从2018年的一份报告开始,“梅文”系统彰显美军在AI时代的情报野心
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从2018年的一份报告开始,“梅文”系统彰显美军在AI时代的情报野心

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引入AI的前提:无人机FMV数据标准化

21世纪初,美国在阿富汗、伊拉克的两场战争开启了“无人机战争”时代,也直接推动了全动态视频(FMV)技术的成熟与爆发。

与此同步的是,隶属于美国国家地理空间情报局(NGA)的机构动态影像标准委员会MISB(Motion Imagery Standards Board)专门为FMV视频制定了美军标准——MISB ST 0601,官方名为无人机数据链本地集(UAS Datalink Local Set)。

这个FMV视频元数据的军用标准规定了用轻量KLV格式把时间、位置、姿态、平台、传感器、目标、气象与环境等信息打包嵌入到视频流中,从而能够实现跨平台、跨军种的传输和互通共享。

2008年10月,阿富汗南部美军基地内,“悍马”引导MQ-1“捕食者”无人机降落。画面右侧可见远处的安-124运输机。

比如,2014年10月发布的MISB ST 0601.8版的标准就明确定义了95个数据标签(Tag)。从这一细节可以看出,在美军标准化情报体系中,无人机平台拍摄的FMV视频画面已经变成了地理空间情报数据的重要源头。情报分析人员对这些FMV的判读和分析,并不是通过逐帧看视频而达成的,而是基于元数据叠加地图、标记目标数据库、历史数据等,最终获知“何时何地,发生了什么的”,可以提取目标位置、生成目标的移动轨迹和速度、识别异常活动、生成目标轨迹和活动模式等。

在2014年10月的MISB ST 0601.8版的标准中,列出的元数据标签量就达到了95个。

而这也让美军在战场情报方面遇到了新难题——数据量远超分析能力,让情报分析师不堪重负。

在“数据过载”的困境之下,无人机的FMV视频根本无法转化为可执行的情报,甚至“让反恐战争中的士兵为此付出了生命代价”。

此时,德鲁·库科尔意识到,人工智能(AI)技术或许能解决这个问题。他力图将情报的处理、利用与分发(Processing、Exploitation、Dissemination,简称为PED)等工作做到高度的自动化。

而这一工作的前提,也是因为有了MISB ST 0601标准这个大前提,才能让FMV和携带的多种元数据能够标准化,可跨平台进行解析,也才有引入AI工具后,AI能够自动识别目标、跟踪、分析、关联、生成报告等进展。

美国的MISB ST 0601标准也被纳入了北约标准化协议STANAG 4609。由此,北约内部的FMV数据的流转和共享都不是问题。图为法军装备的MQ-9。

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当数据过载,AI成为破局之道

将AI技术应用于无人机影像,这个提案也得到了时任美国国防部副部长的认可。

2018年,作为“梅文”项目负责人的美国陆军中将约翰·沙纳汉在其报告《无人机系统领域的变革:算法战跨职能小组(梅文项目)》中提到,2016年10月,他们详细研究了战术无人机PED自动化,并得出结论:“收集的数据量远远超过现有的人力……我们需要一种新方法……”这也是“梅文”项目启动的根本动因。

沙纳汉出示了一张比喻“数据雪崩”的图片:一辆吉普车被巨大的雪崩追赶,隐喻着情报数据如同雪崩一样向分析师涌来,如果不借助自动化工具,“吉普车”就会被数据淹没,无法及时产出情报。

沙纳汉在2020年从美国空军退役后也有“旋转门”履历,除了智库、院校的研究员角色外,摩尔斯(MORSE)公司在2024年宣布,沙纳汉加入该公司顾问委员会。该公司的介绍是“一家领先的人工智能(AI)解决方案提供商,服务于美国国防部和情报界。”

沙纳汉这样介绍“梅文”项目的发展历程:2016年11月,在项目“问题定义与分析”阶段,团队以效率提升倍数来量化评估了数据传输、优化人机界面、语音转文字、传感器管理优化、计算机视觉/AI等不同技术会给情报PED工作的自动化带来提效价值。

工作结论是:计算机视觉/AI至少能达到50倍的提效,AI技术将带来颠覆性的效率提升。同年12月,PED自动化工作组成立,成员来自美国国防部实验室、各战区司令部、情报机构、国防创新单元(DIUx)、战略能力办公室(SCO)及各军种——这标志着“梅文”项目从概念评估进入技术筹备阶段。

FMV视频数据的量级暴涨,AI工具能显著提高对这类数据的处理、分析效率。

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并非一蹴而就,正式开始于2017年

沙纳汉在报告中还称,PED自动化工作组评估了32个政府项目,其中仅有12个项目涉及AI/计算机视觉。而彼时美国军方在军用AI方面能力薄弱,不单单是AI项目少,投入更是不足,基础设施缺失,相关项目的平均投入仅为50万美元,训练AI模型所需的GPU、云计算能力均为0,也没有规模化数据标注体系,平均标注数据量约1万个目标,数据量严重不足。很多项目的算法直接来自GitHub开源代码,缺乏自主可控技术底座,也根本没有集成到实战系统的计划,这意味着这些项目并未真正瞄准战场,与战场需求存在一定脱节。

