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军事大脑的构建对未来战争的影响

已有 1439 次阅读 2021-12-13 17:17 |个人分类:互联网进化论|系统分类:论文交流

本文是我与军事科学院的赵蔚婷,王婉两位老师在2020年4月发表的一篇论文,首发在《中国科技论文在线》,是将互联网大脑模型与军事领域结合,形成军事大脑和军事超级智能的概念体系,重点提出军事神经元和军事云反射弧的构建问题。相对于互联网大脑与民用领域结合形成的城市大脑、产业大脑,世界数字大脑,军事大脑有其军事领域的独特性,军事大脑如何与民用大脑结合并产生更大的战略价值也将是未来需要研究的重要方向。

原文标题《军事超级智能对未来战争的影响》,作者刘锋,赵蔚婷,王婉,论文地址:
http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202004-186

0 背景

21 世纪以来, 前沿科技概念和技术出现了爆炸式涌现趋势, 从 Web2.0、社交网络、物 联网、移动互联网、大数据、工业 4.0、工业互联网、云机器人、深度学习、边缘计算 到谷 歌大脑、百度大脑、华为 EI 智能体、城市大脑、工业大脑、农业大脑[1]

这些新技术新概念不但深度影响了人类社会的经济, 产业, 文化和城市建设, 也同时对 世界军事发展产生重大影响[2]。但这些前沿科技之间究竟是什么关系?它们出现的背后有什 么规律?它们如何同时作用与军事领域,产生怎样的共振和协同效应?

1969 年以来的 50 年里,互联网从网状结构出现向大脑模型进化的趋势[3],人类智慧与 机器智能通过互联网大脑模型形成自然界一种新的智能形式,也就是超级智能[4]。本文将从互联网大脑模型与军事领域结合产生军事大脑以及对未来战争的影响等角度进行详细阐述。

1 互联网大脑模型与超级智能的提出

种种迹象表明,互联网在经过 1969 年互联网的诞生、 1974 年 TCP/IP 协议、 1989 年万 维网等基础的奠定后[5],开始加速向从网状结构向与类脑模型方向进化。

图 1 互联网大脑模型

2004 年社交网络为代表的类脑神经元网络, 2005 年云计算为代表的类中枢神经系统, 2009 年物联网为代表的类感觉神经系统, 2012 年工业互联网、工业 4.0 为代表的类运动神 经系统, 2013 年大数据、 2015 年人工智能为代表的互联网神经系统的智能驱动力[6]。

2018 年以来阿里大脑、腾讯大脑、 360 安全大脑、滴滴交通大脑等不断涌现, 连同之前 的谷歌大脑、百度大脑、讯飞超脑,到 2019 年,互联网大脑的雏形已越来越清晰(如图 1 所示)。由此提出互联网大脑定义如下[7]:

互联网大脑就是互联网向与人类大脑高度相似的方向进化过程中, 形成的类脑巨系统架 构。互联网大脑具备不断成熟的类脑视觉、听觉、躯体感觉、运动神经系统、记忆神经系统、 中枢神经系统、自主神经系统。互联网大脑通过类脑神经元网络(大社交网络) 社会各要素 (包括但不仅限于人, AI 系统,生产资料,生产工具)和自然各要素(包括但不仅限于河 流、山脉、动物、植物、太空) 链接起来, 从而实现人与人、人与物、物与物的交互, 互联 网大脑在云群体智慧和云机器智能的驱动下通过云反射弧实现对世界的认知、判断、决策、 反馈和改造。

1911 年, Wheeler 注意到蚁群表现得像一个动物的细胞, 在此基础上提出了群体智能最 初的概念[8]。此后侯世达(1979)、彼得·罗素(1983)、汤姆·阿特利( 1993)、皮埃尔·列 维( 1994)、霍华德 ·布洛姆( 1995 年)、弗朗西斯·海拉恩( 1995 年) 等对群体智能进一步进行深入研究。提出群体智能是一种共享的或者群体的智能, 是集结众人的意见进而转化 为决策的一种智能形式[9]。

