近年来，全球军事竞争正在发生历史性变化，以信息技术为基础的军事高新技术发展迅速，武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化成为主流，战争形态正在向信息化作战转变，智能化作战呼之欲出。2016年以来，美军全面推进军事智能化转型战略布局，国防部、多军种相继出台了人工智能发展战略，加快军事智能化转型。近年来，基于美军智能化转型工作取得较大进展，以及美国“印太战略”的推进实施，美军开始布局智能武器装备在“印太地区”的应用，对地区安全局势产生一定负面影响。同时，美军智能化转型也对国际安全构成一定风险挑战，一方面可能加剧新型军备竞赛，另一方面也将增加大国意外冲突和军事对抗升级风险，相关动向需持续关注。
一、美军全面推进人工智能在军事领域的战略布局
人工智能赋能军事领域主要包括数据信息分析、强化武器装备、指挥控制与决策支持、后勤保障等方面。近年来，美军从顶层战略规划、财年预算申请、新型作战概念制定等方面全面推进人工智能在军事领域的应用。
（一）美国防部及各军种相继出台多份人工智能战略文件，顶层规划军事智能化转型
美国防部于2019年发布首份人工智能战略文件《2018年国防部人工智能战略概要》，指出未来通过六项举措推动人工智能应用于国防领域，即整合人工智能技术、培养人工智能人才、与学术产业界及盟友合作、制定军事人工智能安全与伦理准则等等。为推动上述举措更好地执行，美国防部后续有针对性地推出多份文件、计划。
在技术发展方面，2020年，美国防部联合人工智能中心（JAIC）发布《人工智能技术指南》，阐述了人工智能相关技术概述，使决策者们更好地了解人工智能技术，从而制定人工智能相关决策。该中心于2018年成立，目的是加快人工智能装备交付。在人才培养方面，美国防部发布《人工智能教育战略》，提出为美军培养人工智能人才的具体举措。在对外合作方面，2020年，美国防部启动“防务关系伙伴”计划，目的是开发一种能够与盟友实现联合操作的人工智能系统，更好地支撑联合作战。在伦理准则方面，美国防部国防创新委员会发布《人工智能原则：国防部人工智能应用伦理的若干建议》，旨在对国防部设计、开发和部署人工智能用于战斗或非战斗用途做出伦理层面的规范建议。
在发布首份人工智能战略文件后，美国防部持续加强人工智能战略布局，于2022年又发布一份重量级文件《负责任的人工智能战略和实施途径》，进一步细化了国防部实施人工智能战略的基本原则和主体框架。该文件是美军人工智能顶层战略文件体系的重要组成部分，也是美军推动军事智能化转型的重要抓手。此外，2022年，美国防部还成立首席数字和人工智能办公室（CDAO），领导和监督国防部对数据、分析和人工智能的战略开发和政策制定。2023年，美国防部发布《2023数据、分析和人工智能采用战略》，以取代《2018年国防部人工智能战略概要》，旨在加速部署先进人工智能技术，确保美军保持决策优势。随后，美国防部成立生成式人工智能工作组，将致力于以负责任和战略性的方式利用人工智能的力量。从美国防部发布的一系列人工智能战略文件可以看出，其不仅不断完善调整人工智能战略文件，使人工智能更好地嵌入国防领域，同时还力求布局到人工智能军事应用各个领域，包括技术创新、人才培养、伦理准则制定、安全治理体系构建等方面。
从军队层面看，美国多军种在国防部人工智能发展战略基础上，结合自身军事需求，也制定了人工智能发展战略。2018年，美陆军发布《利用机器人与自主系统支持多域作战》白皮书，指出未来把机器人与自主系统集成到作战部队中，使其成为陆军装备武器体系的重要组成部分。随后，美陆军成立人工智能工作组（AITF），重点开展自主平台、人工智能和机器学习、物联网、传感器等方面的项目。此外，美陆军还于2021年成立人工智能集成中心（AI2C），加速人工智能开发、集成与应用。2019年，美海军发布《海军人工智能框架》文件。该文件是美海军首份人工智能战略文件，旨在将人工智能与海军当前关键任务结合起来，是美海军推动军事智能化转型的纲领性文件。2021年，美海军发布《无人战役框架》报告，指出将大力建设无人机、无人艇及无人潜航器在内的无人作战体系。该报告是对《海军人工智能框架》的具体落实，反映出美海军对人工智能运用和整合的步伐正在加速。2019年，美空军发布《空军人工智能战略》，指出未来美空军的五个重点领域，降低技术壁垒、加强数据建设、开发人工智能解决方案、培养人才、加强与各方的合作，最终目的是提升美空军在空中、太空和网络空间的能力。
