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作者簡介
序
目次
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《軍事智能化技術及應用》圍繞軍事智能化的建設重點和發展趨勢，以智能情報的獲取和處理、智能作戰決策和計畫擬制、智能型武器裝備、智能作戰樣式為主線，以技術與應用相結合的方式，闡述智能化作戰的內在本質和制勝機理，結合目前非常先進、非常典型的應用案例，剖析了智能化技術支撐和驅動下的作戰形態，詳細介紹了機器人、無人地面車輛、無人機、無人艇、無人水下航行器的技術進展以及軍事應用現狀，並針對人工智能風險，分析了人工智能安全問題和倫理問題。
《軍事智能化技術及應用》適合軍隊科技人員、從事國防科研的科技工作者以及對人工智能感興趣的讀者閱讀，也可作為軍事院校軍事智能化技術及應用相關課程的教材。
《軍事智能化技術及應用》適合軍隊科技人員、從事國防科研的科技工作者以及對人工智能感興趣的讀者閱讀，也可作為軍事院校軍事智能化技術及應用相關課程的教材。
作者簡介
賁可榮
海軍工程大學電子工程學院教授、博士生導師。在軟件工程和人工智能等方向，先後主持和參加了國家自然科學基金、軍隊科研等30餘個項目。發表學術論文150餘篇，出版教材、譯著18部，主編《人工智能（第2版）》入選普通高等教育“十二五”國家級規劃教材。《人工智能（第3版）》評為首屆全國優秀教材二等獎。中國計算機學會（CCF）理論計算機科學專委副主任、CCF軟件工程專委委員、CCF傑出會員。《海軍新軍事變革叢書》編委會常務副主任，策劃組織出版48部，待出版10部。《人工智能應用叢書》編委會執行副主任，《計算機科學與探索》執行編委。軍隊人工智能專家組成員。評為教育部骨幹教師、首屆湖北省優秀研究生導師、海軍名師工作室領銜名師、第三屆大學教學名師，獲軍隊院校育才獎金獎。
序
作戰形態的演變歷程告訴我們，每一次科學技術的重大進步都會推動作戰形態的重大變革。智能化技術的出現與應用，必將深刻改變人類認知、作戰思維與作戰方式，再一次掀起作戰形態的重大變革。習主席曾鮮明指出，要“加快軍事智能化發展，提高基於網絡信息體系的聯合作戰能力、全域作戰能力”。當前，作戰形態在智能化技術的支撐和驅動下，正向智能化方向發展、聚焦，只有把握智能化作戰演進脈搏，透析智能化作戰的內在本質，探索智能化作戰制勝機理，才能駕馭正在到來的智能化作戰。
通過智能技術在作戰中的運用，戰場空間空前擴展，作戰要素極大豐富，對抗節奏明顯加快，使得作戰的制勝機理發生了質的變化。智能化作戰具有作戰自主性特點，大大提升了作戰效能。智能化作戰制勝機理主要體現在戰場態勢自主感知、作戰任務自主規劃、作戰指揮自主實施、作戰行動自主協同和作戰效能自主評估等方面。
軍事智能化具有控制思想與控制行動的雙重能力，可以滲透到武器裝備和指揮決策、戰法運用、行動控制等活動中，使作戰面貌煥然一新。①力量體系智能化。智能時代的作戰空間由傳統戰場空間向太空、互聯網、精神意志等新型戰場拓展，逐漸延伸至人類活動和意識形態各領域。②指揮決策智能化。通過大資料發現複雜事物間的相關關係，突破人類分析聯繫事物的局限性，決策者據此可快速、準確地判斷和預測戰場形勢的發展變化。⑨作戰方式智能化。例如：預先部署無人系統，長期處於休眠狀態（潛伏戰），在需要時啟動；大量具有自主協同能力的智能無人系統以“群”的方式對目標實施作戰行動（群集戰）；使用高超音速空間無人作戰平臺對全球範圍的敵縱深戰略目標實施快速精確的打擊（全球快速打擊戰）。
人工智能武器化將推動未來作戰方式發生變化。①信息更精確。實時、精準的地理空間情報獲取能力，有助於隱身戰機、巡航導彈等武器發揮效能。②作戰更靈活。美軍將使用真正的無人機僚機實施“有人一無人”編組打擊試驗。美軍無人作戰武裝旋翼機已經能夠在無任何監督協助的情況下，對特定戰場空間的敵我意圖進行推理，優選作戰目標，並由個體完成任務規劃。全動態視頻系統可以自動將具有威脅意圖的目標通報給分析師，確認後由操作員執行射擊（察打一體）。③網絡安全風險更大。通過人工智能自主尋找網絡漏洞的方式，使網絡作戰部隊的行動更加高效，攻擊手段更加隱蔽和智能。④影響力機器催生認知戰。在機器學習的輔助下利用其情感、偏見篩選，鎖定那些心理最易受到影響的目標受眾，然後將定制的“精神彈藥”快速密集地“射向”目標群體，達到影響其心理、操縱其認知的目的。
本書以緒論開篇，闡述了人工智能的定義與發展概況、人類智能與人工智能，概述了知識表示與推理相關的基礎知識，介紹了人工智能的應用領域、國家新一代人工智能發展規劃以及人工智能倫理問題；第2章至第6章分別介紹了軍用專家系統、智能情報獲取與應用、智能型武器系統、智能規劃及軍事應用和作戰智能輔助決策；第7章至第12章分別介紹了智能虛擬參謀、機器人、無人地面車輛、無人機、無人艇、無人水下航行器的相關知識、技術進展以及軍事應用；第13章介紹了基於智能體的作戰模擬；最後兩章分別闡述了人工智能安全與評測和未來戰爭的發展趨勢。
本書對於學習和應用人工智能，推進軍事智能化建設具有重要意義。
通過智能技術在作戰中的運用，戰場空間空前擴展，作戰要素極大豐富，對抗節奏明顯加快，使得作戰的制勝機理發生了質的變化。智能化作戰具有作戰自主性特點，大大提升了作戰效能。智能化作戰制勝機理主要體現在戰場態勢自主感知、作戰任務自主規劃、作戰指揮自主實施、作戰行動自主協同和作戰效能自主評估等方面。
軍事智能化具有控制思想與控制行動的雙重能力，可以滲透到武器裝備和指揮決策、戰法運用、行動控制等活動中，使作戰面貌煥然一新。①力量體系智能化。智能時代的作戰空間由傳統戰場空間向太空、互聯網、精神意志等新型戰場拓展，逐漸延伸至人類活動和意識形態各領域。②指揮決策智能化。通過大資料發現複雜事物間的相關關係，突破人類分析聯繫事物的局限性，決策者據此可快速、準確地判斷和預測戰場形勢的發展變化。⑨作戰方式智能化。例如：預先部署無人系統，長期處於休眠狀態（潛伏戰），在需要時啟動；大量具有自主協同能力的智能無人系統以“群”的方式對目標實施作戰行動（群集戰）；使用高超音速空間無人作戰平臺對全球範圍的敵縱深戰略目標實施快速精確的打擊（全球快速打擊戰）。
人工智能武器化將推動未來作戰方式發生變化。①信息更精確。實時、精準的地理空間情報獲取能力，有助於隱身戰機、巡航導彈等武器發揮效能。②作戰更靈活。美軍將使用真正的無人機僚機實施“有人一無人”編組打擊試驗。美軍無人作戰武裝旋翼機已經能夠在無任何監督協助的情況下，對特定戰場空間的敵我意圖進行推理，優選作戰目標，並由個體完成任務規劃。全動態視頻系統可以自動將具有威脅意圖的目標通報給分析師，確認後由操作員執行射擊（察打一體）。③網絡安全風險更大。通過人工智能自主尋找網絡漏洞的方式，使網絡作戰部隊的行動更加高效，攻擊手段更加隱蔽和智能。④影響力機器催生認知戰。在機器學習的輔助下利用其情感、偏見篩選，鎖定那些心理最易受到影響的目標受眾，然後將定制的“精神彈藥”快速密集地“射向”目標群體，達到影響其心理、操縱其認知的目的。
本書以緒論開篇，闡述了人工智能的定義與發展概況、人類智能與人工智能，概述了知識表示與推理相關的基礎知識，介紹了人工智能的應用領域、國家新一代人工智能發展規劃以及人工智能倫理問題；第2章至第6章分別介紹了軍用專家系統、智能情報獲取與應用、智能型武器系統、智能規劃及軍事應用和作戰智能輔助決策；第7章至第12章分別介紹了智能虛擬參謀、機器人、無人地面車輛、無人機、無人艇、無人水下航行器的相關知識、技術進展以及軍事應用；第13章介紹了基於智能體的作戰模擬；最後兩章分別闡述了人工智能安全與評測和未來戰爭的發展趨勢。
本書對於學習和應用人工智能，推進軍事智能化建設具有重要意義。
目次
第1章 緒論………………………………………………………………………………………1
1．1 人工智能的定義與發展概況……………………………………………………………1
1．1．1 人工智能的定義…………………………………………………………………1
1．1．2 人工智能的起源…………………………………………………………………2
1．1．3 人工智能各學派的認知觀………………………………………………………3
1．1．4 人工智能的發展過程……………………………………………………………5
1．2 人類智能與人工智能……………………………………………………………………7
1．2．1 智能信息處理系統的假設………………………………………………………8
1．2．2 人類智能的計算機類比………………………………………………………10
1．2．3 智能體（Agent）………………………………………………………………12
1．2．4 弱人工智能和強人工智能……………………………………………………14
1．3 人工智能的研究與應用領域…………………………………………………………15
