美軍情報體系人工智慧技術發展研究
來源：大柳樹防務? 作者：肖翔? 李斌
摘要：分析美軍情報體系與人工智慧技術的實施背景及意義，並根據美國中央情報局（CIA）、國防情報局(DIA)、情報高級研究計劃局（IARPA）和國家地理空間情報局（NGA）等軍事情報機構的人工智慧運用布局，歸納美軍情報體系人工智慧技術的發展趨勢，從而提出對我國國防科技情報體系人工智慧技術應用布局的啟示。利用科學計量、數據挖掘和比較分析等方法爬取和研究美軍情報機構人工智慧項目實施內容、方向以及模式，以及美軍情報體系人工智慧技術發展的優勢。
科技創新，情報先行。科技情報一直以來都是推動科技創新發展的先驅動力。站在新時代科技興軍、改革強軍的時代關口，面對新軍事革命和加快軍事智能化發展、實現國防和軍隊建設全面創新超越的需求，國防科技情報工作應該在理念、方法、手段、模式等方面解放思想、積極創新、快速轉型，特別是要高度重視人工智慧技術運用，努力通過「 智能」實現「智能 」，從更跑、並跑向領跑、另跑轉變。
發 展 背 景
情報與智能有著「天然」的內在聯繫。「Intelligence」一詞既有情報之意、又有智能之說。智能是獲取和應用知識與技巧的能力，而情報又是服務於特定目的的知識，因此，情報與智能可謂一枚硬幣的兩面，知識將其鏈接為不可分割的整體。情報與智能的一體化，是情報科學與智能技術未來的發展方向與途徑。
美軍早在2000年就對人工智慧技術與國防科技情報的結合進行了布局，通過中央情報局下屬的國家風險投資公司大規模對矽谷相關企業進行投資，並持續資助十幾年，這使得美國中央情報局等國家情報機構掌握了人工智慧技術與國家情報融合發展的技術制高點。2014年11月，美國防部部長提出「第三次抵消戰略」，旨在通過發展人工智慧、作戰雲等新軍事技術和作戰概念來改變遊戲規則和未來戰局，聚焦人工智慧與自主技術，開發驗證無人機蜂群作戰、人機協同作戰、智能認知作戰、數據開源作戰、全域滲透作戰等新型作戰樣式，並提升作戰平台的智能化、無人化和自主化。2017年7月，美國情報高級研究計劃局與哈佛大學聯合發布了《人工智慧與國家安全》的報告，將人工智慧列為影響美國國家安全的重要危險之一，分析了人工智慧對美國國家情報體系的重要影響，並為人工智慧與國家情報體系一體化發展提供了方向和目標。2019年1月，美國國家情報總監辦公室發布《2019國家情報戰略》，提到人工智慧、自動化和高性能計算等新興技術提升了競爭對手的軍事和情報能力，明確了美國人工智慧技術與國家情報戰略一體化發展的七大任務。
從國際發展看，隨著各國人工智慧、大數據、雲計算等高新技術在軍事領域的融合發展，國防科技情報服務正加速推進傳統文獻電子化、異構數據整合化、領域知識關聯化，未來戰爭形態逐步由信息化轉變為智能化。智能技術與軍事情報的一體化發展為美國等發達國家的戰略、組織、優先事項和資源分配帶來了重大變革。近年來，美國非常重視智能技術與國防科技情報工作的融合，開展了一系列著眼未來的關鍵技術攻關並已形成一批初步成果。美國中央情報局（CIA）、國防情報局（DIA）、情報高級研究計劃局（IARPA）國家地理空間情報局（NGA）等軍事情報機構都相繼開展了大量運用智能技術的情報分析項目，試圖將美軍人工智慧技術優勢轉變為國防戰略情報優勢，爭取國家層面的最大利益。美國中央情報局在2018年布局了將近140個項目，通過人工智慧技術來完成諸如圖像識別、預警預測，風險評估等任務。美國防高級研究計劃局（DARPA）推出文本深度挖掘與過濾（DEFT）、全球定量分析（QGA）、知識表示（KE）以及演算法戰Maven工程等，來提升智能。美國情報高級研究計劃局（IARPA）正推動數個人工智慧與情報研究項目，包括科技動向理解與預測（FUSE）、優化抽取文本內容增強數據搜索（BETTER）、未來計算系統（FCS）、天基機器自動識別技術（SMART）等，期望在未來五年內發展出相應的智能分析工具。美國國家地理空間情報局（NGA）正在尋求利用人工智慧與自動化技術來處理情報，已改變當前的情報處理和應用方式，並希望將情報產品通過移動設備提供給士兵。