沙纳汉的这份报告文件揭示了“梅文”项目的发展并非一蹴而就。

2017年1月,美国军方联合学术界与产业界开展AI专项研究,引入初创企业、科技巨头、顶尖高校、智库与科研机构。这意味着“梅文”项目的发展从一开始就打破了传统军工项目研发的壁垒,从过去的传统军工封闭体系转向硅谷生态模式。

这是非常关键的结构变化,后来直接促成了谷歌等互联科技巨头的参与和美国“新军工”帕兰提尔公司的崛起。

2017年2月,美国国防部提出“特别工作组”方案和行动方案。此时该项目内部已经形成共识:深度学习算法可达到接近人类的水平;AI必须规模化实施,需构建完整技术流水线;集成与文化是“最困难的部分”。

沙纳汉以一辆吉普车被巨大的雪崩追赶来形容“数据雪崩”的情况。

站在现在回顾,这三则目标颇具预见性和指导性,并且足够务实。

在“梅文”项目启动后的几年中,AI技术的发展日新月异;AI技术的发展需要建立起从数据采集、标注、算法训练、测试、集成到部署、迭代优化的完整技术“流水线”,才能保障AI算法的持续迭代与大规模应用。此外,在AI技术的应用层面,技术本身并不是最难,难点在于是如何让美国军方接受这个新事物,如何将AI接入到现有的武器系统中,并对已有流程和模式、战术战法等做出改造甚至是重构。

颇有硅谷风格的是,“梅文”项目启动当年就被要求必须有成果。

2017年4月,美国国防部副部长罗伯特·沃克正式设立算法战跨职能团队(AWCFT)。

AWCFT的徽章,一改传统军事徽章多采用严肃、庄重的纹章风格,而是使用了三个笑容灿烂、看起来“友好”的卡通机器人形象,上面写着拉丁文“officium nostrum est adiuvare”,意为“我们的职责是协助/提供帮助”。同时也明确了,该项目是直接向美国国防部情报副部长汇报,凸显项目的地位属于国防部情报体系的顶层。

不论是机器人的形象,还是它们的颜色,在这类徽章中都属相对罕见的设计元素。如此设计,或许是为了呼应这支团队的创新、打破传统的一面。

与此同时,设定的项目初期目标是——整合现有算法技术资源;全动态视频(FMV)的PED环节部署AI,用于处理、利用与分发(PED);小团队,快速行动,允许失败,迭代学习;2017年底前首批算法投入运行。

这4个目标的设立,既能够整合AI算法技术资源,还避免了内部的重复建设,以形成统一的技术底座,利于后续的规模化推广应用。而且,凸显了“梅文”项目从诞生第一天起就紧扣FMV的需求,是瞄向战场部署的实战型AI。

无人机系统的一大技术发展方向是“一站多控”(一座地面站控制多架无人机),这背后离不开起降、巡航等环节的自动化,也有赖于AI工具的引入,带来对战场信息处理能力的显著提升。

而“小团队,快速行动,允许失败,迭代学习”这一目标,则是浓缩了硅谷创业文化精髓,跳出了传统军工巨头主导的军工项目的庞大、长周期、重流程等固有窠臼。梅文项目从概念评估到技术筹备,从诞生到测试部署都是速度非常快的。

特别是2017年底前首批AI算法投入运行这个目标,更显“梅文”项目的硅谷底色:是要以明确的、激进的时间节点来倒逼项目的快速推进,确保系统尽早交付部队,开展试用工作,形成初始作战能力,并开启一轮轮快速的技术迭代升级。

事实上,“梅文”系统的尽早交付-试用-形成初始作战能力-反馈-升级迭代这样的产品开发模式,颠覆了美军的传统采购惯例,在推行中曾遭遇不小阻力。

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颇有野心,要做全域军事情报AI平台

沙纳汉这份2018年的报告文件,可以说是美国官方对“梅文”这个军用AI系统诞生的“说明书”。这里可以看出“梅文”项目在立项之初就极具野心,定下了从“视频AI”向“全域军事情报AI平台”扩展的发展战略。

比如,可用于不同平台与传感器的情报数据的收集、整理和融合。来源多样性的情报数据除了体量各异的无人机平台外,还包括手持设备、U-2侦察机等有人机平台、卫星、雷达系统、水面舰艇(包括侦察船)等。

沙纳汉这份2018年的报告文件指出,“梅文”系统的用途可不止“视频AI”。

该文件还展示了“梅文”系统对缴获的敌方物资的情报搜集和处理能力,涵盖了手机、U盘、笔记本电脑、纸质文件、手写书信、光盘等,这意味着该系统具备对这些不同形态情报的文档识别、翻译、关联分析等能力。以及,“梅文”系统还具备对目标的系统分析能力,分析诸多不同节点(目标)之间的组织关系和活动模式等,并构建起一张复杂的网络关系图。

由此可见,早在2017年至2018年时,美军高层就已经意识到梅文系统不只是针对FMV视频的辅助分析工具,而是未来情报体系的底层基础设施。

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文案:郑宇航

排版:蓝风

编审 | 监制:武晨、王兰

看航空融媒体工作室出品

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