國軍發展智慧國防之研究

國防安全小組
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一、前言

由於網路通訊技術發展快速,物聯網應運而生,加以半導體技術、高速運算晶片的發展,結合遠端感測器、大數據、雲端運算、機器學習等技術,應用人工智慧(Artificial Intelligence, AI)輔助軍事作戰決策,形成軍事優勢,已成為世界各國國防發展重點。

圖片來源:達志影像/美聯社

AI科技為目前世界技術發展主流,它將專家智能透過演算法與學習賦予機器運算,以達成預測的能力,透過整合AI、物聯網、5G網路等技術,並將大數據分析運算跨單位連結應用,藉由這樣的能力影響國防情報、作戰、訓練、後勤補保、生產製造、資通電及醫療等面向,改進軍事評估的準確性,提供任務行動建議方案,供指揮官決策下達。在「防衛固守、重層嚇阻」軍事戰略構想下,建構智慧國防,能夠加速作戰效能,並可應用於平、戰時,提升作業效率,產生智慧決策建議,有效發揮戰力。

本研究師法美國在智慧國防的發展與應用,提出國軍應該迅速發展智慧國防,同時根據研究心得,臚列相關發展策略建議,以供決策參用。

二、智慧國防發展目標

衡量未來作戰環境日趨複雜,傳統作戰思維已無法滿足現況需求,AI科技導入國防事務為未來趨勢,依國家軍事戰略並參考世界先進國家AI戰略概要,制定智慧國防發展策略,俾利國軍作戰應用、作戰支援、軍備整備、醫療規劃及學術研究等領域未來推動依循。

為將AI科技納入國防領域應用,建立智慧國防體系,亟需制定「建立高效率的智慧應用服務」、「建構智慧化的國防科技戰力」與「發展精準化的聯戰決策平臺」三大目標,期藉由導入AI技術,帶動國防事務朝向高效率、智慧化及精準化的新境界。

三、美國智慧國防發展概況

美國為全球科技頂尖國家,更致力於成為AI的領導者,期望透由整合產、官、學、研的力量,有效推動將AI價值應用於各領域。2016年10月13日,美國「國家科學技術委員會」(National Science and Technology Council, NSTC)對外正式公布《國家人工智慧研發策略計畫》,提出七大策略方向:

(一)建立AI長期研究投資計畫。

(二)發展人類與AI共同合作方法。

(三)理解並解決AI的倫理、法律與社會影響。

(四)確保AI系統的安全。

(五)開發用於AI訓練及測試的公共資料庫和環境。

(六)制定標準和基準以測量和評估AI的技術。

(七)瞭解國家發展AI所需的研究人力。

另外,美國前總統川普(Donald Trump)2017年上任後,即評估認為AI技術對維護美國國家安全及經濟實屬重要關鍵因素之一,特於2019年2月11日簽署《維持美國人工智慧領導地位行政命令》(Executive Order on Maintaining American Leadership in Artificial Intelligence),確認聯邦政府開始重視並將持續投注資源,藉此促進AI研發、增進美國人民對AI技術的信任、訓練勞工應用AI、以及保護美國AI技術避免遭竊取,據以確保「美國優先」的大政方針,同時維持美國在AI方面的優勢地位。

在組織架構方面,係由「國家科學技術委員會」AI特別委員會負責統籌協調、白宮科技政策辦公室負責政策規劃、國家標準暨技術研究院負責研發支援,國防部(DoD)更同步成立聯合AI中心據以因應。具體目標包括「增進AI永續投資」、「強化AI資料應用,維持安全與隱私」、「降低AI技術使用的障礙」、「確保技術標準可對抗網路竊密」、「培育下一代研發人員」、「發展行動計畫,確保美國優勢」。

在國家全力投入資源、政策配合及成立相對應的必要組織基礎下,國防部(DoD)依據七大策略陸續推動以下具體作為:

(一)通過AI道德發展原則

2020年2月25日,通過「負責任的」、「公平的」、「可追溯」、「可靠的」、「可治理的」等五項AI道德發展原則,這些原則適用於美軍在戰鬥和非戰鬥情況下有效應用AI。

