执行总结

在未来几年里,正在进行的和未来的技术创新,特别是与信息通信技术(ICT)、人工智能(AI)和云计算有关的技术创新,将对西方军队产生越来越大的影响。士兵仍将是军队的主要组成部分,但将需要以安全的方式与所掌握的各种资产进行更多和更好的连接,同时也要从过去往往令人失望的努力中吸取教训,实现以网络为中心或支持网络的能力。此外,在杀伤力、机动性、发电和保护以及培训方面的创新将非常重要。在更广泛的战略和技术背景下,美国、法国、德国、意大利、以色列和英国是需要考虑的重要案例,还有北约和欧盟框架内的发展。结论概述了一些共同的主题和挑战,特别是对意大利和其他欧洲盟国而言,展望了未来的道路。

下一代陆军:背景和趋势

从中长期来看,由于人口减少和老龄化,西方国家在招募足够的军事人员方面存在可预见的困难,这使得采用并更加依赖技术和无人驾驶系统成为关键。同时,技术创新主要由民用公司提供,而且越来越多,因此必然遵循市场逻辑,这反过来又构成了充分安全条件的问题。此外,大国竞争的回归导致北约国家需要确保在陆地领域对俄罗斯和中国等近似竞争对手的战术优势,而全世界的城市化趋势增加了在拥挤和有争议的大城市运作的可能性。

为了在这样一个复杂的、多层次的和跨部门的冲突地区开展行动,有必要采取更加跨学科和多维度的方法进行军事创新。为此,控制信息流和避免信息过载将是当代和未来陆战的关键。在战场上,有必要确保士兵的保护和流动性之间的有效平衡,以及他们在能源储备和电力管理方面的可持续性。最后,连接和通信仍然是下一代士兵系统的两个关键方面,特别是与网络防御有关的方面。

展望未来,西方国家的军队将不得不在实现设备的互操作性、促进合作采购、招募和保持熟练的劳动力方面投入大量精力。战场上的信息优势和态势感知最终可以转化为更好的决策。然而,这将需要新一代的战略思维、概念、理论和培训,以及建立新的跨部门军民伙伴关系和临时能力。

单兵装备与技术演进的未来

在有助于定义下一代士兵装备的技术创新趋势中,有一些值得特别关注。首先,西方军队正经历着在近距离冲突中长期保持的对对手的竞争优势的削弱,为了重新获得优势,他们需要投资于单个士兵装备和技术。其次,目前的计划侧重于通过购买更轻、更强大的武器和弹药来提高杀伤力。

为了提高士兵的机动性,减少携带的负荷和改善他们的人体工程学是至关重要的。由于大多数士兵的设备需要大量的电力,管理能源和电力系统将是关键的优先事项。关于传感器和导航,预计士兵将拥有增强的多光谱传感器,能够提供协作瞄准和交战能力,以及增强的火控系统(FCS),这将确保提高准确性和杀伤力。在通信方面,软件定义无线电(SDR)、5G技术和一个新的人体传感器网络将促进进步。在指挥和控制(C2)领域,士兵可能会得到一个涵盖视觉、听觉和触觉界面的信息架构,确保数据的通用性。

机器人技术将是军事技术创新的另一个基本趋势,未来的士兵可能会借助于无人系统(UxS),能够根据任务的需要快速重新配置。为了确保加强士兵的保护,重要的是在不限制机动性的情况下确保最佳的身体装甲,可能的话,根据任务要求定制士兵的保护。最后,通过人机界面(HMI)获得的信息的清晰度和质量可以通过头盔安装系统来改善,该系统能够在不离开战场的情况下获取信息。

美国

在过去20年的大部分时间里,美国陆军的步兵技术发展是沿着两条平行的轨道进行的:先进的技术努力与综合方法,如 "陆地勇士 "和 "未来部队勇士 "计划,以及快速实战努力,将新装备投入正在部署的作战行动中,主要涉及伊拉克和阿富汗的非正规对手。随着美国军队转向对近距离对手的威慑,人们认为需要更先进的能力,并有一种 "赶上 "更先进威胁的紧迫感。

朝着这个方向努力,美国陆军正在两个关键领域推进士兵装备的现代化:士兵的态势感知和武器的杀伤力。为了改善前者,军方购置了一系列先进的视觉设备,以整合到战场网络中。在这种情况下,综合视觉增强系统(IVAS)的开发正在进行中,这种耳机将使士兵与他们的部队更好地融合。在武器的杀伤力方面,陆军正在通过下一代班组武器(NGSW)计划开发一个新的步兵武器系列,并寻求获得新的弹药和声音抑制器。陆军还参与了包括各种士兵项目在内的其他倡议。例如,自适应班组结构,在班组、火力小组和单个士兵层面提供无人系统,以及士兵防护装备的新发展。

