引入AI的前提:無人機(jī)FMV數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
21世紀(jì)初,美國在阿富汗、伊拉克的兩場戰(zhàn)爭開啟了“無人機(jī)戰(zhàn)爭”時代,也直接推動了全動態(tài)視頻(FMV)技術(shù)的成熟與爆發(fā)。
與此同步的是,隸屬于美國國家地理空間情報局(NGA)的機(jī)構(gòu)動態(tài)影像標(biāo)準(zhǔn)委員會MISB(Motion Imagery Standards Board)專門為FMV視頻制定了美軍標(biāo)準(zhǔn)——MISB ST 0601,官方名為無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈本地集(UAS Datalink Local Set)。
這個FMV視頻元數(shù)據(jù)的軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用輕量KLV格式把時間、位置、姿態(tài)、平臺、傳感器、目標(biāo)、氣象與環(huán)境等信息打包嵌入到視頻流中,從而能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺、跨軍種的傳輸和互通共享。
![]()
2008年10月,阿富汗南部美軍基地內(nèi),“悍馬”引導(dǎo)MQ-1“捕食者”無人機(jī)降落。畫面右側(cè)可見遠(yuǎn)處的安-124運(yùn)輸機(jī)。
比如,2014年10月發(fā)布的MISB ST 0601.8版的標(biāo)準(zhǔn)就明確定義了95個數(shù)據(jù)標(biāo)簽(Tag)。從這一細(xì)節(jié)可以看出,在美軍標(biāo)準(zhǔn)化情報體系中,無人機(jī)平臺拍攝的FMV視頻畫面已經(jīng)變成了地理空間情報數(shù)據(jù)的重要源頭。情報分析人員對這些FMV的判讀和分析,并不是通過逐幀看視頻而達(dá)成的,而是基于元數(shù)據(jù)疊加地圖、標(biāo)記目標(biāo)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)等,最終獲知“何時何地,發(fā)生了什么的”,可以提取目標(biāo)位置、生成目標(biāo)的移動軌跡和速度、識別異常活動、生成目標(biāo)軌跡和活動模式等。
![]()
在2014年10月的MISB ST 0601.8版的標(biāo)準(zhǔn)中,列出的元數(shù)據(jù)標(biāo)簽量就達(dá)到了95個。
而這也讓美軍在戰(zhàn)場情報方面遇到了新難題——數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超分析能力,讓情報分析師不堪重負(fù)。
在“數(shù)據(jù)過載”的困境之下,無人機(jī)的FMV視頻根本無法轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的情報,甚至“讓反恐戰(zhàn)爭中的士兵為此付出了生命代價”。
此時,德魯·庫科爾意識到,人工智能(AI)技術(shù)或許能解決這個問題。他力圖將情報的處理、利用與分發(fā)(Processing、Exploitation、Dissemination,簡稱為PED)等工作做到高度的自動化。
而這一工作的前提,也是因為有了MISB ST 0601標(biāo)準(zhǔn)這個大前提,才能讓FMV和攜帶的多種元數(shù)據(jù)能夠標(biāo)準(zhǔn)化,可跨平臺進(jìn)行解析,也才有引入AI工具后,AI能夠自動識別目標(biāo)、跟蹤、分析、關(guān)聯(lián)、生成報告等進(jìn)展。
![]()
美國的MISB ST 0601標(biāo)準(zhǔn)也被納入了北約標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議STANAG 4609。由此,北約內(nèi)部的FMV數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)和共享都不是問題。圖為法軍裝備的MQ-9。
當(dāng)數(shù)據(jù)過載,AI成為破局之道
將AI技術(shù)應(yīng)用于無人機(jī)影像,這個提案也得到了時任美國國防部副部長的認(rèn)可。
