面向信息化保障领域的虚拟助理应用研究
2020-10-09邱煌彬郑超阳加远
邱煌彬 郑超 阳加远
摘 要： 随着人工智能的兴起，以人工智能为核心的虚拟助理不断涌现在民用市场上，为民众提供实时的信息支援服务。通过借鉴虚拟助理在民用领域的应用，本文提出一种面向信息化保障领域的虚拟助理应用设计，利用虚拟助理强大的信息处理能力解决军事保障中信息量大、任务繁多的难题。本文从装备保障、人员保障、决策保障和售后保障四个角度构思了虚拟助理在信息化保障的应用方向，将虚拟助理的信息支援融入军事信息化保障领域，提升战场信息化水平，并提高用户保障效率，为虚拟助理融入军事保障领域提供思路。
关键词： 信息化保障;虚拟助理;应用;人工智能
中图分类号： TP391 文献标识码： A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.053
本文著录格式：邱煌彬，郑超，阳加远，等. 面向信息化保障领域的虚拟助理应用研究[J]. 软件，2020，41（08）：196-199
【Abstract】： With the rise of artificial intelligence， virtual assistant with artificial intelligence as the core are emerging in the civil market to provide real-time information support services for the public. By referring to the application of virtual assistant in the civil field， this paper proposes the design of virtual assistant in field of information support with powerful ability of information processing to solve the problem with large amount of information and consisting of various tasks in military support. This paper proposes four application directions of virtual assistant in information support and they are equipment support， personnel support， decision support and after-sales support. To integrate the information support of virtual assistant into the field of military information support， will improve the level of battlefield information， increase the efficiency of user support， and provide ideas for virtual assistant to integrate into the field of military support.
【Key words】： Information support; Virtual assistant; Application; Artificial intelligence
0 引言
虚拟助理是在工程、计算机科学以及生物识别技术频谱接口的基础上发展起来的一项智能化应用[1-2]。近年来，随着智能手机和智能电器的普及和发展，虚拟助理已经逐渐进入大众生活且日益显示出巨大的市场发展能量，但是在军事应用领域，尤其是信息化保障領域，虚拟助理的应用却未见诸报道。
在钢铁侠系列电影中，钢铁侠的随身虚拟机器人“贾维斯”实时为钢铁侠提供决策建议，它既能控制机器，又能进行态势感知判断局势，辅助钢铁侠进行决策。虚拟助理的作用与“贾维斯”类似，在现代战争环境下，信息量庞大又繁杂，人脑无法在短时间内处理庞大的信息量，需要借助虚拟助理进行辅助知识支援，虚拟助理自身集成强大的计算能力和数据处理能力，可从复杂的信息环境中获取用户需要的信息，并对信息进行分析解算得到最优的决策供用户参考。
虚拟助理的优势在于自身具有信息处理算法和大数据处理能力，并结合自身的数据库，可辅助用户梳理局势、处理复杂信息，并做出最优决策，提高信息处理效率。
虚拟助理的核心作用是知识支援，使用对象一般面对庞大而复杂的信息数据源，需要快速获取自身需求的信息，这就要求虚拟助理应具备足够的智能处理能力，能快速从多个数据源分析得到用户需要的结果，辅助用户快速解决问题。
