AI技術對戰地救護的影響初探

于 浩，呂東方，邱影悅，張 幔，杜 萍

（海軍軍醫大學基礎醫學院，上海 200433）

0 引言

1956年，在達特茅斯夏季人工智能（artificial intelligence，AI）研究項目研討會上，“AI”一詞被正式提出，專家尼爾遜認為，AI是關于知識的學科，是怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學[1]。AI技術自誕生以來，一直被用于改善人類生活。2017年國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中指出，AI技術主要的應用層面集中在機器人、金融、醫療等領域。其中AI醫療的核心是運用智能算法對資料案例和數據庫進行篩選決策，以顯著提高醫療機構的工作效率，并大幅度降低醫療成本[2]。

目前，AI技術在軍事領域的應用程度是現代化軍事能力的重要指標，例如歐美國家十分重視AI技術在軍事醫療技術領域的融合應用和綜合發展。我國將AI技術在軍事領域的應用已定為國家戰略，并逐漸實現現代化軍事領域內的彎道超車[3]。

在軍事醫學領域中應用AI技術可以完善戰地救護機制，強化戰地救護獨立性并升級戰地救護能力。本研究在同步傳輸生命信息、輔助決策、執行救護任務等方面對AI技術在戰地救護領域的影響進行初探，旨在為提升戰地救護領域的現代化醫療救護水平提供參考。

1 AI技術在戰地救護領域的應用現狀

戰地救護即在實戰和演習過程中對負傷的參與人員進行及時救治，將實戰和演習的傷亡率降至最低的行為，其意義在于激活傷病員重返戰場的潛在性，也是部隊持續戰斗力的保障[4]。AI技術在戰地救護中的應用主要包括同步傳輸生命信息、輔助決策及遠程救援等。

1.1 同步傳輸生命信息

2014年，在某次實兵對抗衛勤保衛演習期間，全體士兵在軀干和四肢穿戴智能傳感設備，通過北斗導航傳遞其體征和實時位置等信息，利用AI算法感知傷員位置狀態，并將信息回傳衛勤保障機構[5]。當士兵受傷或者生命體征出現異常時，智能傳感設備將同步傳輸生命信息至戰地救護指揮所，避免因傷病員感知障礙而延誤治療的情況發生，保障士兵的生命安全[6]。美國海軍不斷研制全新AI戰地救護裝備，如IVAS HoloLens設備于2021年9月投入使用，該設備加強了生命信息同步功能（涉及全息影像、熱成像、傳感器、全球定位系統和夜視技術），其特有的激光雷達測繪、物體識別等技術，是西方國家在民間救援任務中的標配[7]。英國、法國、德國等科技水平較高的國家一直致力于研發生命信息同步傳輸設備智能化的軟件系統，這需要眾多學科領域通力合作，例如災難學、工程學、護理學等，并研發具備勘探、搜尋和救助等實用功能設備的軟件系統[8]。當前，戰地救護設備的遙感軟體系統實現了信息穿透和信息傳輸，是現代戰地救護智能化的標志[9]。

1.2 輔助決策

近年來，AI混合算法能自動化識別病情，其主要被用于生理病理、皮膚、心臟影像等層次的篩查和診斷，依據算法提取關鍵信息匯總成報告，形成初步診斷，在戰場上有助于傷員分類和提高救護效率、制定進一步檢查及后期治療方案，并預計療效[10]。

目前，國內多家醫院已經研發出多款智能診療（intelligent diagnosis and treatment，IDT）系統[11]，但只限于民間醫療，兼容戰場的IDT系統較少。美軍研發的EPIC 3 RI語音通信系統適用于綜合性戰場的智能診療系統，其具備輔助戰場決策功能，此類系統還衍生出監測戰創傷、診斷和治療的自動強化戰傷救護系統[12]。在戰地救護領域，美軍積極運用AI技術，美國國防后勤局（Defense Logistics Agency，DLA）在2007年開展名為“深綠”（Deep Green）的項目，即戰場救護由AI技術輔助決策。智能化輔助決策是一種Potter（波特）分類樹模型，其能夠計算傷病員被施救后并發癥發生的概率[13]，在士兵自救、簡易手術指導、治療士兵創傷后精神失調和改善士兵情緒等方面取得一定成果。戰場救護AI輔助決策技術標志著AI技術正式融入戰地救護領域，可充分提高戰地救護效率和降低戰地救護人員的工作風險。