在互联网大脑模型中, 人类、商业机构、军事机构、政府机构链接起来形成互联网的右 大脑-云群体智能,另一方面是传感器、音频视频监控、机器人、交通、生产、办公、家庭 智能设备链接起来形成互联网的左大脑-云机器智能。他们通过互联网的类脑神经元网络实 现了人与人,人与物,物与物进行信息交互的更为复杂的群体智能。

这种新的智能形式既不是人的群体智能, 也不是机器的群体智能, 由此我们提出了如下 超级智能的定义[4]:

人类智慧与机器智能通过互联网的类脑结构所形成的一种自然界前所未有的智能形式, 这种智能形式有效的发挥了人类智慧和机器智能的各自优势, 同时基于互联网大脑模型将它 们有机的组合在一起,共同实现对世界的认知、判断、决策、反馈和改造。

2 军事大脑的提出

事实上互联网首先就是作为军事设施诞生的, 它是为了对抗核战争导致的通讯中断从美 国国防部高级研究计划管理局的 ARPAnet 发展而来[10]。

到 21 世纪, 互联网大脑模型的形成和超级智能的产生对人类的科技、社会、经济、政 治、文化产生了深远影响。同样它们与军事的结合所形成的军事大脑也必然对未来战争 形态产生重大影响, 可以说未来国家间战争的对抗会体现为两个或若干军事大脑系统之 间的对抗。我们可以将军事各要素与互联网大脑模型结合, 形成如图 2 所示的军事大脑 的结构图。

图 2 军事大脑架构图

在这张图中, 我们可以看到军事大脑系统的构成有如下特点: 第一个重要特征是将 军事要素中人和人的组织(军事决策、军事集群、军事后勤等等) 加入到互联网大脑模型中。

第二个重要变化是将军事相关的音频传感器、视频监控、遥感卫星, 导航卫星、温度传 感器、压力传感器[11]、军事机器人、导弹、坦克、战机,军舰等等等元素加入到互联网大 脑模型中, 形成军事大脑的军事听觉神经系统、军事视觉神经系统、军事躯体感觉神经 系统、军事运动神经系统。

第三个重要特点是突出军事社交网络是实现军事类脑神经元网络的技术基础, 提出将实 现军人与军人的社交, 也将发展成为军人(机构) 与军人(机构) 、军人与军事设备、军事 设备与军事设备的军事社交网络,我们将其命名为”军事大社交”网络。

第四个重要特点是依托“军事大社交”形成的军事类脑神经元网络架构, 形成军事超级 智能的左右大脑架构, 一方面是军人、军事机构、支撑机构链接起来形成军事大脑的右 大脑-军事云群体智能, 另一方面是军事传感器、军事视频监控、军事机器人、战机, 导弹、 战舰、卫星、太空武器链接起来形成军事大脑的左大脑-军事云机器智能。军事云群体 智能与军事云机器智能的结合也是军事大脑实现的基础。

第五个重要特点是体现了人工智能、大数据等关键技术在军事大脑中的位置[12] , 同时由于军事感觉神经系统、军事运动神经系统、军事类脑神经元网络, 军事神经纤维的形 成, 使得军事大脑产生类同与人类神经反射的现象, 我们将这个新机制命名为军事云反 射弧。军事云反射弧的构成和梳理将是军事大脑未来研究的重中之重。

由此我们可以基于互联网大脑模型的定义形成军事大脑的定义:

军事大脑就是基于互联网大脑模型与军事各要素结合, 所形成的军事类脑复杂巨系 统架构。军事大脑具备不断成熟的军事类脑视觉、军事听觉、军事躯体感觉、军事运动 神经系统、军事记忆神经系统、军事中枢神经系统、军事自主神经系统。。军事大脑通 过军事类脑神经元网络(军事大社交网络) 将与军事有关的军事机构各要素(包括但不仅限 于军人,军事 AI 系统,军事设备,军事支撑资源)和战争环境各要素(包括但不仅限于河 流、山脉、动物、植物、太空) 链接起来, 从而实现军人(机构) 与军人(机构) 、军人(机 构) 与军事设备、军事设备与军事设备的交互, 军事大脑在军事云群体智慧和军事云机 器智能的驱动下通过军事云反射弧实现对战争态势的认知、判断、决策、反馈和行动。