（二）美国防部及各军种持续投资人工智能领域
2017年，美国发布《国家安全战略》对美国安全战略进行了重大调整，首次将“大国竞争”视为国家安全的首要威胁。在此背景下，美国防部进一步加大在人工智能等新技术领域的大规模创新和投资，目的是确保技术优势，以应对所谓“大国竞争”。根据美国防部历年公布的财年预算文件，2017~2024财年，美国防部对人工智能领域投资金额整体呈增长态势，反映出美军对人工智能军事应用的关注度增加。这些资金主要用于支持美国陆军、海军、空军、美国国防高级研究计划局（DARPA）、美国导弹防御局（MDA）、国防部长办公厅（OSD）等开展的约658个人工智能项目，涉及人机交互、机器学习、信息共享、虚拟现实和可穿戴设备等多领域。
其中，DARPA作为国防部先期研究主要部门，其对人工智能尤为关注，开展的研究项目也最多。在六十余年的发展历程中，DARPA一直投入人工智能技术，一定程度上为美军带来“改变游戏规则的能力”。2018年，DARPA启动了“AI Next”项目，未来数年内将通过该项目投资20亿美元用于推动人工智能在国家安全领域的发展。该项目重点探索领域：提高人工智能系统的稳健性和可靠性；提升机器学习和人工智能的安全性和韧性；开拓下一代人工智能算法和应用。DARPA信息创新办公室（I2O）指出，第一波人工智能浪潮是基础性的，涵盖基于规则的人工智能系统。第二波人工智能浪潮引入了统计方法，机器可以通过这些方法对信息进行聚类和分类，然后根据数据预测下一步行动。当第三波人工智能完全实现时，智能机器将基本上具备识别和响应物理世界的能力，并为其决策提供准确的、情境化的解释。目前，DARPA正努力实现第三波人工智能。2023年，DARPA宣布投入数百万美元资助“规划、战术、实验和韧性战略混沌引擎”（SCEPTER）项目，旨在开发能够打破战争迷雾的人工智能技术。DARPA认为，更先进的人工智能模型将简化现代战争的复杂性，从无关紧要的信息背景中挑选出关键细节，并最终加快实时战斗决策。
除DARPA外，美国各军种也同步投资人工智能项目，陆军“融合计划”（Project Convergence）、海军“超越计划”（Project Overmatch）和空军“先进作战管理系统”（Advanced Battle Management System）是美军当前三大人工智能项目。其中，美陆军“融合计划”于2020年启动，聚焦人工智能、机器学习和自主技术。该计划全年进行技术、设备试验，已进行3次年度演习或演示。美陆军要求每年为该项目拨款约1.07亿美元。美海军“超越计划”于2020年底启动，旨在加速交付人工智能、机器学习及工具，从而使舰队能够分散化部署、实施大规模火力、整合无人舰艇。美海军2021~2025财年为该项目共计拨款7.16亿美元。美空军“先进作战管理系统”项目于2017年启动，最初目的是取代大型作战管理与指挥控制平台，之后为适应 “大国竞争”战略需求，美空军调整先进作战管理系统发展方向，尝试从云、网、数字、智能等更大视角进行定义。美空军在其2021财年预算中，要求未来5年内为该项目拨款33亿美元。可以看出，美各军种近年来均启动自身的人工智能项目，为其投入大量资金，助力打造“联合全域作战”全球综合体系。
（三）美军以新型作战概念为牵引，进一步推动军事智能化转型