1．3．1 智能感知………………………………………………………………………15
1．3．2 智能推理………………………………………………………………………18
1．3．3 智能學習………………………………………………………………………23
1．3．4 智能行動………………………………………………………………………28
1．4 人工智能發展展望……………………………………………………………………35
1．4．1 新一輪人工智能發展特徵……………………………………………………35
1．4．2 新一代人工智能發展規劃……………………………………………………37
第2章 軍用專家系統…………………………………………………………………………39
2．1 不確定性知識表示與推理……………………………………………………………39
2．1．1 主觀Bayes方法………………………………………………………………39
2．1．2 確定性理論……………………………………………………………………40
2．1．3 證據理論………………………………………………………………………41
2．1．4 模糊邏輯………………………………………………………………………42
2．2 專家系統概述…………………………………………………………………………43
2．2．1 專家系統的基本概念…………………………………………………………43
2．2．2 專家系統的基本結構…………………………………………………………46
2．2．3 專家系統知識獲取方式………………………………………………………49
2．2．4 專家系統推理機的構建………………………………………………………50
2．3 軍事信息系統智能狀態分析…………………………………………………………51
2．3．1 狀態監控與分析系統概述……………………………………………………51
2．3．2 狀態監控與分析系統結構……………………………………………………52
2．3．3 狀態分析子系統結構…………………………………………………………54
2．4 無人機故障診斷專家系統……………………………………………………………59
2．4．1 故障診斷專家系統結構………………………………………………………59
2．4．2 專家系統知識庫的建立………………………………………………………60
2．4．3 知識表的構建…………………………………………………………………62
2．4．4 推理方法………………………………………………………………………65
2．4．5 故障診斷樣例…………………………………………………………………65
2．5 小結……………………………………………………………………………………66
第3章 智能情報獲取與應用…………………………………………………………………67
3．1 概述……………………………………………………………………………………67
3．1．1 情報信息需求…………………………………………………………………68
3．1．2 情報活動的特點………………………………………………………………68
3．1．3 智能情報系統的能力需求……………………………………………………69
3．1．4 情報偵察系統體系結構與處理流程…………………………………………70
3．2 智能情報獲取與處理的關鍵技術……………………………………………………72
3．2．1 網絡信息的偵察技術…………………………………………………………72
3．2．2 自動目標跟蹤和識別技術……………………………………………………72
3．2．3 情報綜合與多傳感器融合技術………………………………………………76
3．2．4 戰場大資料情報分析…………………………………………………………79
3．3 情報智能支援…………………………………………………………………………82
3．3．1 信息精準服務…………………………………………………………………82
3．3．2 信息精準服務應用案例………………………………………………………89
3．3．3 信息精準服務質量評估………………………………………………………92
3．4 智能情報系統發展趨勢………………………………………………………………93
第4章 智能型武器系統…………………………………………………………………………95
4．1 概述……………………………………………………………………………………95
4．1．1 智能型武器的基本概念…………………………………………………………95
4．1．2 智能型武器系統的組成…………………………………………………………96
4．1．3 智能型武器的作戰樣式…………………………………………………………100
4．1．4 智能型武器系統的架構…………………………………………………………102
4．2 智能型武器系統中的人工智能技術……………………………………………………103
4．2．1 模式識別………………………………………………………………………103
4．2．2 專家系統………………………………………………………………………103
4．2．3 深度學習技術…………………………………………………………………103
4．2．4 智能控制技術…………………………………………………………………104
4．3 典型智能型武器系統……………………………………………………………………104
4．3．1 智能導彈………………………………………………………………………104
4．3．2 智能炸彈………………………………………………………………………111
4．3．3 智能火炮………………………………………………………………………111
4．3．4 智能地雷………………………………………………………………………112
4．3．5 智能魚雷………………………………………………………………………113
4．3．6 智能水雷………………………………………………………………………113
4．3．7 軍用智能型機器人………………………………………………………………114
4．4 智能型武器的發展趨勢…………………………………………………………………115
第5章 智能規劃及軍事應用…………………………………………………………………117
5．1 規劃問題概述…………………………………………………………………………117
5．1．1 STRIPS語言……………………………………………………………………118
5．1．2 案例：積木世界問題描述……………………………………………………119
5．2 狀態空間搜索規劃……………………………………………………………………120
5．2．1 前向狀態空間搜索……………………………………………………………121
5．2．2 後向狀態空間搜索……………………………………………………………121
5．2．3 狀態空間搜索的啟發式………………………………………………………122
5．2．4 案例：機器人Shakey世界……………………………………………………123
5．3 非確定性規劃…………………………………………………………………………124
5．3．1 不確定性的規劃方法…………………………………………………………125
5．3．2 案例：家具油漆一致性問題…………………………………………………125
5．4 多Agent規劃…………………………………………………………………………126
5．4．1 合作：聯合目標和規劃………………………………………………………127
5．4．2 聯合規劃………………………………………………………………………128
5．4．3 協調機制………………………………………………………………………129
5．4．4 競爭……………………………………………………………………………130
5．5 無人機航路規劃………………………………………………………………………130
5．5．1 航路規劃的方法步驟…………………………………………………………130
5．5．2 常用的航路規劃算法…………………………………………………………131
5．5．3 航路規劃的實際算例…………………………………………………………132
5．5．4 無人機集群任務規劃技術展望………………………………………………133
5．6 作戰任務規劃系統……………………………………………………………………134
5．6．1 作戰任務規劃系統總體技術架構……………………………………………134
5．6．2 戰場態勢研判及預測技術……………………………………………………136
5．6．3 作戰任務自動分配技術………………………………………………………136
5．6．4 作戰方案智能推演與評估技術………………………………………………137