3 构建军事大脑的三个顶层原则

115 从互联网大脑模型中, 我们可以看到存在三个最重要的特点。通过这个三个特点的分析 将为构建军事大脑体系的规范提供理论基础,如图 3 所示。

图 3 互联网大脑模型的三个重要特征

互联网大脑模型第一个重要特征是类脑神经元网络与万物互联, 与神经元网络是生物大 脑最重要的结构一样[13],类脑神经元网络也是互联网大脑最重要的结构之一,如图 3 中的 (1)所示, 世界万物包括真实世界的人、智能设备、自然元素、应用程序、控制系统、虚 拟人工智能角色等等, 每一个元素都应该在互联网大脑的类脑神经元网络中映射成一个神经 元节点, 在这个神经元节点中, 世界万物可以同步和上传自己的信息与知识, 运行属于自己 的功能程序。更为重要的是, 世界万物可以通过自己的神经元节点相互关注、相互通讯、信 息共享和群体决策。

互联网大脑模型第二个重要特征是云群体智能与云机器智能的双智能中心控制,图 4 中的(2)所示,数十亿人类通过互联网大脑神经元网络形成云群体智能。数百亿设备通过 互联网大脑神经元网络形成云机器智能。这样驱动互联网大脑模型运行的动力分别来自人类 智慧和机器智能。由于互联网大脑的形成和发展本质上还是为人类提供服务,因此在互联网 大脑架构运行时,必须保证人类智能拥有最高的权限。

互联网大脑模型第三个特征是云反射弧的形成,如图 4 的(3)所示。随着人类用户, 各种传感器、云机器人、智能设备、光纤,移动通信线路的加入, 互联网大脑模型的各神经 系统逐渐完善起来。这样在生物大脑中的神经反射功能在互联网的大脑模型中也开始形成, 我们将互联网大脑模型中的这个类神经反射现象称为云反射弧。它是互联网大脑模型可以对 现实世界和虚拟世界的各种问题产生反应、做出决策、开展行动进而产生超级智能的关键。 与生物的神经反射弧机制相同,互联网大脑模型中的云反射弧也需要不同种类的神经元参 与, 例如信息从一个神经元节点传送到另一个神经元节点, 并根据需求不断向其他神经元传 递。从而实现在互联网大脑模型中的感受器--->传入神经--->中枢神经系统--->传出神经---> 效应器[14]的云反射弧过程。

根据互联网大脑三个重要的特征可以形成构建军事大脑系统的三个规范或标准。

第一个原则, 建立军事相关领域统一的军事神经元技术框架, 如图 4 所示。通过统一的神经元节点技术架构, 将军事相关的人员, 智能设备和军事软件系统映射到军事大脑的 类脑架构中, 而且这种统一不仅仅是某个军种, 某个战区内部的统一而且是整个国家或国家 联盟军事领域的统一。这样才能保证军事大脑运行过程中不会变成信息孤岛。同时根据军事大脑神经元节点内部信息展示和功能模块的不同, 产生多样化的神经元类型, 实现复杂和多样化的军事需求。

图 4 军事神经元结构

在军事神经元节点里, 作战人员, 军事设备和军事软件系统可以将自己的信息同步映射 到自己的军事神经元节点中, 通过不同军事节点之间的信息关注, 信息沟通和信息共享, 从 而实现人与人, 人与物, 物与物,人与系统,物与系统,系统与系统的链接。构建军事神经 元节点的统一结构可以包含 5 个部分,它们分别是;

1) 信息展示区:对映射对象发布的信息进行显示的权限控制

2) 功能模块区:根据不同的映射对象需求提供不同的功能模块

3) 智能控制区:对信息展示和功能模块进行管理的区域,要求同时允许军事人员和军 事 AI 控制

4) 神经元节点编码:对所有的军事神经元节点进行统一的编码,从而实现对军事神经 元节点的有效区分

5) 空间位置编码, 对所有军事神经元节点所处的地理位置和海拔高度进行统一的编码, 对其所处位置进行区分。

第二个原则, 神经元双智能控制, 根据战争需求决定权限分配(如图 5 所示) ,为了保 证军事大脑系统高效, 敏捷的完成军事反应和军事需求, 需要人工智能技术和军事人员 的智慧介入到每个军事神经元节点上。同时为了实现军事大脑系统为国家军事体系提供 安全服务, 要求对每个神经元节点进行权限分配, 根据战争环境的不同, 根据作战目标的不 同,需要对改节点的人类和 AI 的控制权限进行分配,并要考虑当发生决策冲突时,人类和 AI 控制权谁最高的问题。