美情報機構人工智慧項目內容分析
1.CIA
中央情報局組建於1947年，是美國從事情報分析、秘密人員情報搜集和隱蔽行動的重要機構。自成立以來，全球互聯網就受控於中情局，並一直是CIA的特別項目。計算機的出現更是強化了這一局面，人工智慧技術的發展更是推動了CIA情報分析的快速發展。為了推動人工智慧技術在情報搜集和分析上的運用，CIA正同時進行137個不同的人工智慧項目，這些項目大部分通過「In-Q-Tel」（以下簡稱IQT）公司進行篩選並資助，而IQT公司作為非營利組織，其高效的市場化運作手段為CIA的人工智慧情報項目推進做出了突出貢獻，IQT公司協作CIA近年推進的部分人工智慧項目分析如表1所示。
IQT公司對外進行風投的企業、項目資金並不是全部披露的，已經披露的投資項目信息可從其企業技術資料庫（https://www.iqt.org/portfolio/）中查看，根據上述項目信息，CIA支持的人工智慧技術項目主要有以下特點：（1）人工智慧技術覆蓋數據產業全鏈條。具體包括數據監測與產生，如對空間地理數據與經濟數據的特徵抽取，加快數據生成的質量；數據智能分析處理，如開發智能數據分析引擎與自然語言數據處理平台；數據應用與決策，如對國際形勢、經濟危機等重大國家事件的預測、處理等。（2）著重雲端平台的運用。2016年開始CIA加大了對人工智慧技術雲端平台使用的項目支持數量，諸如對FRAME等智能多系統雲端平台。這是CIA作為美國國家情報體系的重要技術策動源，肩負了向美國和其它情報機構擴散技術的使命。（3）人工智慧技術的預判與優先支持。雖然人工智慧技術成為熱點是近兩年才開始，但是CIA對於人工智慧技術投資可追溯到2000年前後。從IQT公司投資的項目可見，早在2005年就已經對多家人工智慧公司進行了戰略性投資。這些公司對人工智慧技術的研究持續了十幾年，積累了紮實的技術基礎。
2.DIA
美國防情報局主要職責包括對情報資源進行組織、指導、管理和控制，對國防情報進行搜集、分析、研究和管理，對情報任務進行跟蹤、保障和監督，對外國軍事情報進行評估，為國防部提供智力支持，以阻止戰略突襲和應對各種威脅。DIA從2015年開始，啟動了「創新完成計劃」，並通過成立新的創新中心辦公室來推動計劃實施。在計劃中，DIA嘗試運用人工智慧技術，並結合企業以及外部技術項目，推動DIA在人工智慧情報項目上的巨大飛躍。目前，每個被DIA創新計劃支持的項目都能得到25萬美元的種子基金，從而為DIA進行項目開發或技術評估。2016年DIA已經累計為6個人工智慧項目投入超過200萬美元，全部來自與國防創新實驗小組合作的一項專用預算。目前,DIA主要在https://www.fbo.gov和https://www.grants.gov兩個網站建立了定期人工智慧技術需求，社會各類組織可以隨時進行項目申請並獲得資助。目前DIA在人工智慧技術情報項目上主要有18個方向上的項目需求，其主要內容如表2所示：
從DIA支持的人工智慧技術項目方向以及公開信息看，其主要變現為以下特點：
（1）自然語言處理識別成為人工智慧技術運用的重要方向。18個方向中有4個方向涉及自然語言處理的人工智慧技術應用，自然語言處理應用得到了美國軍事情報部門的高度重視。這一方面與DIA越來越關注社交媒體等數據採集有關，另一方面也與美國軍事力量在全球部署息息相關。人工智慧技術在自然語言處理中的應用強化了DIA 對不同地區、種族以及組織的情報收集與分析能力。
