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探尋算法制勝之道

■王冰  王春雷  李騰達

引言

隨著戰(zhàn)爭形態(tài)向信息化智能化快速演進，算法正逐漸成為支撐戰(zhàn)爭體系運行的關鍵內驅力。算法不僅能顯著提升武器裝備的作戰(zhàn)能力，大大加快“OODA”環(huán)的閉合速度，還重塑了作戰(zhàn)體系的運行邏輯，推動戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生重大變革。因此，應研究把握算法支撐驅動智能化戰(zhàn)爭的內在機理，探尋算法制勝之道，以算法優(yōu)勢贏得未來智能化戰(zhàn)爭的勝勢。

以算法創(chuàng)新推動裝備能力躍升

先進裝備是部隊戰(zhàn)斗力生成的重要物質基礎。通過算法創(chuàng)新，不僅能夠顯著提升裝備戰(zhàn)技術性能，還能夠使裝備突破現有能力邊界，更重要的是能夠賦予裝備自主執(zhí)行作戰(zhàn)任務的能力，為裝備多樣化運用打下堅實基礎。

優(yōu)化裝備作戰(zhàn)性能。傳統(tǒng)裝備性能提升主要依賴“堆疊”硬件實現，其作戰(zhàn)效能呈現明顯邊際遞減效應。而通過在數據融合、目標識別、火力控制等環(huán)節(jié)融入算法，可優(yōu)化提升裝備作戰(zhàn)性能，實現“更遠、更準、更快”。比如，算法通過融合多傳感器數據，可將多模態(tài)信息整合，并過濾復雜干擾環(huán)境中的“噪聲”，提取遠距離微弱信號，提升體系探測效能，實現探得“更遠”；基于深度學習的圖像識別算法，可使光電設備在復雜電磁環(huán)境中保持高精度目標鎖定，實現瞄得“更準”；通過在武器平臺嵌入輕量化神經網絡模型，可實時處理前端傳感器數據，并迅速將決策關鍵信息回傳中樞，減少數據傳輸延遲，實現傳得“更快”。

突破裝備能力邊界。裝備能力邊界往往由材料性能、加工工藝、動力系統(tǒng)等物理屬性決定，從硬件上提升裝備能力面臨諸多限制，而通過創(chuàng)新裝備算法，可在裝備物理屬性之外動態(tài)擴展能力邊界，實現從“不能”到“能”的突破。比如，通過對目標識別算法進行創(chuàng)新，能夠使一些老舊衛(wèi)星或低分辨率衛(wèi)星也具備全球范圍內識別和跟蹤目標的能力。這種基于算法創(chuàng)新的裝備“軟升級”模式，既可有效降低裝備改造成本，又能大幅縮短技術迭代周期，突破裝備性能“硬極限”，極大擴展裝備作戰(zhàn)半徑，重新定義裝備性能“軟邊界”。

賦能裝備自主作戰(zhàn)。智能化戰(zhàn)爭，作戰(zhàn)節(jié)奏將極大加速，戰(zhàn)場復雜性也將成倍增加，對裝備自主作戰(zhàn)能力提出更高要求?！叭斯げ倏亍蹦Ｊ诫y以適應戰(zhàn)場需要，而通過算法賦能，可使裝備具備自主作戰(zhàn)能力，根據作戰(zhàn)任務自主匹配目標、依據作戰(zhàn)規(guī)則自主尋機作戰(zhàn)，成為動態(tài)適應環(huán)境、群體協(xié)同優(yōu)化的智能體。算法賦能不僅體現在單裝層面的動態(tài)適應性增強，更表現為無人集群的協(xié)同智能涌現。比如，傳統(tǒng)單個無人裝備在獨立作戰(zhàn)時功能單一，協(xié)同依賴人工指揮鏈路，而無人作戰(zhàn)集群可通過分布式算法實現自主編隊與任務分配，獲得超越單個之和的協(xié)同效應。