5．7 小結……………………………………………………………………………………139
第6章 作戰智能輔助決策……………………………………………………………………141
6．1 概述……………………………………………………………………………………141
6．1．1 作戰指揮決策概述……………………………………………………………141
6．1．2 現代戰爭對作戰指揮輔助決策的需求………………………………………143
6．1．3 COMPASS………………………………………………………………………145
6．2 作戰指揮智能輔助決策系統…………………………………………………………147
6．2．1 作戰指揮輔助決策系統概述…………………………………………………147
6．2．2 作戰指揮智能輔助決策系統的體系結構……………………………………148
6．2．3 作戰指揮智能輔助決策系統的基本原理……………………………………149
6．2．4 艦艇指揮控制示例……………………………………………………………150
6．3 智能輔助決策應用案例………………………………………………………………152
6．3．1 潛艇對空戰術意圖識別………………………………………………………152
6．3．2 編隊防空輔助決策系統………………………………………………………155
6．3．3 空中軍事打擊智能決策支援系統……………………………………………160
6．4 基於大資料的軍事智能決策展望……………………………………………………164
6．4．1 基於大資料的決策分析概述…………………………………………………165
6．4．2 基於大資料的軍事決策措施…………………………………………………167
第7章 智能虛擬參謀…………………………………………………………………………173
7．1 Web技術………………………………………………………………………………173
7．1．1 Web 1．0…………………………………………………………………………174
7．1．2 Web 2．0…………………………………………………………………………175
7．1．3 Web 3．0…………………………………………………………………………177
7．2 機器閱讀理解…………………………………………………………………………178
7．2．1 機器閱讀理解評測資料集……………………………………………………178
7．2．2 機器閱讀理解的一般方法……………………………………………………179
7．3 聊天機器人……………………………………………………………………………181
7．3．1 聊天機器人應用場景…………………………………………………………181
7．3．2 聊天機器人系統的組成結構及關鍵技術……………………………………184
7．3．3 智能客戶服務應用體系………………………………………………………186
7．3．4 聊天機器人研究存在的挑戰…………………………………………………187
7．4 智能虛擬參謀系統……………………………………………………………………189
7．4．1 智能虛擬參謀系統架構………………………………………………………189
7．4．2 多模型綜合引擎………………………………………………………………190
7．5 美軍智能虛擬參謀項目………………………………………………………………195
7．5．1 指揮官虛擬參謀（CVS）………………………………………………………195
7．5．2 數字企業多源開發助手（MEADE）…………………………………………196
7．6 小結……………………………………………………………………………………197
第8章 機器人…………………………………………………………………………………199
8．1 概述……………………………………………………………………………………199
8．1．1 機器人的分類…………………………………………………………………199
8．1．2 機器人學的研究領域…………………………………………………………200
8．2 機器人系統……………………………………………………………………………201
8．2．1 機器人系統的組成……………………………………………………………201
8．2．2 機器人的工作空間……………………………………………………………203
8．2．3 機器人的性能指標……………………………………………………………205
8．3 社交機器人……………………………………………………………………………206
8．3．1 社交機器人的社會影響………………………………………………………206
8．3．2 社交機器人模擬人的行為……………………………………………………207
8．3．3 社交機器人檢測算法…………………………………………………………208
8．3．4 防範社交機器人的威脅………………………………………………………209
8．3．5 典型應用場景…………………………………………………………………210
8．4 腿式機器人……………………………………………………………………………212
8．4．1 腿式機器人的研製……………………………………………………………212
8．4．2 腿式機器人的高能效方法……………………………………………………216
8．4．3 人形機器人 Atlas………………………………………………………………217
8．4．4 四腿機器人“大狗”和“絕影”………………………………………………219
8．5 機器人作戰……………………………………………………………………………220
8．5．1 無人作戰系統…………………………………………………………………221
8．5．2 各國裝備軍用機器人…………………………………………………………221
8．5．3 人機交互可發揮最大作戰效能………………………………………………222
8．5．4 智能化戰爭大幕正在開啟……………………………………………………223
8．6 機器人發展趨勢………………………………………………………………………225
8．7 小結……………………………………………………………………………………226
第9章 無人地面車輛與智能駕駛技術………………………………………………………229
9．1 智能駕駛國內外現狀…………………………………………………………………229
9．1．1 國外智能駕駛技術現狀………………………………………………………229
9．1．2 國內智能駕駛技術現狀………………………………………………………231
9．1．3 典型應用場景…………………………………………………………………232
9．2 智能駕駛環境感知 ……………………………………………………………………233
9．2．1 環境感知功能系統構成………………………………………………………233
9．2．2 傳感感知技術…………………………………………………………………235
9．2．3 定位與導航技術………………………………………………………………236
9．3 智能駕駛決策規劃……………………………………………………………………238
9．3．1 決策規劃技術體系結構 ………………………………………………………238
9．3．2 決策規劃系統的關鍵環節……………………………………………………240
9．3．3 全域規劃與局部規劃 …………………………………………………………242
9．3．4 路權分配技術…………………………………………………………………242
9．4 智能駕駛控制工程……………………………………………………………………243
9．4．1 自動駕駛控制核心技術組成…………………………………………………243
9．4．2 自動駕駛控制方法……………………………………………………………245
9．4．3 自動駕駛控制技術方案………………………………………………………246
9．5 無人駕駛車輛智能測試………………………………………………………………246
9．5．1 智能測試………………………………………………………………………247
9．5．2 路標識別攻擊…………………………………………………………………249
9．6 軍用無人地面車輛及作戰應用 ………………………………………………………250
9．6．1 無人地面車輛工作環境特點…………………………………………………250
9．6．2 美國未來戰爭無人地面車輛 …………………………………………………252
9．6．3 典型軍用自主車介紹…………………………………………………………253
9．7 小結……………………………………………………………………………………257
第10章 無人機系統及作戰運用………………………………………………………………258
