Ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo trong hoạt động tác chiến cấp chiến dịch, chiến lược

tạo (Artificial Intelligence – AI) là cơ sở tạo ra các hệ thống tích hợp thông minh hỗ trợ hiệu quả, mang tính đột phá trong công tác của người chỉ huy và tham mưu trong tác chiến chiến dịch chiến lược đáp ứng yêu cầu chiến tranh hiện đại. Bài báo phân tích cơ sở ứng dụng công nghệ AI và khả năng hỗ trợ cho hoạt động của người chỉ huy và cơ quan trong điều kiện tác chiến mới. Từ khóa: AI; Trí tuệ nhân tạo; CMCN 4.0; Chiến dịch; Chiến lược. 1. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) là một cuộc cách mạng tạo ra nhiều chuyển biến mang tính đột phá trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội. Trong lĩnh vực kỹ thuật số, những phát kiến trong công nghệ xử lý tri thức như: trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (Machine Learning – ML), học sâu (Deep Learning - DL),... vạn vật kết nối (Internet of Things – IoT), cơ sở dữ liệu lớn (Big Data) là những cơ sở quan trọng để tạo ra các sản phẩm trí tuệ, thông minh có khả năng giải quyết nhiều bài toán hóc búa của đời sống xã hội. Trong đó, trí tuệ nhân tạo, với cơ chế tạo lập suy luận logic giống con người là một trong những thành phần cơ bản, quan trọng quyết định nên tính “thông minh” khả năng giải quyết linh hoạt, tối ưu các bài toán của các hệ thống hỗ trợ ra quyết định. Trí tuệ nhân tạo là là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính (Computer science). Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người [1, 2]. Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ngôn ngữ lập trình là ở việc ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính [6]. Trí tuệ nhân tạo làm việc trên cơ sở tri thức được số hóa và xây dựng quan hệ logic trên máy tính, giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi [2, 4]. Trí tuệ nhân tạo ngoài việc sử dụng dữ liệu tri thức để đưa ra những kết quả suy luận còn có đặc trưng tự học thông qua kinh nghiệm xử lý, tương tác, kiểm nghiệm kết quả từ những suy luận với thực tiễn. Thành phần quan trọng của trí tuệ nhân tạo chính là cơ sở tri thức và cơ chế suy luận, nó cũng tương đồng với những việc bộ não sử dụng những dữ liệu chuyên môn và những kiến thức được đào tạo, huấn luyện để đưa ra hướng giải quyết một vấn đề [3]. Sự khác nhau về dữ liệu tri thức, cơ chế suy luận là cơ sở để phân loại các ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong thực tế. Bài báo này nghiên cứu những cơ sở để ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo vào trong lĩnh vực tác chiến cấp chiến dịch, chiến lược đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa quân đội, hướng đến xây dựng hệ thống tự động hóa chỉ huy toàn quân. 2. THIẾT KẾ ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO CHO BÀI TOÁN HỖ TRỢ HOẠT ĐỘNG TÁC CHIẾN CHIẾN DỊCH, CHIẾN LƯỢC Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong tác chiến chiến dịch, chiến lược là việc áp dụng những kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo để tạo ra các hệ thống tích hợp Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 95 hỗ trợ công tác cho người chỉ huy và tham mưu trong giai đoạn tổ chức chuẩn bị và thực hành tác chiến chiến dịch, chiến lược. Trên cơ sở thành phần của hệ thống ứng dụng trí tuệ nhân tạo, để ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo hiệu quả, sát với yêu cầu thực tế của hoạt động tác chiến, đặc biệt là về nghệ thuật quân sự, hệ thống cần được thiết kế thành phần cơ bản sau: Cơ sở dữ liệu tri thức: đây là