除出台战略文件、加大资金投入外，美军还提出一系列具有颠覆性意义的新型作战概念。这些作战概念重视人工智能与机器学习的应用，具有显著的智能化特点，对美军智能化转型具有重要的牵引作用，比较典型的有“联合全域作战”（JADO），“多域作战”（MDO）、“分布式海上作战”（DMO）、 “马赛克战”（Mosaic Warfare）等。其中，“联合全域作战”概念于2019年提出，旨在加强陆、海、空、天、网、电等全领域的多域协同与跨域融合。该作战概念核心要素包括持续的信息支持能力和决策优势，以及联合全域指挥控制，这都需要大数据、云计算、人工智能等技术的支撑。“多域作战”概念于2016年公布，美陆军在其发布的文件中表示，希望具备敏捷、自适应的人工智能指挥控制系统，以满足面向2035年的多域作战需求。“分布式海上作战”概念于2017年提出，核心思想是将海军力量进行分散部署，指挥中枢、大型舰艇后移至对手远程打击范围以外，无人平台前出形成侦察和进攻前沿力量，重视有人、无人平台在大跨度时空范围内协同作战。“马赛克战”概念于2017年提出，其特点是根据动态多变的作战任务，将许多低成本、低复杂度的模块或系统以灵活、自主、协同的方式链接在一起，实现强大作战功能，核心关键技术包括群体智能技术、人机协同技术、灵活的网络及通信技术等。可以看出，上述新型作战概念均以人工智能为核心的技术群为支撑，未来将推动战争形态向智能化战争转变。
二、美军推进自主无人系统战场应用
近年来，美军大力推进以人工智能为核心的技术群在战场上的应用，涌现出一大批智能装备，包括自主无人系统、人体增强系统、指挥控制与决策系统等，本文主要阐述自主无人系统的发展。美军自主无人系统包括无人机、无人水面艇、无人潜航器等。经过多年发展，美军已构建了较为完善的无人作战体系，未来可与有人作战体系协同配合作战。
1.无人机
无人机是美军当前发展最为成熟的无人装备，类型众多，使用场景也广泛，目前正朝着智能化、集群化、隐形化、协同化等方向发展。
表1 美军无人机情况
2.无人水面艇
随着人工智能、传感器和通信技术的进步，无人水面艇在军事领域的应用潜力日益显现。长期以来，美军重视发展低成本且可大量部署的无人水面艇，以作为现役有人舰艇的补充，目的是丰富海军作战手段，获取未来海战优势。当前，美军无人水面艇主要研究机构包括DARPA、战略能力办公室（SCO）、美海军研究局（ONR）以及美海军海上系统司令部（NAVEA），这些机构集中发展中型无人水面艇（MUSV）、大型无人水面艇（LUSV），用于执行情侦监及打击等任务，比较典型项目如下。
“反潜持续跟踪无人艇”（ACTUV）项目，应对潜艇威胁。该项目于2010年启动，由DARPA主导，目的是研建中型无人水面艇。2021年，该项目首艇“海上猎手”号（Sea Hunter）正式交付美海军。该艇可引导舰艇或反潜直升机对目标进行攻击，弥补水面舰艇对潜侦察能力不足。在“海上猎手”号基础上，美海军发展了同类型艇“海鹰”号（Seahawk）。这两艘艇目前已参加过美“环太平军演2022”，作战性能得到初步验证。未来，随着该项目的发展完善，美海军将拥有低成本、自主化程度高、长航时的“反潜杀手”，其反潜能力将大幅提升。
“海上列车”（Sea Train）项目，聚焦远洋作战。该项目于2020年启动，由DARPA主导，提出将不少于4艘12~50米长的中型无人水面艇以连接或编队航行的方式创建“海上列车”，以降低兴波阻力，使其航程能够达到6500海里，从而支撑远洋作战。该项目启动之时称将在2024年进行原型艇试航，但目前没有相关消息。未来，一旦“海上列车”投入实战运用，不仅可大幅减少对大型有人舰艇的需求依赖，更为重要的是相较有人舰艇能够以低成本方式进行远洋作战。
“海上无人值守船”（NOMARS）项目，支持“分布式海上作战”概念。该项目于2020年启动，由DARPA主导，计划设计一款能够在海上长时间自主航行的船舶，目前进行原型艇建造阶段。近年来，美海军大力发展“分布式海上作战”概念，目的是将火力分散部署在数量较多、战略价值较低的舰船上。“海上无人值守船”项目建造成本低、建造周期短、可大量部署于作战区域，对美海军发展“分布式海上作战”概念、丰富海上作战样式具有重大意义。