2018年,作為“梅文”項目負(fù)責(zé)人的美國陸軍中將約翰·沙納漢在其報告《無人機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的變革:算法戰(zhàn)跨職能小組(梅文項目)》中提到,2016年10月,他們詳細(xì)研究了戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)PED自動化,并得出結(jié)論:“收集的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的人力……我們需要一種新方法……”這也是“梅文”項目啟動的根本動因。
沙納漢出示了一張比喻“數(shù)據(jù)雪崩”的圖片:一輛吉普車被巨大的雪崩追趕,隱喻著情報數(shù)據(jù)如同雪崩一樣向分析師涌來,如果不借助自動化工具,“吉普車”就會被數(shù)據(jù)淹沒,無法及時產(chǎn)出情報。
![]()
沙納漢在2020年從美國空軍退役后也有“旋轉(zhuǎn)門”履歷,除了智庫、院校的研究員角色外,摩爾斯(MORSE)公司在2024年宣布,沙納漢加入該公司顧問委員會。該公司的介紹是“一家領(lǐng)先的人工智能(AI)解決方案提供商,服務(wù)于美國國防部和情報界。”
沙納漢這樣介紹“梅文”項目的發(fā)展歷程:2016年11月,在項目“問題定義與分析”階段,團(tuán)隊以效率提升倍數(shù)來量化評估了數(shù)據(jù)傳輸、優(yōu)化人機(jī)界面、語音轉(zhuǎn)文字、傳感器管理優(yōu)化、計算機(jī)視覺/AI等不同技術(shù)會給情報PED工作的自動化帶來提效價值。
工作結(jié)論是:計算機(jī)視覺/AI至少能達(dá)到50倍的提效,AI技術(shù)將帶來顛覆性的效率提升。同年12月,PED自動化工作組成立,成員來自美國國防部實驗室、各戰(zhàn)區(qū)司令部、情報機(jī)構(gòu)、國防創(chuàng)新單元(DIUx)、戰(zhàn)略能力辦公室(SCO)及各軍種——這標(biāo)志著“梅文”項目從概念評估進(jìn)入技術(shù)籌備階段。
![]()
FMV視頻數(shù)據(jù)的量級暴漲,AI工具能顯著提高對這類數(shù)據(jù)的處理、分析效率。
并非一蹴而就,正式開始于2017年
沙納漢在報告中還稱,PED自動化工作組評估了32個政府項目,其中僅有12個項目涉及AI/計算機(jī)視覺。而彼時美國軍方在軍用AI方面能力薄弱,不單單是AI項目少,投入更是不足,基礎(chǔ)設(shè)施缺失,相關(guān)項目的平均投入僅為50萬美元,訓(xùn)練AI模型所需的GPU、云計算能力均為0,也沒有規(guī)模化數(shù)據(jù)標(biāo)注體系,平均標(biāo)注數(shù)據(jù)量約1萬個目標(biāo),數(shù)據(jù)量嚴(yán)重不足。很多項目的算法直接來自GitHub開源代碼,缺乏自主可控技術(shù)底座,也根本沒有集成到實戰(zhàn)系統(tǒng)的計劃,這意味著這些項目并未真正瞄準(zhǔn)戰(zhàn)場,與戰(zhàn)場需求存在一定脫節(jié)。
![]()
沙納漢的這份報告文件揭示了“梅文”項目的發(fā)展并非一蹴而就。
2017年1月,美國軍方聯(lián)合學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界開展AI專項研究,引入初創(chuàng)企業(yè)、科技巨頭、頂尖高校、智庫與科研機(jī)構(gòu)。這意味著“梅文”項目的發(fā)展從一開始就打破了傳統(tǒng)軍工項目研發(fā)的壁壘,從過去的傳統(tǒng)軍工封閉體系轉(zhuǎn)向硅谷生態(tài)模式。
這是非常關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)變化,后來直接促成了谷歌等互聯(lián)科技巨頭的參與和美國“新軍工”帕蘭提爾公司的崛起。
2017年2月,美國國防部提出“特別工作組”方案和行動方案。此時該項目內(nèi)部已經(jīng)形成共識:深度學(xué)習(xí)算法可達(dá)到接近人類的水平;AI必須規(guī)模化實施,需構(gòu)建完整技術(shù)流水線;集成與文化是“最困難的部分”。
![]()
沙納漢以一輛吉普車被巨大的雪崩追趕來形容“數(shù)據(jù)雪崩”的情況。
站在現(xiàn)在回顧,這三則目標(biāo)頗具預(yù)見性和指導(dǎo)性,并且足夠務(wù)實。
在“梅文”項目啟動后的幾年中,AI技術(shù)的發(fā)展日新月異;AI技術(shù)的發(fā)展需要建立起從數(shù)據(jù)采集、標(biāo)注、算法訓(xùn)練、測試、集成到部署、迭代優(yōu)化的完整技術(shù)“流水線”,才能保障AI算法的持續(xù)迭代與大規(guī)模應(yīng)用。此外,在AI技術(shù)的應(yīng)用層面,技術(shù)本身并不是最難,難點(diǎn)在于是如何讓美國軍方接受這個新事物,如何將AI接入到現(xiàn)有的武器系統(tǒng)中,并對已有流程和模式、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法等做出改造甚至是重構(gòu)。