thành phần dữ liệu quan trọng, quyết định nội dung của các hệ thống hỗ trợ. Trong lĩnh vực tác chiến, dữ liệu tri thức bao gồm các nội dung thành phần như: Thành phần thông tin tác chiến, nội dung bao gồm thông tin về địa bàn tác chiến, đây là thông tin về địa hình, thời tiết, khí hậu, thủy văn, cùng những thông tin về điều kiện kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội,... của các khu vực địa bàn tác chiến; thông tin về đối tượng tác chiến: thông tin về tổ chức lực lượng, số hiệu, biên chế trang bị, kinh nghiệm, sở trường, sở đoản, âm mưu, thủ đoạn tác chiến,... thông tin về ta: thông tin về tổ chức biên chế, số hiệu, biên chế trang bị, kinh nghiệm về lãnh đạo, tổ chức chỉ huy và hiệp đồng,... thông tin về các loại vũ khí, trang bị: tên gọi, tổ chức ê kíp, khả năng tác chiến, ưu, nhược điểm,... và các thông tin phục vụ cho đánh giá tình hình tác chiến khác [7]. Thành phần thông tin này được tổ chức phân loại, liên kết và tổ chức lưu giữ dưới dạng cấu trúc trong cơ sở dữ liệu tri thức. Thành phần thông tin nguyên tắc, nội dung được số hóa thành dữ liệu dưới các dạng luật, mệnh đề logic của các nguyên tắc tác chiến của từng quân, binh chủng, ngành. Đặc biệt, các biện pháp tác chiến, nguyên tắc lý luận về nghệ thuật quân sự, nghệ thuật tác chiến được số hóa, lượng hóa để đưa vào làm cơ sở cho việc xây dựng cơ chế suy luận. Ngoài ra, thành phần dữ liệu cũng được cập nhật những kiến thức chuyên gia được đưa vào từ nhận định, đánh giá chủ quan của các chuyên gia nghệ thuật quân sự, từ thực tiễn. Đây là thành phần hết sức quan trọng, vấn đề bảo mật cần được đặt ra ở mức cao nhất về cả khía cạnh quản lý, sử dụng cũng như các biện pháp kỹ thuật. Ngoài ra là các thông tin liên quan đến môi trường, điều kiện tác chiến khác. Các thành phần dữ liệu tri thức này được thiết kế trên cơ sở mở, được cập nhật thông qua quá trình khai thác, từ đánh giá thực tiễn và bổ sung tri thức từ các chuyên gia tri thức nghệ thuật quân sự, đây là yếu tố làm cho hệ thống suy luận sát với thực tế, “thông minh” hơn. Cơ chế suy luận: dựa trên mối quan hệ logic của các luật được tạo lập từ cơ sở dữ liệu tri thức, hệ thống xây dựng cơ chế suy luận mô phỏng suy nghĩ của con người, có 02 loại suy luận cơ bản là suy luận tiến hoặc suy luận lùi. Suy luận tiến hoặc lùi là việc giải quyết mối quan hệ cơ bản giữa nguyên nhân, kết quả. Ở đây, nguyên nhân là yêu cầu nhiệm vụ, thông tin tác chiến mọi mặt: địa hình, thời tiết, khí hậu, thủy văn, điều kiện kinh tế, chính trị - xã hội, thông tin về địch, ta,... những quyết định lựa chọn của người chỉ huy, cơ quan cùng các nguyên tắc tác chiến, nguyên tắc quân, binh chủng, ngành làm cơ sở để dự đoán, dự báo kết quả thực hiện yêu cầu nhiệm vụ. Tương tác người máy: trong quá trình suy luận, tìm kiếm giải pháp tối ưu, từ những thay đổi thực tế hoặc những điều chỉnh của người chỉ huy và cơ quan, chức năng tương tác cho phép người chỉ huy, cơ quan tương tác để cung cấp thông tin tham chiếu cho quá trình suy luận. Những thông tin tham chiếu này có thể đến từ tình hình thực tế tác chiến, địch điều chỉnh thủ đoạn tác chiến, ta thay đổi phương án tác chiến,... thông tin này tác động trực tiếp vào quá trình suy luận để có những thay đổi kết quả mang tính phù hợp hơn. Công nghệ thông tin 96 N. Long, L. M. Cường, N. T. Hải, “Ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo chiến lược.” Mô phỏng, kiểm tra, đánh giá kết quả: Kết quả của quá trình suy luận được biểu diễn lại dưới các dạng khác nhau, có thể là dạng văn bản mô tả (thuyết minh), văn kiện trên bản đồ số 