雷达系统假设能够识别物体的性能特性(例如雷达截面、速度),其精度高于传统雷达系统。这将大大简化美国低观测或隐身飞机(如F-22、F-35和B-2)的跟踪和目标。同样,量子传感的进步在理论上可以大大改善潜艇探测,使海洋“透明”。这反过来可能对美国海基核威慑的生存性产生影响。
俄国防部长分析美国军备最新进展
据俄罗斯塔斯社日前报道,俄国防部长绍伊古在2019年年末军事机构总结会议上汇报了美国最新军备情况和对俄侦察动态。俄罗斯总统普京参加了此次会议。
1、作战准备方面:美国当前正计划将空军使用核武器的作战准备时间从原先的10天,缩短至24小时。
2、导弹试验方面:2019年8月和12月美国进行的中程导弹试验证实,美国在《中导条约》生效期间就发展了该条约所禁止的导弹系统。当前美国正在试验这些导弹,下一步计划在欧洲及其东部地区部署。
3、军事侦察与演习方面:美国的空中目标探测雷达站已部署于波罗的海地区,可探测侦察俄罗斯450千米纵深的领空。此外,与2018年相比,美国在靠近俄罗斯边界的空中侦察强度增加了33%,海上侦察强度增加了24%。同时,北约集团每年在欧洲“举行多达40次具有明显对抗俄罗斯性质的重大演习”。
4、在军备条约履行方面:美国尚未对《战略武器削减条约》和《开放天空条约》的未来有明确的立场。
美陆军下一代战车项目
下一代战车是美陆军现代化优先项目,旨在替换“布雷德利”战车,但目前该项目并未按计划进行,因为陆军在可选有人战车项目的竞标中仅收到了通用动力地面系统公司一家投标书。国会将陆军可选有人战车预算申请削减了1.728亿美元,因此无法支持竞标样车研制工作,但国会仍在陆军提出的3.79亿美元预算基础上,为下一代战车技术开发追加了1.45亿美元。
根据下一代战车技术开发计划,美国国会投入大量资金,具体用于研制智能自主地面系统、高度电气化车辆和自主车辆样车;开发金属增材制造技术、先进制造技术、结构热塑性材料和先进材料技术,提高车辆在战场上的生存能力;开发应对火箭弹和简易爆炸装置的防护技术;进行建模仿真研究;利用增材制造开发无缝车体、氢燃料电池和ATE5.2发动机。此外,陆军还将开发碳纤维、石墨泡沫技术以及先进的高强度轻质钢材,并支持战车减重、关键部件增材制造和先进集水技术开发。
另外,国会也为高机动多用途轮式车技术开发增加了投资,用于开发增强现实系统、健康监测系统、自主技术、转矩监测和车辆增强等技术;并为下一代战车虚拟样机和物理样机研制提供了更多资金。除此之外,国会还将地面技术开发相关投资增加了2.464亿美元,用于支持未来战车技术开发(这部分投资没有特别指明用于下一代战车),这部分投资主要用于冷喷涂技术、轻质装甲用聚合物材料技术、防护技术、替代能源技术开发,以及地下探测传感器、城市地下测绘技术和无人机载敌对威胁探测等技术开发工作。
美陆军:移动设备在未来战场潜力巨大
在战场上,士兵无法使用笨重的大功率设备或云来执行计算,那么他们如何才能有效地成功运行完成任务所需的程序和算法?
陆军研究实验室与宾夕法尼亚州立大学、IBM合作研发出一个工具,可以让陆军能够建模和预测当前和未来基于机器学习的应用程序在移动设备上的性能,从而能够将先进的分析技术部署到士兵端以支持指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察等行动。
随着人工智能和机器学习技术的快速发展,大多数深度学习研究都使用处理能力、能源和存储等资源都比较丰富的设备,但这些算法在移动设备上的性能和资源要求是不明确的。因此研究了卷积神经网络(一种人工智能技术)如何在手机这样的移动设备上执行目标识别、语言翻译、视频分类这样的任务。研究结果可以为下一代算法和移动设备提供参考。
该研究也表明陆军想要并且正在努力部署最新的人工智能和机器学习技术能力到未来的作战能力中。
《前沿快报》14期:影响美国国家安全的新兴技术
美空军寻求先进网络与信号情报技术
据新一代信息科技战略研究中心2019年12月30日消息,美空军研究实验室发文称,他们正在向业界寻求帮助,以开发先进的网络和信号情报加工提取技术。美空军的需求包括:开发先进的通信情报处理方法和技术,为决策者提供近实时的监视与侦查(ISR)信息;开发新兴通信方式的侦查、识别、描述和定位方法;提升数字信息处理软件的能力,推进新型和现有信息系统以及波形方面的研究;为信息密集环境中的空中平台、地面平台提供创新性的软硬件架构。这项计划将持续到2021年,2019至2021三个财年的总预算为9990万美元。
美国海军第二舰队形成全面作战能力
2019年12月31日,美国海军第二舰队形成全面作战能力。2018年8月重新成立以来,舰队司令刘易斯领导了第二舰队的重建,应对未来大国竞争需求
第二舰队总部位于弗吉尼亚州诺福克,负责运营东海岸和北大西洋特定舰船、飞机和登陆部队;全面作战能力的形成,标志其可利用海事作战中心和海事总部作战职能和程序,指挥和控制所辖部队;该舰队重点负责大西洋和北极地区的前沿作战和战备力量调配,也为部分全球作战部队提供最终培训与认证。
2019年6月,第二舰队主导了“波罗的海 2019”军事演习,标志其重建以来首次在欧洲战区开展行动。为增强远征能力,第二舰队于2018年9月在冰岛凯夫拉维克建立海事运营中心,该中心由约30名成员构成,具备指挥和控制部队的能力,及向第二舰队总部反馈的能力。通过加强与大西洋盟友合作,提升培训和兵力调配能力,第二舰队已全面做好支持大西洋西部及东部地区海军部队的准备,覆盖范围或将进一步向北并进入北冰洋地区。
AFRL与卡梅隆大学建立材料卓越中心
《前沿快报》14期:影响美国国家安全的新兴技术
美国空军研究实验室(AFRL)的材料和制造局与空军科研办公室(AFOSR)共同为空军建立了数百万美元的合作伙伴关系,以期在材料研究领域培养理想的未来劳动力与卡耐基·梅隆大学(CMU)达成协议。
以材料研究为中心的卓越中心将获得大学提供的50%资助将资助前沿研究和开发博士学位、材料科学新兴领域的学生,以利用人工智能和机器学习发现,分析,设计和开发现有和新的高科技材料。该中心的启动仪式于2019年12月中旬举行。
AFRL项目经理肖恩·多丹根(Sean Donegan)表示,这个卓越中心的独特之处在于,资助机构AFRL也是团队的积极成员。“ AFRL和CMU学生将进行合作,”多丹根说,“研究学员将在赖特-帕特森空军基地现场度过暑假,而AFRL科学家则将在整个学年中在CMU工作。”
该团队将由来自CMU的教授和来自不同学科的学生组成,这些学科包括材料科学,机器学习,计算机科学和人机交互。“我们将同时进行大约8到12个项目,”多丹根说。当被问及如何选择项目时,他解释说,已经要求CMU,AFOSR和AFRL的研究领导者提交他们的想法。这些构想将在整个团队中进行开发,以基于共同的利益和优势选择对成员最有利的构想。

原文始发于微信公众号(战略前沿技术):《前沿快报》14期:影响美国国家安全的新兴技术

 

 

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