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数字孪生:美陆军塑造未来战场的大工程

数字孪生:美陆军塑造未来战场的大工程
2026年8月19日,一名士兵在路易斯安那州波尔克堡的训练场参加争夺E3B徽章的三项个人技能测试。(Porsha Auzenne, Army)
文/夏洛山
2026-08-2219:55 中港台时间|08-2221:05 更新
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【大纪元2026年08月22日讯】美国陆军致力于构建网路系统的“数字孪生”(Digital Twin),旨在利用人工智能提升网路作战、防御与测试能力,这将深刻改变未来战争形态与作战准备模式。

2026年8月20日,美国武装部队通信与电子协会(AFCEA)在乔治亚州主办的军事网络与资讯科技大会(TechNet Augusta 2026)上,“美国陆军网络企业技术司令部”(NETCOM)司令丹妮丝‧麦克菲尔(Denise McPhail)表示,陆军迫切希望业界构建一个涵盖整个“国防部资讯网路—陆军部分”(DoDIN-A)的完整模拟系统(或称“数字孪生”网络环境)。

她指出,这套系统将允许陆军能够在高度接近真实网络的虚拟环境中,测试人工智能、训练网络操作人员与网络防御部队,并分析网络漏洞与韧性,从而在不直接干扰真实军事网路的情况下,反复进行测试与攻防演练。

“数字孪生”是什么?

“数字孪生”可以理解为一种伴生的模拟系统。是指在数字空间建立一个与真实物理系统、网路、设备或流程相对应的动态模型,它可以随着真实系统产生的资料进行实时更新,使模拟系统与真实物理世界之间保持一定程度的动态同步。从而可以在不直接干扰现实世界实际系统运行的情况下进行测试、训练、漏洞分析与风险评估。

“数字孪生”的核心特征在于“双向即时数据同步”与“全生命周期映射”。这项技术最早由美国国家航空暨太空总署(NASA)在阿波罗计划期间萌芽,用于在地面监测太空船的即时状态。

麦克菲尔承认,这对业界来说绝非易事。她将其形容为“一项庞大的要求”(a big ask),甚至挑战了当前资讯工程的物理极限,并表示应该“从小处着手,逐步扩展”。

一个完整的数字孪生体需要依赖布署在实体设备上的海量物联网(IoT)感测器与云端服务器。这些感测器会持续收集气象、地理、震动、武器与后勤系统等等诸多物理变量,通过网络将这些即时数据传输至云端服务器。然后,在虚拟空间重建一个状态与现实空间完全同步的动态模型。

虚拟模型会即时反映物理世界的真实变化;工程师也可以通过调整参数在虚拟模型上观察或测试事态变化趋势。这是一种建立在庞大算力、大数据分析与即时通讯基础上的数字模拟技术。

几年来,这项技术的应用,大多是针对某个实体系统建立的数字技术模型,例如一架战斗机的空气动力学模型,或多个系统的综合模拟、后勤供应链网络模拟,甚至一个用于医疗训练的虚拟伤兵。而在整个陆军作战系统上的综合应用是前所未有的。

它使军事人员可以在虚拟环境中进行现实世界中可能极度危险的压力测试,尝试不同的硬体设计方案,同时避免损耗昂贵的真实作战资源,并分析潜在风险与效能瓶颈。使指挥官可以直观看到各地数据中心、战术节点与卫星通讯链路如何交织,从而掌握整个指挥控制系统的状态及脆弱环节。

“数字孪生”对美国陆军的影响

人工智能与机器学习的介入,使数据海洋中任何异常数据流可以在极短时间内被识别。这种基于行为模式的动态分析能力,是传统作战系统无法企及的。但是,由于涉及致命武器,人们对人工智能在军事领域的深度介入一直有所顾忌。

麦克菲尔指出,数字孪生模型可以安全地运用人工智能,让算法在其中进行无数次的攻防演练,从而深刻了解系统的漏洞、缺口在哪里,以及哪些节点具有足够的防御韧性。这种安全、免损的试错机制,能够帮助加速人工智能参与的作战系统的成熟和稳定。

除了作为人工智能的试验场之外,“数字孪生”对美军训练的价值同样不可小觑。美国陆军太空与导弹防御司令部官员邓巴(Lonnie Dunbar III)强调,“数字孪生”技术能够确保士兵利用威胁模型进行高度逼真的训练,实现“像实际作战一样的训练效果”。士兵可以进入一个与真实作战环境完全相同的虚拟空间,可以在虚拟系统中的大规模网路攻击中观察士兵的即时反应、资源协调,以及在部分网路瘫痪的情况下如何维持作战指挥。这种基于真实网络架构的高拟真训练,将彻底改变美国陆军传统训练模式。

“数字孪生”也是维持系统稳定的重要工具。麦克菲尔指出,军队不仅需要弄清什么东西出了问题,也需要弄清什么没出问题,以避免不必要损失。这种预测性测试机制,将极大提高军事系统及基础设施的可靠性。

“数字孪生”的安全防护是另一个棘手问题。孪生体内包含了美军网路架构细节、防御机制、运行逻辑以及几乎所有潜在系统漏洞,一旦被入侵,美国陆军网络等于全面沦陷。对此,陆军要求国防承包商必须将零信任和最高级别加密技术融入其中,包括同态加密(Homomorphic Encryption)与量子密钥分发(QKD)等。只有绝对安全的隔离环境,才能保证系统的实际战略价值。

“数字孪生”还将加快决策过程与作战节奏。现代战争理论认为,决定战场胜负的关键在于谁能更快地完成“观察、判断、决策、行动”(OODA)循环。传统防御体系,需要在攻击发生时才会做出反应,这导致决策不可避免地滞后于对手最初的行动。

“数字孪生”将打破这一被动局面。通过在虚拟环境中无休止地模拟各种攻击场景,美军可以预测可能发生的对抗,并制定相应的解决方案。只要出现类似的攻击征兆,系统即可瞬间调用已在孪生环境中反复验证的防御方案,将真实世界的反应时间从以前的几小时、几分钟压缩一个数量级。这对未来战争的影响不言而喻。

此外,五角大楼正在极力推动的“联合全领域指挥与控制”(JADC2)与“数字孪生”密切相关。“数字孪生”技术本质上就是确保网路在极端条件下的修复能力和可靠性。完全在网络空间运作的JADC2则无可争议地受益于“数字孪生”的贡献,从而更加完善和更具韧性。

美国陆军推动构建“数字孪生”,反映了其对资讯领域控制权的战略觉醒。尽管依然面临海量数据即时同步、系统安全防护及算力瓶颈等多重挑战,美国陆军仍然决心“从小处着手,逐步扩展”。

这表明美国陆军已经认识到,这座数字空间的虚拟战场,对维持未来战场优势,有着无可争议的价值。

责任编辑:孙芸#

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