在信息化保障领域，虚拟助理可被应用于装备保障、人员保障、决策保障以及售后保障方面，发挥自身知识支援作用，提升保障效率。
1 国内外应用现状
1.1 国外应用现状
近年来，国外诸多科技公司均推出自己的虚拟助理产品。比如，苹果公司的Siri，能理解人类自然语言，对于新闻、天气、体育、电影、导航和本地商户，并且精通电视内容推荐，用户可以通过Siri控制智能家用电器[3]。谷歌公司推出的Google NOW可以通过大数据挖掘到用户的个人数据，包括用户的飞行航班，快递包括，酒店预订等相关信息。另外，Google NOW还能与第三方App交互，比如笔记应用，消息应用以及音乐播放等服务。亚马逊公司的Alexa可以通过多个信息源播放流媒体音乐和阅读新闻，还能提供天气、交通等信息，同时支持大多数智能家居设备控制。用户通过语音就能在Amazon Prime会员服务上购物，甚至还可以预订披萨。此外，开放的应用程序接口允许Alexa接入任何App或服务。
1.2 国内应用现状
从2015年起，國内也逐步出现虚拟助理产品，如灵犀语音助手、百度语音助手、出门问问等多种应用。比如灵犀是由中国移动和科大讯飞联合推出的智能虚拟助理，既能语音打电话、发短信、查天气、设置提醒，又能查话费、查流量、买彩票、订购彩铃，还可以语音聊天[4]。百度推出的“小度”内置DuerOS对话式人工智能系统，让用户以自然语言对话的交互方式，实现影音娱乐、信息查询、生活服务、出行路况等多项功能的操作[5-6]。
2 系统部署
虚拟助理部署方式如图1所示，系统包含虚拟助理管理平台与多个虚拟助理终端，其中虚拟助理管理平台部署于台式机上，承担虚拟助理数据管理任务，接收更新的数据，并定期对虚拟助理终端进行更新。虚拟助理终端部署在便携式移动平台上，移动平台可以是移动笔记本、手持终端和平板电脑等电子设备。
3 应用方向
3.1 装备保障
3.1.1 外场保障指导——“随身专家”
（1）使用对象
执行外场保障任务的工业部门人员。
（2）需求分析
随着科学技术的发展，外场装备的复杂程度和信息化程度越来越高，对外场装备保障人员提出了更高的要求[7-8]。当装备出现故障时，外场保障人员处理问题几乎只能依靠集中讨论、根据自身经验进行现场排故，或者求助于后方专家，导致现场故障解决不及时、不到位，影响外场任务的执行[9]。所以外场保障人员需要及时、有效的排故指导和快速的故障经验推送。
（3）应用场景
通过虚拟助理构建外场专家系统，利用其智能化管理和多样化交互的特点辅助指导外场保障人员对装备故障的现场排除。虚拟助理部署于移动终端，比如平板电脑或手持机，方便人员携带，并通过语音识别和文字识别技术与外场测试人员进行交互，为外场人员提供排除故障的建议[10-11]。相当于外场保障人员配备了一位“随身专家”，虚拟助理的后台数据库对装备历史故障数据进行有效管理和利用，同时根据用户浏览历史进行故障信息预测，并智能推送故障解决方法，全面提高外场解决故障的效率。
（4）工作原理
虚拟助理工作原理如图2所示，当用户遇见问题时，可通过虚拟助理人机交互界面与虚拟助理进行交流，交流界面与社交软件相同，用户只需将问题描述提供给虚拟助理，虚拟助理通过后台数据检索，反馈给用户建议和操作指导。考虑到外场条件进行文字输入不方便，用户也可直接通过语音向虚拟助理提问。同时用户如果想要浏览IETM及电子履历的相关软件时，也可通过虚拟助理进行调取。用户也可对经常遇到的故障通过虚拟助理进行收藏，提升外场保障效率。
3.1.2 用户维修指导——“指导专家”
（1）使用对象
用户修理厂人员。
（2）需求分析
在面对复杂的装备时，用户修理厂人员维修时往往只能请教工业部门，或者将装备运回工业部门，大大降低了保障效率[12]。与执行外场保障任务的工业部门人员类似，用户修理厂人员也需要及时、有效的排故指导和快速的故障经验推送。
（3）应用场景
通过为用户修理厂的人员配备虚拟助理，对人员修理装备进行指导。与外场保障的应用类似相似，虚拟助理部署于移动终端，修理厂人员可通过虚拟助理人机交互界面与虚拟助理进行交流。人机界面与社交软件相同，用户只需将问题描述提供给虚拟助理，虚拟助理通过后台数据检索，反馈给修理厂人员建议和操作指导。
（4）工作原理
虚拟助理的工作原理与外场保障一致。
3.2 人员保障——“新人培训教师”
（1）使用对象
使用者为首次进入岗位的新人。
（2）需求分析
当新人初次进入相关岗位时，如何使其快速熟悉岗位内容是单位急需关注的重点。新人在面对复杂的装备资料往往无所适从，需要指导老师为其安排有效的学习流程，遇见问题时需要指导老师及时为其排忧解难[13]。但现实过程一般是指导老师事务繁杂，不能随身在新人身边，导致新人遇见难题时不能及时得到解决，所以新人需要一位能随身为其解决学习问题的“指导老师”。
（3）应用场景