美国陆军在步兵层面上的现代化方法是由继续致力于在其相当多的编队、车辆和任务概况中采用共同的班组规模和设计而形成的。总的来说,美国士兵装备的趋势是集成越来越多的功能,这些功能之间的联系也越来越紧密,从而提高了班组融入大队的要求水平。同时,美国陆军专注于近距离的威胁,这就要求士兵有更多的保护,更多的杀伤力,更多的网络化。展望未来,美国陆军可能会进一步投资于IVAS和相关网络,以及机器人平台。关于后者,重要的是解决有关安全通信、通信损失、传感器退化和网络脆弱性的可能问题和威胁。

法国

法国被要求介入的冲突性质的转变需要发展新的军事能力。法国军队仍然可以在不对称的冲突中作战,比如目前在萨赫勒地区,然而,根据 "未来陆地行动 "的前瞻性文件和陆军参谋长的 "战略愿景",法国必须拥有一支在联合行动和共同行动背景下,即使在最严酷的冲突领域和面临最艰难的冲突时,也能胜任的作战军队。为此,法国陆军启动了 "通过多功能和数字化加强接触的协同作用"(Sergie du COntact Renforcée par la Polyvalence et l'InfovalorisatiON - SCORPION),旨在建立一个进化的、灵活的战术战斗系统,能够完成所有现在和未来的军事行动任务,并建立一个信息和战斗系统,确保对对手的信息优势。在努力充分利用数字应用的第一步之后,基于在SCORPION部队中逐步引入机器人技术和人工智能的第二步将在2035年左右进行。这一前所未有的短期和长期投资将大大增强战斗人员的杀伤力、机动性、生存能力的可持续性和态势感知。

在此背景下,法国正致力于通过 "个体战斗人员装备"(IEC)计划实现士兵装备的现代化。该计划面临一个重大挑战:确保士兵个人在离开车辆后能继续受益于基本的链接和数据。另一方面,它得到了三个主要因素的促进。首先,通过综合步兵装备和通信(Fantassin à équipements et liaisons intégrés - FÉLIN)系统获得的经验,该系统优化了士兵的操作和决策功能,但还是在系统整合方面出现了困难。第二个因素包括战斗人员创新加速平台(CENTURION),这是一个创新平台,旨在检测、评估、开发技术,并将那些在战斗机装备发展中表现出的作战兴趣整合起来。最后,第三个因素与VULCAIN项目有关,除其他外,该项目致力于无人地面系统的探索和实验。

德国

近三十年来,德国一直致力于其步兵装备的现代化。2005年,它推出了一个名为 "未来步兵"(Infanterist der Zukunft - IdZ)的系统,该系统后来被称为基本版(IdZ-Basissystem - IdZ-BS)。鉴于该系统的重量和体积过大,柏林后来推出了改进的未来士兵系统--增强型系统(Infanterist der Zukunft-Erweitertes System - IdZES),也被称为 "Gladius"。IdZ-ES由一套模块化的20个不同的独立组件和设备组成,士兵可根据战术情况和具体任务使用。它们被划分为三个子系统。指挥、控制、计算机、通信和信息(C4I)子系统是核心要素,将整个系统与作战指挥联系起来。服装、防护和携带设备(Bekleidung, Schutz- und Trageausstattung - BST)要素是基于一种分层的方法,将弹道和环境/气候保护、伪装和舒适的所有要求结合起来。最后,关于武器、光学和光电(Waffen, Optik und Optronik - WOO)子系统,德国继续依靠G36 5.56x45突击步枪,认为它将被取代,同时正在开发一套有关光学和光电的新系统。

德国陆军正在同时进行IdZ系统的采购、部署和进一步开发工作。下一步是IdZ-ES Plus,旨在为分配到北约高度戒备联合特遣部队(VJTF)的单位。在2019年至2021年期间,莱茵金属公司获得了IdZ-ES Plus的合同,以及定义后续第三代IdZ-ES(IdZ-ES-3)的风险降低研究合同。尽管IdZ计划的WOO和在某种程度上的BST部分可以被认为是制定新的操作要求的结果,但C4I元素的情况并非如此。鉴于消费者电子产品的不断进步所提供的新的操作可能性,德国不愿意承诺在这一领域的特定技术地位,因此目前无法确定IdZ方案何时将过渡到一个标准的采购计划。

意大利

为了对不断变化的作战环境达到更高的准备程度,2019年,意大利陆军发布了一份理论文件,概述了陆军在未来可能面临的作战情况,以及在这种情况下取得成功所需要获得的能力。在所有情况下,陆军都致力于坚持以人为本的方法,以指挥官为任何军事行动的中心。