(二)成立生成式AI工作組

2023年8月10日,應用生成式人工智慧在改善情報、作戰規劃以及行政和業務流程方面的潛力,以有效推動國防各項事務之革新。

(三)部署AI監測檢測系統

同年8月28日,國防部對外宣布將藉此系統,加強對華府的保護,並擴展到國防部和美國政府的其他設施和系統。

四、國軍智慧國防發展策略建議

智慧國防發展應具備創新思維,透過國軍戰鬥物聯網路融合異質網路資料,並由智慧應用服務平臺與聯戰決策平臺,產生大量以數據為導向之決策分析,協助指揮官進行決策模式的創新,其決策過程所應用機器學習演算法則仍須經由領域專家解釋並回饋修正,故創新思維為發展智慧國防之核心,各項發展策略建議如下:

(一)發展智慧應用服務平臺

針對國軍作戰及作戰支援關鍵任務優先導入AI技術,內容包含情報、作戰、訓練、後勤補保、生產製造、資通電及醫療等領域。導入AI技術,人員在情報感知、軍事資料智慧計算、軍事決策輔助與實際軍事行動等關鍵任務中,持續優化執行結果,提升國軍總體戰力,以應對未來更艱鉅的挑戰。

為達到上述策略目標,國軍應發展AI整合平臺,此平臺須包含大量可分享互通的資料、可重複使用的資訊工具、系統框架與可部署於雲端及邊緣運算的AI服務。AI整合平臺可透過標準化的資料交換格式,蒐集大量軍事任務關鍵資料,進行關鍵任務相關之軍事大數據分析,以建立情報蒐集感知、資料智慧計算與智慧型軍事裝備等系統開發之基礎。藉由資料智慧計算結果,持續利用機器學習與深度學習等AI技術,發展決策輔助系統,以大數據資料作為決策依據,讓高品質決策能快速且有效率的產出。

(二)完善網路安全基礎建設

建構國軍戰鬥物聯網路、應用服務平臺及聯戰決策平臺過程中,必將大量應用物件感知、計算、通訊與執行能力,並融合異質性網路資料來源,使物件具有智慧化能力,惟網路空間的惡意行為可能造成網路環境的破壞,故須重視潛在資安威脅,並妥採相關防護作法。

1.網路資安防護

因應網路安全威脅逐漸增加,智慧國防基礎建設涵蓋多樣性系統類型,我應將軍事用途工業控制系統(Industrial Control System, ICS)、資通系統(Information and Communication Technology, ICT)及資訊系統(Information Technology, IT)全面檢視脆弱程度,依「國軍資通安全責任等級分級作業指導」,明確律定資訊安全責任等級,並制定資安防護基準。

2.戰鬥物聯網路

物聯網技術結合軍事通信平臺暨聯合作戰指管系統、火力控制系統與精準打擊武器成為戰鬥物聯網路,須從感知層、網路層與應用層強化防護機制,包括資料格式一致性、資料加密、標準化通信協定及無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSNs) 等資安防護項目。

3.雲端運算平臺

雲端運算平臺架構與傳統網路開放環境所面臨的資安議題相同,惟傳統資料加密與存取控制技術並不能直接套用,須重視金鑰管理、存取控制、位置服務安全(Location-Based Service, LBS)與隱私權保護。

(三)建構國軍戰鬥物聯網路

透過各武器載臺、指揮中心、雷達站臺等數據鏈路之相互連結,產生情資分享,建構網狀化戰鬥物聯網路,鏈路資料亦可進行蒐集分析,以大數據為基礎,應用資料分析,藉由訓練與學習,目標自動辨識,資安偵測,情資融合及規劃任務數據運算,完成決策方案選項,強化作戰效益,國軍戰鬥物聯網路及聯戰決策平臺發展要項,說明如下:

 1.人事

鏈結國軍人力資源管理與人事戰備等系統資料庫,整合電子兵資及兵力數據,經由大數據分析與機器學習訓練,提升作戰調度與人力補充效率,有效支援整體作戰需求。

 2.情報

(1)透過大數據情資彙整、統計、運算及分析,藉由高速網路傳輸,並實施戰場環境評估,進而提供立體化戰場即時資訊,利於指揮官全般動態掌握

(2)建立情報共同作業圖像,整合情報資料及公開軍事情報,透過電腦運算、比對、分析,即時掌握敵情威脅及徵候,提供敵可能行動預判,輔助指揮官決心下達。

3.作戰

(1)以快速及遞迴學習運算方式整合AI技術,加強關鍵任務的軍事決策和軍事行動,包括以數據融合分析優化作戰態勢感知與決策能力,提高裝備運作安全及簡化作業程序。

(2)依應急作戰、全面作戰各階段關鍵指管任務,以情資參數及我軍兵力綜評,提供指揮官最佳行動方案建議。

(3)發展多維(太空、空中、水面/水下、地面)與跨任務領域(監視、偵察、追蹤、干擾、攻擊)智慧無人系統,並具備自主蜂群控制溝通及協調能力,評估支援作戰運算。

4.後勤

(1)利用大數據之經驗常數,建構各類補給品存量與位置於平、戰時之需求預測模式,掌握現有數及耗用趨勢,應用裝備維保分析精準備料,訂定預測性維修週期提升妥善率,確保戰鬥及生存持續力。