10．1 無人機系統概述………………………………………………………………………258
10．1．1 無人機系統定義………………………………………………………………258
10．1．2 無人機系統的基本組成………………………………………………………259
10．1．3 無人機系統的分類……………………………………………………………260
10．1．4 無人機的主要特點……………………………………………………………261
10．1．5 典型無人機介紹………………………………………………………………262
10．2 無人機系統作戰運用…………………………………………………………………265
10．2．1 無人機的應用優勢與問題……………………………………………………265
10．2．2 空天時代的無人機作戰運用…………………………………………………267
10．2．3 智能化作戰對自主控制的要求………………………………………………271
10．3 無人機協同作戰技術…………………………………………………………………273
10．3．1 無人機協同作戰模式…………………………………………………………273
10．3．2 無人機協同作戰關鍵技術……………………………………………………275
10．3．3 多無人機協同搜索原理………………………………………………………276
10．3．4 有人機與無人機協同指揮控制………………………………………………277
10．3．5 無人機集群技術典型項目……………………………………………………279
10．4 無人機對抗及裝備……………………………………………………………………282
10．4．1 無人機集群對抗研究的關鍵問題……………………………………………282
10．4．2 反無人機裝備…………………………………………………………………283
10．5 無人機系統發展方向…………………………………………………………………284
10．5．1 體系作戰，高度智能…………………………………………………………285
10．5．2 三維融合，性能卓越…………………………………………………………288
10．5．3 大小單群，通用集成…………………………………………………………290
第11章 無人艇系統及智能避碰………………………………………………………………293
11．1 無人艇系統概述………………………………………………………………………293
11．1．1 無人艇系統定義及特點………………………………………………………293
11．1．2 無人艇發展歷程………………………………………………………………295
11．1．3 無人艇系統組成及關鍵技術…………………………………………………298
11．1．4 無人艇典型應用………………………………………………………………301
11．2 無人艇系統環境感知技術……………………………………………………………305
11．2．1 雷達目標自動檢測系統………………………………………………………305
11．2．2 光電視頻圖像目標自主檢測識別系統………………………………………307
11．3 無人艇系統避碰規劃方法……………………………………………………………311
11．3．1 無人艇基本控制過程及自主避碰流程………………………………………311
11．3．2 全域規劃流程及算法原理……………………………………………………314
11．3．3 局部規劃的流程及算法原理…………………………………………………316
11．4 發展趨勢………………………………………………………………………………318
11．4．1 形成體系作戰能力……………………………………………………………318
11．4．2 利用知識圖譜擴展無人艇“腦”功能………………………………………319
11．5 小結……………………………………………………………………………………321
第12章 無人水下航行器………………………………………………………………………323
12．1 概述……………………………………………………………………………………323
12．2 無人水下航行器系統…………………………………………………………………326
12．2．1 航行器總體概念………………………………………………………………326
12．2．2 航行器系統組成和功能………………………………………………………328
12．2．3 航行器總體佈置………………………………………………………………329
12．2．4 任務載荷佈置…………………………………………………………………332
12．3 典型無人水下航行器…………………………………………………………………333
12．3．1 美國研製的UUV……………………………………………………………333
12．3．2 歐洲研製的UUV……………………………………………………………335
12．3．3 俄羅斯研製的UUV…………………………………………………………339
12．3．4 加拿大研製的UUV…………………………………………………………341
12．3．5 日本研製的UUV……………………………………………………………342
12．3．6 中國研製的UUV……………………………………………………………343
12．4 軍用無人水下航行器…………………………………………………………………344
12．4．1 UUV的軍事用途及基本功能………………………………………………344
12．4．2 軍用UUV的使命任務………………………………………………………345
12．4．3 軍用UUV的裝備分類及使用方式…………………………………………347
12．5 無人水下航行器裝備發展趨勢………………………………………………………348
第13章 基於智能體的作戰模擬………………………………………………………………353
13．1 Agent與物件的區別…………………………………………………………………353
13．2 Agent體系結構………………………………………………………………………355
13．2．1 抽象體系結構…………………………………………………………………355
13．2．2 實現體系結構…………………………………………………………………363
13．3 多Agent系統…………………………………………………………………………363
13．3．1 什麼是多Agent系統…………………………………………………………363
13．3．2 家庭智能型網絡實例……………………………………………………………365
13．3．3 特點……………………………………………………………………………366
13．4 基於多Agent的作戰模擬……………………………………………………………367
13．4．1 傳統的作戰分析方法…………………………………………………………367
13．4．2 複雜系統與基於多Agent的作戰模擬………………………………………368
13．4．3 多Agent系統在作戰模擬中應用的一般分析………………………………370
13．5 EINSTein系統介紹…………………………………………………………………371
13．5．1 戰場描述………………………………………………………………………372
13．5．2 Agent及其層次結構…………………………………………………………373
13．5．3 Agent 的信息感知和交互範圍表示…………………………………………374
13．5．4 武器描述………………………………………………………………………374
13．5．5 Agent 的個性表示……………………………………………………………375
13．5．6 Agent 動作選擇邏輯…………………………………………………………375
13．5．7 EINSTein的運行實例………………………………………………………376
13．6 小結……………………………………………………………………………………377
第14章 人工智能安全與評測…………………………………………………………………379
14．1 人工智能軟件面臨安全性威脅………………………………………………………379
14．1．1 人工智能的惡意用途：預測、預防和緩解…………………………………379
14．1．2 人工智能失敗案例……………………………………………………………380
14．1．3 深度學習面臨的挑戰…………………………………………………………382
14．2 用戶態隱私洩露與保護………………………………………………………………384
14．2．1 用戶態隱私安全威脅…………………………………………………………384
