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美军马赛克战研究再掀新高潮——DARPA资助下兰德公司连发三份马赛克战报告

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来源:航天防务
作者:佘晓琼

2021年1月5日,美国兰德公司连续发布三份马赛克战报告。三份报告均是应美国防高级研究计划局(DARPA)的要求编制,分别从基于主体的模型、布洛托上校博弈、免疫系统以及“海军一体化火控防空”(NIFC-CA)等角度出发,提出推动马赛克战发展的建议。三份报告的出台,标志着美军马赛克战研究进入新的阶段。

一、《可快速分散、组合且异构兵力的建模:基于主体的模型对马赛克战的启示》



在该报告中,兰德公司借助降阶的、基于主体的模型探索并验证马赛克战架构的三大属性,即:分散、组合和异构。

 

兰德公司认为,编配规则对于马赛克战的整体效能至关重要。相比单一架构,马赛克战架构的表现更优,前提是需要高效可靠的编配规则。最好的编配规则高度依赖平台和目标因素,然而这种依赖关系难以在作战之前预测。

兰德公司建议,DARPA应投资开发动态自适应的编组编配,使得马赛克平台能够改变协同方式应对环境的变化和不确定性。

对于动态自适应系统,DARPA应研究新型试验与采办策略,例如基于效能的要求关注系统对整体作战的影响,而非单个关键指标。

二、《布洛托上校博弈对马赛克战的启示》


在该报告中,兰德公司借助布洛托上校博弈,探测未来结合人工智能和机器学习的武器系统的能力与限制。

(注:布洛托上校博弈是一种竞争性资源分配博弈游戏。游戏中,两个上校在若干战场分配有限数量的部队。对于每一战场,分配更高层级部队的上校赢得该战场。赢得更多战场的上校获得最终胜利。)

兰德公司认为:

①相对以相对大规模编配部队的对手部队,马赛克部队拥有不对称优势,但是该优势随着马赛克部队规模的增加而削弱。

②马赛克平台出现随机故障时,马赛克部队仍然拥有不对称优势。马赛克平台的随机故障的主要影响是降低整体部队的预期规模,并且整体部队规模较小时,马赛克部队能够容忍更高的故障率。

③若马赛克部队拥有多种能力,且对于不同战场的响应不同,马赛克部队的不对称优势仍然存在,不论整体部队的规模。

兰德公司建议,增加布洛托上校博弈的复杂性,开展进一步研究。具体包括:引入真实世界杀伤链与目标使战场态势更为复杂;组合不同程度分散和汇聚的平台构件复杂部队架构;引入更为真实的能力模型,例如可复用的传感器和有限库存的导弹。

三、《分布式杀伤链:免疫系统与海军对马赛克战的启示》


在该报告中,兰德公司通过分析人类免疫系统对病原体的反应以及美海军NIFC-CA项目,揭示马赛克战的价值以及潜在挑战。

兰德公司认为:

①马赛克战系统与免疫系统有很多共通之处。两者均包含大量高度适应性且弹性的功能部件,不存在单点故障;但是两者冗余配置实现的弹性带来低效率;由于不存在中央权威并且存在大量平台需要指导,马赛克系统可能相对难以控制;马赛克系统分散的本质,需要安全可靠的通信;马赛克系统也需要对各种潜在威胁做出快速针对性反应。

②NIFC-CA项目的独特开发和部署方法为马赛克战提供若干经验教训。NIFC-CA以最少经费的项目形式开发,而不是以大额经费的独立项目形式开发,使其在动荡的预算周期和审查中幸存;NIFC-CA以三条范例杀伤链开始,并在早期确定了数据架构标准,这允许在早期进行实验,并保证所有组件程序都理解通用的数据格式;NIFC-CA使用已经存在项目的试验基础设施,而非新建;试验以科学的方式进行,失败也被视为学习机会;与NIFC-CA类似,马赛克战愿景可能需要较长时间才能实现。

 

兰德公司建议:①开发马赛克战架构时,设立探索项目;②以具有支持项目的项目形式推进马赛克战架构开发;③开发算法,用于大型移动系统网络的数据可靠共享与分布式处理;④发展低成本快速制造构成马赛克战系统的平台和有效载荷的方法;⑤发展分布式制造能力,在需要马赛克战系统的地方建造平台和有效载荷;⑥开发分布式自主指控算法和流程,能够将高层指令传递给独立平台,并使其行为适应环境与威胁变化;⑦借助支持项目提供早期试验机会,倡导不以成败论英雄的理念;⑧开发试验自适应系统(包括人工智能/机器学习算法)的方法;⑨试验马赛克战架构对部件系统故障的承受能力。



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