（2）美軍一直追求人工智慧與軍工設備的有機結合。從技術要求看，人工智慧分析能力與各類設備感測器數據的集合，成為美軍方需求的一大重點。18個方向中有5個方向涉及軍事智能設備方面的內容。人工智慧技術除了提高設備性能之外，還能實時為所處戰區提供包括危險預警、戰略分析以及軍事策略選擇等情報信息支撐。這種支撐甚至可以覆蓋到單個士兵等基本作戰單元。
（3）快速戰區情報生成、分析與處理能力。DIA注重短時間內得到人工智慧技術的分析處理結果，壓縮情報數據提取、分析到應用所需時間。18個方向中大部分方向多要求技術必須具備短時間內快速分析能力，尤其是其中一個方向就是利用人工智慧技術壓縮軍事情報生成、處理的時間，從而滿足實時變化的戰場需要。
3.IARPA
為適應情報科技領域愈發激烈的競爭態勢，滿足美國情報界對於先進技術的需求，美國政府打破了長期以來情報界各機構在情報科技研發工作各自為戰的分散局面，通過借鑒美國防高級研究計劃局（DARPA）的成功模式，於2016年設立了服務於整個美國情報界的情報高級研究計劃局（IARPA）。IARPA隸屬於美國國家情報總監辦公室（ODNI），主要整合了前國家安全局顛覆性技術辦公室、中央情報局情報科技研發中心和國家地理空間情報局國家科技聯盟三個機構的科研力量，其服務對象包括美國防部、能源部、國家安全局、各軍種等眾多政府與軍隊各級管理部門。IARPA採用小核心、大協作的組織方式，充分匯聚和利用所有研究資源和能力，定向開展「高風險、高收益」類型的中長期情報科技項目研究，已成為美國情報界最高級別的中長期項目項目科技研髮指導、管理和實施機構。在項目實施上與DARPA相似，均採用項目經理全權負責制，所有工作均依靠項目經理展開，平均任期3-5年。目前IARPA共有24名項目經理管理36個在研項目。在管理方式上與DARPA一樣高度扁平化，下設4分子辦公室：意外預判辦公室（OAS）、深入分析辦公室（IA）、安保操作辦公室（SSO）和智能搜集辦公室（OSC），每個辦公室配有負責人和項目經理。
截至目前，IARPA共發布研究項目62項，分別隸屬於數據分析、預測性情報、數據採集和計算技術四大領域。具體如下表所示。
從歷年分布情況上看，IARPA在四大領域的研究項目無明顯分布特徵，這表明IARPA對四大領域的關注程度基本一致，無特別傾向。但從具體項目上看，近年來IARPA情報科技研發的重點越發突出，項目資源加速向人工智慧、生物技術和高性能計算等前沿科技領域傾斜。
從研究主題看，人工智慧技術全面滲透。IARPA所有已公開的項目中，直接涉及人工智慧技術的研究項目多達30個，佔比接近50%。根據人工智慧技術的實際用途，這些研究項目可以分為四類：一是旨在利用機器學習技術快速獲取海量數據、減輕情報人員負擔的項目，如「深層多媒體視頻分析」（DIVA）、「阿拉丁視頻」（Aladdin Video）和「巴別塔語音識別」（Babel）等；二是旨在利用機器學習技術提升情報搜集、信息識別的速度及準確度的項目，如「生物識別開發科技」（BEST）、「生物識別安全系統」（Odin）等；三是旨在利用機器學習對全球重大時間進行精準預測的項目，如「網路攻擊自動化非常規感測器環境」（CAUSE）、「地緣政治預測系統」（HFC）等；四是旨在通過對腦科學或神經科學的研究來改善人工智慧系統的魯棒性，如「神經系統中的知識表示」（ICArUS）、「大腦皮層網路機器智能」（MICrONS）等。目前人工智慧幾乎全面滲透進IARPA四大領域的研究項目中，已成為IARPA情報研究的支撐性、引領性技術。
4.NGA
美國國家地理空間情報局的誕生始於「9.11事件」以後，其首要任務是協助情報部門挑選、分析和發布地理空間信息，主要任務是為軍事決策者和行動部門提供地理空間情報、影像資源和地理空間數據，並致力於為客戶提供量身定做的地理空間情報分析，服務於解決方案。地理空間情報能用於防禦和國家安全，在這方面的應用包括國家和城市地圖、數字高程模型、重力數據、全球定位系統、海事和航空導航。