在陆军确定的采购重点中,纳米、迷你和微型无人驾驶车辆和人工智能应用被认为是最关键的。当前和未来下马士兵装备创新的主要采购渠道是个人战斗系统(ICS - Sistema Individuale di Combattimento),包括一个综合武器装置,该装置将士兵作为其支点。该计划包括五个主要部分:保护、生存能力、C2、夜间机动性和杀伤力。为了显示军方与整个工业部门的紧密合作,自2019年以来,一批意大利国防公司组成了一个财团,旨在提供该计划所需的设备。此外,意大利目前正在研究可能对陆军未来作战行动的特征产生相当大影响的技术应用,包括增强型直接动能武器(EDKEW)、用于提高士兵能量自主性的保形电池以及机器人和自主系统(RAS)。

陆军认为士兵是军事活动的基本要素,因此它将提高士兵的智力和认知能力视为获得对技术和自主组件控制的优先事项。下马士兵本身就代表了一个系统的系统(SoS),通过结合个人持有和掌握的工具。然而,下马士兵显然也是一个更广泛的系统的一部分,即班级,其成员扮演着不同的和互补的角色,同样的方法也适用于像排这样的大型编制。在这种情况下,罗马的目标是创建能够在恶劣条件下按照多领域方法运作的单位,同时采用一种融合标准,通过同时使用各种性能增强的组件,确保他们在战场上取得成功。

军方也认为,其网络仍然需要一个自上而下的组织,有一个明确的、等级分明的指挥、控制和通信(C3)系统,这不仅仅是为了确保冲突期间的清晰和有效沟通。虽然这已经是所有级别的情况,但它对利用SoS在作战和战术层面的潜力构成了挑战。在这里,班和排似乎是实施SoS的两个最合适的级别,可以平衡垂直C3的需要和水平网络的好处。

英国

在士兵现代化领域,英国正在推进对无人系统、电子战和网络能力的认真探索和投资,并对英国军队的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(C4ISR)设备和结构进行全面检查。然而,英国陆军的传统能力、人员和装甲车辆的削减,再加上仍然负担不起的装备计划,表明要实现这样的目标有困难。然而,未来的士兵系统旨在实现转型。通过定期部署到国外感兴趣的地区,更加注重持久的参与,而且未来的部队在某些方面看起来更加灵活。值得注意的是,英国陆军的大部分人员将在新的特种作战旅和游骑兵团产生的排以下规模的小队和独立的连级编队中独立部署,小队需要与合作伙伴进行临时性的相互合作。

为了推进其士兵系统,英国正在反思通过未来综合士兵技术(FIST)计划获得的经验教训,此外还努力补充向整个部队推出的新装备和系统。在这种情况下,约克郡军团第二营将成为陆军实验部队,其中各部队将使用未经测试的新装备进行训练和行动。正如FIST的经验一样,英国陆军认识到,成功的转型必须以采购改革为基础,因为它将依赖于快速利用商业上可用的技术和系统。

英国在基本士兵装备领域的现代化努力的一个明显例子是Virtus士兵系统,其设计强调重量最小化和模块化。然而,新的英国SoS最基本的部分是C2架构,整合了陆地环境战术通信信息系统(LE TacCIS)计划下的其他组件。到2024-2025年,Morpheus项目打算提供新的战术通信信息系统,而英国陆军数字化转型计划(THEIA)正在探索AI和机器学习(ML)的应用,以支持英国的通信架构。在其现代化举措中,英国也在采用无人系统,特别是UGV,然而这些系统还没有完全融入C2架构。

以色列

近年来,以色列实施了一系列的部队结构改革,增加了技术方面的开支,被称为 "数字地面部队 "或Tsayad的现代化计划就证明了这一点:一个旨在连接从士兵个人和步兵班到师级的所有梯队的网络。以色列国防军(IDF)已经认识到新技术对于开展分散行动和最大限度地协调联合能力的重要性。同时,他们意识到作战方案正在经历一个深刻的转变,承认有三个主要的优先事项:由于地下行动的兴起,在多层结构中作战的挑战,以及控制和饱和低空的必要性,大量的中小型无人驾驶航空系统由军队直接操作;加快地面部队的观察-导向-决定行动(OODA)循环;并将联合和共同能力推向更小的梯队。

随着时间的推移,以色列国防军对Tsayad的理解已经超越了单纯的数据共享,通过Elbit公司的Torch 750系统将其范围扩大到为小型单位提供C2。在这个系统中,拉斐尔公司的Fire Weaver为步兵提供了方便的火力,通过促进联合甚至是联合火力的目标信息共享,赋予了出色的速度和精度。以色列国防军还最终启动了综合先进士兵(IAS)计划,旨在将步兵系统与Tsayad完全连接起来。

