人工智能与智能化武器装备基本概念解析

严 明 郑昌兴

内容提要：人工智能，是引领未来的战略性技术，已成为国际竞争的新焦点。当前，人工智能正向军事领域转移，推动战争形态加速向信息化、智能化演变。贯彻党的十九大精神，“加快军事智能化发展”，是一个复杂的巨系统和划时代的创新工程，正确理解把握人工智能、机器人、无人系统、自主系统、自动化系统、智能化武器装备等基本概念的核心内涵及其相互关系是其基础。

人工智能作为引领未来的战略性技术，已成为国际竞争的新焦点。近年来，世界主要国家高度重视以人工智能技术为核心的军事智能化建设和应用，各种智能化无人系统和作战平台大量出现、不断列装部队、投入现代战场，引发了作战理论、作战样式乃至战争形态的深刻变化。贯彻党的十九大精神，“加快军事智能化发展”，是一个复杂的巨系统和划时代的创新工程，正确理解把握人工智能、机器人、无人系统、自主系统、自动化系统、智能化武器装备等基本概念的核心内涵及其相互关系是其基础。

一、人工智能的基本内涵

从字面上看，人工智能（Artificial intelligence）一词可以分为“人工”和“智能”。对于“人工”，在此语境下其基本释义为“人造的、人为的”，以区别于“天然的、自然的”。对于“智能”，汉语中的基本释义是“智慧和能力”。如从心理学学科来解读，从感觉、记忆、回忆到思维这一过程称为“智慧”，智慧的结果就产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”。韦伯字典在解释“智能”时使用了“学习、理解、行动”这3个基本词，这种释义更为简洁。由此可见，可以将“人工智能”理解为：使人造的系统具有“学习、理解、行动”的能力。

人工智能概念，是在1956年举办的达特矛斯会议（Dartmouth Conference）上，由约翰·麦卡锡（John McCarthy|）首次提出的。麦卡锡认为，人工智能就是要让机器的行为看起来就像是人所表现出的智能行为一样。其要点是“机器的行为”“看起来像”“人所表现出的智能行为”。这是一个比较流行的定义，也是该领域较早的定义。虽然人工智能的发展已有60多年的历史，其间经历了多次高潮和低谷，但到目前为止，几乎所有学术研究都承认，还没有公认的定义。

兰德公司于2019年发表了一份《国防部人工智能态势》研究报告，在其附录中对人工智能的定义进行了一些说明，并列举了来自8个美国政府部门、学术机构与社会团体的多种定义或解读，可以看出它们各不相同。这其中的部分原因是，人工智能具有多学科综合、高度复杂等特点，且研究方法多种多样。从目前的学术研究来看，对人工智能的定义的关键词是，机器“像人一样思考”“像人一样行动”“理性地思考”和“理性地行动”。其中的关键词是“思考”“行动”，这里的“思考”包括“感觉、记忆、回忆、思维”这一过程，“行动”包括“语言、行为”，可广义地理解为采取行动，或制定行动的决策。正是基于此，美国2019财年《国防授权法》（NDAA）中提供的人工智能的定义如下（可以说是5种情况）：一是任何在变化和不可预测的情况下执行任务而没有重大的人为监督的人工系统，或在有数据集时可以从经验中学习并提高性能的人工系统；二是在计算机软件、物理硬件或其他环境中发展起来的一种人工系统，它解决需要人的感知、认知、计划、学习、交流或身体动作的任务；三是一种被设计成像人一样思考或行动的人工系统，包括认知结构和神经网络；四是一组技术，包括机器学习，用来完成近似认知任务；五是一种被设计用来合理行动的人工系统，包括一个智能软件代理或包含机器人，它通过感知、计划、推理、学习、交流、决策和行动来实现目标。

需要注意的是，目前人工智能的发展水平还只是使其“像”人类的智能，即所谓的“弱人工智能”（Narrow Artificial intelligence）阶段。这样的“弱”主要表现在：虽然在某些具体应用方面人工智能表现得比人类强，例如棋类游戏、图像识别等，但仅仅是局限于某个或某类特定的垂直应用领域。与之相应的概念还有“通用人工智能”（General Artificial intelligence）和“超级人工智能”（Super Artificial intelligence），前者是指能在所有认知任务中展现出与人类同等水平的智能水平，后者是指能在所有认知任务中展现出的智能水平超越人类。显然，通用人工智能还是一种想象中的未来人工智能形态，超级人工智能目前仅存在于科幻小说和影视作品之中。