1.3 執行救護任務

目前，AI戰場救援的主要承擔者是第一反應機器人（first responder robot），它的主要任務是危險環境救援[14]。除此之外，還有檢測戰傷的機器人，例如智能檢傷分類機器人，其被應用于自動插管的蛇形機器手、一體式便攜X射線機、采血裝備等[15]。新興的機器人手術系統（robot surgery system，RSS）是AI技術與戰地救護結合的熱點，可分為獨立型、遠程型和協作型[16]，其中遠程型RSS可有效解決戰地救護人員工作環境危險的問題，它由醫生直接根據系統傳感器收集的數據和實時圖像反饋在遠程控制下進行手術。國內一些三甲醫院已配備RSS，具備進行遠程腦外科手術的能力，這為戰場實施緊急顱腦損傷控制手術提供了有效經驗[17]。同時，無人機和高機動性能機器人也已廣泛用于執行軍隊衛勤保障任務[18]，在執行航海任務時，RSS也可用于搜救海上落水傷員[19]。

我國AI戰地救護項目的研究起步較晚，大部分RSS由國外引進。解放軍總醫院與北京航空航天大學合作研發的RSS是黎元BH-600型機器人，其于2003年第一次完成復雜的顱腦手術[20]。黎元BH-600型機器人經過國內多家醫院的檢測，具備在戰場實施緊急顱腦損傷控制手術的功能[21]。國外AI技術在傷員護理領域的應用比較成熟，例如由日本軟銀集團研發的護理型機器人“Pepper”于2014年6月首次亮相，其可以獨立完成健康監測、取藥、喂飯、輔助起居等任務，并可詳細記錄相關情況；由比利時ZoraBots公司研發的護理型機器人“左拉”，其具備心理輔導、輔助康復運動的功能；德國弗勞恩霍弗制造工程與自動化學院研制的護理型機器人Care-O-bot@3，具備整理家務、情感交流的功能，可專門負責照顧行動不便的患者[21]。

2 AI視域下戰地救護的機遇和挑戰

當前AI技術在軍事領域中的應用處于快速發展階段，主要集中在加強武器裝備的遠程打擊、智能追蹤、徹底毀滅能力等方面，這也是AI技術在戰地救護領域發展的相應挑戰點，但這些應用仍處于試驗階段，其發展方向、人才機制、技術安全等都面臨挑戰。

2.1 AI技術為戰地救護發展提供機遇

戰爭是以武器裝備水平為主要標志的客觀發展過程，AI技術在武器領域的應用有目共睹，可以說AI技術締造的現代化武器裝備反映了現代化戰爭的本質。AI技術在推動武器發展的同時，也在推動戰地救護領域的發展[22]。

2.1.1 戰地救護技術水平增強

目前，我國戰地救護人力資源不足，與美國的戰地救護相比還存在科技上的差距。如果AI技術能在戰地救護方面得到深層次的應用，不僅能有效提升戰地救護的技術水平，還能保障戰地救護的質量。伴隨著現代戰爭的信息化、智能化武器裝備系統的應用，應將戰地救護工作系統與移動端設備有機結合并形成網絡化、智能化救護隊伍。借助AI技術完成傷員身份匹配，能提高傷員救治信息的準確率，減少使用過敏性藥物的情況發生，保障戰地救護安全?，F實中傷員的日常護理和服務大多由護理人員完成，假如由AI護理機器人協助或獨立完成，可節約大量的人力和物力，有效提高現有戰地救護技術水平，有助于完善信息化、智能化戰地救護系統。

2.1.2 戰地救護信息管理優化

AI技術的自主性是簡化戰地救護冗雜人工流程的一把鑰匙，其能夠高速傳遞有效信息，替代人力進行重復性工作。當前，具備處理戰地救護信息的系統是弱化AI系統，其只能抽象地分析數據的表面邏輯關系，缺乏整體性綜合判斷的強化AI處理能力。強化AI綜合處理平臺處理戰場救援信息后，生成自救方案和救護方案分別傳送給傷員和救護小隊。這意味著，救援過程將最大程度地縮短信息采集、傳遞、處理、反應時間和冗雜人工流程的時間，為傷員爭取救治黃金時間。

2.2 戰地救護發展面臨挑戰

未來動物、生物武器[23]和激光武器[24]將會成為戰場主要武器，動物、生物和激光所至之處皆為戰場，被攻擊一方短時間內傷員倍增，而傳統的戰地救護機制無法應對現代戰爭中的大量傷員，將面臨巨大挑戰。