图 5 军事神经元节点的人机控制权限分配

第三个原则, 建立军事神经元节点之间的信息路由, 实现军事大脑系统的云反射弧 (如图 6 所示)。当一个国家或军事集团的作战人员、军事设备和军事软件系统都被链接到 类脑神经元网络中, 大量军事领域的需求、问题、对抗就可以通过不同的神经元节点协作完 成,从感知军事领域的需求(传感器,摄像头等等),然后通过传入神经(军事光纤,移动 通讯)传输到中枢神经(类脑神经元网络的 AI 程序或军事决策者)处理,最后通过传出神 经(军事光纤,移动通讯)反馈到军事智能设备或作战人员执行,从而形成一条条军事云反 射弧,满足军事领域不同的作战需求。

图 6 军事神经反射弧示意图

军事大脑系统最终要为一个国家的军事目标提供全方位的智能服务, 这种服务的实 现就需要军事大脑系统中不同类型的神经元节点(军事人员, 战斗设备和军事软件系统) 相互配合,按照解决军事目标或实现国家军事战略的需求,通过跨神经元节点的信息路由, 实现不同类型的军事大脑系统云反射弧。可以说军事大脑系统云反射弧的研究在未 来是非常重要的研究课题,它将决定军事大脑系统作为整体的智能反应情况。

4 对军事大脑需要持续研究的课题

军事大脑首先是以互联网为代表的前沿科技发展对军事领域影响的产物。它是基于 对 21 世纪前沿科技发展规律和趋势的研究形成。在分析了互联网大脑模型的特征后,我们 对军事大脑提出了三个建设原则, 但这仅仅是一个开端, 需要有大量的子系统, 子课题 需要持续研究清楚, 才能让这个军事大脑真正运转起来, 为国家在军事对抗和和平维护 中起到重要的支撑作用。这其中包括但不仅限于如下课题:

第一个是如何为军事领域各要素建立统一的神经元节点技术框架标准。如何根据军事目 标和军事应用场景为每个神经元节点和节点集群设定人与 AI 的控制权分配。使得军事超级 智能的节点智能、集群智能和整个军事大脑体系都可以灵活但稳健的运行。

第二个是如何根据战争场景, 对军事大脑的云反射弧进行梳理, 确定如何满足各种 复杂军事需求场景、战争对抗场景的反射链条, 如何安放怎样的军事效应器, 如何保证军事 传入系统, 传出系统线路的安全和备份, 军事中枢神经系统与末梢神经系统如何分工, 各决 策角色的权限如何分配,信息权限如何分配等等。

第三个是如何保障军事大脑的安全运转将是非常重要的研究课题, 第一个安全问题 是军事大脑作为一个整体系统, 哪些关键节点的损害或攻陷会对整个军事大脑带来 致命影响。如何在关键节点发生损害或攻陷时启动后备方案。第二个安全问题是作为一个整 体系统,其数据和信息的保密性如何保障。 第三个安全问题是如何从机制上对黑客、病毒、 间谍和叛徒分子对整个军事大脑带来的风险降到最低。

第四个是军事大脑与民用产业大脑(互联网大脑) 的关系问题, 虽然互联网本身是 因为军事目的诞生,但后来近 50 年的发展,民用需求是拉动互联网发展和互联网大脑形成的最主要动力。在构建军事大脑时, 不可避免会复用很多民用互联网的设施。国家间军事大脑的对抗也不可避免会延伸到民用互联网的空间中去, 如民用社交网络巨大的社会动员能力, 连接到民用互联网的传感器, 摄像头、无人机等等元素也可以被 用作军事用途。因此处理好军事大脑与民用超级智能的关系, 对于军事对抗也是不可忽 视的领域和课题。




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