专家称人类行为模拟领域已有很多用于军事训练

 社会工作文章摘要:专家称人类行为模拟领域已有很多用于军事训练 人类行为模拟能够具有数字化的特征,如仿真中的人和视频游戏或者用来预测和解释行动的表格、曲线图和报告。对人类进行准确的模拟是一项困难的任务,因为包含着很多变量。 在人类模拟方面的发展很快就能改善军队为各种任务而进行的训练和准备的条件,还有提高

  人类行为模拟能够具有数字化的特征,如仿真中的人和视频游戏或者用来预测和解释行动的表格、曲线图和报告。对人类进行准确的模拟是一项困难的任务,因为包含着很多变量。

  在人类模拟方面的发展很快就能改善军队为各种任务而进行的训练和准备的条件,还有提高领导者预见外国文化对他们的行动产生怎样反应的能力。来自军队、企业和理论界的科学人员和研究人员正在检验如何准确描述来自不同文化的人类反应,如何将这种信息存储到数据库中,使其可用于新发展以及如何保持成本和时限的合理性。很多人类模拟领域的专家期待着在接下来几年内有巨大提高和新的应用。

  人类行为模拟领域已经有很多应用于军事训练和计划工具,但是用于建立准确、真实模型所必需的资源对研发人员和用户仍然产生挑战,“我们马上就会拥有能够创造灵活而恰当的人类行为的模型。问题是它是一个非常昂贵的建议,”哈罗德 霍金斯博士说,他是维吉尼亚阿林顿海军研究办公室的规划军官。

  当前,建立一种高保真的模型要花费几百万美元。正是因为人类固有的变化性和复杂性,所以这个过程比创建武器、车辆和武器的描述模型更加棘手,更加困难。例如,武器系统模型有较小的变化以及一批非常紧密地聚集在一起的结果。霍金斯解释说模拟人类更具有挑战性,因为促使行为的各种因素潜在紊乱的复杂性,还因为研发人员仍然能决策如何表现那些行为。

  研发人员还必须建立能够表现人类推理和行为的具有灵活性和适应性的模型。据首席科学家伦道夫 M.琼斯博士和担任密歇根州Soar技术公司高级战略和技术顾问的安 阿伯说,人类行为模拟要求创建人员以正规化的细节水平详细地说明那些适应性的技能,这些技能能在计算机程序中执行。“我们能够做到这一点,因为我们相信与人类直觉同样模糊的那些东西、情感和创造性都位于由生物和物理过程而产生的内心之中,”他说。“但是,它们是复杂的,所以将所有促使人类推理和可能行为的那些复杂的交互作用和知识都梳理清楚是非常困难的。”

  尽管有那么多的困难和代价,但是霍金斯和琼斯都相信,就长期来看,模型能够为政府节约成本。“我以观察资料开始,如果我们有好的模型,我们能够减少仿真训练和分析的人员成本,”霍金斯说。通过使用模型,军队能够节约相关成本来解雇用于训练和活动的扮演角色的人员。根据训练期间为扮演角色人员支付工资,军队需要为训练演员扮演他们的角色所需费用作出预算。通过软件代替他们,政府将节约人员成本并提高灵活性。霍金斯发现的问题是在人员成本上的恢复资金通过创造模型的价格得到弥补。“模型不会像我们想要使用得那样多,因为没有人想要为建立它们的前期成本付钱,”他指出。

  研发人员降低人类行为模拟成本的一条途径是通过利用已经研发的东西。“在这个领域中的一个真正的问题已经是再次利用了,”霍金斯说。从历史上讲,人类行为模拟工程包括可怜的文件和很多源代码的作者已经转移到新的项目和地方去了。研究人员已经发现从乱写开始要比按照他们的需要修改现有的模型要容易得多。一项工作正在进行,目的是建立大规模的的模型数据库和它们的组件,以便研发人员能够评估哪些模型是否可以利用,以及怎样进行修改来满足新的需求。在费城的宾夕法尼亚大学的人员正在建立行为组件数据库,这个数据库能够用来快速研发复杂的行为。“从原理上讲,这是一个非常有前途的方法,”霍金斯指出。

  琼斯说企业也正在急切地建立数据库。然而,她认为研发人员需要的很多信息不会很好地符合那种形式。他说企业需要一种有数据库要素以及使模型可再度利用要素的工具。研究像这样的数据库类型产品的工作正在进行之中。就像霍金斯和琼斯所看见的人类行为模拟因为模型潜在地辅助或代替人类专家而作为一种经济上的利益,通常谁会花费金钱来训练,谁会进行困难的代替以及谁会处于高需求之中。“我们能规范化以及仿效专家们所使用的知识越多,开发那些在可重复应用的软件中的知识就越便宜,”琼斯指出。“在科技加速发展的同时,这变得尤为重要。对于人类来说,保持所有信息和创新是非常困难的,使人类行为规范化的模型将证明管理所有信息的重要程度在不断提高。”