2019年启动的多年期 "动力计划 "或Tenufa,可被视为以色列对多域作战(MDO)概念的解释,并规定IDS进一步加快OODA循环,利用技术加强多域作战。在步兵装备方面,以色列专注于提高士兵和小分队识别威胁的能力,然后将该信息报告给网络,同时横向和纵向地提供信息。为此,拉斐尔公司正在开发一种名为自动目标识别(ATR)的系统,而埃尔比特公司最近生产了突击步枪战斗应用系统(ARCAS)。展望未来,以色列致力于实现所有新引进的无人驾驶平台的更大整合,这将为以色列国防军提供更高的自动化程度。

欧盟和北约框架

在过去的几年中,欧盟一直在为下一代士兵架构投入一定的精力。欧洲防务局(EDA)一直致力于21世纪士兵系统项目组(PT 21 CSS),而在国防研究准备行动(PADR)的背景下,一些欧盟成员国已经参与了通用开放士兵系统架构(GOSSRA)的开发。欧洲防务基金(EDF)正通过一系列旨在提高步兵在机动性、工具可用性、能源管理和态势感知方面的能力的项目呼吁,投资于下装士兵的军事创新。

欧洲武装力量的数字化正在逐步改变欧盟成员国计划和进行未来冲突的方式。尽管欧盟对军事用途的新兴和颠覆性技术(EDTs)越来越关注,但它仍然缺乏武装部队数字化的数据情况。为了缓解这个问题,成员国可以利用国防协调年度审查(CARD)和永久结构化合作(PESCO)提供的机会。尽管如此,为了能够在战场上依靠创新技术,欧盟成员国将需要改善各国军队之间的互操作性和合作。总的来说,欧盟应该鼓励其成员在未来士兵装备领域的能力发展举措,支持研究、开发、技术和创新的计划和活动。

在最近的过去,北约并没有对士兵的个人装备给予很大的关注。然而,联盟目前正在制定下一代士兵装备的标准--北约通用士兵架构(NGSA),并调查EDT对其军事行动的影响。联盟还在促进能够将抽象概念转化为具体军事能力的项目的发展,赞成成员国之间的合作,如人工智能、自动化和机器人的军事用途(MUAAR)项目。在此背景下,联盟应探索建立使用人工智能军事应用的互操作性标准的可能性,并为军事行动中使用的人工智能应用的核查、验证和认证(VV&A)定义一个共同的方法。

结论

本研究旨在提供一个战略趋势、技术发展和北约/欧盟框架的概述,以及对主要北约国家和以色列的国家现实的分析。

由此产生的情况是相当复杂和多变的。然而,一些关键的、共同的主题和挑战可以被概述出来,特别是对意大利和其他欧洲盟国来说,未来的道路。

  • 从军事历史中吸取的教训和对技术创新的一厢情愿的想法。

  • 军队在处理技术方面的独特困难。

  • 信息通信技术与军队之间的复杂关系。

  • 要求:确保士兵对近似对手的优势。

  • 前进的道路:一个新的系统方法。

  • 近距离的对手和多领域作战。

  • 北约和欧盟层面:意大利的机会。

成为VIP会员查看完整内容
40

相关内容

人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
《探讨未来军事技术的可能性》美国陆军2022最新52页报告
专知会员服务
81+阅读 · 2022年12月28日
《多域压制敌方防空系统》美国陆军47页技术报告
专知会员服务
134+阅读 · 2022年10月24日
《人工智能与作战艺术》美国陆军57页技术报告
专知会员服务
208+阅读 · 2022年9月11日
《军事行动自动化》【译文】2022最新报告
专知
46+阅读 · 2022年11月13日
《俄罗斯人工智能和自主性》258页报告
专知
24+阅读 · 2022年7月30日
国家自然科学基金
252+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月26日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月22日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月17日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
已删除
Arxiv
31+阅读 · 2020年3月23日
VIP会员
相关VIP内容
《探讨未来军事技术的可能性》美国陆军2022最新52页报告
专知会员服务
81+阅读 · 2022年12月28日
《多域压制敌方防空系统》美国陆军47页技术报告
专知会员服务
134+阅读 · 2022年10月24日
《人工智能与作战艺术》美国陆军57页技术报告
专知会员服务
208+阅读 · 2022年9月11日
相关基金
国家自然科学基金
252+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月26日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月22日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月17日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
已删除
Arxiv
31+阅读 · 2020年3月23日
微信扫码咨询专知VIP会员