![]()
頗有硅谷風(fēng)格的是,“梅文”項目啟動當(dāng)年就被要求必須有成果。
2017年4月,美國國防部副部長羅伯特·沃克正式設(shè)立算法戰(zhàn)跨職能團(tuán)隊(AWCFT)。
AWCFT的徽章,一改傳統(tǒng)軍事徽章多采用嚴(yán)肅、莊重的紋章風(fēng)格,而是使用了三個笑容燦爛、看起來“友好”的卡通機(jī)器人形象,上面寫著拉丁文“officium nostrum est adiuvare”,意為“我們的職責(zé)是協(xié)助/提供幫助”。同時也明確了,該項目是直接向美國國防部情報副部長匯報,凸顯項目的地位屬于國防部情報體系的頂層。
![]()
不論是機(jī)器人的形象,還是它們的顏色,在這類徽章中都屬相對罕見的設(shè)計元素。如此設(shè)計,或許是為了呼應(yīng)這支團(tuán)隊的創(chuàng)新、打破傳統(tǒng)的一面。
與此同時,設(shè)定的項目初期目標(biāo)是——整合現(xiàn)有算法技術(shù)資源;全動態(tài)視頻(FMV)的PED環(huán)節(jié)部署AI,用于處理、利用與分發(fā)(PED);小團(tuán)隊,快速行動,允許失敗,迭代學(xué)習(xí);2017年底前首批算法投入運(yùn)行。
這4個目標(biāo)的設(shè)立,既能夠整合AI算法技術(shù)資源,還避免了內(nèi)部的重復(fù)建設(shè),以形成統(tǒng)一的技術(shù)底座,利于后續(xù)的規(guī)模化推廣應(yīng)用。而且,凸顯了“梅文”項目從誕生第一天起就緊扣FMV的需求,是瞄向戰(zhàn)場部署的實戰(zhàn)型AI。
![]()
無人機(jī)系統(tǒng)的一大技術(shù)發(fā)展方向是“一站多控”(一座地面站控制多架無人機(jī)),這背后離不開起降、巡航等環(huán)節(jié)的自動化,也有賴于AI工具的引入,帶來對戰(zhàn)場信息處理能力的顯著提升。
而“小團(tuán)隊,快速行動,允許失敗,迭代學(xué)習(xí)”這一目標(biāo),則是濃縮了硅谷創(chuàng)業(yè)文化精髓,跳出了傳統(tǒng)軍工巨頭主導(dǎo)的軍工項目的龐大、長周期、重流程等固有窠臼。梅文項目從概念評估到技術(shù)籌備,從誕生到測試部署都是速度非常快的。
特別是2017年底前首批AI算法投入運(yùn)行這個目標(biāo),更顯“梅文”項目的硅谷底色:是要以明確的、激進(jìn)的時間節(jié)點(diǎn)來倒逼項目的快速推進(jìn),確保系統(tǒng)盡早交付部隊,開展試用工作,形成初始作戰(zhàn)能力,并開啟一輪輪快速的技術(shù)迭代升級。
![]()
事實上,“梅文”系統(tǒng)的盡早交付-試用-形成初始作戰(zhàn)能力-反饋-升級迭代這樣的產(chǎn)品開發(fā)模式,顛覆了美軍的傳統(tǒng)采購慣例,在推行中曾遭遇不小阻力。
頗有野心,要做全域軍事情報AI平臺
沙納漢這份2018年的報告文件,可以說是美國官方對“梅文”這個軍用AI系統(tǒng)誕生的“說明書”。這里可以看出“梅文”項目在立項之初就極具野心,定下了從“視頻AI”向“全域軍事情報AI平臺”擴(kuò)展的發(fā)展戰(zhàn)略。
比如,可用于不同平臺與傳感器的情報數(shù)據(jù)的收集、整理和融合。來源多樣性的情報數(shù)據(jù)除了體量各異的無人機(jī)平臺外,還包括手持設(shè)備、U-2偵察機(jī)等有人機(jī)平臺、衛(wèi)星、雷達(dá)系統(tǒng)、水面艦艇(包括偵察船)等。
![]()
沙納漢這份2018年的報告文件指出,“梅文”系統(tǒng)的用途可不止“視頻AI”。
該文件還展示了“梅文”系統(tǒng)對繳獲的敵方物資的情報搜集和處理能力,涵蓋了手機(jī)、U盤、筆記本電腦、紙質(zhì)文件、手寫書信、光盤等,這意味著該系統(tǒng)具備對這些不同形態(tài)情報的文檔識別、翻譯、關(guān)聯(lián)分析等能力。以及,“梅文”系統(tǒng)還具備對目標(biāo)的系統(tǒng)分析能力,分析諸多不同節(jié)點(diǎn)(目標(biāo))之間的組織關(guān)系和活動模式等,并構(gòu)建起一張復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。
由此可見,早在2017年至2018年時,美軍高層就已經(jīng)意識到梅文系統(tǒng)不只是針對FMV視頻的輔助分析工具,而是未來情報體系的底層基礎(chǔ)設(shè)施。(鄭宇航)
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.