“中型无人艇”（MUSV）项目，专注于情报、监视和侦察。该项目于2020年启动，由美海军海上系统司令部主导。该项目要求无人水面艇能够搭载开放式结构传感器载荷，执行情报、监视和侦察等任务，提升舰队态势感知能力。目前，该项目已授予美国L3哈里斯技术公司建造合同，原型艇计划2024年底交付。
“幽灵舰队霸主”（Ghost Fleet Overlord）项目，聚焦大型无人水面艇。该项目于2017年启动，由国防部战略能力办公室与美海军合作进行，目标是将多艘商业快速补给船改装成无人艇。其中“游骑兵”号早前已成功试射“标准-6”（Standard Missile-6）远程防空导弹，后者的最大射程400公里，可以拦截多种空中和海上目标。根据美海军设想，未来无人艇+“标准-6”导弹的配置将充当海上分布式武器平台，将成为美海军“分布式海上作战”的重要组成部分。
“大型无人艇”（LUSV）项目，作为有人无人“混合舰队”的一部分。该项目于2020年启动，由美海军海上系统司令部主导。在美海军设想中，LUSV具有较大的有效载荷能力，能够发射反舰和对地攻击导弹。2024年，该项目取得里程碑式进展，四个研究团队各自的发动机通过720小时测试，证明了其发动机装置在无人工干预的情况下长时间运行的能力和耐用性。未来，美海军希望低成本、高续航力、可重新配置的LUSV作为有人无人“混合舰队”的一部分。
除发展各型无人作战平台外，美军还组建了无人作战单元，加快推进战斗力生成。2017年以来，美海军相继成立两支无人水面舰艇中队，目的是对大中型无人水面艇进行试验，加快推进装备能力生成，为后续迭代升级提供了有力支撑。2023年以来，随着俄乌冲突中无人水面艇频繁投入使用，其实战效能进一步凸显，尤其是对主力舰艇的非对称优势凸显。在此形势下，未来，美军必将更进一步推动无人水面艇研建部署，相关动向需持续关注。
3.无人潜航器
无人潜航器作为一种新型水下作战平台，可提供指挥控制、自主导航、态势感知等能力，在深海对抗中的“非对称”优势逐渐凸显。经过多年发展，美军研制出中小型、大型、超大型等多型无人潜航器，是当前全球范围内无人潜航器发展最为成熟的国家。其中，大型、超大型无人潜航器可搭载多种任务载荷，除可执行中小型无人潜航器执行的情报、监视和侦察任务外，还可执行水下攻防和跨域打击任务，是美军重点攻关方向。
2017年，美海军启动“虎鲸”（Orca）超大型无人潜航器项目，并授予波音公司、洛克希德·马丁公司相关研建合同。美国海军作战部曾公开表示，布放“锤头”（Hammerhead）水雷将作为“虎鲸”的初始任务。该款水雷为美国海军为提升水下隐蔽布雷能力而研制的新型水雷。值得注意的是，“虎鲸”搭载“锤头”或将革新水雷反潜模式。两者协同作战基本模式为，“锤头”在设伏在敌方潜艇活动区域，“虎鲸”通过水声发生器模仿美国潜艇信号，将敌方潜艇引诱至“锤头”打击范围内进行攻击。这种“无人潜航器引诱+水雷伏击”的新型反潜作战模式将对敌方潜艇产生巨大威胁，尤其是未来随着“虎鲸”朝着集群化、高度智能化、长航时方向发展，这种威胁将愈发凸显。目前，“虎鲸”研制已取得阶段性进展，已于2023年10月交付美海军，其将作为试验艇，用于对相关装备及其作战运用进行测试验证，为后续入役的该型艇提供技术积累。
2017年，美海军启动“蛇头”（Snakehead）大型无人潜航器项目。“蛇头”有4个技术特点。一是可由“弗吉尼亚级”攻击型核潜艇发射，布放在预定海域后，可待机30天；二是配备锂离子电池，具备更强的动力、更远的航程和更大的有效载荷；三是采用标准化架构，具有模块化、可重构特点；四是兼具察打一体能力，可执行情报、监视和侦察任务，也可承担反潜、反潜等任务。2022年12月，美国国会批准了海军终止“蛇头”大型无人潜航器项目的提议，主要原因包括两方面：一是“蛇头”项目尚处于第一阶段，仅建造了1艘原型机，且设计和采购工作及其与潜艇的搭载接口相关工作进度不一，导致可支持“蛇头”部署运用的母艇有限；二是“蛇头”无人潜航器的研发及其与“弗吉尼亚”级潜艇集成的成本增加、进度拖后。