14．2．2 用戶態隱私的自動化識別……………………………………………………385
14．2．3 用戶態隱私洩露檢測…………………………………………………………385
14．2．4 隱私資料保護…………………………………………………………………386
14．3 智能系統測評…………………………………………………………………………386
14．3．1 自動駕駛汽車致死案例………………………………………………………386
14．3．2 衣索比亞航空航波音737 MAX墜毀案例………………………………387
14．3．3 智能系統測評面臨的挑戰……………………………………………………388
14．3．4 人機交互場景測試案例………………………………………………………390
14．4 人工智能倫理問題及對策……………………………………………………………391
14．4．1 人工智能系統的可信任性……………………………………………………391
14．4．2 人工智能魯棒性和倫理………………………………………………………393
14．4．3 構建算法治理的內外部約束機制……………………………………………397
14．4．4 歐盟建立適當的倫理和法律框架……………………………………………398
14．5 小結……………………………………………………………………………………400
第15章 未來戰爭發展趨勢：軍事智能化……………………………………………………401
15．1 對未來戰爭的預測……………………………………………………………………401
15．1．1 信息化戰爭面臨的挑戰………………………………………………………401
15．1．2 未來戰爭模式的設想…………………………………………………………402
15．1．3 無人機應用案例………………………………………………………………403
15．2 軍事智能化可破解和應對挑戰………………………………………………………404
15．2．1 智能化的特點及優勢…………………………………………………………404
15．2．2 創新發展顛覆性軍事理論……………………………………………………405
15．2．3 適應變革性的組織形態………………………………………………………405
15．2．4 研發劃時代的武器裝備………………………………………………………406
15．2．5 創新革命性的作戰方法………………………………………………………407
15．2．6 推進智能化國防基礎建設……………………………………………………407
15．3 美軍人工智能發展現狀及趨勢………………………………………………………408
15．3．1 DARPA人工智能重點項目…………………………………………………408
15．3．2 美國國防創新小組的人工智能項目…………………………………………410
15．3．3 美軍聯合人工智能中心的項目………………………………………………412
15．3．4 “知識積累”工程……………………………………………………………413
15．3．5 DARPA聚焦提高戰場“智能”………………………………………………414
15．4 智能化軍事訓練和智能化人才培養…………………………………………………415
15．4．1 高等學校人工智能創新行動計畫……………………………………………415
15．4．2 加強官兵的智能化訓練………………………………………………………418
15．4．3 以智能無人作戰系統為例的人才培養………………………………………420
15．5 小結……………………………………………………………………………………422
後記………………………………………………………………………………………………423
參考文獻…………………………………………………………………………………………425
1．1 人工智能的定義與發展概況……………………………………………………………1
1．1．1 人工智能的定義…………………………………………………………………1
1．1．2 人工智能的起源…………………………………………………………………2
1．1．3 人工智能各學派的認知觀………………………………………………………3
1．1．4 人工智能的發展過程……………………………………………………………5
1．2 人類智能與人工智能……………………………………………………………………7
1．2．1 智能信息處理系統的假設………………………………………………………8
1．2．2 人類智能的計算機類比………………………………………………………10
1．2．3 智能體（Agent）………………………………………………………………12
1．2．4 弱人工智能和強人工智能……………………………………………………14
1．3 人工智能的研究與應用領域…………………………………………………………15
1．3．1 智能感知………………………………………………………………………15
1．3．2 智能推理………………………………………………………………………18
1．3．3 智能學習………………………………………………………………………23
1．3．4 智能行動………………………………………………………………………28
1．4 人工智能發展展望……………………………………………………………………35
1．4．1 新一輪人工智能發展特徵……………………………………………………35
1．4．2 新一代人工智能發展規劃……………………………………………………37
第2章 軍用專家系統…………………………………………………………………………39
2．1 不確定性知識表示與推理……………………………………………………………39
2．1．1 主觀Bayes方法………………………………………………………………39
2．1．2 確定性理論……………………………………………………………………40
2．1．3 證據理論………………………………………………………………………41
2．1．4 模糊邏輯………………………………………………………………………42
2．2 專家系統概述…………………………………………………………………………43
2．2．1 專家系統的基本概念…………………………………………………………43
2．2．2 專家系統的基本結構…………………………………………………………46
2．2．3 專家系統知識獲取方式………………………………………………………49
2．2．4 專家系統推理機的構建………………………………………………………50
2．3 軍事信息系統智能狀態分析…………………………………………………………51
2．3．1 狀態監控與分析系統概述……………………………………………………51
2．3．2 狀態監控與分析系統結構……………………………………………………52
2．3．3 狀態分析子系統結構…………………………………………………………54
2．4 無人機故障診斷專家系統……………………………………………………………59
2．4．1 故障診斷專家系統結構………………………………………………………59
2．4．2 專家系統知識庫的建立………………………………………………………60
2．4．3 知識表的構建…………………………………………………………………62
2．4．4 推理方法………………………………………………………………………65
2．4．5 故障診斷樣例…………………………………………………………………65
2．5 小結……………………………………………………………………………………66
第3章 智能情報獲取與應用…………………………………………………………………67
3．1 概述……………………………………………………………………………………67
3．1．1 情報信息需求…………………………………………………………………68
3．1．2 情報活動的特點………………………………………………………………68
3．1．3 智能情報系統的能力需求……………………………………………………69
3．1．4 情報偵察系統體系結構與處理流程…………………………………………70
3．2 智能情報獲取與處理的關鍵技術……………………………………………………72
3．2．1 網絡信息的偵察技術…………………………………………………………72
3．2．2 自動目標跟蹤和識別技術……………………………………………………72
3．2．3 情報綜合與多傳感器融合技術………………………………………………76
3．2．4 戰場大資料情報分析…………………………………………………………79
3．3 情報智能支援…………………………………………………………………………82
3．3．1 信息精準服務…………………………………………………………………82