深入研究可以發現，美國的地理空間情報是將影像情報和測繪結合起來，實現了動態、詳盡的影像情報數據和地理空間學科的集成，從而為美軍進行情報分析和實現信息優勢提供堅實基礎。美軍地理空間情報與人工智慧技術結合的主要特點包括：（1）智能處理技術與地圖、地理影像數據和地理坐標為主的戰場地理空間情報的結合，為戰場態勢智能感知和戰場可視化提供了關鍵的基礎框架。在影像、地理、遙感等多源異構數據的支持下，利用計算機視覺技術和軟硬體工具對圖像、視頻等進行場景檢測和目標識別，作戰指揮員能夠全維、實時感知戰場態勢，進而向作戰部隊和保障部隊提供戰場宏觀和微觀態勢圖。這將有利於指揮員及時獲取戰場信息、全面掌握戰場態勢、實時評估戰場效果。（2）注重模擬建模，利用模擬原理和虛擬現實技術，構建一個可進入、可交互、可量化的三位虛擬戰場。地理空間情報能為作戰部隊提供近似實戰的環境條件，是繼地圖之後的又一戰場空間認知工具。其以空間資料庫為基礎，在人工智慧技術支撐下，構成了一個讓指揮人員具有生理立體感覺、宛如身臨其境的虛擬戰場，並將虛擬化的裝備、人員、設施融入其中，使得各要素研究不完全受環境、地域、大氣、設備、人員等限制，也縮短了研究周期。
美情報機構人工智慧技術運用趨勢分析
1.人工智慧技術逐步代替大量人工情報工作
信息時代情報越來越以大數據的形式展現，傳統的人工情報採集、分析工作已經難以適合當前的情報發展趨勢。以衛星數據為例，隨著衛星的發展和情報收集技術的進步，可收集到的數據正以成倍的速度增長。美國家地理空間情報局表示，未來20年的商用衛星影像情報分析工作，如果需要人工進行的話，需要將近800萬名數據分析師，目前美國家地理空間情報局正在積極引入人工智慧技術，計劃未來該局75%情報分析任務都將全部自動化，從而提高工作效率。
2.社交媒體大數據情報分析得到高度重視
美國《人工智慧與國家安全》報告指出，對於社交媒體的數據監測分析以及篩選是美國國家安全的重要保障之一。美軍情報機構高度重視社交媒體數據的利用，在各自的項目布局上都涉及社交媒體開源數據的獲取和分析，尤其是近兩年CIA支持的人工智慧技術項目，相當一部分是對社交媒體大數據的處理分析，包括利用自然語言處理技術、圖像與情感識別技術等。運用人工智慧技術將大大提高收集處理社交媒體數據的規模和速度。
3.美軍採用靈活的市場化運作研發手段
美軍情報機構與市場建立了緊密的聯繫，充分溝通協作，使得美軍情報機構的需求能快速得到滿足，而大量人工智慧企業也能獲得大量資金資助。如中央情報局依託IQT公司進行人工智慧技術開發，IARPA設置扁平化的管理結構並採用項目經理全權負責制的運營方式。從IQT公司支持的項目以及情報機構發布的信息看，大多數的人工智慧技術情報項目承擔方主要為人工智慧初創企業，尤其是矽谷地區的初創公司。究其原因，一方面是因為人工智慧初創公司聚集了大量的技術人才儲備，另一方面也是由於其發達的風險投資基金，為智能技術研發提供了充足的經費保障。
4.雲端應用逐漸成為人工智慧情報項目的重要載體
從最近幾年的項目布局看，美軍各情報機構大多選擇將人工智慧情報項目布局在雲端平台，如CIA已經支持了3個創新項目用於將人工智慧技術情報項目部署在亞馬遜等雲端平台。利用雲平台的特性，進一步加快項目的數據搜集廣度、深度以及互聯互通、信息共享的能力。此外，為了應多雲平台應用而引發的安全問題，CIA也支持對於威脅檢測能力的項目，從而確保美軍情報體系的安全性，如DIA、IARPA等機構均布局了關於人工智慧安全預警、風險監測的有關項目。
5.龐大的資金支持成為智能情報發展的重要保障
