2020年代八大军事应用和使能技术

一、人工智能与量子计算

人工智能旨在开发新的计算机硬件结构、软件操作系统、编程语言和软件应用程序、人类决策辅助、军事维护、后勤和补给、快速传感器和智能数据处理、无人驾驶车辆指挥与控制、真实仿真和训练、军事规划和作战管理等系统。

美军计划在2021年投入8亿美元用于人工智能研究。美国防高级研究计划局（DARPA）正致力于使无人战机在“阿尔法”格斗试验中击败有人战机；推行智能自动生成和合成代理模型项目，以开发新型计算机生成设计模型，并采用嵌入式机器学习算法，帮助工程师更快、更准确地开发和训练人工智能系统；研发基于快速事件的神经形态相机和电子设备，以实现用于战术军事应用的智能光电传感器。

美空军研究实验室去年11月启动了“飞翔水獭计划”，以开发快速有效的方法，将机器自主的使能技术从实验室转移到飞行测试。该项目重点关注人工智能、机器学习、神经网路、神经形态计算和数据开发。

此外，量子计算机将能够快速解决传统计算机无法解决的复杂问题。

二、高超声速技术

高超声速技术是美国防部最高优先事项之一，响应速度快、突防能力强且破坏能力大；高超声速弹药还将在制导、推进系统、传感器和战术数据链等电子设备上实现重要应用。

美军计划今年投入32亿美元用于高超声速技术研究。领导高超声速技术开发的承包商有：波音公司幻影工厂、洛•马公司臭鼬工厂和雷声科技公司导弹与防御分公司。

三、自主无人系统

与现有的无人系统相比，未来的无人系统将实现完全自主，在很少或没有人为干预的情况下做出独立决策的能力。

短期内实现完全机器自主的使能技术包括：快速异构嵌入式计算、通用图形处理器（GPGPU）、网络传感器和先进的计算机算法。未来还可能应用量子计算技术。

四、网络安全与网络战

美国必须实施可信计算措施，保证计算机和数字网络的安全。美军事机构要求对大多数采办项目进行加密和采取类似的网络安全措施，处理机密或敏感数字信息的国防承包商必须采取措施，以监控可疑网络流量并阻止任何未经授权的登录行为。

2020年，美国防部发布了新的网络安全标准“网络安全成熟度模型认证”，旨在对承包商的网络安全措施进行普遍审计。为了从以网络为中心的现代信息安全模式转变为以数据为中心的现代信息安全模式，国防部在2020年底前开始采用“零信任架构”。2020年，美空军研究实验室信息局还启动了一项价值9.5亿美元的“敏捷网络技术3”（ACT 3），旨在为美军开发实现网络优势的使能技术。

国防部今年在可信计算和网络安全的计划支出为98亿美元，比2020年的54亿美元增长了81%。

五、定向能与激光武器系统

激光武器可能将是水面军舰、军事基地和后勤中心防御对手高超声速武器的少数可行方式之一。只要有足够的电力供应，激光武器的子弹就不会耗尽。

然而，广泛部署激光武器面临的最大技术挑战之一是尺寸、重量和功耗（SWaP）。这些系统往往体积大、重量大、耗电量大，短期内无法部署在战术喷气式战斗机和其他相对较小且受SWaP限制的军事平台上。另一个挑战是扩大激光武器的输出功率，使其足以摧毁对手的喷气式战斗机和装甲战车等系统。

目前，美海军水面军舰已部署激光武器原型，如“庞塞”号两栖船坞运输舰部署的AN/SEQ-3激光武器系统（LaWS）和“杜威”号导弹驱逐舰部署的“光学眩目阻截器”反无人机激光武器。美海军陆战队也测试了“紧凑型激光武器系统”（CLaWS）便携式陆基激光武器，可用于击落敌方无人机。

六、5G无线通信

5G技术可改善军方ISR系统和信号处理，提高指挥和控制能力，并有助于实现更高效的后勤；还可以让军方广泛使用增强现实和虚拟现实、5G智能仓储、分布式指挥控制和动态频谱。

美军计划今年投入15亿美元用于军事微电子和5G网络。

七、虚拟现实在仿真训练中的应用

虚拟现实和增强现实训练和任务演习有可能使作战人员能够在计算机生成的靶场而不是在远程训练中心执行任务，从而为国防部的运行和维护预算节省数百万美元。此外，作战人员几乎可随时单独或以网络化的方式进行训练，而不必排队等待。

虚拟现实和增强现实的使能技术包括：GPGPU、光电耳机、可穿戴电子设备、智能手机和平板电脑等。

八、传感器开放系统体系架构（SOSA）

SOSA旨在通过采用并强制使用广泛接受的开放系统标准来降低航空航天和国防电子组件的成本和复杂性，促进组件互操作性，快速实现技术插入和升级及再利用等。SOSA得到了美陆军、海军、空军以及工业界众多嵌入式计算供应商的支持。