物联网、人工智能和未来战场

在人工智能 （AI） 的支持下，大规模军事物联网 （IoT） 有望在无人监视和瞄准、态势感知、士兵健康监测和其他关键应用等领域带来一系列战场优势。但是，必须首先克服重大的数据和通信挑战。

根据国会研究服务局关于联合全域指挥与控制（JADC2）倡议的出版物，未来的冲突将需要在几小时，几分钟或几秒钟内做出关键决策 - 而不是几天 - 这需要分析作战环境并发布命令。国防部（DoD）旨在加快和自动化决策的一种方式是通过大规模军事物联网（IoT）和人工智能（AI）。

作为国防部的一项重大计划，JADC2旨在收集来自每个军事部门的数千辆战场车辆，环境传感器和其他智能设备的数据流。然后，人工智能和机器学习 （ML） 可用于提供相关信息，从而在前线快速做出决策——甚至包括识别军事目标并推荐与之交战的最佳武器。

军事物联网包括许多不同的“事物”——从战场传感器和武器系统到跟踪设备、通信设备、可穿戴设备、无人机、船舶、飞机、坦克，甚至身体传感器。他们一起向战场传输前所未有的实时信息量。

军队的每个部门都有其与物联网相关的举措。对于空军来说，物联网是其不断发展的高级战场管理系统（ABMS）的重要组成部分。对于陆军来说，这是陆军未来司令部，对于海军来说，项目超配。JADC2的总体目标是将所有这些举措联系在一起，并使它们在战场上成功地作为一支部队工作。

今后的重大挑战

当然，这一大规模物联网计划的成功取决于实时收集和存储来自数千个“事物”的大量流数据的能力。然而，一个更大的挑战实际上是立即理解所有这些信息，并迅速将结果提供给作战人员，以便他们可以利用它来发挥自己的优势。技术障碍是巨大的，包括：

合并、集成和共享由驻留在孤立军事部门的设备生成的大量流物联网数据，这些数据具有数十种不同的数据格式和通信网络。理想情况下，目标是可以快速处理的单一数据格式和数据存储。

确定一个通用的高带宽、低延迟网络，作为军事物联网设备与边缘和云处理以及人工智能环境之间的结缔组织。有许多可能性，包括卫星和专门的专有军事网络解决方案，但许多人认为5G是最终的结缔组织解决方案。

在可行的情况下，在可大规模扩展的集中式环境（如云）和位于网络边缘的快速执行系统之间智能地划分数据处理和存储。这些解决方案使系统更接近战场，数据连接可以提供快速的网络性能、低延迟和可用性，从而在前线实现快速决策。

在网络边缘进行弹性数据存储、通信、同步和处理，即使在远程位置或在没有传统通信功能（如 5G）可用的情况下，通常持续数周。战场人员不能被迫依赖不太可靠的远程云连接，而且关键数据不会因连接或断电而丢失，即使只是几分钟。

针对所有这些数据通信和存储的严密网络攻击预防、检测和修复。

引人注目的军事物联网用例

国防部正处于规划和实施JADC2和物联网的早期阶段，其中许多决策仍有待做出，迄今为止物联网的潜力只有少数有限的展示。假设这些物联网挑战中的大多数都可以得到满足，那么载人和无人应用的用例是引人注目的，而且很多。以下是几个示例。

自主武器系统：人类仍然是主要的战场代理人和成功的驱动力。然而，军用无人机、智能导弹和无人地面车辆等自主监视和武器系统可以进行先进的战场监视，增强战斗情报，甚至可以打击目标以保护士兵的生命。他们还可以通过人工智能和面部识别等技术为战斗带来精确性，这些技术可以比人类更准确地瞄准敌方战斗人员，避免友军火力和平民伤亡。决定人类和自主决策之间的划分将是与自主系统成功相关的重大道德和技术挑战之一。

士兵携带的传感器和设备：通常被称为战场物联网，嵌入士兵作战服、头盔、武器系统和运输工具中的情报收集和生物识别身体传感器网络可以传达有价值的战场信息以及士兵的位置、健康统计数据和精神状态。这些知识可用于决定在最不利的情况下何时将士兵移出战场或及时主动进行医疗救助以减少伤亡。

态势感知：态势感知对于在战场上快速有效地做出决策至关重要。将物联网与人工智能相结合不仅是一种增强和自动化态势感知（包括战场布局、小队和敌人位置、资产和目标）的方法，它还有可能比以往更快地提供这种感知，而不必依赖集中指挥和控制。

利用弹性连接和网络边缘处理的强大功能，无人系统和其他物联网监控设备可以共享和合并数据，直接向前线提供卓越的情报、监视和侦察 （ISR） 信息。使用人工智能来协助和自动化许多监视功能可以减轻战场上士兵的压力和认知负担。

通过 5G 或其他通用结构将无人机、传感器和其他设备连接到本地边缘数据库/AI/ML 服务器，可以在云无法访问或太远而无法快速传递信息时提供信息。当云连接可行时，物联网可以利用云的巨大可扩展性和处理能力。

即使在 5G 不可用或网络攻击使其不可行的远程情况下，替代可用的点对点网络（如 WiFi、蓝牙或私有专有通信解决方案）也可以同步分布式数据库并提供战场所需的网络和数据弹性。解决方案可用于利用点对点连接并跨它们同步数据，然后在可用时将数据与本地、区域和云服务器连接和同步。

还有许多其他物联网用例，例如供应线车辆监控、军事基地安全、战场上的预防性维护，甚至库存管理。随着战场变得更加复杂和不可预测，物联网和人工智能将成为加速和自动化关键决策、智胜敌人以及最大限度地减少战斗和平民伤亡的越来越有价值的战略。

审核编辑：郭婷