幾星期前一個幾乎沒有引人注目的新聞報導:烏克蘭從俄羅斯入侵該國以來,已經從其部隊在戰場上部署的數萬架無人機上的攝影機,錄下超過兩百萬小時的戰場影片。
這個新聞的意義在於,這龐大的原始數據資料可訓練人工智慧AI模型,用於學習戰術、目標識別、及評估武器系統效能,具有極高的價值。
科普:什麼是AI的基礎組成要素?
什麼是AI的基礎組成要素?一般專家認為有三要素:
一、硬體,例如大家耳熟能詳,由黃仁勳的輝達設計、台積電製造的圖形處理單元 GPU。
二、模型,本質上是用來執行特定任務的數學結構或演算法的軟體,通常是經過訓練的神經網路或統計模型,能根據新數據不斷優化性能。
三、數據,是訓練 AI 模型的關鍵。因為模型需要從大量高品質和多樣化的數據學習和關聯,才能準確完成任務。假如數據不足,AI 模型的性能將受到嚴重限制,甚至產生偏差或錯誤。
但筆者還要再加上第四個要素:工具,它對於訓練模型至關重要,因為它提供高效的數據處理、訓練和評估。能大幅加速模型的訓練和迭代過程,提高訓練效率與模型功能。
以戰場影片訓練 AI
回頭來説烏克蘭無人機的珍貴影片,它們是豐富的數據來源,可用於訓練 AI 模型以實現至少以下功能:目標偵察(即使在偽裝下)、目標追蹤、雙方戰術分析、敵軍異常行動、武器效能評估、態勢感知、戰場情報自動分析、部隊訓練、減少人員傷亡,提高作戰效率等。
要讓這些影片透過 AI 增進我軍上述的作戰效能,可透過以下方式利用這些影片數據訓練 AI 模型:首先需要對影片進行預處理和標註。
包括去除雜訊、切割影片、標註目標物體(如戰車、人員、植被、地形、指揮所)、標註事件(如攻擊、躲避、移動、爆炸)等。
這個過程需要大量人力,因此應使用輔助工具提高標註效率。對訓練高品質的 AI 模型極爲重要。
與此同時選擇合適的深度學習模型,如:目標識別模型,敵軍行為分析模型,戰況預測模型、異常檢測模型等。
再使用獨立的測試數據集對已訓練的模型進行驗證,並以工具評估不同模型的性能。
再根據驗證結果對模型進行優化,提高模型的準確性和泛化能力,以應對未來的實際的狀況數據。
最後再將訓練好的模型部署到實時的軍事系統中,並持續優化以適應新數據和環境。
戰場上應用AI的6大場景
本文提出幾個 AI 在戰場的應用場景提供參考:
一、戰場情報分析
可自動處理大量來自無人機、衛星和作戰單位的數據,快速識別敵軍的戰力部署和運動,從而提供準確的情報支持。AI 技術可輔助分析敵軍行動,預測可能的戰術作為,幫助指揮官制定對策。
二、指揮管制
AI 系統能實時融合多源感測器與回報數據,生成全面的戰況評估,幫助指揮官快速瞭解戰場全貌。AI 還能提供行動建議,例如:己方部隊部署、路徑規劃、或火力支援等。
AI 輔助的指管系統利用可視化工具清晰顯示戰場態勢,方便指揮官對戰況的掌握,並與部隊溝通,確保命令準確執行。
三、無人載具的邊緣運算
將壓縮和優化的 AI 模型部署到無人載具的嵌入式系統中,可讓無人載具直接在本地進行實時處理、決策、和自主操作,無需持續依賴與中央的通信。進而發揮路徑規劃、自主飛行、辨識目標等功能,並直接進行攻擊。
四、無人載具蜂群應用
AI 模型以群集的自主協同與分散式控制,可分析來自多架無人載具的感測器數據,同時識別和跟蹤目標;並優化飛行路徑和編隊,根據每一架無人載具的配備、位置、和目標變化,進行動態任務分配,執行複雜的任務。
五、部隊運動路線規劃
AI 模型從戰場影片中截取部隊運動數據,結合地形分析與戰場上實時敵軍的部署信息,可精確識別敵火力覆蓋範圍,在指揮官的戰術指導下規劃安全的運動路線。
這不僅能有效降低部隊在運動過程中的傷亡風險,還能提高部隊的行動效率。
AI 系統可根據戰況的快速變化動態調整路線規劃,並利用語音或圖像導航為士兵提供即時指導。在城市作戰或高風險區域,這一應用尤為關鍵,可幫助部隊在敵火包圍下有效進行戰術運動。
六、武器效能與戰術評估
AI 可對不同武器系統的效能進行深入分析,包括反戰車武器的命中率、火炮的精準打擊能力,以及裝甲載具的防禦表現。
透過這些分析,AI 可量化武器的實際使用效果,幫助指揮官優化資源分配與戰術應用。AI 還能模擬不同作戰條件下的武器性能,為未來任務提供可靠的決策支持。
烏克蘭的戰場影片是用無數的鮮血換來,非金錢可衡量;在人工智慧廣泛應用的今天,更具有無比的價值。
國防部應快速應用 AI
未來的台海戰場,和烏克蘭戰場有一些不同。也就是説,台海戰場將以海戰與空戰為主,而烏克蘭戰場則以陸戰為主。因此我們的AI模型還需加入海戰與空戰的訓練數據。當然在飛彈防禦方面,兩地的戰場會有一定的共通性。
在武器裝備方面,解放軍入侵台灣時,雙方可能會以更多昂貴的精確導引武器,如彈道飛彈、防空系統、反艦飛彈等,進行高強度的精準打擊。
而烏克蘭戰爭中,由於其作戰環境和資源限制,更多使用無人載具(如商用無人機改裝的武器)、戰車、火砲、和多管火箭系統等傳統武器,以密集火力覆蓋,應付大規模地面作戰的需求。
在作戰模式方面,烏克蘭和俄羅斯的戰爭既包含激烈的陣地戰、城市戰與巷戰,也涉及機動戰,具體取決於不同時候戰場的戰略需求和戰術運用。當然烏克蘭以廉價的無人載具實施精準打擊,對俄羅斯的後勤補給、彈藥庫、和指管中心造成重大破壞。
烏克蘭利用有限資源強化作戰效能,並針對俄軍弱點進行精準打擊。這種不對稱作戰在面對俄羅斯軍力優勢時展現了顯著效果。
台灣在面對解放軍優勢的戰鬥序列,更應以人工智慧與其它可自行開發的科技發揮不對稱作戰效能,透過AI輔助如:無人機、自主武器系統、和戰場態勢分析系統等,實現更高效的情報收集與精準打擊。
這不僅能有效削弱敵軍優勢,還能在有限資源下最大化我國軍的作戰效能。
作者簡介_廖宏祥
在美國的國防與航太工業工作36年,曾任麥道航太駐台代表、台綜院戰略所研究員、戰爭學院榮譽講座;領域跨國防與航太科技、軍事與戰略研究