「分析解读」北约发布《科技趋势：2020-2040》报告（上）

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2020 年4 月，北约科技组织发布《科技趋势：2020-2040》报告，着眼未来20 年军事技术发展趋势，对在2019年12 月北约伦敦峰会上提出的新兴和颠覆性技术进行分析评估，报告主要内容如下。

一、未来军事技术四大特征

在广泛的战略和地缘政治背景下，新兴和颠覆性技术正与现有技术和军事能力相结合，创造出新的军事技术及作战方式。未来军事技术将呈现出智能化、互联化、分布式和数字化的特征。

一是智能化。人工智能、基于知识的分析能力、人工智能-人类智能共生，将推动所有军事领域的颠覆性应用，提供一体化集成的人工智能、分析和决策能力。

二是互联化。通过现实与虚拟的网络和新的加密方法，将传感器、组织机构、个人、自主系统和流程等联接起来。

三是分布式。通过分散且无处不在的大规模传感、存储和计算，实现颠覆性的效果。

四是数字化。采用数字孪生、合成现实等技术，将人域、物理域和信息域融合起来，创造新的生理、心理、社会和文化模式。

二、未来八大重点技术

报告提出了未来20 年影响军事能力的八项重点技术，其中五项属于颠覆性技术、三项属于新兴技术。

1、颠覆性技术

数据、人工智能、自主、太空和高超声速五项技术本质上具有颠覆性，这些技术将在未来5～10 年内产生革命性影响。

（1）数据：大数据与高级分析

大数据与高级分析是所有新兴和颠覆性技术的使能技术，对于增强军事能力十分重要。大数据与高级分析技术跨越多个学科，其发展具备强大的商业和开源基础。军事应用领域包括情报监视侦察、态势感知、训练和战备、后勤、作战保障、科技研发、信息管理。

关键研发领域包括：①工程防御，自动识别、破坏和调查网络机器人社交和网络攻击；②优化通信，包括探索新的通信模式（如5G）、网状网络、后量子加密方法和认知方法的扩大应用；③分析，包括噪声和不确定数据融合、作战决策、复杂多尺度物理和信息系统建模仿真、新型分布式计算框架等；④传感器，包括被动信号融合和评估、生物传感器、多用传感器、边缘计算；⑤信任，包括分布式账本技术、网络代理、改进的可视化和预测分析、海量社交或网络行为体识别与标记工具、红队网络代理开发。

（2）人工智能

人工智能研究通常基于广泛可用的开源工具和公开数据。商业应用是促进人工智能发展的主要推动力。人工智能的发展存在几大技术挑战：一是大部分现有人工智能应用都比较脆弱；二是需要可解释人工智能；三是难以在未来20 年实现通用人工智能。军事应用领域包括C4ISR、武器和效应、无人运载工具、能力规划、核生化放、医疗、体系管理、后勤、网络和信息空间、训练。

关键研发领域包括：①高级算法，设计机器与深度学习、对抗性人工智能、神经与概率计算等方面的持续研究；②人机共生，涉及接口、以人为中心的人工智能、可视化、可解释性等方面的进步；③人工智能应用，如网络攻防、电子战、信息空间等领域的应用。

（3）自主技术

自主系统已在现实和虚拟环境中广泛使用，最终将与人联合组成强大团队。其中，自主系统将承担单一、危险和代价高的任务，这能够显著降低作战成本、减少人员配置、提高作战效能并减少伤亡。未来20 年，自主系统将显著影响以下军事领域：兵力结构、单兵效能、反制措施、无人蜂群、后勤、态势感知、杀伤力、机动能力、生存能力、持续性、城镇作战、网络。

关键研发领域包括：①系统，如下一代低可观测系统、新型推进器、太空与高超声速系统、低功耗廉价高敏感传感器、社交机器人、网络攻防、诱饵等；②人机编组，包括改进的人机编组、优化的社会技术集成、新接口与控制设计；③反制措施，包括定向能武器、电磁反制措施、诱饵、蜂群拦截等；④自主行为，包括大规模蜂群、嵌入式人工智能、精确导航和数字控制。

（4）太空技术

60多年来，人类一直在有效利用太空，当前两种相互关联、相互作用的发展趋势正推动太空开发活动激增。一是商业航天在卫星、传感器、通信和发射方面发挥主导作用，使发射成本大幅降低，为部署天基资产提供了新的选择；二是新技术和制造方法改变了利用太空的方式和成本，包括新型推进装置、机载人工智能、先进机器人、卫星在轨维护、系统微型化、新型传感器、3D 打印以及下一代加密技术。

