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美國邊緣計算技術軍事應用情況

2024/07/04

前言：數字技術正在改變戰爭的形態，如今的軍事優勢很大程度上取決于數字戰場的能力，邊緣計算作為數字戰場能力發展的重要一環，憑借其允許在邊緣設備本身以及任務的前線進行處理和運算的能力，正在越來越多的被美軍應用。

一、戰術邊緣去中心化決策

戰場環境中的信息大多遵循一定的“信息鏈”：來自現場的數據由傳感器收集，在地面站捕獲，傳送到運營中心標記進行分析，然后根據優先響應等級最終返回給作戰人員，作戰人員隨即做出決策。

邊緣計算通過實現去中心化決策從而來縮短該流程，加快從數據到決策的速度。通過在自己的設備上訪問數據，士兵可以快速評估面前的威脅，并確定誰是目標，誰是共同戰斗人員。從整合作戰人員的關鍵情報，到在現場提供操作和預測性機械信息，再到協調部隊和急救人員的戰術，分散式數據處理是執行現代任務的未來。

二、F-35傳感器融合分配

目前，邊緣計算的基本概念目前正驅動著美軍先進的F-35戰機，通過每個平臺上的傳感器，F-35能夠系統評估環境，將數據與其他F-35戰機融合，然后在飛機之間分發數據。當飛機編隊飛行時，這一切都是通過使用多功能高級數據鏈(MADL)自動發生的。

該平臺的工作原理如下：當由四架或八架飛機組成的編隊飛行時，MADL使用高帶寬在每架參與的F-35之間建立連接并共享環境數據。它自動連接他們的系統和共享的傳感器數據，以空域內的任何威脅、目標或不可預見的變化進行統一分析，從而比任何一架飛機單獨收集的數據都更完整。通過多架F-35戰機對一個特定目標進行分區，由于每個設備都具有來自不同位置和不同速度的獨特處理優勢，因此它們可以共同捕捉一個全面的視野并提供高保真信息，邊緣計算就成為F-35的力量倍增器。

MADL工作示意

當軍方開始擴展MADL的應用，以便與其他平臺(例如F-22等飛機，甚至海軍艦艇和陸軍坦克)進行通信時，網絡的影響就會變得更加明顯。退役美國空軍中將、F-35閃電II聯合項目辦公室前項目執行官克里斯·博格丹分享了一個有力的例子：他親眼目睹了一艘海軍艦艇如何利用一架飛出艦艇跟蹤系統范圍的相連F-35提供的信息擊落一枚來襲導彈。克里斯表示，F-35和艦艇之間使用MADL可以讓飛機實時傳遞導彈跟蹤數據，從而使艦艇能夠在威脅進入艦艇射程之前部署對抗措施以消除威脅。在MADL技術出現之前，這種類型的協調是通過指揮中心將飛機飛行員的近似值轉發到船上，從而縮短響應時間。

軍事邊緣計算不僅是力量倍增器，而且非常適合聯盟行動。此外，許多已有數十年歷史的軍事平臺可以經過改造以在邊緣工作。

三、美陸軍班組引入邊緣網絡

就像F-35的例子一樣，美國陸軍同樣測試了邊緣網絡概念。邊緣計算的進步正在催生美陸軍所謂的“數字士兵”，士兵借助小型聯網傳感器，實現跨網絡參與者的本地數據共享和處理，并為個人和中隊提供數據快速信息確保優勢和安全。

2023年2月9日，隸屬于獵狼犬特遣部隊的美國陸軍專家、信號支持系統專家梅爾文·羅伯遜在非洲吉布提參加電子戰訓練

2023年7月，美陸軍作戰能力發展司令部發布了時間分配項目信息征詢項目，以解決戰場邊緣的作戰人員無法獲得精確授時數據的問題。

2024年初，美陸軍聯合戰備訓練中心在野戰訓練測試了“安卓終端突擊工具”(ATAK)，只需輕按幾下，士兵就可以在ATAK應用程序中標記出敵人的位置，并立即將其發送到隱藏在路易斯安那州森林中的第101空降師指揮所。除了在實時地圖上繪制部隊位置之外，該軟件還使士兵能夠創建聊天組并通過無線電進行通信等功能，允許指揮所跟蹤攜帶聯網Android設備的部隊的速度和方向。

ATAK軟件

四、開發戰場“零信任”原型

2022年，美國國防部制定了零信任安全框架，目前美陸軍正在將“零信任”的概念帶入戰術邊緣。2023年8月，美國陸軍零信任職能管理辦公室主任兼統一網絡特遣部隊主任邁克爾·史密斯上校表示，正在進行將先進網絡能力引入戰術邊緣的第一步——進行企業差距分析。

2024年4月4日，美國陸軍向其零信任網絡安全架構目標又邁進了一步，授予了Akamai公司支持戰術身份憑證和訪問管理(T-ICAM)的軟件原型開發合同。

T-ICAM預計將顯著增強戰術環境中系統的安全性以及系統和應用程序之間的互操作性。T-ICAM的一個關鍵要素是通過新的基于身份的安全模型為士兵提供對信息的授權訪問，該模型在企業和戰術環境中整合了整個陸軍統一網絡的權威用戶身份和保護措施。用戶訪問基于最低權限、需要了解的零信任原則，該原則假定網絡已經受到損害。

五、小結

目前，邊緣解決方案已經在美軍中成功應用，如空軍的F-35戰機、陸軍的數字士兵以及其他新興的應用等。邊緣計算技術通過使用傳感器處理單元、模塊化硬件和網狀網絡，能夠限制信息過載、縮短決策循環并拓寬態勢感知，未來能夠在數字戰場上創造巨大的優勢。

主要資料來源

[1]DECENTRALIZED DECISION MAKING AT THE TACTICAL EDGE.

[2]UNDERSTANDING THE EDGE COMPUTING FRAMEWORK.

[3]HOW THE U.S. MILITARY IS USING EDGE COMPUTING.

[4]KEY OBSTACLES TO EDGE COMPUTING ADOPTION.

[5]OTA contract award moves Army closer to Zero Trust network security in the tactical environment.

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