美国陆军加强人工智能在电子战中的运用

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来源：电磁利剑

作者：克里斯·奥斯本（Kris Osborn）

华盛顿消息：一支部队被敌军包围在山脉之间的山谷中，无法使用某些传感器、无人机、火控和雷达，突然发现自己没有无线电、传感器和电子设备...或GPS。他们的通信被阻塞、被禁用并且变得无用，使它们与世隔绝并容易受到致命的空中和地面攻击。人数众多的步兵部队是否有避免遭受打击的选择？他们如何获得空中支援或装甲车辆加固？

这种非常现实的威胁场景随着现代技术的进步而变得越来越成为可能 ，这正是美国陆军正迅速采取行动使其电子武器库现代化并将其进一步与网络系统集成的原因。随着电磁频谱变得越来越拥挤和复杂，当代的电子战威胁自然是极其严重的，因为它们可以在更多的频率上运行，以更大的范围和强度发动攻击，并从难以发现的位置发动射击。

“在战术边缘将电子战和网络相结合对于使士兵能够参与多域作战至关重要。频谱意识以及提供电子战和网络效果的能力将为战术指挥官提供更多不同的效果。我们正在将电子战和网络结合在一起，美国陆军未来司令部网络跨职能小组主任彼得·A·加拉格尔少将在书面声明中表示：“网络可以整合到一个多域工具包中，以提高态势感知能力，并在一幅通用作战图像上做出更快的决策。”

俄罗斯军队曾经在乌克兰实施过电子战攻击，但美军并没有忽略它。在入侵乌克兰期间，俄罗斯军队将电子战与无人机和通信系统结合使用。因此，该军种正在特别推动现代化电子战软件和硬件管理-同时快速应用AI来减少士兵的认知负担。

“对陆军的S ＆T（科学与技术）界而言，目前正在探索AI和机器学习功能如何自动消除频谱使用的冲突，并使指挥官能够在受限环境中更有效地利用频谱，” 加拉格尔少将对媒体表示。

通过与雷声公司达成的协议，美国陆军目前正在推进一项计划，该计划正在通过利用不断增加的AI和机器学习来快速改进电子战武器。雷声公司的努力是为了符合陆军的要求而开发的，它使用分析和先进的自动化功能来组织、检测、发出和阻止一系列复杂的电子签名。该软件工具称为电子战计划和管理工具（EWPMT），旨在解决并提高陆军对AI驱动电子战和频谱管理的能力。

雷声公司的开发人员说，电子战系统的技术改进将以特定的升级软件增量的形式交付。EWPMT允许士兵计划和同步电子战。它使频谱管理器能够根据传感器数据查看实时频谱干扰，从而完成工作。”雷声SAS多域作战管理产品线经理Niraj Srivastava告诉记者。

根据美国陆军的一份报告，EWPMT使士兵具备“协同其电子战攻击，瞄准和监视”的可视化能力。通过先进软件实现的这一概念是将传感器数据、频率信息、针对情报和电子战签名的各种不同的库融合在一起，并将它们集成到一个单一的集成图像中。

该技术的第4个增量旨在管理多个频率、攻击特征和电子监视节点-为操作员进行组织。雷声公司的开发人员说，它可以帮助他们编写一本针对特定威胁和一系列复杂行动的手册。

Srivastava说：“电子战操作员（EWO）可以手动输入多达100种不同的东西-现在可以自动输入。” “它可以帮助您确定阻塞的内容以及不阻塞的内容，并与网络上的传感器连接。”

实际上，先进的机器学习和自动化可以极大地加速所谓的频谱频率分配格式，即旨在识别必要的电子战威胁的技术。Srivastava解释说，作为一种软件系统，EWPMT可以容纳各种传感器，它也可以被海军和空军系统采用和定制。

鉴于频谱越来越拥挤，当然频谱资源的有限，美国陆军武器开发人员一直对电子战威胁感到担忧。有趣的是，美国陆军部2006年的一篇文章似乎预示着，即使无法预料，也将出现当代电子战防御挑战。“频谱是一种资源，虽然不是一次性的，但却是有限的。

在给定区域的任何给定时间可以容纳有限数量的通道或频率。确实，新兴系统是带宽使用效率更高的用户，但它们也使用更多带宽来传递大量数据，从而导致频率拥塞，因为在作战领域从未出现过如此多的发射器。