太空技术有望大幅提升所有层面的态势感知水平、支持作战效能的近实时评估并提高目标打击成功率。但随着对天基资产依赖性的增加，反卫星等系统带来的风险将加大；随着轨道越来越拥挤、太空碎片数量不断增加，天基系统的有效性和可靠性将受到威胁。

关键研发领域包括：①微波光电，持续研究以提升太空系统性能并促进系统进一步微型化；②小卫星，包括低能耗推进、卫星控制等方面研究；③自主，扩大在轨自主能力，提高人工智能处理能力；③无源相干定位雷达；④天基量子；⑤太赫兹传感器；⑥稳固性，如低成本快速战术发射、改进的太空态势感知、卫星强化等。

（5）高超声速

通常讨论的高超声速系统有四种，即高超声速滑翔飞行器（HGV）、吸气式高超声速巡航导弹（HCM）、高超声速轨道炮和高超声速载人飞机，军事应用优先考虑高超声速滑翔飞行器和高超声速巡航导弹。

考虑到高超声速武器留给综合战术警报/攻击评估系统（ITWAA）的反应时间少、制定对抗措施难及对高价值目标威胁大等特点，这类系统在战略上尤其具有颠覆性，能够提高北约对地面和海上重点目标的打击能力。美国高超声速巡航导弹预计在2025年前投入战场，高超声速滑翔飞行器在2035 年前投入战场。过去70 多年，高超声速研究经历了若干重大发展阶段。然而，近年来材料、推进器、制导、控制等方面的发展，为解决高超声速有关的热、机动性、压力和能量挑战提供了新方法。

未来关键研究领域包括：①平台，包括新耐热材料、新推进模式、微型化和减重、建模与仿真、新运载器具设计、超燃冲压发动机推进、隐身材料与设计、先进飞行控制等；②防御性反制措施，包括传感器和跟踪、硬杀伤、软杀伤三方面研究。

2、新兴技术

量子、生物和材料技术属于新兴技术，需要更多时间（10～20 年）才能在军事领域充分表现出颠覆性。

（1）量子技术

量子现象是许多现代技术的基础，包括晶体管、核能、电子显微镜、超导、光电探测器、医学成像（功能性磁共振成像和正电子发射成像）、激光和固态器件。过去十年，人们将量子现象用于新兴技术开发，其中大多数技术还处于早期阶段，在实现应用前还面临重大挑战。例如，广泛可用的通用量子计算至少需要发展15～20年，实现商用预计还需要5～10 年。

下一代量子技术可能对北约军事能力产生革命性影响。①计算方面，量子计算机有望具备更加强大的计算能力，使加密和解密防范变得更加复杂，同时有助于新材料和生物技术的加快开发；②传感方面，量子传感器将更加敏感，有助于开发隐身和反隐身雷达及更强大的磁、声和重力传感器；③导航定位授时方面，量子效应有助于开发非常敏感的导航定位授时设备；④通信与加密方面，不可破解的密码以及快速解密当前加密信息的能力，将挑战现有C4ISR 系统。关键研究领域包括传感、导航定位授时、量子遥感、磁力和重力感应、量子计算、量子通信和材料。

（2）生物和人效增强技术

材料学、信息系统和人类科学方面的进步，使生物和人效增强技术正以惊人的速度发展。这类技术的研发限制在于不仅要进行基线研究，还要解决道德、法律和政策方面的问题。其中，基因工程的使用面临的问题最为突出，包括个人生物数据发布、药理增强手段的使用以及新型治疗方法涉及的伦理问题。

关键研究领域包括：①生物信息技术和生物传感器，探索新型生物传感器、生物数据收集和分析方法；②人效增强，利用基因改良、神经接口、药理制剂、机械装置提高人类生理效能和认知能力，通过更强的计算和建模能力来理解复杂社交网络中的信息流；③医疗防护措施和技术，开发新型诊断及治疗方法，以支持预测性诊断、生化放威胁识别、伤员护理；③合成生物学，设计和创造合成的生物成分或系统，包括用于监视多种细胞的生物传感器系统。

（3）新材料与制造技术

工业革命的成功很大程度上取决于新材料和制造技术的发展，未来20年新材料、增材制造、能源三个领域的发展预计会产生颠覆性影响。北约军事能力受到的影响包括：新材料在国防领域广泛应用，使武器系统更轻、强度和能量效率更高；增材制造将促进产品开发、减少库存备用件、降低新设计产品和高价值部件成本、实现按需现场定制武器系统。关键研究领域包括石墨烯和二维材料、纳米级生物制造技术、3D/4D 增材制造技术。

（蓝海星：寇玉晶）