2D, mô hình trên không gian 3D,... hoặc mô hình mô phỏng mới, kết hợp giữa thực tại ảo và thực tế địa hình. Mô phỏng có thể thể hiện qua việc biểu diễn giai đoạn tiến trình theo chỉ thỉ màu (đệm màu), hoặc mô phỏng theo diễn biến thời gian thực với các hiệu ứng môi trường. Từ kết quả dự đoán, cơ sở dữ liệu tri thức được sử dụng để kiểm tra, đánh giá mọi mặt của phương án, kế hoạch tác chiến,... kết quả đưa ra sẽ là những điểm phù hợp, những điểm vi phạm nguyên tắc tác chiến, nguyên tắc quân, binh chủng, ngành. Những kết quả tổng hợp những đánh giá từng thành phần của quyết tâm, kế hoạch sẽ được trích rút ra những điểm mạnh, điểm yếu và cũng đưa ra những gợi ý, điều chỉnh dựa trên cơ sở tri thức nghệ thuật quân sự cũng như tri thức của chuyên gia nghệ thuật quân sự. Những kiểm nghiệm, đánh giá và lựa chọn của người chỉ huy là cơ sở để hệ thống thực hiện tiến trình tự học, tự kiểm nghiệm làm cho hệ thống trở nên thực tế và “thông minh” hơn. Cơ chế suy luận và tiến trình đánh giá, tự học được mô tả ở hình 1. Hình 1. Mô hình sử dụng AI trong bài toán hỗ trợ hoạt động của người chỉ huy và cơ quan trong hoạt động tác chiến. 3. ỨNG DỤNG TRONG TÁC CHIẾN CHIẾN DỊCH, CHIẾN LƯỢC 3.1. Trong hoạt động tác chiến Trong tác chiến kể cả trong giai đoạn tổ chức chuẩn bị và thực hành tác chiến, trước khi quyết định một quyết tâm tác chiến người chỉ huy cần phải thực hiện một số nội dung cơ bản: nắm chắc nhiệm vụ, đánh giá tình hình mọi mặt, xây dựng ý định, phương án tác chiến. Với các hệ thống thông minh ứng dụng trí tuệ nhân tạo, trên cơ sở thông tin tác chiến và cơ sở dữ liệu tri thức, hệ thống có thể cung cấp cho người chỉ huy nắm bắt được: mô tả yêu cầu nhiệm vụ một cách chi tiết, liên kết các thông tin liên quan để người chỉ huy nhìn nhận, xác định rõ nhiệm vụ. Ví dụ, với các nguyên tắc về nghệ thuật tác chiến về lựa chọn hướng, khu vực, mục tiêu,... hệ thống sẽ gợi ý những nội dung cụ thể mà nhiệm vụ của đơn vị phải đảm trách: khu vực chủ yếu, thứ yếu,... Nhờ cơ chế thông minh, hệ thống sẽ cung cấp những thông tin trọng tâm về địa bàn tác chiến, địch, ta,... gắn với yêu cầu nhiệm vụ. CSDL tri thức Thông tin tác chiến Môđun suy luận Người chỉ huy Mô phỏng, biểu diễn kết quả đánh giá Chuyên gia NTQS Tương tác Kiểm nghiệm Bổ sung Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 97 Hệ thống sẽ mô phỏng, kiểm tra, đánh giá các phương án tác chiến được đưa ra xem xét, bao gồm những phương án do người chỉ huy dự kiến và những phương án có thể gợi ý,... Đây là những thông tin hết sức quan trọng, có giá trị bởi nó được suy luận dựa trên tri thức về nghệ thuật quân sự, tri thức thực tiễn và những kinh nghiệm hệ thống tự học, tự bổ sung. Ngoài việc đánh giá ưu nhược điểm từng nội dung thành phần của phương án, hệ thống cũng gợi ý cho người chỉ huy những điều chỉnh, những biện pháp để phát huy ưu điểm, hạn chế nhược điểm, khoét sâu vào những điểm yếu của kẻ thù, hạn chế vũ khí phương tiện để nâng cao hiệu quả của phương án tác chiến. Ví dụ, việc thiết lập vị trí của đơn vị tác chiến điện tử để bảo vệ Sở chỉ huy chiến dịch, nhờ việc kiểm tra nguyên tắc và hiệu quả của trang thiết bị tác chiến điện tử, hệ thống có thể đánh giá vị trí dự kiến có hiệu quả không, đánh giá về khả năng cơ động, khả năng bảo vệ và chuyển hóa có phù hợp không? Có vị trí nào tốt hơn không?,... Tổng hợp những điều chỉnh, lựa chọn của người chỉ huy sẽ là cơ sở vừa có tính khoa học, vừa có tính thực tiễn để người chỉ huy lựa chọn quyết tâm tác chiến (hoặc kế hoạch chiến đấu, đảm bảo) của đơn vị mình, đảm bảo nguyên