以算法應用加速“OODA”環(huán)閉合

“OODA”環(huán)運轉效率在一定程度上決定著戰(zhàn)場主動權的歸屬。將算法深度應用到作戰(zhàn)活動中，可實現海量數據高效融合、戰(zhàn)場態(tài)勢深度感知、指揮決策智能輔助、作戰(zhàn)行動精準調控，加速“OODA”環(huán)閉合，實現“以快制慢”，從而牢牢掌握戰(zhàn)場主動權。

提升數據融合效率。未來戰(zhàn)場，多源情報數據爆炸式增長，且受戰(zhàn)場環(huán)境干擾等因素影響，信息數據模糊或不完整等現象時常發(fā)生。算法通過“數據處理—動態(tài)關聯—知識提煉”三層架構，可實現從數據采集、特征提取到知識生成的全鏈條優(yōu)化，顯著提高多源異構數據融合效率，成為加速“OODA”環(huán)運轉的“數據引擎”。在數據預處理層，對多源數據進行并行化、標準化處理，利用特征選擇算法直接提取數據特征，高效完成數據預處理；在跨模態(tài)關聯層，基于知識圖譜算法和圖神經網絡等，挖掘跨模態(tài)數據的相關性；在知識形成層，根據任務優(yōu)先級，結合在線學習機制，使融合算法隨戰(zhàn)場環(huán)境自適應迭代，形成“越用越準”的正反饋循環(huán)。

深化戰(zhàn)場態(tài)勢感知。態(tài)勢感知的本質是對戰(zhàn)場情況的實時精準認知，感知維度決定戰(zhàn)場認知的深度與廣度。在態(tài)勢感知環(huán)節(jié)應用算法，可從時間、空間和認知維度上實現對對手意圖、威脅演化及體系結構的精準研判，使戰(zhàn)場理解從表層觀察到內在解析。時間維度上，構建態(tài)勢感知神經網絡，通過態(tài)勢預測技術對網絡進行訓練，生成未來戰(zhàn)場態(tài)勢圖，將威脅識別從“事后復盤”變?yōu)椤笆虑邦A警”，為決策預留時間窗口；空間維度上，構建起全域多元的戰(zhàn)場態(tài)勢感知體系，實現對戰(zhàn)場態(tài)勢及威脅演化的精準判斷；認知維度上，建立專家知識態(tài)勢庫，運用智能認知推理技術，對戰(zhàn)場關鍵信息進行挖掘和匹配，捕獲隱性關聯，發(fā)現揭示對手體系作戰(zhàn)規(guī)律，使得態(tài)勢感知從“看見目標”升級為“理解體系”。

促進智能輔助決策。指揮決策是戰(zhàn)爭的關鍵環(huán)節(jié)，直接關系著作戰(zhàn)走向。未來戰(zhàn)場，僅僅依靠指揮員經驗進行指揮決策已無法滿足復雜戰(zhàn)場環(huán)境的要求。通過算法賦能，可突破傳統(tǒng)決策的經驗依賴，使指揮決策方式從“經驗主導的人腦算計”變?yōu)椤敖涷灁祿p驅動的人機耦合決策”，兼具人類智慧和機器計算優(yōu)勢，成為提升指揮效率的“決策大腦”。其中，指揮員負責作戰(zhàn)意圖與倫理判斷，算法負責數據解析與方案推演，通過接入戰(zhàn)場實時數據，快速進行作戰(zhàn)計劃分析，同時結合特定領域知識，科學評估新技術、新裝備、新戰(zhàn)法的應用效果，輔助指揮員作出正確決策。