3．3．2 信息精準服務應用案例………………………………………………………89
3．3．3 信息精準服務質量評估………………………………………………………92
3．4 智能情報系統發展趨勢………………………………………………………………93
第4章 智能型武器系統…………………………………………………………………………95
4．1 概述……………………………………………………………………………………95
4．1．1 智能型武器的基本概念…………………………………………………………95
4．1．2 智能型武器系統的組成…………………………………………………………96
4．1．3 智能型武器的作戰樣式…………………………………………………………100
4．1．4 智能型武器系統的架構…………………………………………………………102
4．2 智能型武器系統中的人工智能技術……………………………………………………103
4．2．1 模式識別………………………………………………………………………103
4．2．2 專家系統………………………………………………………………………103
4．2．3 深度學習技術…………………………………………………………………103
4．2．4 智能控制技術…………………………………………………………………104
4．3 典型智能型武器系統……………………………………………………………………104
4．3．1 智能導彈………………………………………………………………………104
4．3．2 智能炸彈………………………………………………………………………111
4．3．3 智能火炮………………………………………………………………………111
4．3．4 智能地雷………………………………………………………………………112
4．3．5 智能魚雷………………………………………………………………………113
4．3．6 智能水雷………………………………………………………………………113
4．3．7 軍用智能型機器人………………………………………………………………114
4．4 智能型武器的發展趨勢…………………………………………………………………115
第5章 智能規劃及軍事應用…………………………………………………………………117
5．1 規劃問題概述…………………………………………………………………………117
5．1．1 STRIPS語言……………………………………………………………………118
5．1．2 案例：積木世界問題描述……………………………………………………119
5．2 狀態空間搜索規劃……………………………………………………………………120
5．2．1 前向狀態空間搜索……………………………………………………………121
5．2．2 後向狀態空間搜索……………………………………………………………121
5．2．3 狀態空間搜索的啟發式………………………………………………………122
5．2．4 案例：機器人Shakey世界……………………………………………………123
5．3 非確定性規劃…………………………………………………………………………124
5．3．1 不確定性的規劃方法…………………………………………………………125
5．3．2 案例：家具油漆一致性問題…………………………………………………125
5．4 多Agent規劃…………………………………………………………………………126
5．4．1 合作：聯合目標和規劃………………………………………………………127
5．4．2 聯合規劃………………………………………………………………………128
5．4．3 協調機制………………………………………………………………………129
5．4．4 競爭……………………………………………………………………………130
5．5 無人機航路規劃………………………………………………………………………130
5．5．1 航路規劃的方法步驟…………………………………………………………130
5．5．2 常用的航路規劃算法…………………………………………………………131
5．5．3 航路規劃的實際算例…………………………………………………………132
5．5．4 無人機集群任務規劃技術展望………………………………………………133
5．6 作戰任務規劃系統……………………………………………………………………134
5．6．1 作戰任務規劃系統總體技術架構……………………………………………134
5．6．2 戰場態勢研判及預測技術……………………………………………………136
5．6．3 作戰任務自動分配技術………………………………………………………136
5．6．4 作戰方案智能推演與評估技術………………………………………………137
5．7 小結……………………………………………………………………………………139
第6章 作戰智能輔助決策……………………………………………………………………141
6．1 概述……………………………………………………………………………………141
6．1．1 作戰指揮決策概述……………………………………………………………141
6．1．2 現代戰爭對作戰指揮輔助決策的需求………………………………………143
6．1．3 COMPASS………………………………………………………………………145
6．2 作戰指揮智能輔助決策系統…………………………………………………………147
6．2．1 作戰指揮輔助決策系統概述…………………………………………………147
6．2．2 作戰指揮智能輔助決策系統的體系結構……………………………………148
6．2．3 作戰指揮智能輔助決策系統的基本原理……………………………………149
6．2．4 艦艇指揮控制示例……………………………………………………………150
6．3 智能輔助決策應用案例………………………………………………………………152
6．3．1 潛艇對空戰術意圖識別………………………………………………………152
6．3．2 編隊防空輔助決策系統………………………………………………………155
6．3．3 空中軍事打擊智能決策支援系統……………………………………………160
6．4 基於大資料的軍事智能決策展望……………………………………………………164
6．4．1 基於大資料的決策分析概述…………………………………………………165
6．4．2 基於大資料的軍事決策措施…………………………………………………167
第7章 智能虛擬參謀…………………………………………………………………………173
7．1 Web技術………………………………………………………………………………173
7．1．1 Web 1．0…………………………………………………………………………174
7．1．2 Web 2．0…………………………………………………………………………175
7．1．3 Web 3．0…………………………………………………………………………177
7．2 機器閱讀理解…………………………………………………………………………178
7．2．1 機器閱讀理解評測資料集……………………………………………………178
7．2．2 機器閱讀理解的一般方法……………………………………………………179
7．3 聊天機器人……………………………………………………………………………181
7．3．1 聊天機器人應用場景…………………………………………………………181
7．3．2 聊天機器人系統的組成結構及關鍵技術……………………………………184
7．3．3 智能客戶服務應用體系………………………………………………………186
7．3．4 聊天機器人研究存在的挑戰…………………………………………………187
7．4 智能虛擬參謀系統……………………………………………………………………189
7．4．1 智能虛擬參謀系統架構………………………………………………………189
7．4．2 多模型綜合引擎………………………………………………………………190
7．5 美軍智能虛擬參謀項目………………………………………………………………195
7．5．1 指揮官虛擬參謀（CVS）………………………………………………………195
7．5．2 數字企業多源開發助手（MEADE）…………………………………………196
7．6 小結……………………………………………………………………………………197
第8章 機器人…………………………………………………………………………………199
8．1 概述……………………………………………………………………………………199
8．1．1 機器人的分類…………………………………………………………………199