據統計CIA、DIA、IARPA、NGA等美軍情報機構每年都投入超過5000萬美元的資金用於支持人工智慧技術情報項目。此外，通過美國企業、高校以及其他科研基金支持的人工智慧技術情報項目的金額則更為龐大。在美國《人工智慧與國家安全》報告中也表示，DARPA、IARPA、海軍研究辦公室以及國家科學基金會等機構應增加與人工智慧相關的情報技術基礎研究經費，向美國IQT公司提供更多資源，促進美軍政府情報機構與人工智慧商業公司的合作。
啟?示 建 議
1.加強情報分析與人工智慧技術運用的總體布局
美軍已充分認識到，人工智慧技術已經顛覆了傳統情報工作模式，目前國防領域情報工作已經不再是以往的人工手動搜集處理分析的狀態，自動化、智能化已經成為情報發展的必然趨勢。美軍情報機構在第三次人工智慧浪潮掀起之前就已經著手布局情報體系與智能技術一體化發展，在戰略規劃、需求引導、項目策划上體現尤為明顯。我國應從頂層設計、戰略規劃、項目實施等多方面考慮情報體系與人工智慧技術的融合發展，設計好我國國家情報體系結構，出台國家層面的情報戰略規劃，發布人工智慧技術與情報分析相結合的科研項目，從國家政府層面加強情報分析與人工智慧能技術運用的總體布局。
2.重視社交多媒體大數據等開源數據的開發利用
社交媒體是人們對於事件的反應、對於重要問題的意見、政治情緒、呼籲舉行抗議活動以及其他一些事情的聲音窗口，社交媒體為防務、情報以及國土安全分析人員就潛在的危機提供了早期預警。我國國防領域情報機構應重視對社交多媒體等開源數據的開發利用，將情報掃描對象覆蓋網站、微信、微博、抖音短視頻、推特、臉書等多種數據源，涉及軍事科技相關新聞動態、期刊、會議文獻、科技報告、發明專利等多種數據載體，充分考慮文字、圖片、視頻等多種數據類型。運用大數據和人工智慧技術，開發智能處理工具，對社交多媒體數據進行挖掘分析，並作出相關預測預警。
3.視情向市場企業開放國防科技情報與智能技術應用項目
從美國的經驗看，IQT公司的市場化運作模式是美軍情報體系人工智慧技術運用快速發展的重要助推劑，大量美國人工智慧初創企業得到政府項目支持，這些企業無論從運行效率還是技術迭代程度都比傳統科研院所或者政府下屬研究機構要高。在我國國防科技情報研究中，往往存在一種保守主義，並認為將體制內的項目交由私人中小型初創企業承擔是不可靠的，一方面是擔心中小型初創企業不具備能力，另一方面認為存在泄密風險。從公開的信息看，我國國防科技管理部門大部分情報項目還是主要依託下屬科研院所、高校，這樣一方面不利於國家情報體系與民間先進技術的快速結合應用，另一方面也不利於培養人工智慧技術市場。因此，可以考慮成立由政府經費為主要支持的類似IQT的國家技術情報技術市場培育公司，通過對我國人工智慧技術初創企業的支持，為國家情報機構提供可靠的人工智慧技術市場化解決方案。
4.注重人工智慧技術情報項目在雲端平台的運用與保護
從CIA部署的137個人工智慧情報項目看，CIA已有計劃將美國家情報體系逐步在雲端平台進行部署，包括亞馬遜或微軟雲平台。同時CIA等機構也同步開展了針對人工智慧情報項目的網路威脅與保護研究。依託雲平台，政府許可的任何人都可以在任何時候任何地方利用美國國家情報體系的強大AI資源。美軍已有計劃實施戰區危險預警情報項目，美軍士兵可以依託移動設備快速接入雲端平台，快速了解當前戰區的實時威脅，並可通過臉部識別、特徵提取等手段，快速評估每個作戰單元的威脅程度。還有類似的雲端人工智慧情報項目支撐著美國全球國際事務的參與。因此，我國情報研究與人工智慧項目應加快其在雲端平台的運用實踐，並探索利用我國互聯網企業的強大雲端支撐能力，提高項目的運用效率以及保護力度。
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