2019年，美国DARPA启动“魔鬼鱼”（Manta Ray）大型无人潜航器项目，目的是研发一款长航时、长航程、具有较强有效载荷能力和较高自主能力的新型无人潜航器。该潜航器不依托港口和有人平台进行维修保障，能够跟踪、诱杀敌方潜艇，并使用搭载的导弹和炸弹自主攻击目标。该项目最新进展是，2024年5月，DARPA完成无人潜航器原型机的全面水下测试。在此次测试中，DARPA测试了该潜航器的海上水动力性能，下一步将与美海军合作进行该潜航器的其他技术测试。
总体来看，美海军大力推进大型、超大型无人潜航器，反映出其构建水下作战优势的战略意图，尤其是在对手“反介入/区域拒止”体系不断完善背景下，试图通过无人潜航器进行情报搜集与力量投送。值得关注的是，美国海军陆战队近年来大力推进“远征前进基地作战”概念（EABO），目的是在敌方火力打击范围内建立可靠的前进基地，以确保己方部队能够在该范围内生存并有效作战。大型、超大型无人潜航器通过高隐蔽性、高机动性进行情报搜集这一大优势，将有力支撑“远征前进基地作战”概念的实施。
三、美军加快推进“印太地区”人工智能作战应用
近年来，在“大国竞争”战略背景下，美国防部重点布局“印太地区”，持续开展颠覆性技术部署应用，目的是维持在该地区的作战优势。人工智能作为承载着美军构建非对称作战能力的一项颠覆性技术，近年来在“印太地区”的应用逐步深化。
（一）美国印太司令部组建新兴技术研发机构推动多项人工智能项目
2023年12月，美国印太司令部和国防部下属“国防创新小组”联合创建“联合任务促进办公室”（JMAD）。该办公室重点关注人工智能、生物材料等技术的军事应用。目前，该办公室正开展多项针对“印太地区”的人工智能项目，涉及战术规划、决策支持、军事仿真训练等方面。其中，“风暴突击者”（Stormbreaker）项目致力于开发一种人工智能赋能的联合作战规划工具包，以支持多域、作战级行动方案的规划、兵棋推演、分析和执行。“联合火力网”（Joint Fires Network）项目是一套作战管理系统，旨在将海量信息进行提炼，获取决策优势，目前已在关岛首次试验使用。“印太司令部任务网”（INDOPACOM Mission Network）项目旨在保障美国与盟友在“印太地区”快速、安全共享防务数据，此前已在美日澳三边联合演习中使用。“印太多域训练环境”（Pacific Multi-Domain Training and Experimentation Capability）项目综合使用虚拟现实、5G和天基通信以及数字孪生技术，构建起同时满足实兵实景、仿真训练和推演模拟三种类型的逼真对抗环境。
（二）美军推进智能武器装备在“印太地区”的部署
一是推动“印太地区”无人机部署，进一步强化该地区态势感知。近年来，美国着力推动多型无人机在“印太地区”的战略部署，目的是建立海上情报、监视与侦察网络，获取持续的海上态势感知。目前，美国已在关岛和日韩菲等国部署MQ-4C、MQ-8B/C、MQ-9B等无人机。值得关注的是，2023年，美国防部启动“复制者”（Replicator）项目，计划部署数千个可消耗自主平台，对抗“中国在人力、舰艇、飞机和导弹方面的大规模优势”，目前该项目首批无人机已部署至“印太地区”。
二是在“印太地区”部署无人水面艇。2023年9月，美海军“幽灵舰队霸主”两艘大型无人水面艇出现日本横须贺基地，这是美海军无人水面艇首次部署到西太平洋地区。此次部署是美海军无人水面艇由演习验证到实战部署中的一个重要转折，这些无人水面艇目前已参加过美海军多场有人/无人演习，各项作战性能得到初步检验，若投入军事行动，将一定程度上抵消对手“反介入/区域拒止”战略。值得关注的是，部署于中东地区的美海军第59特遣部队是美海军首个专注于无人和人工智能作战的部队，目前正处于人工智能技术作战探索阶段，未来成熟后或推广到“印太地区”。
