过去10年美军无人系统和作战的演变

导读：本文为数字孪生战场实验室编写的《无人系统白皮书（2023）》引言，介绍了基于代表事件资料的方法，分析美军无人系统和作战演进规律，展示“数字孪生+”为无人装备研制提速的趋势。

追溯真正的无人作战，当以越南战争为代表，当时为了减少伤亡，美军引入了不少无人系统参与作战应用。相关资料显示，在越南战争中，美军为了减少地面防空火力带来的威胁，尝试使用无人靶机改装的火蜂无人机开展侦察活动，同时还使用了地面排雷机器人。

进入21世纪，无人系统进入快速发展时期，美国海军在2002年发布《21世纪的海上力量》（Sea Power 21），把无人船纳入海上作战力量，被认为迄今为止唯一在技术发展方向、时间节点和发展路线方面具有明确战略规划的国家。在2021年3月16日，美国海军再次发布《美国海军无人作战框架》（Department of the Navy Unmanned Campaign Framework），引起了全球各国军事部门的深度关注。

事实上，在越南战争之后，以无人机、无人车以及无人舰为代表的无人作战开始在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、利比亚战争以及正在进行的乌克兰冲突中得到应用，特别是在进行中的乌克兰冲突中，无人系统和人工智能扮演了非常重要的角色，检验了无人作战在现代联合作战中的可行性。

为了系统推进无人系统的创新发展，美国国防部确定每两年对无人系统做一个分析和规划，第一份规划于2007年发布，即《无人系统路标（2007-2032）》，报告正文内容仅为65页，附录列举了无人机、无人车、无人船等图文并茂的内容，占了100多页。

这样的报告发布之后，美军联合参谋部表示强烈不满，时任负责人卡特赖特将军提出了两项意见：

一是该报告对互操作性定义不清晰，这对于一直希望改善联合作战效果的联合参谋部的帮助不大。

二是《无人系统路标（2007-2032）》太中规中矩了，不满足美军的前瞻性、新技术的偏好，这对于正在快速发展的无人系统来讲，显现得尤为明显，跟无人系统代表未来的角色显然不相符。

针对美军联合参谋部提出的意见，在2009年发布《无人系统集成路标（2009-2034）》报告中，编委会小心翼翼加入了“无人系统未来开发及使用的愿景”（Vision for the Future Development and Employment of Unmanned Systems），并专门列入“联合能力领域”（JCA，Joint Capability Areas），报告正文内容仍然较少，仅为50页，附录内容多达130多页。

后来在2011年发布《无人系统集成路标（2011-2036）》的时候，美军联合参谋部关心的“互操作性”“有人-无人编组”等问题才写入报告中，而且值得读者注意的是，这份报告开始大幅压缩附录内容，正文内容有89页，附录为7页。

毫无疑问，美国国防部对这个结果仍然不满意。

数字孪生战场实验室认为，美国国防部安排专人编写的《无人系统集成路标》过于中规中矩，这对于不断突破技术极限的无人系统领域来讲，显然不合时宜。当然，负责该规划的美军采办技术和后勤的副部长办公室自知这样下去不是办法，于是它组织美国国防科学委员会来编写无人系统的报告，来回答“国防系统中的自主性角色”的问题。

图 1 美军无人系统过去10年的演进

美国国防科学委员会邀请在军事无人系统领域的领先机构参与，包括DARPA、洛克希德·马丁、诺思罗普格鲁曼、美国空军学院、哈佛大学、BAE系统公司、弗吉尼亚大学以及SAIC等，这些单位派出了长期从事无人系统研究和创新的专家，共计21名人员。

为了扩大参与度和深化讨论内容，美国国防科学委员组织了无人系统研讨会，美国各军种无人系统或联合无人作战中心的负责人都到场做了分享，以帮助各位专家更好理解美国国防部在开展的各项工作；另外，所有制造无人系统的公司都到场做了介绍，包括洛马、诺格、通用原子、波音、通用动力、QinetiQ等。

经过长达一年的工作，美国国防科学委员会最终形成了《国防系统中的自主性角色》报告，确定了三位一体的无人系统分析框架，即认知层次、任务时间线和人机系统交易空间，这使得无人系统跟作战样式紧密结合起来，更符合美国国防部对无人系统的期待。

《国防系统中的自主性角色》确定了无人系统相关技术的成熟度，并把有人-无人协同的无人作战作为重点发展方向，暂时搁置了当时全自动化的无人作战激进做法，这更符合当前智能技术发展的实际水平。

因此，数字孪生战场实验室选择该报告作为《无人系统白皮书》的分析起点，有兴趣的读者可以阅读附A 国防系统中的自主性角色相关内容，数字孪生战场实验室全文翻译了相关内容。