(2)結合地形、地貌及各類鐵公路、航空(海)、管道之運輸作業能量,利用路徑規劃方式,求出使用輸具、運輸時間與主(預備)補給路線之最佳運補模式,並依任務需要及敵情威脅分析,提供調撥方式建議及管制國內外整補時效,俾如期、如質將各類補給品前支至作戰部隊。

5.資通電

(1)鏈結各式終端載臺與監偵系統等雷、截情資訊,建構網狀化戰鬥物聯網路,經由大數據訓練、學習與分析,透過共同作戰圖像輔助決策,提升聯戰指管效能,以達智慧指管之目的。

(2)自動蒐集網路日誌、終端行為與社群資訊,經由機器學習與分析,突破人力難以發現之漏洞與威脅,提升網路安全防護效能,以臻智慧資安之目的。

(3)建立多層次電磁防護網,應用AI自我學習技術,自動分析威脅信號與特徵,有效識別未知電子訊號,並自動化調整電子對抗相關參數,提供最佳防禦及對抗機制,以達智慧電戰之目的。

6.訓練

(1)以資訊化管理部隊訓練,並結合各層級訓練資源,藉由系統資料庫邏輯運算,客觀分析基層部隊訓練窒礙,使各級部隊長更能精確掌握部隊訓練現況,另將各項訓練成效戰力值數據化,以供指揮官依作戰類型選擇最佳單位執行任務。

(2)應用AI、大數據分析、混合實境、模式模擬等技術,整合建構式兵棋與各式訓練模擬器,建構「聯合化戰場」訓練環境,精進駐地訓練、學校教育、基地測考及部隊演訓之指參作業、戰術訓練與指揮管制作為,進而提升聯合作戰訓練成效。

7.軍備

規劃建構智慧生產工廠,透過生產流程中獲得之機臺效能、產線產能及廠區環境監控等大數據,進行訓練、學習與分析供決策參考,有效維持軍品生產品質並確保平、戰時軍備需求供應無虞。

8.軍醫

鏈結智慧醫療系統資料庫,經由醫療資訊可靠、穩定且具可變動性的系統架構,支援未來醫療戰情中心設立,提供資料即時管理及監控醫院、社區、軍陣醫學等各項醫療任務。

(四)培育智慧國防專業人才

智慧國防為高知識密度與跨領域整合的專業體系,為有效推動與發展,亟需投入專業人才,其中人才培育與人才留用策略,說明如下:

1.持恆專業人才培育工作

(1)各軍事院校應將AI概論納入通識課程或併入合適課程,以培養未來軍士官具備AI基本素養。

(2)各軍事院校及各軍種兵科學校應將AI應用納入或併入合適課程,以培養領導幹部數據思考與科技應用的能力。

(3)國防大學相關研究所應開設專門課程或透過策略聯盟,培育專業型人才所需的技能與專長。

(4)鼓勵人力轉型,使現有人力能透過內部自訓或策略聯盟培訓等方式,升級為新一代AI專業人才,以解決專業人力不足的問題。

2.創造優質人才留用環境

(1)強化專業領導:以涵蓋工程與科學領域的專業人才領導工作團隊,提高人才成長動能,讓資深人力帶動團隊成長,避免無效人力,俾使人力應用獲得加乘效果。

(2)創造工作價值:專業人才均期待藉由能力的發揮,以創造具體的工作價值,各單位應思考提出並解決關鍵性問題為第一要務,使智慧國防團隊具有強烈的責任心與使命感,從而提高留用意願。

(五)加強產官學研技術交流

為加速導入智慧國防體系,強化產、官、學、研鏈結,奠定技術扎根與人才交流等基礎,應聚焦發展軍民通用科技與跨域整合等策略,說明如下:

