摘要：

在快节奏的军事战术环境中，情报、监视和侦察(ISR)和目标定位要求正确的ISR和有效资源配置，以满足任务需求。考虑到任务的竞争性、资源的可用性、复杂性和约束的多样性，需要自动化和优化来为运作者提供合适的决策支持，以获得最佳的收集/火力计划，并提高速度和准确性。对ISR资源和影响的全面规划和协调的响应能力。此外，支持人工智能的目标识别以及态势理解，需要人工智能技术的组合以及对所有作战领域的考虑/协调，以充分支持决策者。

在本文中，一方面针对优化的收集计划/任务和武器目标分配提出了新颖的决策支持解决方案，另一方面针对目标分类/识别和多模态数据融合提出了 AI/ML 技术。在混合战争和多域作战的背景下，相关挑战得到了强调和暴露。

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1.0 引言

人工智能包含一组技术，包括基于知识的系统、机器学习、计算智能、多智能体系统和自然语言处理，用于在复杂网络中的推理、学习、计划和行动方面模仿/超越人类-物理环境。人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 在过去十年的爆炸式增长主要是由于深度学习算法的结合、用于训练的大型数据集的可用性以及计算能力的提高和硬件设备的进步。通过使用深度学习，人工智能/机器学习已经在两个主要领域展示了显著的成果，即来自图像/视频、文本和声学等数据源的模式识别，以及寻找最佳解决方案的决策，特别是：

  • 用于从图像或多感知数据、异常检测、生活模式等进行模式识别（例如对象、事件/活动的检测与识别）的机器学习方法，以及用于开源/社交媒体的信息提取、文本分析的自然语言处理;
  • 使用强化学习和其他人工智能方法（例如进化算法）寻找支持决策（例如资源分配、路径规划）的最佳解决方案。

军事作战环境正在演变并变得更加复杂，涉及多个领域和参与者以及加速的节奏，这需要在军事过程的各个级别（规划、态势感知、决策支持）提供先进的自动化支持。在大型物理空间以及几个新兴领域（即网络、空间和信息）中进行管理。因此，现代作战越来越需要跨多领域的集体和协调行动，即传统的海陆空作战物理领域与信息、空间、网络空间、经济和社会领域，通过规划涉及一组异质的合作团队，在多个领域内和跨多个领域协调和传递动力学和非动力学效应。

AI/ML 越来越多地用于各种军事领域并支持各种流程，例如情报、监视和侦察 (ISR)、指挥和控制（观察/定向/决策/行动 - OODA 循环）或目标（例如查找、修复、跟踪、目标、参与、评估 - F2T2EA 流程）。特别是，AI/ML 技术为从异构来源收集 ISR 数据提供高级自动化支持，在目标检测/识别、多感知数据融合和基于物理的分析方面，支持 PED（过程、利用、传播）过程用于情报生产和态势理解以及动态战斗管理和响应的多模态传感器和人力资源。这些数据驱动和知识密集型的复杂过程，要求混合人工智能方法利用机器/深度学习、知识表示、逻辑/符号推理，并结合其他方法，进行低级到高级信息处理（情境理解、更高级别的融合）以及决策支持。在这种情况下，用于数据处理和决策支持的人工智能解决方案必须灵活，并能适应动态环境，从而实现集成的“传感器-决策者-行动”解决方案和适当的人机协作。

更准确地说，在我们的研究中，ISR 和目标流程受益于 AI 技术，可优化资源规划和各种多域资源的任务（即支持 ISR 的收集器/传感器任务，以及支持目标的效应器任务）。此外，支持人工智能的传感器能够在战术边缘进行目标检测和跟踪，并随着时间的推移在更高级别（使用适当的计算架构，例如雾/云计算）补充多传感器数据融合和数据分析。

虽然常规战争侧重于物理传感器/效应器和动力学效应以达到任务目标、混合和多域作战，但考虑其他领域，例如空间、网络和信息环境，在这些领域，人工智能/机器学习在谨慎管理时也具有巨大潜力，并实现与传统战争的协同运行。

在本文中，一方面提出了用于优化收集计划/任务和武器目标分配的新型决策支持解决方案，另一方面分别介绍了用于目标分类/识别和多模态数据融合的 AI/ML 技术。相关挑战在混合战、常规战、非常规战和网络战混合战的背景下得到突出和暴露。

本文的结构如下。在接下来的部分中，我们将介绍利用 AI/ML 技术支持 ISR 和定位的研究工作，在知识表示和推理方面支持资源任务匹配，多目标优化以搜索最佳集合/效应解决方案。此外，还介绍了用于自动目标识别的基于 AI/ML 的分类和融合技术，以支持增强的态势感知和目标定位。然后，我们描述了AI/ML 技术的优势和挑战，为后续扩展到多域和混合作战，以及人工智能操作性和军事环境中的用户接受度。

2.0 负责智能和定位的传感器和效应器

快节奏军事战术环境中的情报、监视和侦察 (ISR) 以及联合火力作战，需要适当的传感器和效应器分配来满足任务需求。鉴于高度紧张的任务和资源，以及在各种约束（成本、风险或通信）下的多个目标，需要自动化和优化来为作战员提供合适的决策支持，以便制定最佳收集/火力计划。

图1：连接传感器、效应器和C2

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