针对新人学习部分，虚拟助理可充当培训讲师的角色，虚拟助理部署于移动终端上，新人可随身携带。虚拟助理利用自身强大的知识库，结合部门下达的学习任务，为新人制定学习课程，在新人学习过程中若出现对知识点的疑问，可直接与虚拟助理进行交流。效果相当于为新人提供了一位随时不离身的教师，随时随地为新人提供知识服务，帮助新人快速成长。
（4）工作原理
虚拟助理为新人提供知识服务的使用功能流程如图3所示，虚拟助理由虚拟助理管理服务器统一定期更新，其中部门可在虚拟助理管理服务器上统一下达学习任务，虚拟助理根据下达的任务以及使用者学习情况进行定制课程并推送给新人，使新人保持弹性学习方式。新人通过虚拟助理推送的内容在人机交互界面上进行学习，若遇见无法理解的问题，则同样通过虚拟助理人机交互界面将问题传输至虚拟助理后台。虚拟助理通过检索知识库反馈问题的答案，帮助新人快速熟悉岗位知识内容，进一步提高知识掌握程度。
3.3 决策保障
3.3.1 单兵辅助决策——“虚拟指战员”
（1）使用对象
泛指单人作战单元，可以是单个陆军士兵，或者驾驶战机的空军士兵等。
（2）需求分析
单兵需要感知战场态势以做出最优判断，提高战场效率，减少战损率。然而单人作战单元接收信息能力有限，面对复杂的战场态势往往无法做出正确的决策，亟需通过具备更强大的信息处理能力的设备进行辅助决策[14-15]。
（3）应用场景
虚拟助理充当“虚拟指战员”，部署在单兵计算機上，接收战场多源数据，包含侦察机、卫星、传感器以及指挥所等数据源，采用数据融合、智能数据处理等方式将最优的结果反馈士兵，辅助士兵做出战场策略。
（4）工作原理
虚拟助理工作原理如图4所示，当士兵需要进行战场决策时，可通过语音终端向部署在单兵计算机上的虚拟助理进行沟通交流。虚拟助理接收战场卫星、传感器、侦察机和指挥所相关数据后，通过自身智能算法进行数据融合分析，最终得到最优的战场策略并将该结果反馈士兵，辅助士兵做出正确的战场决策。
3.3.2 指挥员辅助决策——“虚拟参谋”
（1）使用对象
使用对象为各级指挥员，辅助其下达任务命令。
（2）需求分析
指挥员在指挥所内，面对战场态势，需要处理来自战场上的雷达、卫星、侦察机、侦察兵以及战场传感器等相关信息。面对复杂的战场态势以及庞大的战场数据，指挥员自身处理数据能力有限，难以对战场局势做出准确判断，所以指挥员需要一位能实时处理战场繁杂信息，并提供建议的参谋。
（3）应用场景
在指挥员决策环节引入虚拟助理，相当于指挥员身边多了一位可以实时献策献计的“虚拟参谋”。虚拟助理依靠自身的信息处理能力和后台数据库的信息存储能力辅助指挥员对战场信息进行梳理，分析战场局势，给出最优的决策供指挥员参考。虚拟助理可辅助指挥员快速、准确地把握战场局势并做出正确的战场决策。
（4）工作原理
虚拟助理工作原理如图5所示，指挥员通过虚拟助理人机交互界面向虚拟助理进行问题咨询。虚拟助理通过问题信息终端解析指挥员的问题需求，同时通过信息集成和数据融合，对来自卫星、战场传感器、侦察机、雷达以及侦察兵等的外源信息进行分析，确定战场态势情况，预测下一阶段的兵力部署、敌军情况，并将最优的决策结果反馈指挥员，引导指挥员对战场态势的把握，快速做出正确决策，提升战场胜率。
3.4 售后保障——“智能客服”
（1）使用对象
主要面向装备使用用户，涵盖使用方的用户及技术保障人员。
（2）需求分析
装备在交付后，装备使用用户对新装备的熟悉程度不高，容易在使用过程中出现问题[16-20]。工业部门随装交付的资料往往庞大且复杂，装备使用用户需要耗费很大的精力才能获取问题的解决办法。所以在装备交付用户后，装备使用用户需要工业部门提供一位能实时解答问题的客服。
（3）应用场景
虚拟助理可作为附属产品随装交付，部署于用户数据中心的服务器上，充当产品售后的智能客服，为用户提供售后服务，解决客户在使用过程遇见的难题。当用户在使用装备过程中出现了现场无法解决的问题时，用户可登陆服务器，通过交互式界面向虚拟助理求助，获取解决措施，从而无需工业部门在每次出现问题时介入解决。
（4）工作原理
虚拟助理工作原理如图6所示，当客户遇见使用问题时，第一时间不是请教工业部门，而是通过虚拟助理对话界面向部署在服务器上的虚拟助理求助。虚拟助理在接受用户的请求后，检索自身的知识库，若有匹配的数据，则反馈用户，若知识库中未存在相关问题的解决办法，虚拟助理充当远程支援的载体，通过无线通信链路联系生产厂家的专家，将用户问题反馈给相关的专家，在获取专家的回复后，及时将解决措施推送给用户，并同步更新自身的知识库。
4 结束语
本文对虚拟助理在信息化保障领域的应用进行了思考探索，对每个应用的使用对象、需求分析、应用场景以及工作原理进行了构思，虚拟助理在信息化保障领域可充分发挥自身的信息处理优势，快速进行知识推送，对我军信息化建设有较大的应用前景。
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