在这种情况下，EWO自然有责任识别和区分各种发射器和频率，并尽量计划“消除它们之间的冲突”。这些任务提供了EWPMT的一些战术基础。先进的软件可以收集一系列传感器数据，查找模式和频率，然后立即将其与看似无限的现有数据库进行比较，以识别和组织士兵执行指挥和控制的威胁信号。值得注意的是，尽管本文是在电子战技术成熟的早期撰写的，但它似乎确实可以预见到潜在威胁系统的快速增长速度。近年来，电子相关系统和传感器的数量呈指数增长。

因此，这篇论文指出，频谱管理者必须准备好保护通信和非通信系统。“其中包括雷达、传感器和机器人。文章还指出，这还必须包括战场的各个方面，包括诸如代理卫星、无人机系统、空间平台和地下系统等平台。Gallagher的强调观点相当明显，可以看作是2006年论文中设想的特定种类的频谱冲突消除挑战的现代迭代或副产品。

同时，包括EW在内的当前网络现代化工作都在非常不同且复杂得多的技术环境中进行。因此，尽管概念上相似，但撰写2006年论文的时间可能尚未完全设想到AI信息化软件升级的当前程度。当前由AI引导的电子战软件升级（例如，陆军和雷声公司所追求的升级）极大地缩短了电子战传感器到射手的时间，并组织了另外的数据池，这决定了战争的胜负。Gallagher解释说：“网络整合功能团队正在缩小电磁频谱冲突方面的能力差距，以使现场系统能够在其运行环境中按预期运行。”

美国陆军最近在伊拉克的经验为解释电子战攻击技术的迅速成熟提供了一个相关窗口。美国孤军在伊拉克作战行动的前几年，电子战传感器主要是在寻找特殊的，可检测的或不太复杂的电子爆炸信号，敌方用来引爆爆炸装置。这些包括车库门开启器之类的东西。但是，伊拉克叛乱分子迅速迁移到更先进的电子触发方式，包括手机引爆和其他电子方法。这些威胁的演变迫使陆军迅速适应和设计新的电子战检测和攻击系统。例如，伊拉克的威胁态势导致开发和升级了几种电子轰炸IED检测系统，例如车载DUKE和士兵机动THOR III系统。

当前的EW升级（例如EWPMT）试图通过使用先进的软件和AI将其提升到速度、检测、指挥，控制和攻击的新突破水平。正如陆军那篇文章所预言的那样，这种与不断发展的威胁有关的动态变化在当今的现代威胁环境中极为普遍。无人机控制、视频源、传感器信息，甚至士兵可穿戴技术都可能容易受到电子攻击。正如本文所指出的那样，新威胁的迅速出现为为什么雷声开发具有特定技术架构的EWPMT提供了启示，以使其可以容纳新的升级和第三方集成，例如“软件降级”。随着威胁的发展而发展。” Srivastava表示。

为了与美国陆军在网络和电子战域之间的快速整合保持一致，雷声公司资助了一项网络和电磁战管理计划，以将更多的AI网络整合到电子战管理中。这是非常重要的，因为传感器、瞄准技术、导航系统和无线电不仅都依赖于电磁频谱，而且最终还会产生数据。通过扩展，该数据可以告知电子战行动基本的AI算法。更进一步，软件可编程无线电的存在进一步增强了这种网络EW协同作用，因为它通过高带宽波形发送IP协议数据包。这些类型的网络有时会受限于视距连接。

这些情况仅进一步强调了强化电子网络以及使用AI精简关键电子签名数据以进行电子战攻击的重要性。如果配备AI的陆军传感器在拥挤的信号场中找到敌方电子签名的所谓“特征”，那么士兵将有条件发动有针对性的EW攻击。通过使用被设计为在一个更窄配置的方向上发射信号的“定向”天线，这可能变得更加困难。一旦释放电子信号，它自然会创建一个可以被敌军检测到的信号。因此，雷声公司的软件旨在立即从电子传感器中提取数据，以提高电子瞄准能力，并缩短发射信号的曝露时间。雷声公司的软件旨在显示单位、旅或师的电子足迹，就像对手看到的那样。

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