表 1 从无人系统装备到无人作战的发展

美国国防部继续编写《无人系统集成路标》，于2013年、2017年发布了该报告。从内容来看，基本上遵循了《国防系统中的自主性角色》确定的面向任务需求，更为贴近当时正在酝酿的“数字工程”（参考《数字工程白皮书（2023）》）关心的各项内容，相关成果在2017年发布的《无人系统集成路标（2017-2042）》中体现得比较明显。

如果读者对数字工程发展历程比较熟悉，应清楚2017年美国国防部已经确定了《数字工程战略》，并开始在各军种武器装备研制中试点，无人系统装备也是试点对象。

因此，《无人系统集成路标（2017-2042）》的发布成为美军无人系统发展应用的新节点，它代表美军在无人系统装备中引入了数字工程方法，即把互操作性、自主性、网络安全和人机协同作作为技术研发创新的重点。

值得注意的是，《无人系统集成路标（2017-2042）》在附录中，列入了“机器人与自主系统的联合概念”（Joint Concept for Robotics and Autonomous Systems），该文件及时为美军无人系统（包括无人机、无人车和无人船等）的性能指标提出了简明扼要的要求，同时还明确指出，联合作战才是无人系统的主阵地。

随着大国竞争的加速，美国海军和美国海军陆战队联合于2021年3月16日，抢先发布了《美国海军无人作战框架》，提出加速把无人作战能力引入到联合作战体系中来。

该报告的发布，把美国海军在太平洋战场实施“分布式海战”（DMO，Distributed Maritime Operations）的意图展露无遗，同时，无人系统将成为其分布式海战作战样式的基础，简单讲，如果没有无人系统，分布式海战不可能实现。

图 2 无人水面舰艇作战示意图

在该报告发布之后，美国政府问责局（GAO，Government Accountability Office）于2022年4月发布了《无人海战系统：美国海军应改进方法最大化早期投资》（Uncrewed Maritime Systems：Navy Should Improve Its Approach to Maximize Early Investments），要求其做出调整，以更好备战太平洋战场。

正如美国海军10多年前所讲，2030年的太平洋战争，希望可以实现50%的作战能力来自无人系统，从而大幅降低伤亡情况，并针对敌对方建立非对称的优势。《美国海军无人作战框架》的发布，以及其他已经发生的事件，促使这种愿景开始成为现实，这值得读者思考分析。

对于作战规则，美军在2012年10月21日发布了DoDD 3000.09 武器系统自主性，对如何使用无人系统有一定的要求，但总体来讲比较模糊，甚至对一些高级军官来讲也是模棱两可的，例如，美国陆军未来司令部四星上将迈克·默里在2021年4月就抱怨，“我划清界限的地方是，在我们目前的政策范围内，如果你谈论的是对另一个人的致命影响，你必须让一个人参与决策过程。”

美国智库CSIS表示，DoDD 3000.09从来没有要求“人在环”（Human In the Loop）。不管怎样，目前美军已经意识到未来战争难以避免无人系统的参与，甚至在某些情况还成为主要作战样式，那么做出改变就很紧迫了。

2023年1月25日，美国国防部更新了DoDD 3000.09，发布了新版《武器系统自主性》指令，对于是否让无人系统伤害人，它引入了2020年2月21日美国国防部部长的备忘提出的“人工智能伦理原则”（AI Ethical Principles），包括负责、平等、可追溯、可靠和可监管。

美军之所以大费周章更新DoDD 3000.09，是因为如果开展军事行动，无人作战可能较为普遍，那么如何树立国际上的负责任形象，将成为其混合战制胜的关键。从另一方面来看，美军更新DoDD 3000.09，也意味着它开始为大规模应用无人作战扫清障碍。

从数字孪生战场实验室跟踪研究的情况来看，美军在无人装备和无人作战两方面已经做了不少准备，这从《无人系统白皮书》中提到的无人作战演习最新动态能够看出。

借助2018年美国国防部发布《数字工程战略》，美军最近五年加大引入“数字孪生+”技术体系，大幅缩短装备研制到试验鉴定以及作战部署的时间周期。

数字孪生战场实验室判断，美军立足建立有人-无人协同装备和作战体系，加快引入数字孪生体、人工智能、数据科学和物联网等新一代数字技术，无人装备的研制水平大幅增加，无人作战的准备工作也达到了较高的水平，这些内容都可以在本白皮书中找到相关阐述分析。

美军无人系统的发展跨度比较大，本白皮书聚焦近十年的几个关键点，围绕美军陆海空无人系统项目的开展情况，让读者既了解美军当前情况，知其然以及所以然，还争取分析美军无人系统的未来发展趋势，为读者结合自身工作需求开展跟踪研究提供指引。

《无人系统白皮书》共计200页，16万字（含9万字附录翻译资料），包含三种解决方案：‍‍‍‍

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