實現行動精準協(xié)同。未來戰(zhàn)場，無人作戰(zhàn)力量比重將越來越大，無人作戰(zhàn)力量集群間、有人無人作戰(zhàn)力量間如何協(xié)調一致行動，成為協(xié)同的重點和難點。僅依賴人工規(guī)劃和靜態(tài)預案，將難以滿足大規(guī)模力量、多維作戰(zhàn)行動、動態(tài)精準協(xié)調的需要。將算法深度融入行動協(xié)調環(huán)節(jié)，能夠構建起從“分散行動”到“精準配合”的協(xié)同網絡，既可實現有人無人精準協(xié)同，如通過自主航跡規(guī)劃、分布式協(xié)同決策等算法，實現有人無人作戰(zhàn)平臺間的信息共享和協(xié)同配合，協(xié)作完成編隊飛行、避障、攻擊等任務；還可實現作戰(zhàn)行動與保障行動的精準協(xié)同，合理分配作戰(zhàn)資源和協(xié)調后勤物資，實現作戰(zhàn)行動與保障資源的精準匹配。

以算法博弈爭奪戰(zhàn)爭“制智權”

未來智能化戰(zhàn)爭，“制智權”爭奪將成為新的制高點，而算法則是奪取“制智權”的關鍵點。交戰(zhàn)雙方將圍繞算法展開激烈攻防博弈，通過算法優(yōu)勢，將信息優(yōu)勢、認知優(yōu)勢、決策優(yōu)勢、行動優(yōu)勢融合為體系對抗優(yōu)勢，最終贏得“制智權”爭奪的主動權。

算法進攻塑造戰(zhàn)場勝勢。算法進攻是“制智權”爭奪的主要手段，進攻對象主要是對手智能化作戰(zhàn)體系的關鍵算法。算法進攻可大幅降低對手作戰(zhàn)體系效能，使對手分不清、辨不明目標，造成對手判斷失誤，如將虛假軍事目標識別為真實軍事目標，甚至將其自身目標誤認為打擊目標，還可使對手作戰(zhàn)體系產生系統(tǒng)性紊亂甚至癱瘓，從而掌控戰(zhàn)場主導權。相比物理摧毀作戰(zhàn)體系節(jié)點，算法進攻可直達對手智能作戰(zhàn)體系的“神經中樞”，變“硬摧毀”為“軟癱瘓”，攻擊成本更低，攻擊影響范圍更廣，攻擊持續(xù)效果更好。

算法防御實現動態(tài)免疫。攻擊和防御是戰(zhàn)爭的一體兩面，在實施算法進攻的同時，全力做好己方算法的防御，也是維系“制智權”的重要屏障。針對對手算法進攻的威脅，要打造“輸入過濾—模型加固—輸出校驗”三位一體防護體系，以增強算法的穩(wěn)健性，有效阻斷污染數據輸入，同時盡可能通過算法增強模型魯棒性與可解釋性。要降低算法對輸入擾動的敏感性，確保算法在面對攻擊時仍能可靠運行、結果可信，形成類似生物免疫的自適應、自修復能力，最大限度保持智能化作戰(zhàn)體系穩(wěn)定性，從而在“制智權”爭奪中保持優(yōu)勢。

算法對抗重構制勝規(guī)則。隨著算法在戰(zhàn)爭各個層級各個領域應用的日漸廣泛，作戰(zhàn)體系對算法的依賴度將逐步提升。未來智能化戰(zhàn)爭，算法將成為作戰(zhàn)體系的“鋒刃”和“七寸”，而算法對抗則會變成體系對抗的主要聚焦點和著力點，對抗結果將直接影響和決定戰(zhàn)爭的勝負走向。算法對抗的強度和烈度會越來越大，將由單一算法的比拼變成所有算法的綜合較量，誰的算法體系種類更全、性能更優(yōu)，誰就能占據對抗優(yōu)勢；算法對抗也不再局限于算法應用環(huán)節(jié)，而是延伸到數據采集、模型訓練、決策輸出、行動反饋等環(huán)節(jié)，是全鏈條對抗；算法對抗將改寫戰(zhàn)爭制勝規(guī)則，由追求“物理摧毀”變?yōu)椤绑w系失能”，即不再過分強調殲滅有生力量、占領地理空間，而是通過算法對抗癱瘓對手作戰(zhàn)體系。