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美国多措并举加速推动人工智能发展

作者:杨旭

美认为人工智能是改变战争规则的颠覆性军事技术,是大国军事竞争的重要阵地,必须要抢占先机。为此,美先发布局人工智能发展,在战略规划、机构建设等方面全方位布局,抢夺技术发展制高点,意在维护其全球霸主地位。

一、加强顶层战略规划,明确人工智能战略发展目标

(一)出台国家战略,注重整体布局

2016年10月,美国家科技委发布《国家人工智能研究与发

展战略规划》报告,首次将人工智能提升到国家战略层面,成为美系列人工智能战略规划的基础核心。报告提出将促进经济发展、改善教育机会和生活质量、增强国家和国土安全等三个优先事项愿景,并明确了七大战略。2019年6月,美白宫科技政策办公室、美国家科学基金会等多家机构联合发布《国家人工智能研究与发展战略规划》。新版《战略规划》明确了美国当前及未来一段时间人工智能战略投资方向,再次强调了人工智能对促进经济发展、提升国家安全的长期愿景,提出强化公私合作推动人工智能快速发展的战略举措,强调和补充了战略以及愿景。旨在通过政府统筹人工智能技术与应用研究,确保美国在人工智能领域处于领先地位。

(二)颁布军事战略,明确作战体系智能化发展方向

2019年2月,美国防部发布《2018国防部人工智能战略概要:利用人工智能促进安全与繁荣》,系统阐述了其战略部署及重点领域,聚焦人工智能技术,利用人工智能提高美军运行效率,旨在维护美军在人工智能时代的战略优势。这是美推进人工智能军事应用的“里程碑”事件,将指引美军未来几年人工智能领域的发展方向。2019年9月,美海军、空军分别发布了《海军人工智能框架》和《国防部<人工智能战略>之空军人工智能附件》,就本军种的人工智能发展背景、目的、挑战以及未来重点关注领域做出了详细说明。美海军战略明确了人员配备、组织机构和政策考虑,制定了美海军高效实用人工智能的具体措施。美空军战略明确了空军人工智能未来建设的五大关注领域,并详细阐述了战略目标和具体措施。

二、组建职能机构,确保任务落实

(一)国家层面,组建专职委员会,确立职能体系

2018年5月,成立人工智能特别委员会,隶属国家科学与技术委员会,是美人工智能技术研发领域的战略管理与协调机构。主要负责协调政府各机构之间人工智能研发优先事项,解决跨机构国家和国际政策事务,向白宫提供政府层面的有关人工智能研究与发展方面的建议。2019年3月正式组建人工智能国家安全委员会,由国家科学与技术委员会负责管理。该委员会是美政府围绕人工智能所开展的一系列体制建设中最为重要的组成部分,重点着眼美国的竞争力、国家保持竞争力的方式,审查人工智能、机器学习开发和相关技术的进展情况等。该委员会由15名成员组成,由国会领导人、国防部长和商务部长任命产生,下设4个工作小组,致力于保持美在人工智能研究领域的全球领先地位、维持美在人工智能国家安全应用领域的全球领先地位,加强美在人工智能领域的国际竞争力。该委员会制定了美国人工智能发展5条路线:投资于人工智能研发;将人工智能应用于国家安全;培训和招聘人工智能人才;保护和构建美国的技术优势;促进全球的人工智能合作。

(二)军队层面,成立相关机构,推进人工智能运用

2017年,美军成立“算法战跨职能小组”, 推动国防部加速融入人工智能、大数据及机器学习等关键技术。2018年6月,成立联合人工智能中心,建立了以该中心为核心,商务部、国家科学基金会等相配合的军地统筹协调机制,就技术标准、项目资源等进行总体规划。旨在从促进战略规划、培养快速应对能力、构建通用技术基础等方面来提升国防部人工智能技术的交付能力,并负责统筹协调国防部下属各个单位共同参与人工智能的研发。该中心的目标是提供能够解决关键人物所需的人工智能赋能能力,扩大联合部队优势,并根据任务需要、行动结果、用户反馈和相关数据等,加强人工智能研发工作,推动人工智能运用,加强创新技术和概念试验。目前,该中心已运行两年有余,正在积极稳步推进各项工作,从最初的专注于人工智能在人道主义援助/灾难救助以及预测性维护的应用,扩大到目前将人工智能应用于联合作战行动、作战人员健康、业务流程改革、威胁降低与防护、联合后勤及联合信息作战六大任务计划。