2.2.1 作戰模式要求

美軍利用AI技術整合海、陸、空、天、信息、心理等多領域作戰模式，實施廣泛的一體化作戰，形成了軍事領域的絕對優勢。在海灣戰爭和科索沃戰爭中，美軍使用了貧鈾炸彈，它會產生具有輻射性的有害物質，醫護兵救護傷員的路線被輻射區阻擋[25]。美軍士兵選用自動化、舒適化、集合化的AI救護裝備，通過自我救護來克服醫護兵無法通過輻射區的現實情況。如今，我國借助AI技術的快速發展將戰場法則和救護原則匯聚在一個超級機器人身上，其遠程監測和信息傳輸功能使戰地救護的問題解決樣式更豐富、操作更精準，從而可以高效地執行各種危險任務。

2.2.2 性能要求

在AI戰地救護性能方面，一般情況是使用力學性能測試及模擬試驗系統評估數據、建立數據庫并以此訓練機器學習算法模型，當模型AUC值為0.96時，可精準預測傷員的昏迷評分、血氧飽和度，區分傷情狀態，智能地排列出傷情等級，提高了戰地救護的工作效率[26]。同樣，智能檢測系統——靶向實時預警系統通過對士兵的生命信息動態分析后，成功對生命體征消亡時序作出預測，為優先救護高危傷員提供依據。因此，戰地救護人員可以有選擇性地安排救護對象順序，對部隊的持續戰斗力提供了有力保障。AI技術還能夠對信息進行深度解析，預測潛在疾病信息，并制訂治療潛在疾病的方案，以減少潛在疾病對生命健康的威脅，長期穩定維護生命健康安全[27]。然而需要注意的是，由于部分AI戰地救護設備也存在算法錯誤的傾向，AI制訂的戰地救護方案仍然需要經驗豐富的專家審核，避免發生輕信技術、忽視全局的戰略錯誤。

2.2.3 人才培養要求

AI技術是突破空間、時間界限的技術，具有仿真性的醫療培訓可廣泛培養醫學類軍校護理學員適應戰地救護的能力。大多數國家運用AI技術介入戰地救護訓練，智能記錄整個訓練的全過程，并時刻與數據庫進行比對調整以優化訓練方案[28]。2001年美國海軍為醫務人員開發了一套用于培訓其應急反應能力的虛擬仿真教學系統[29]，該系統是美軍研發的三維模擬學習平臺“Pulse”的基礎，是遠程教學和虛擬教學一體化的教學平臺，它嵌入不同的模擬場景來訓練學員的護理能力，教員可在救護界面查看學員救治傷員的情況，同時提供多人模擬實地救護的戰術訓練[30]。近年來，我國科研工作者開發了基于AI技術的軍事醫學教育平臺或系統，其中以虛擬現實技術應用最多，主要用于創傷救治訓練、虛擬外科手術、軍事醫學教學等領域[31]。

2.2.4 技術安全要求

2007年美國AI專家聯合簽署了《阿西洛馬人工智能原則》，該原則呼吁全世界AI領域的工作者恪守人類利益和公共安全，提出數據采集和應用帶來的安全問題[32]。但AI系統的安全問題不是研發AI戰地救護系統的重點，目前，存在的3個明顯的安全問題如下：（1）規范AI技術的法律遠落后于推廣應用AI技術的速度，這也必然導致AI戰地救護設備的安全性問題無法得到法律保障；（2）假如敵方盜取控制權，修改設備編碼，由救護設備變為殺傷武器也是可能的，這將增加前線士兵的風險系數；（3）AI戰地救護設備收集士兵的生理體征、作戰習慣、精神狀態、服藥記錄等信息，一旦被敵軍掌握，有可能通過數據信息實施反向打擊。

3 基于AI技術制訂戰地救護策略

現階段戰地救護的發展目標應以AI技術高度運用于未來戰爭為背景，借鑒現代戰爭中AI技術的應用成效，建立智能救護機制、強化獨立研發能力和升級智能裝備體系。

3.1 建立智能救護機制

傷亡率是衡量戰地救護水平的標準。AI單兵救援裝備能夠智能地實現傷員的自救、互救，為專業救援人員抵達戰現場爭取時間，最大程度保障傷員的存活可能性。一般來說，戰地救援方案源于數據分析，即戰傷病例、軍事演習、國內外救援活動以及現實戰地救援人員、裝備、方案等數字化內容，它們都會轉化成為AI算法學習的有效數據樣本。戰地救護機制向低傷亡率方向發展，將會是AI與戰地救護最佳的融合點。智能化戰地救護機制是AI戰地救護的發展總目標，這一目標的實現程度標志著各國在現代化軍事進程中動員的社會各階層的力量。借鑒國外的科學技術成果是發展智能化戰地救護的科學經驗，要辯證地吸收國外科技成果，以實現低傷亡率的智能化戰地救護機制。