tắc các hệ thống là hỗ trợ, vai trò quyết định là của con người, người chỉ huy. 3.2. Huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu Trong huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu tác chiến chiến dịch chiến lược, quá trình huấn luyện cũng diễn ra như tiến trình tác chiến bao gồm các nguyên tắc lý luận và thực hành, diễn tập tác chiến. Trong nội dung nghiên cứu về nguyên tắc lý luận nghệ thuật quân sự, để minh họa về các chiến lệ làm cơ sở thực tiễn cho các lý luận, nguyên tắc tác chiến, hệ thống mô phỏng, kiểm tra, đánh giá kết quả sẽ tái hiện các chiến lệ,... đặt ra một số những giải thuyết khác để đánh giá giá trị của lý luận và thực tiễn. Hệ thống được giả định trên các khu vực địa bàn tác chiến và các điều kiện thực tiễn, do vậy, những nội dung phương pháp tác chiến được mô hình hóa, thể hiện trên hệ thống cung cấp cho người học một cách trực quan, sinh động gắn liền thực tiễn sẵn sàng chiến đấu. Những cơ chế về trí tuệ nhân tạo, cho phép người huấn luyện, người được huấn luyện, từ kinh nghiệm thực tiễn có thể thể hiện quan điểm, phương án theo các sáng tạo khác nhau nhưng vẫn gắn liền với kinh nghiệm, nguyên tắc tác chiến. Qua đó, bổ sung, phát triển các nguyên tắc lý luận tác chiến vào kho tàng kiến thức nghệ thuật quân sự trong tác chiến chiến dịch, chiến lược. Trong các bài toán tính toán quân, binh chủng, ngành các nguyên tắc đặc thù từng đơn vị quân, binh chủng, ngành gắn với các nhiệm vụ và điều kiện khách quan khác; kết hợp với các cơ sở dữ liệu tri thức và cơ chế suy luận sẽ kiểm tra, tính toán, cung cấp những nội dung cơ bản cho người chỉ huy đơn vị hình thành nên kế hoạch chiến đấu, đảm bảo cho tác chiến. Trong quá trình hệ thống suy luận, người chỉ huy có thể đưa ra các quyết định mang tính điều kiện, ràng buộc, hay định hướng cho kết quả tính toán từ thực tế điều chỉnh trong tác chiến. Quá trình thực hành tác chiến, những sản phẩm trí tuệ nhân tạo trợ giúp trong việc thu thập, phân loại, truyền tải, xử lý, lưu trữ và khai thác thông tin phục vụ quá trình khép kín: thu thập – xử lý – ra quyết định – tổ chức thực hiện của người chỉ huy giúp cho các bước tiến hành tạo chuyển biến mạnh mẽ về thời gian xử lý, khả năng đáp ứng, sát thực tiễn,... những yếu tố quan trọng tạo thời cơ, sức mạnh và lợi thế cho việc nhận định, đánh giá tình hình, điều chỉnh quyết tâm xử lý các tình huống tác chiến chiến dịch, chiến lược. Công nghệ thông tin 98 N. Long, L. M. Cường, N. T. Hải, “Ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo chiến lược.” Đánh giá hiệu quả của các sản phẩm trí tuệ nhân tạo với các ứng dụng trong tác chiến chiến dịch, chiến lược ta có thể rút ra một số ưu điểm và hạn chế sau: Ưu điểm: trong các ứng dụng kiểm tra, đánh giá giúp người chỉ huy thông tin đánh giá toàn diện, chính xác, loại bỏ những yếu tố định kiến và có tính ổn định có độ tin cậy cao do dựa trên tri thức cơ sở dữ liệu được tổng hợp từ nguyên tắc nghệ thuật quân sự, kinh nghiệm của các chuyên gia nghệ thuật quân sự; các tính toán chiến đấu, đảm bảo được tính toán kết hợp giữa nguyên tắc quân binh chủng ngành và nguyên tắc chung về nghệ thuật quân sự, thực tiễn và kinh nghiệm tác chiến,... sẽ đưa ra những kết quả có tính tổng hợp, hiệu quả sát thực tiễn. Các tình huống, phương án tạo lập từ hệ thống sẽ tạo ra nhiều bài tập huấn luyện, xử lý khác nhau, giải quyết những khó khăn trong công tác xây dựng bài tập, tập bài truyền thống nhất là với hoạt động tác chiến cấp chiến lược, chiến dịch quy mô vừa và lớn. Hạn chế: Nếu hệ thống không được khai thác nhiều, hạn