二、自主与半自主、有监督的自主

自主（Autonomous），在汉语中的基本释义是“自己做主、不受别人支配”。在现实环境中，无论是作为整体的人类还是某一个群体或具体的个人，其自主也是相对的（即自主性），总是受一定的主观因素和客观因素的影响和限制，也会表现出无法自主和不同程度的部分自主等情形。

对于人造的、称有自主性的自主系统（Autonomous Systems），目前人们仍未明确其自主性的确切含义或定义，常见的是根据人与系统的关系来解释和分类。例如，系统在执行任务时，一般是要经历一次或多次“感知—决策—行动”这样的回路。如果人始终在回路中，系统可以感知外界环境并提出行动方案，但执行必须得到人类用户的批准，则称为“半自主系统”（Semi-Autonomous Systems）；如果人始终在回路上，系统自主“感知—决策—行动”，但人类用户可以观察系统行为并在必要时进行干预，则称为“有监督的自主系统”（Human-Supervised Autonomous Systems）；如果人在回路外，一旦系统开始工作，系统将自主进行“感知—决策—行动”，期间不再与人类用户进行信息反馈而独立执行任务，则称为“完全自主系统”（Fully- Autonomous System）（这3种自主性不同的系统可用下图示意）。与之相对应，军事领域出现了半自主武器、有监督的自主武器和全自主武器的概念。其中，全自主武器又被称为“致命自主武器系统”（LAWS），是指能够独立识别目标，并利用机载武器系统在无人控制的情况下攻击和摧毁目标的一类武器系统。

半自主系统

有监督的自主系统

完全自主系统

从人造系统来看，比自主系统概念早一些的是“自动系统”和“自动化系统”。实际上，目前“自动”“自动化”“自主”这3个词之间界限仍存在着一定的模糊性。一般来说，传统的自动系统（Automatic Systems）是很少涉及“决策过程”的简单机械，通常其行为能预测、根据给定的条件阈值判定执行，属于“简单”类的任务；相比自动系统，自动化系统（Automated Systems）更加复杂，在执行操作之前需要综合考虑更多的输入（条件）并权衡多个变量，并基于一系列规则进行决策和行动。对于自动化系统来说，人类用户是掌握其内部认知过程的。而自主系统，通常是人类用户难以掌握其内部认知过程的复杂系统。在自主系统中，用户知晓其执行何种任务，但不确定其会如何执行该任务。严格意义上说，自动系统、自动化系统和自主系统，都可以归类于人工智能系统，其智能性可用下图示意。

需要说明的是， 广义上的“自动（化）”是一个动态的概念，随着各种相关技术特别是控制技术、人工智能技术等的发展，系统的自动（化）程度越来越高。正如当前人们在描述某些人工智能技术应用时，常说可以“自动（化）地”处理某项任务，在速度、精度、效率等方面得到了极大的提高。

三、机器人与无人系统

关于机器人（Robot）发展历史研究，有许多报道，有些将其历史追溯到了公元前。1948年，美国数学家诺伯特·维纳（Norbert Wiener）提出了“控制论”，这是对实用机器人发展具有开创意义的理论。世界上第一台“能工作”的工业机器人产生于20世纪50年代中后期，大约是电子计算机诞生10年后，与人工智能概念同一时期。在汉语词典中，机器人的基本解释是：“能模仿人的某些活动的一种自动机械”。迄今为止，对于机器人的定义依然是仁者见仁、智者见智。究其原因，可能还是在于机器人要实现的“人造人”和“仿人”这一思想，而相关技术与应用的发展使其多有变化。从技术来看，涉及机械、电子、液压、通信、自动控制、传感器、计算机、人工智能等多个学科及领域，机器人总是不同时期众多高技术集成的成果；从其应用来看，已从早期以工业机器人为主发展到目前的众多类型，其分类也有多种不同的视角，如应用的产业、服务的对象、外观形式等。随着机器人技术的发展，机器人在军事领域得到越来越广泛的使用，从物资运输到搜寻勘探以及实战进攻等，各种军用机器人不断涌现。但是，对于军用机器人的定义也大多沿用机器人的定义，将其定义为“一种用于军事领域的具有某种仿人功能的自动机械”。由此可见，就其基本内涵而言：第一，机器人是一种机械，在外观上可能像人，也可以不像人；第二，它是活动的，可以模仿人的动作完成一定的工作；第三，它是自动的，这种自动可以是通过可编程的多功能操作器件来控制的，随着技术的发展和应用情景的需要可以具有一定的自主性，其中可以包含人工智能算法，也可以不包含人工智能算法。随着人工智能、传感器等技术发展和应用成本的降低，机器人越来越多地使用人工智能技术，具有一定的自主性。