3.2 強化獨立研發能力

我軍AI技術距離大范圍應用還存在技術瓶頸，在戰場上缺乏救援條件的情況下，受傷士兵只能自我救助，缺乏遠程救援技術支援[33]。戰地救護有“白金10分鐘”“黃金1小時”的說法。戰地救護設備的研發應以基本原則為主，緊扣AI技術的發展趨勢，以實際數據為基礎，借鑒國外團隊的數據，深入實際營區收集傷病員資料，將AI技術融入相關設備的研發中，或者改進現有設備的缺陷?，F代戰爭中，海戰和空戰的作戰環境特殊，對后勤裝備的物質屬性均有一定要求，綜合集成的系統能夠簡化操作、提高利用率。

3.3 升級智能裝備體系

AI技術在軍事醫學中的應用正處于快速發展階段，面臨著缺乏有效數據、發展模式前瞻性不足等問題，而AI設備的研發仍處于弱AI階段，離不開大型數據庫的支持。AI技術的發展趨勢給救護領域相關的知識和經驗提供一個匯聚的可能性，從而更高效、輕便、精準地整合救護數據，并運用網絡平臺、一體化信息等數字技術組建數據庫[34]。由于戰爭爆發的偶然性和升級智能裝備的迫切性，一方面要從“深度學習-貪心算法”的升級入手，為未來戰爭做充分準備；另一方面需構建大型戰地救護數據庫，將研究數據與設備研發相結合，從而使設備具有應對現代戰爭的使用價值。此外，AI戰地救護設備欠缺通用性和兼容性，無法實現靈活組裝和拆卸，很難配合作戰武器使用，增加了作戰單位的困難。應針對AI設備的低智能化的問題，集中研發應用于實戰的戰地救護設備，力求經過10 a發展，實現以智能化艙、車、箱為主體，以智能隨身裝備為常備裝備，預防與救護相結合通用的智能化裝備體系。

4 展望

目前，AI技術尚處于弱智能時代，并不具備創造的功能，因此，現在的AI戰地救護設備更多被應用在反映戰地救護信息、分析客觀數據等機械化領域。AI技術研發不能脫離現實戰場需要，現實戰場需求不斷給AI技術完善提供新方向。但是，未來戰場上離不開AI戰地救護設備，它也將改變戰地救護的方式和流程模式，并將推動醫學的整體發展，重組醫療關系，同時也必將對部分戰地救護人員產生影響。有理由相信AI技術將給未來戰地救護以及未來戰場帶來革命性變化，是未來戰地救護研究和改革的目標和方向。然而，我們也應注意AI技術作為一項新技術還未形成完善的算法模型，系統漏洞、設備故障和固件兼容性都給戰地救護帶來巨大的風險。因此，戰場救援指揮官要保持冷靜、克制的態度使用AI救援技術，不假思索、無適用范圍的運用勢必會造成無法估計的災難性后果，AI制訂救援方案必須由戰場救援指揮官加以人工審核決策。

5 結語

隨著AI技術與戰爭的緊密結合，戰場離不開AI戰地救護設備。在戰場上AI技術具有兩面性，不僅能傷害還能救護。AI技術作用在戰地救護領域，可暫緩戰場突發救護人員不足的情況。AI技術在戰地救護中的應用理應是保障作戰人員和救護人員的生命安全而不是取代救護人員，要遵循實事求是的原則進行具體設計，要符合以智能化戰場為中心的現代戰爭救護模式的發展，以針對不同作戰領域的衛勤保障成效為基礎，對戰場進行全面的、立體的、全程的救護，最大程度地減輕戰地救護人員的工作負擔，使其從危險環境中解放出來，將關注點放在傷員的護理和心理關懷上。相關社會機構應從技術研發和政策引導等方面解決AI技術在戰場救護中存在的問題，克服技術瓶頸，降低生產資料消耗率。我軍改革和轉型建設發展正面臨著高科技作戰的嚴峻挑戰，而軍事現代化進程的實質就是軍事裝備的現代化和與時俱進。目前，應明確AI技術軍事化用途的方式，并在保護軍事人員身份秘密的基礎上最大程度發揮大數據功能，以便更好地服務戰場，全面實現AI技術融入軍事醫學應用，充分激活AI戰地救護功能的巨大潛能。