三、加大资金投入,聚焦核心和关键技术的突破

为夯实技术发展,美不断加大资金投入,聚焦核心和关键技术的突破,夯实军事智能化发展的基础。2015年美政府在人工智能相关领域研发资金达11亿美元。自2015年以来,美政府对人工智能及其他相关技术的公开研究(不包括国防和情报部门等非公开投资)的投资增速超过了40%。其中,2017年超过了20亿美元,2020年美仅在人工智能与机器学习相关的研发项目就提供了约49.7亿美元。美国联邦政府在算法、芯片、传感器等基础领域进行了长期持续性的投资,研究水平遥遥领先,创新优势显著。为了维持美国人工智能的创新优势,国防部高级研究计划局(DARPA)、国家科学基金会等一些大型研究机构开展了一系列具有长远价值及战略眼光的基础研究项目。例如, 2018年9月,DARPA投资20亿美元启动“下一代人工智能”计划,提出发展第三代人工智能基础理论和技术,试图探索国防部关键业务流程自动化、提高人工智能系统的稳健性、增强人工智能技术的安全性和灵活性、避免数据和性能效率低下以及开发下一代人工智能算法等方面的关键技术,使未来的智能机器具备与人类交流及逻辑推理能力。2020年8月,美国国会研究处发布的《新兴军事技术:背景与国会面临的问题》研究报告指出,美国国防部在人工智能领域的公开投资已经从2016财年的6亿美元增长到2020财年的9.27亿美元,运行着超过600个正在进行的人工智能项目。

四、 以项目为支撑,加速人工智能技术在军事领域的应用

美军以项目为支撑,通过部署各类军事智能化研究项目,开展大数据、智能算法研究,促进人工智能技术在情报处理、指挥控制、后勤保障、网络安全、作战平台、武器装备系统等领域的应用,促进作战方式的变革。20世纪70年代,美军启动了语音识别研究项目,借助人工智能技术处理复杂的语音逻辑规则,提高词汇辨认率。该技术主要应用于对不同国家、地区以及组织搜集情报的处理。2001年,为解决新型无人车的环境感知问题,美国国防高级研究计划局启动了PerceptOR项目,其目标是保证无人车能够在各种战场环境及恶劣的天气条件下执行任务。2009—2014年,国防高级研究计划局先后启动了“洞察”“X数据”“心灵之眼”“文本深度挖掘和过滤技术”等为代表的大数据技术研究项目,探索利用智能算法从文本、声音、图像、视频等多源数据中自主获取、处理及挖掘信息,以解决对抗条件下的态势认知、威胁判断和行动建议生成等问题。2018年以来国防高级研究计划局开展的社会工程主动防御(ASED)项目、人机探索软件安全(CHESS)项目和自主系统对抗网络对手(HACCS)项目,均是将人工智能技术运用于网络安全防护。ASED项目利用机器学习技术训练智能机器人,从而自动识别攻击者并对其进行主动攻击。CHESS项目则是为了突破漏洞识别问题中的人工操作效率局限,将人类专家的经验与计算机的高效优势结合起来,开发人机协同的推理软件,从而更加高效地发现漏洞。HACCS项目旨在开发安全可靠的、可以压制僵尸网络植入物和类似的大型恶意软件的自主软件代理,从而最大限度地降低其对系统和基础设施的影响。美军还将人工智能、自动化和机器学习等技术应用于后勤领域,提升飞机维修故障预测和预防。从2020年4月开始,联合人工智能中心将人工智能在预测性维护方面的经验教训应用扩大至联合后勤。通过人工智能驱动的训练、流程改进、需求预测和供应链优化来提升联合后勤能力。如,特种作战司令部的“PMx部署模型”已完成开发,用于预测MH-60M GE YT706发动机启动失败情况。初步结果显示:自动标记19%的引擎为不可修理,准确率100%;与以前的方法相比,正确标注维护问题的比率提高了22%。

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