无人（Unmanned）的基本释义是：“无（需）人操作的、无（需）人控制的。”显然，其含义与“自动”“自主”概念是相通的、交叉的。从该词的使用历史来看，几乎又是与“自动（化）”同步的。例如，自动化车间、自动化工厂常常被称为无人车间、无人工厂等。无人系统（Unmanned Systems）可以是自动（化）的，也可以是自主的；可以包含人工智能算法，也可以不包含人工智能算法。目前，之所以是高频词，主要是以无人机为代表的各种无人驾驶运输工具的出现和应用，包括水下的、水上的、陆地的、空中的、太空的等，典型的是无人机、无人地面车辆、无人水面舰艇、无人潜航器等。

四、智能化的武器装备

近现代以来，军事领域始终是对科学技术进步的推动作用最大的领域之一，也是对科学技术最新成果最敏感、利用得最多最快的领域之一。科学技术对军事的影响，总是首先体现在武器装备上，同时会引发作战方式上的改变甚至变革，进而推动战争形态的演变。当前，以计算机技术、数字通信技术、网络技术等为代表的现代信息技术和以大数据、云计算、物联网、人工智能等为代表的新一代信息技术，正推动着机械化武器装备向信息化武器装备、智能化武器装备快速发展，同时推动着战争形态向信息化战争加速演变，智能化战争初现端倪。

如果将“智能（化）”作为一个属性词时，目前对其理解和使用也是泛化的。例如，智能材料、智能家电、智能化楼宇、智能化社会以及智能弹药、智能协同、智能化作战平台等。如果作为一个重点研发的智能（化）项目，当前则主要是指以“机器学习”为代表的新一代人工智能技术发展与应用。正因为此，美军在许多文件中时常将“人工智能/机器演习”（AI/ML）归于一类说明。例如，在说明2020财年国防预算请求时，在“开发和应用创新技术”部分第一是“无人/自主”、第二是“人工智能/机器学习”；在说明2021财年国防预算请求时，将“人工智能”“自主技术”并列作为“先进能力赋能器”的新兴技术领域。需要注意的是，“人工智能”是实现“自主”的关键技术。美军之所以将“人工智能”与“自主”分列，其主要原因有两个方面：一方面，人工智能的应用不仅仅是自主，在军事上还有众多应用方向；另一方面，实现自主不仅仅是需要人工智能技术，而且对人工智能技术的需求也有其特定的方向。其在解释“自主技术”时强调，自主系统投资旨在提高“在竞争环境中的机动速度和杀伤力”，开发人机协同能力将是这一领域投资的优先事项。

目前在军事领域，属于智能化的武器装备有很多，提法也多种多样，如机器人、无人系统（平台）、半自主/有人监督的自主/全自主武器（系统、平台）、人机协同系统等。美国陆军常用“RAS”这一缩写，指机器人和自主系统（Robotic and Autonomous Systems），是无人地面系统和无人空中系统的统称，涵盖无人系统的物理特性（机器人）和认知特性（自主）。由此可见，机器人、无人系统（平台）的发展涉及多个方面，但提高其自主性是重要方向。而提高其自主性，特别是在“机—机”“人—机”协同背景下，需要许多技术的支援（例如传感器技术、通信技术等），但关键技术是人工智能。

随着人工智能技术及其应用的发展，目前人工智能正被纳入许多军事应用，包括情报、监视和侦察，指挥和控制，网络攻防行动，自主无人武器装备，后勤装备保障等。同时，也催生了无人作战、群集作战、人机协同作战等新的作战概念。在许多场景下，也时常出现自动（化）、无人（化）、自主（化）和智能（化）混合使用或相互解释的现象。在新技术涌现并高速发展变化的时代，在新颖、跨界武器装备层出不穷的今天，对于一些技术和武器装备的定义可能难以形成共识，也难以作出精确的定义。对于一些技术与应用处于不断发展中的概念，只要不影响人们对核心概念的理解，暂时采用不太严格但包容性更强的描述方式的定义，也不失为一种合理的策略，这体现了在学术理论和应用实践之间的必要妥协。