chế khả năng tự học có thể tạo ra những kết quả, nhận định mang tính định kiến trong các ứng dụng hỗ trợ ra quyết định. Nhiều yếu tố khác chưa được hệ thống tính đến do không thể số hóa, lượng hóa để bổ sung cho dữ liệu tri thức nghệ thuật quân sự như: văn hóa quân sự, các phương pháp tác chiến đặc biệt mang tính chủ quan, quyết đoán từ năng lực, tư duy kinh nghiệm của người chỉ huy,... Do vậy, dù các hệ thống ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong tác chiến có những yếu tố mang tính hiệu quả rất cao, nhưng người chỉ huy luôn là chủ thể, giữ vai trò quyết định trong quá trình hoạt động tác chiến chiến dịch, chiến lược. 4. KẾT LUẬN Những ứng dụng của trí tuệ nhân tạo vào trong lĩnh vực tác chiến đã tạo ra các sản phẩm tích hợp hỗ trợ mạnh mẽ, hiệu quả cho công tác của người chỉ huy và cơ quan trong tác chiến chiến dịch, chiến lược. Nghiên cứu, nắm bắt xu thế về khả năng ứng dụng, phù hợp với điều kiện thực tiễn và yêu cầu nhiệm vụ xây dựng quân đội trong tình hình mới có ý nghĩa to lớn để định hướng nghiên cứu, phát triển các sản phẩm có thể ứng dụng cho nghệ thuật tác chiến, điều kiện tác chiến của ta, sẵn sàng đối phó và chiến thắng các biện pháp tác chiến mới, các loại vũ khí công nghệ cao của kẻ thù. Những sản phẩm tích hợp giữa công nghệ trí tuệ nhân tạo và cơ sở dữ liệu tri thức nghệ thuật quân sự đang, sẽ là những thành phần quan trọng trong việc hiện đại hóa, tự động hóa quân đội đặc biệt trong các hoạt động huấn luyện diễn tập, sẵn sàng chiến đấu,... trong tác chiến chiến dịch, chiến lược trong điều kiện mới. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. George F. Luger, William A. Stubblefield, “Artificial Intelligence - Structure and Strategies for Complex Problem Solving”, Wesley, 1997. [2]. Bùi Xuân Toại, Trương Gia Việt (Biên dịch), “Trí tuệ nhân tạo – Các cấu trúc và chiến lược giải quyết vấn đề”, NXB Thống kê, 2000. [3]. Elaine Rich, Kevin Knight, “Artificial Intelligence”, McGraw-Hill, 1991. [4]. Bạch Hưng Khang, Hoàng Kiếm, “Trí tuệ nhân tạo – Các phương pháp và ứng dụng”, NXB Khoa học kỹ thuật, 1989 [5]. Nguyễn Thanh Thủy, “Trí tuệ nhân tạo – Các phương pháp giải quyết vấn đề và kỹ thuật xử lý tri thức”, NXB Giáo dục, 1995. [6]. Nguyễn Trung Tuấn, “Trí tuệ nhân tạo (tài liệu dùng cho sinh viên, kỹ sư, cử nhân ngành CNTT)”, NXB Giáo dục, 1998. Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2020 99 [7]. Học viện Quốc phòng (2016), “Công tác chỉ huy - tham mưu tác chiến chiến lược trong chiến tranh bảo vệ Tổ quốc”, Hà Nội. TÓM TẮT APPLICATIONS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR STRATEGIC CAMPAIGN OPERATIONS The fourth industrial networks are creating breakthrough developments in the military field in general, in improving operational efficiency in particular. As one of the outstanding achievements in the digital field, Artificial Intelligence (AI) is the basis for creating intelligent integrated systems that effectively support and bring breakthroughs in our work. Commanders and staffs in strategic campaign operations to meet modern warfare requirements. The article analyzes the basis of AI technology application and the ability to support the operations of the commander and agency in new operational conditions. Keywords: AI; Artificial Intelligence; 4th Industry revolution; Campaign; Strategy. Nhận bài ngày 19 tháng 10 năm 2020 Hoàn thiện ngày 10 tháng 12 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 12 năm 2020 Địa chỉ: 1Học viện Quốc phòng; 2Cục Khoa học quân sự/BQP. *Email: longit76@gmail.com.