1.重視軍民通用國防產業發展

近年資通科技高速發展,例如,5G通訊、無人載具、自駕科技、電動車儲能技術、高速運算能力量子電腦、AI等科技將大幅影響戰鬥模式,部分民用科技亦能轉換為軍用規格,具有極大之軍事應用潛力,故智慧國防發展策略應檢視適合自身研發或與產業合作共同開發之技術,以期發揮互補效應,同時兼顧國防需求與經濟發展,提升國防科技能量。

2.積極規劃跨域之交流與合作

積極規劃與政府、學術研究單位、企業機構、國際友盟間常態性資訊共享、人員協訓、議題研討與國際演訓等交流,以建立產、官、學、研之知識交流平臺與技術合作。

3.成立專業團隊發展人工智慧

依循國家AI發展策略,委託國內學術研究單位或產業界,與國軍共同成立專案辦公室,或與國軍建立合作交流平臺,研發應用於軍事用途之AI技術,以提升專業技術與應用。

(六)規範智慧國防倫理道德

AI技術應用在國防事務上能提供智能評估服務、戰時決策建議及無人武器開發,在AI帶來的科技進步與福祉下,亦須考量國防領域實際運作,將面臨的倫理、道德、法律等問題,期能在和平、安全及長期穩定發展下開發AI技術,並規劃以合法、合乎道德、負責任的方式使用和發展AI。

1.AI武器應用原則

AI武器可在無人為干預的情況下監測和攻擊目標,武器系統導入AI可發展成無人化的攻擊系統,將造成由機器決定人類生命的道德倫理問題。因此,國軍必須明確定義AI應用規範,以輔助指揮官決策為主要目的,避免利用AI武器造成意外傷害。

2.AI跨域法制研究

建立一個產、官、學、研溝通平臺,以及跨領域之研究單位,結合國際法、民法、刑法、智慧財產權法、金融財稅等相關法規,進行創新及跨領域整合之法制研究。

3.尊重隱私個資保護

AI不應侵犯人類自主性與個資,蒐集的數據須具備安全且隱密的管理,切勿竊取進行不當違法犯紀行為,應建立基本道德觀念。

4.理解智慧國防決策

AI雖可提供高效率智能服務,然其決策邏輯卻常令人難以理解,引發外界對AI國防應用是否安全之戒心,發展決策邏輯可解釋的AI演算軟體,可讓使用者更能理解、信任和有效管理AI系統,提升智慧國防推動信心。

五、結語

21世紀軍事科技飛躍發展,戰爭型態亦隨之改變,提升戰場的數位轉型,已是大勢所趨,然其非一蹴可幾,須藉由國防AI發展策略逐步落實。應用AI、物聯網於現有聯合作戰系統,為發展的重要考量,其目的旨在有效提供作戰決策,縮短人員作業時間,提升作戰及作業效益,智慧國防發展策略建議將提供未來戰力整建指導綱要及防衛作戰計畫等增修訂參據,以提升國軍整體戰力。

尤其,當前中國對我威脅日益增強,國軍在武器的質與量日漸處於下風,為彌補武器數量的不足,更須發展智慧國防。基於臺海兩岸高度不確定性,國軍除賡續國防自主、加強戰備整備之外,同時須盡快提出智慧國防發展策略相關規畫,務期以最短時間促其實現,以提升國軍整體防衛作戰效能,確保國家安全。

參考資料

中文
一、國科會,《臺灣AI行動計畫(2018-2021年)》。
二、司法院司法周刊,〈AI時代的法律規範初探〉。
三、行政院全球資訊網,〈關鍵資訊基礎設施資安防護建議〉。
四、李建鵬、蔣建軍,陸軍通資半年刊第 134 期,〈國軍網路戰部隊發展策略之研究〉。

英文
1. Breaking Defense, Joint Artificial Intelligence Center Created under DoD CIO.
2. Executive Office of the President National Science and Technology Council Committee on Technology, Preparing for the Future of Artificial Intelligence.
3. Finnerty, Ryan, Pentagon to use artificial intelligence for airspace monitoring near Washington.
4. Serbu, Jared, Pentagon launches new task force to map future of generative AI
5. The New York Times, Trump Signs Executive Order Promoting Artificial Intelligence. 6. US. Department of Defense, DOD Adopts Ethical Principles for Artificial Intelligence.

灣智庫」秉關心國防事務,編組「國防安全小組」,深入研究國防相關議題,並提出11項議題之政策建議(詳見「國防安全」專欄),盼有助國防事務的改革與精進。未來「灣智庫國防小組」將在既有基礎之上,持續擴大研究能量與提出建言,為國防事務改革做出實質貢獻。

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