三是在“印太地区”成立人工智能战斗实验室，推进智能武器战术应用。2023年10月，美国防部宣布首次在海外建立两个人工智能战斗实验室，其中一个就是“印太地区”。该实验室将重点进行智能化武器的战术应用试验，进一步深度学习和了解战场环境和作战数据。预计美国人工智能战斗实验室启动后，将增加该地区智能化武器的部署数量，进而催生美军首支驻扎海外的成建制智能作战部队。
（三）美军强化与“印太”盟国在人工智能军事化领域的合作
一方面，推动美英澳 AUKUS框架下的人工智能合作。2021年，美英澳建立“三边安全伙伴关系”（AUKUS）。AUKUS自成立时就包括两大支柱，其中，第一支柱是向澳大利亚提供核潜艇，第二支柱则是三国联合开发人工智能等先进技术。2023年12月，AUKUS在第二次部长级会议宣布将在海上巡逻机上测试新的人工智能算法系统，以更快速、更准确地探测和跟踪对手潜艇。2024年，三国计划举行联合海上无人机演习，增强“联合操作无人海上系统以及共享和处理海上数据”的能力。美英澳认为，人工智能将为三方海上部队提供关键助力，从而更好地遏制竞争对手。另一方面，推动美日印澳四边机制下的人工智能合作。2022年，美日印澳在“四方安全对话”峰会上宣布“印太海域态势感知伙伴关系”（IPMDA）倡议。该倡议将利用船舶自动识别系统（AIS）、遥感和无线电等商用数据，提供实时海域感知图像，加强对相关海域的监控并扩展对现有区域融合中心信息共享的支持，提升太平洋、东南亚和印度洋地区各国的海域监控能力。
四、美军人工智能军事应用面临的挑战
尽管美军智能化转型取得一定进展，但依然面临着诸多障碍与挑战。2020年以来，新美国安全中心（CNAS）、美国人工智能国家安全委员会（NSCAI）、美国对外关系委员会（CFR）以及美国战略与国际研究中心（CSIS）发布多份报告，指出美军人工智能应用面临的挑战，聚焦技术、人才、预算等方面。
新美国安全中心发布的《国防部采用人工智能的制度障碍》（Institutional Roadblocks to the Defense Department’s Adoption of AI）报告指出，作为一项颠覆性技术，人工智能的应用遭到多方面的阻力。其中，国防部内部阻碍人工智能应用的因素包括，“担心个人对组织的价值可能下降”，以及“人工智能和自主系统的增加可能会被视为对一个人在部门内的角色和身份的威胁”。该报告称，根植于机构和文化的官僚主义限制了国防部快速开发、获取和大规模部署人工智能，而这源于国防部各部门缺乏对人工智能及其成功部署的认识。
此外，人工智能人才短缺也是问题。美国人工智能安全委员会在其《最终报告》（The Final Report）中指出，人工智能人才短缺是国防部最明显的问题，也是阻碍开发部署人工智能技术的最大障碍。美国战略与国际研究中心在其《国防部人工智能和自主项目经理需要准备回答的六个问题》（Six Questions Every DOD AI and Autonomy Program Manager Needs to Be Prepared to Answer）报告中指出，2021年，美国计算机专业博士毕业生只有0.7%进入国防部，这主要是因为国防部支付的薪水无法比肩商业领域。同时，该份报告还指出国防部在人工智能人才管理方面存在问题，如负责招募合格技术人才的经理往往不具备评估候选人资格所需的基础知识。此外，美国之前的移民政策也不利于吸纳国外人才，特朗普政府时期的签证限制和审查措施造成人工智能领域人才竞争力下降。这一现象在拜登政府时期才有所改善。2023年，拜登签署了“安全、可靠和值得信赖地开发和使用人工智能”行政命令，制定了多项吸引和留住相关人才的条款。
作者简介
武志星 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究四室
研究方向：海洋和核领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究