8．1．2 機器人學的研究領域…………………………………………………………200
8．2 機器人系統……………………………………………………………………………201
8．2．1 機器人系統的組成……………………………………………………………201
8．2．2 機器人的工作空間……………………………………………………………203
8．2．3 機器人的性能指標……………………………………………………………205
8．3 社交機器人……………………………………………………………………………206
8．3．1 社交機器人的社會影響………………………………………………………206
8．3．2 社交機器人模擬人的行為……………………………………………………207
8．3．3 社交機器人檢測算法…………………………………………………………208
8．3．4 防範社交機器人的威脅………………………………………………………209
8．3．5 典型應用場景…………………………………………………………………210
8．4 腿式機器人……………………………………………………………………………212
8．4．1 腿式機器人的研製……………………………………………………………212
8．4．2 腿式機器人的高能效方法……………………………………………………216
8．4．3 人形機器人 Atlas………………………………………………………………217
8．4．4 四腿機器人“大狗”和“絕影”………………………………………………219
8．5 機器人作戰……………………………………………………………………………220
8．5．1 無人作戰系統…………………………………………………………………221
8．5．2 各國裝備軍用機器人…………………………………………………………221
8．5．3 人機交互可發揮最大作戰效能………………………………………………222
8．5．4 智能化戰爭大幕正在開啟……………………………………………………223
8．6 機器人發展趨勢………………………………………………………………………225
8．7 小結……………………………………………………………………………………226
第9章 無人地面車輛與智能駕駛技術………………………………………………………229
9．1 智能駕駛國內外現狀…………………………………………………………………229
9．1．1 國外智能駕駛技術現狀………………………………………………………229
9．1．2 國內智能駕駛技術現狀………………………………………………………231
9．1．3 典型應用場景…………………………………………………………………232
9．2 智能駕駛環境感知 ……………………………………………………………………233
9．2．1 環境感知功能系統構成………………………………………………………233
9．2．2 傳感感知技術…………………………………………………………………235
9．2．3 定位與導航技術………………………………………………………………236
9．3 智能駕駛決策規劃……………………………………………………………………238
9．3．1 決策規劃技術體系結構 ………………………………………………………238
9．3．2 決策規劃系統的關鍵環節……………………………………………………240
9．3．3 全域規劃與局部規劃 …………………………………………………………242
9．3．4 路權分配技術…………………………………………………………………242
9．4 智能駕駛控制工程……………………………………………………………………243
9．4．1 自動駕駛控制核心技術組成…………………………………………………243
9．4．2 自動駕駛控制方法……………………………………………………………245
9．4．3 自動駕駛控制技術方案………………………………………………………246
9．5 無人駕駛車輛智能測試………………………………………………………………246
9．5．1 智能測試………………………………………………………………………247
9．5．2 路標識別攻擊…………………………………………………………………249
9．6 軍用無人地面車輛及作戰應用 ………………………………………………………250
9．6．1 無人地面車輛工作環境特點…………………………………………………250
9．6．2 美國未來戰爭無人地面車輛 …………………………………………………252
9．6．3 典型軍用自主車介紹…………………………………………………………253
9．7 小結……………………………………………………………………………………257
第10章 無人機系統及作戰運用………………………………………………………………258
10．1 無人機系統概述………………………………………………………………………258
10．1．1 無人機系統定義………………………………………………………………258
10．1．2 無人機系統的基本組成………………………………………………………259
10．1．3 無人機系統的分類……………………………………………………………260
10．1．4 無人機的主要特點……………………………………………………………261
10．1．5 典型無人機介紹………………………………………………………………262
10．2 無人機系統作戰運用…………………………………………………………………265
10．2．1 無人機的應用優勢與問題……………………………………………………265
10．2．2 空天時代的無人機作戰運用…………………………………………………267
10．2．3 智能化作戰對自主控制的要求………………………………………………271
10．3 無人機協同作戰技術…………………………………………………………………273
10．3．1 無人機協同作戰模式…………………………………………………………273
10．3．2 無人機協同作戰關鍵技術……………………………………………………275
10．3．3 多無人機協同搜索原理………………………………………………………276
10．3．4 有人機與無人機協同指揮控制………………………………………………277
10．3．5 無人機集群技術典型項目……………………………………………………279
10．4 無人機對抗及裝備……………………………………………………………………282
10．4．1 無人機集群對抗研究的關鍵問題……………………………………………282
10．4．2 反無人機裝備…………………………………………………………………283
10．5 無人機系統發展方向…………………………………………………………………284
10．5．1 體系作戰，高度智能…………………………………………………………285
10．5．2 三維融合，性能卓越…………………………………………………………288
10．5．3 大小單群，通用集成…………………………………………………………290
第11章 無人艇系統及智能避碰………………………………………………………………293
11．1 無人艇系統概述………………………………………………………………………293
11．1．1 無人艇系統定義及特點………………………………………………………293
11．1．2 無人艇發展歷程………………………………………………………………295
11．1．3 無人艇系統組成及關鍵技術…………………………………………………298
11．1．4 無人艇典型應用………………………………………………………………301
11．2 無人艇系統環境感知技術……………………………………………………………305
11．2．1 雷達目標自動檢測系統………………………………………………………305
11．2．2 光電視頻圖像目標自主檢測識別系統………………………………………307
11．3 無人艇系統避碰規劃方法……………………………………………………………311
11．3．1 無人艇基本控制過程及自主避碰流程………………………………………311
11．3．2 全域規劃流程及算法原理……………………………………………………314
11．3．3 局部規劃的流程及算法原理…………………………………………………316
11．4 發展趨勢………………………………………………………………………………318
11．4．1 形成體系作戰能力……………………………………………………………318
11．4．2 利用知識圖譜擴展無人艇“腦”功能………………………………………319
11．5 小結……………………………………………………………………………………321
