背景

澳大利亚的战略地理将继续为未来带来新的挑战和机遇。这个国家仍将是一块巨大的陆地，亚洲底层人口很少。然而，我们的地区不再是一个地理纵深的战略回水区。我们的历史地理优势正在被灰色地带行动、现代武器的射程和杀伤力、反进入和区域拒止（A2AD）系统的威力以及其他国家军事力量更广泛的现代化所侵蚀。这些考虑表明了一个军事问题：广阔的海域、北部群岛地区和拥挤的沿海地区如何在未来为澳大利亚提供抵消和战略纵深？

澳大利亚历史上的经济优势和技术优势到2040年可能会被削弱。与印尼等人口较多的地区国家相比，澳大利亚的经济相形见绌；预计到2030年，澳大利亚国内生产总值（GDP）将达到印度尼西亚国内生产总值的三分之一或更少。[1]此外，技术的扩散加上投入少量所谓“精致平台”的成本和采购时间的不断增加，正在侵蚀澳大利亚的战略优势。一直以来，“加速战争”概念中假设的趋势将继续影响未来的作战环境。人口现实表明，澳大利亚将继续部署数量适度的军队。这表明了我们的第二个挑战：当该地区在经济和技术上超越时，澳大利亚如何抵消这些条件以产生质量

Swarming
大量的自主系统相互协作，共同行动并作出反应，以提供压倒性的效果。
澳大利亚国防词汇

在本概要中，集群被定义为集群智能研究在集群机器人中的应用。为《澳大利亚国防术语表》中的定义增添了一些特殊性，机器人群是1）三个或更多机器人，2）具有有限或没有人类控制的机器人，以及3）协同执行任务的机器人。[2] 本文超越了集群“无人机”或无人机系统的常见概念，而是讨论了在所有作战领域（陆地、空中、海上、太空和网络）中运行的无人驾驶飞行器（UxV）。一个同质群是三个或多个相同类型的UxV协同执行相同的任务。一个异质群包含独立的UxV，可同时提供交替效果。UxV也可以部署在称为“集群”的小型机动部队中，这些部队可以快速集结并在时间和空间上产生效果。

“卓越平台”将一系列功能整合到一个系统中。在2040年及以后，主要基于精致平台的技术优势很可能不太可能成为澳大利亚的可持续方法。作为替代方案，为异构集群生产的UxV可以通过部署多种类型的小型独立平台来复制精致平台的效果，这些平台可能单独具有单一目的（ISR、EW、防空、反坦克等），但能够大规模提供集体效果。“小型、智能和廉价”[3]UxV可以在冲突之前和冲突期间生产数百辆或数千辆，以压倒对手、产生优势并维持战争努力。这一想法与美国国防高级研究计划局的“马赛克战争”概念所代表的合作军队正在开发的UxV概念产生了共鸣。[4]

在群体机器人中实现群体人工智能（AI）的技术挑战极高。然而，这场竞赛正在进行，许多国家都在追求群体技术的军事应用能力

支持2040年统一领域作战：小型、智能、廉价和众多

陆军未来的作战概念，即2040年统一域作战（UDO40），认识到需要构想一个单一的作战领域，澳大利亚必须实现其人民的非对称优势，UDO40试图通过威胁或实际施加超过任何感知优势的成本来阻止或挫败对澳大利亚或其利益的同行（加）威胁攻击。在这种情况下，异构集群（可能包括空中、地面、水面和/或水下的UxV集群，能够浪涌和协调效应）提供了统一领域行动的一个例子。此外，蜂群可以通过利用蜂群“群体”来延迟对手或阻碍其向澳大利亚投送兵力，从而补充澳大利亚的地理和战略方法该地区

互换为澳大利亚提供了一种保持其抵消策略[5]并继续创造优势的潜在方式。从概念上讲，UxV集群可以提供一种廉价的、消耗性的非对称方法来探测、威慑、否认和/或击败澳大利亚附近地区的对手。以下指示性列表描述了通过六项作战功能构想的向ADF集结的战术和作战效用

了解。群集提供的一个关键优势是能够在有限的人工干预下部署大量系统，从而提高运营效果，同时减少所需的人力资本。这种群体可以覆盖大片领土，同时在内部协调自己的努力。这可能包括用空中、水面或水下无人驾驶飞行器饱和澳大利亚的北部航道或海上阻塞点，以探测、跟踪并在需要时干扰或击败敌方潜艇或船只。空中、地面和地面UxV可用于寻找敌方高价值目标，即使是在有争议的A2AD环境中，然后排队打击效果。大量的无人侦察车可以在拥挤的地形（如丛林或超大城市）中灵活地运行，因为它们聚集了数百或数千架小型空中和地面ISR无人侦察车

适应。由于了解功能，交换可以为C2提供支持，从而增强指挥官的适应性。通过将ISR集群部署到澳大利亚北部引道而产生的防区外能力可能会抵消联合部队部署到近距离作战空间的要求，直到实现更大的态势感知。这可以在冲突的早期阶段提供更高水平的适应性。集群系统分解为集群或单个UxV，然后重新聚合的能力可以创造难以应对的适应性和节奏。当集群机器人不仅可以实现半自主，而且可以实现自主集群（即人在回路中、人在回路上或人在回路外）时，UxV可以从集群内的C2节点进行操作和适应，即使在通信降级或被拒绝的环境中。这将直接支持分级指挥-敏捷控制，这是澳大利亚未来指挥和控制概念的中心思想。[6] 这种适应性可以使蜂群继续寻找可能有助于A2AD效应或削弱友军通信的敌方系统或平台，并减少或移除这些敌方系统。