  人类行为模拟领域中的另一个重要趋势涉及建立能够保存非西方的文化、种族和社会经济的变化。霍金斯解释说美队在伊拉克和阿富汗面临的一个问题就是对文化理解的缺乏妨碍了精确预报各种不同种族团体将对不同的行动和策略将产生怎样的反应。模型描绘了不同团体的倾向和偏见将有助于美队与文化发生联系。霍金斯认为在这个领域的研究将在下一个十年里产生显著的利益。

  马塞诸塞州Woburn的Aptima公司首席科学家吉恩 麦克米尔安断言,当研发这些模型的时候,创建者必需描述团体的变化。例如,不是所有的逊尼派穆斯林信徒对相同事件都会有相同的反应方式。所有的个体都有多种忠诚。她的公司正在进行的众多项目中的一个项目涉及尝试描述多变的忠贞和美国的行动如何能够影响他们。她补充到,研究人员对建立恐怖主义网络模型以及确定这些网络如何运作,还有美队做什么能够有效地对抗他们。这些组织与美队传统上要面对的不同,麦克米尔安解释说,模型能够帮助建立成功的策略。麦克米尔安说,研发人员必须找到在包括每个不可能以及成为很正常的人之间的平衡。“如果你只做了一些主要的团体,它就会太简单了,”她指出。科学家正在确定正确的变化水平,而没有超过计算能力。

  麦克米尔安和琼斯都说,大多数的模型是以人类的一个集合体为基础而不是以个体为基础,不管结果是担任模型还是一个团体或小组的模型。麦克米尔安解释说个体模型通常包含很多信息使他们创造成为可以计算的现实。在她的工作中,她研发了在小组和团体中一起工作的人类的模型。如果她的任务是模拟美国陆军如何对形势进行反应,她将不会描述每一个战士。相反,她会确定重要的部队集群,并试着描述它们。当成功模拟一个大型的团体,模型中的多种要素被分成更高层次的人群。模拟人类的一个挑战就是通用模型不能够提供准确的结果。人类行为的变量以及理论的缺乏阻碍了研究人员对车辆和武器可能发展的精确的预测。

  社会交互模拟正在成为人类行为模拟中的一个热门研究领域。研究人员想要建立有更好社会技能的模型,而不是建立完成单独任务的模型。有社会反应技能的模型能够完成很多任务,如告诉人信息或给组员分配工作,创建一个更加现实的动态环境。麦克米尔安认为,从个体模型像社会模型转变对人类行为模拟将经历近期发展来说是一个尖端领域。

  很多人类行为模拟专家期望着,在接下来的5年到10年里,在这个领域我们取得卓越的进步。霍金斯说他的组织将每年投资几百万美元到新兴和先进的研究中去,包括教育机构的工作,那些机构将会是高保真的处理自动化。在那个过程中,一个美国海军飞行员能够坐在一架F-18模拟器中执行空对地战斗任务想定。模拟器将观察那个人的执行情况,并实施一项有感知的任务,基于飞行员与环境交互作用进行分析,以及一种即将部署的工具将会自动产生代码。

  此外,霍金斯对具有自解释能力的模型感兴趣。这个特征将允许受训人员询问关于模拟的盟友和敌人一些问题,以便更好地了解事件为什么会发生。这将有助于研发人员验证他们的工作,因为如果模型的解释没有意义,那么他们将知道模型是无效的。确认/ 验证是人类行为模拟三个主要成本驱动器中的一个。据霍金斯说,另外两个驱动器是决定什么需要成为模型的一部分的人和写代码建立模型的人。霍金斯支持减少构建模型成本的计划。他说现在的问题是模型是否能够从单项任务按比例增加而发展成更加复杂的模型。他认为如果研发人员能够实现缩放比例,那么在军事更加经常使用模型以及成为一种普遍方式方面,它将成为一种突破。

  10年后,霍金斯期待有感知的神经系统科学在人类行为模拟领域发挥巨大作用。科学家应用像磁共振成像(MRI)这样的技术,在一个人执行一项任务的时候,看见大脑反应的部分以及反应的次序。人类行为模拟的研发人员能够运用那样的信息来完善模型或者评估现有模型。霍金斯解释说,一种有价值的协同在神经系统科学和人类行为模拟理论与模型之间正在发生。

  琼斯相信,因为描述人类的模型更加精确,不同的计算处理是需要的。计算机程序用来进行连续控制;然而,人类能够以不同的模式进行推论,并且能够被打断,集中在中断处,然后再返回到原来的话题。人类能够获取他们在各种不同条件下学习到的信息,并且恰当地运用它,不像计算机程序。

  琼斯建议人类行为模型的构建人员聚焦于他们的需求以及他们想要模型专门去做某件事情。模型总是能够得到改进,因此他从来不会达到完善的程度,所以研发人员必须达成他们的个人期望。他指出研发人员距离建立一个能够全面描述人类行为的模型还有很长一段路要走。

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