第12章 無人水下航行器………………………………………………………………………323
12．1 概述……………………………………………………………………………………323
12．2 無人水下航行器系統…………………………………………………………………326
12．2．1 航行器總體概念………………………………………………………………326
12．2．2 航行器系統組成和功能………………………………………………………328
12．2．3 航行器總體佈置………………………………………………………………329
12．2．4 任務載荷佈置…………………………………………………………………332
12．3 典型無人水下航行器…………………………………………………………………333
12．3．1 美國研製的UUV……………………………………………………………333
12．3．2 歐洲研製的UUV……………………………………………………………335
12．3．3 俄羅斯研製的UUV…………………………………………………………339
12．3．4 加拿大研製的UUV…………………………………………………………341
12．3．5 日本研製的UUV……………………………………………………………342
12．3．6 中國研製的UUV……………………………………………………………343
12．4 軍用無人水下航行器…………………………………………………………………344
12．4．1 UUV的軍事用途及基本功能………………………………………………344
12．4．2 軍用UUV的使命任務………………………………………………………345
12．4．3 軍用UUV的裝備分類及使用方式…………………………………………347
12．5 無人水下航行器裝備發展趨勢………………………………………………………348
第13章 基於智能體的作戰模擬………………………………………………………………353
13．1 Agent與物件的區別…………………………………………………………………353
13．2 Agent體系結構………………………………………………………………………355
13．2．1 抽象體系結構…………………………………………………………………355
13．2．2 實現體系結構…………………………………………………………………363
13．3 多Agent系統…………………………………………………………………………363
13．3．1 什麼是多Agent系統…………………………………………………………363
13．3．2 家庭智能型網絡實例……………………………………………………………365
13．3．3 特點……………………………………………………………………………366
13．4 基於多Agent的作戰模擬……………………………………………………………367
13．4．1 傳統的作戰分析方法…………………………………………………………367
13．4．2 複雜系統與基於多Agent的作戰模擬………………………………………368
13．4．3 多Agent系統在作戰模擬中應用的一般分析………………………………370
13．5 EINSTein系統介紹…………………………………………………………………371
13．5．1 戰場描述………………………………………………………………………372
13．5．2 Agent及其層次結構…………………………………………………………373
13．5．3 Agent 的信息感知和交互範圍表示…………………………………………374
13．5．4 武器描述………………………………………………………………………374
13．5．5 Agent 的個性表示……………………………………………………………375
13．5．6 Agent 動作選擇邏輯…………………………………………………………375
13．5．7 EINSTein的運行實例………………………………………………………376
13．6 小結……………………………………………………………………………………377
第14章 人工智能安全與評測…………………………………………………………………379
14．1 人工智能軟件面臨安全性威脅………………………………………………………379
14．1．1 人工智能的惡意用途：預測、預防和緩解…………………………………379
14．1．2 人工智能失敗案例……………………………………………………………380
14．1．3 深度學習面臨的挑戰…………………………………………………………382
14．2 用戶態隱私洩露與保護………………………………………………………………384
14．2．1 用戶態隱私安全威脅…………………………………………………………384
14．2．2 用戶態隱私的自動化識別……………………………………………………385
14．2．3 用戶態隱私洩露檢測…………………………………………………………385
14．2．4 隱私資料保護…………………………………………………………………386
14．3 智能系統測評…………………………………………………………………………386
14．3．1 自動駕駛汽車致死案例………………………………………………………386
14．3．2 衣索比亞航空航波音737 MAX墜毀案例………………………………387
14．3．3 智能系統測評面臨的挑戰……………………………………………………388
14．3．4 人機交互場景測試案例………………………………………………………390
14．4 人工智能倫理問題及對策……………………………………………………………391
14．4．1 人工智能系統的可信任性……………………………………………………391
14．4．2 人工智能魯棒性和倫理………………………………………………………393
14．4．3 構建算法治理的內外部約束機制……………………………………………397
14．4．4 歐盟建立適當的倫理和法律框架……………………………………………398
14．5 小結……………………………………………………………………………………400
第15章 未來戰爭發展趨勢：軍事智能化……………………………………………………401
15．1 對未來戰爭的預測……………………………………………………………………401
15．1．1 信息化戰爭面臨的挑戰………………………………………………………401
15．1．2 未來戰爭模式的設想…………………………………………………………402
15．1．3 無人機應用案例………………………………………………………………403
15．2 軍事智能化可破解和應對挑戰………………………………………………………404
15．2．1 智能化的特點及優勢…………………………………………………………404
15．2．2 創新發展顛覆性軍事理論……………………………………………………405
15．2．3 適應變革性的組織形態………………………………………………………405
15．2．4 研發劃時代的武器裝備………………………………………………………406
15．2．5 創新革命性的作戰方法………………………………………………………407
15．2．6 推進智能化國防基礎建設……………………………………………………407
15．3 美軍人工智能發展現狀及趨勢………………………………………………………408
15．3．1 DARPA人工智能重點項目…………………………………………………408
15．3．2 美國國防創新小組的人工智能項目…………………………………………410
15．3．3 美軍聯合人工智能中心的項目………………………………………………412
15．3．4 “知識積累”工程……………………………………………………………413
15．3．5 DARPA聚焦提高戰場“智能”………………………………………………414
15．4 智能化軍事訓練和智能化人才培養…………………………………………………415
15．4．1 高等學校人工智能創新行動計畫……………………………………………415
15．4．2 加強官兵的智能化訓練………………………………………………………418
15．4．3 以智能無人作戰系統為例的人才培養………………………………………420
15．5 小結……………………………………………………………………………………422
後記………………………………………………………………………………………………423
參考文獻…………………………………………………………………………………………425
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