Shape。互换UxV可能是一个诱饵。大量的UxV会混淆物理和电子检测方法。成群的地面UxV可能会欺骗对手，使其认为一个更大的车辆编队正在通过一个区域，或者成群的空中UxV会呈现出直升机的相同电子截面，以迷惑对手的传感器。具有电子战欺骗能力的UxV可以通过在整个作战空间中呈现激增的排放量，使对手部队远离友军主力部队。这些UxV还可以分解成集群，以提供压倒性的信号流量，使对手的传感器过载，掩盖真正的友军信号，或使对手认为自己面临更大的部队。UxV也可以动态地用于塑造对手的行动路线。最后，仅仅是群集的存在或威胁就可以改变对手的计算。

打击。交换对打击效果有动力学和非动力学贡献。最基本的是集群弹药，即“火力集群”，通过这种方式，游荡的自主弹药可以找到目标，然后集群摧毁目标。然而，集群的最大效用更可能出现在与其他系统协同作战的自主无人驾驶飞行器中，即“武力集群”。人工智能支持的集群可以通过“最佳传感器、最佳效应器”方法，从ISR UxV中产生目标解决方案，将UxV攻击平台或其他防区外武器排成队列。这可能是由动能UxV或非动能UxVs从群内发起的攻击，这些攻击可产生干扰或其他电子战或网络效应。通过将数百或数千辆UxV投射到澳大利亚附近有争议的A2AD环境中，以实现概念上的“杀伤网”，从而实现打击效果。这可能会造成僵局，以消耗性友军平台不对称地否定对手的能力，利用澳大利亚的战略地理位置，从而保护部队。此外，通过UxV实现大规模作战，可以减少近距离和纵深作战空间所需的人员数量，减轻相应的后勤负担负担

盾。互换可以产生防区外，以保护联合部队。未来的“向接触前进”可能会由成群的UxV先锋队引领，以吸收最初的接触。Swarms还可用于防御海上港口和阻塞点，以及机场或友好设施上方的空域。例如，一群空中和地面UxV可以在休眠模式下保持在友军基地内或附近，以提供屏蔽效果。当感知到敌机的接近时，空中系统可以发射一个空中雷场，并带有一个小障碍物或爆炸装置的反应群。地面UxV可以跟踪和指挥空中集群和/或协同发射防空弹药。此外，我们自己的蜂群可以通过拦截大规模威胁来对抗对手。[7]

维持。成群的UxV可消耗且难以拦截，或至少难以完全摧毁，这可能会部分促进补给。如果为集群开发的UxV保持小型、廉价并在全国范围内生产，那么维持或替代集群编队的能力将是广泛的。一旦UxV在作战空间中运行，主要考虑的是弹药和动力需求。较小的系统可以通过更大的空中、水面或水下“母舰”UxV和更大的电源投射到作战空间中。然后，UxV返回后方梯队，与群内的太阳能“充电”UxV连接，或返回提供补给节点的更大的UxV“母舰”平台，可以促进电力补给。最后，群集的概念本身有助于对抗可持续性，因为在无法摧毁中央控制节点的情况下，通过大规模击败对手，可以提供固有的弹性。

虽然超出了本概要的范围，但支持澳大利亚抵消战略的群集概念非常值得探索。这种探索可以与陆军的合作伙伴一起进行。这一概念将要求纳入未来的主权产业能力政策，因为所提供的技术完全符合澳大利亚的产业能力。在UxV的现成来源的支持下，陆军在“扩展”其能力方面的许多挑战都可以克服。最后，需要一个概念，以便适当考虑对人工智能的影响。与此相关的是，军队的机器人和自主系统战略以及ADF的机器人和自动系统联合概念中都提到了集群带来的机会。[8]

虽然群集不会缺乏局限性和漏洞，但这种能力的成熟和应用所带来的潜在不对称优势将是深远的。考虑到许多其他国家已经在追求这项技术，这也是及时的。澳大利亚独特的地缘战略环境和预测的未来运营环境意味着，蜂拥而至可以大大有助于在2040年后维持有效的抵消战略，https://power.lowyinstitute.org/data/future-resources/economic-size-203…（2021 3月5日访问）

[2]R.Arnold等人，“什么是机器人群：群集机器人的定义”，2019年IEEE第十届普及计算、电子学和；移动通信会议，纽约，2019年，第75页

[3]T.X.Hammes，《技术融合和权力扩散：小型、智能和廉价武器的演变》，政策分析卡托研究所，2016年第786号，https://cato.org/publications/policy-analysis/technologies-converge-pow…（2021 3月1日访问），国防高级研究计划局（DARPA），《国防高级研究项目局共同打造马赛克战争愿景：依靠成本效益复杂度战胜对手》，2018，https://www.darpa.mil/work-with-us/darpa-tiles-together-a-vision-of-mos…，（2021 3月11日访问）；B、 Jensen&；J、 Paschkewitz，“马赛克战争：小型和可扩展的是美丽的”，岩石上的战争，2019年，https://warontherocks.com/2019/12/mosaic-warfare-small-scalable-are-bea…，（2021 3月11日访问），

[5]I.Langford，“澳大利亚的抵消和A2/AD策略”，参数47（1）2017年春季，2017年，堪培拉国防部，部队探索处，ADF未来部队指挥与控制概念（1.0版），2019年

[7]反集群在概念上与澳大利亚的讨论一样广泛和复杂

[8]未来陆战，机器人和自主系统战略，国防部，堪培拉，2018年，第10页；部队探索处，《机器人和自主系统概念》（1.0版），国防部，堪培拉，2020年，第38-39页。

简介