摘要:美国DARPA于2022年12月在VISTA飞机上,首次使用人工智能软件完成了一次约17多个小时的飞行试验,作为DARPA“空战演进”项目里的一个重要里程碑事件,该试验的成功,标志着“空战演进”项目又向前迈出了一大步。“空战演进”是美国DARPA开展的一项旨在实现未来空中格斗自主化的研究项目,同时,也是DARPA实现“马赛克战”概念而开展的研究项目之一,是今后实现“马赛克战”能力的关键切入点。
关键词:美国,DARPA,人工智能,“空战演进”项目,马赛克战
进行飞行试验的VISTA飞机
据美国《空军科技》官网2023年2月14日的报道,美国DARPA(国防高级研究计划局)于2022年12月在VISTA飞机上首次利用人工智能软件完成了一次约17多个小时的飞行测试。
VISTA飞机
VISTA飞机又名X-62“可变稳定性飞行测试飞机”,是在一架F-16D Block 30战斗机的基础上升级改造而来,由卡尔斯潘飞行研究公司和洛克希德·马丁公司共同研发生产。VISTA飞机在此前被称之为NF-16D,2021年6月获得美国空军认可,并被视为国家资产,且重新命名为VISTA X-62A。该机升级了BLOCK 40航空电子系统,配备有可模仿其他飞行平台飞行特性的软件,且这些软件还能定期进行升级,同时,飞机上还可搭载和应用各种自主操控系统和先进技术,如:“天空博格人”自主控制系统和“安全沙箱”技术等。目前,VISTA飞机主要隶属美国空军试验飞行员学校,平常主要进行各种空战人工智能技术以及相应战法的测试与试验工作。而作为DARPA“空战演进”(ACE)项目里的一个重要里程碑事件,2022年12月的那场试验旨在研究“空战演进”项目中的相应空战算法。
“空战演进”项目
2019年5月6日,DARPA战略技术办公室宣布启动“空战演进”项目,该项目旨在实现自主化的空中格斗,从而使飞行员能够专注于更大规模的空战,加速飞行员从飞机操作员到任务作战指挥官的转变。正如DARPA曾经表示过的那样,在今后空战中,单个飞行员可以有效协调有人驾驶战斗机内的多个半自动智能无人驾驶系统来增加战斗机*伤力,而“空战演进”项目则为相关自主作战系统创建了一个新的等级框架,其中,较低等级的操控(如:战斗机本身的执行策略和机动)一般交由自主系统负责,至于更高一级的认知功能(如:选择确定目标的优先级、制定总体作战战略、确定最佳可使用的武器以及所能带来的打击效果等)则交由人类执行。“空战演进”项目研究过程中涉及的自主技术则可能会采用“天空博格人”和“拒止环境协同作战”等项目的研究成果。
“空战演进”项目的三个不同发展阶段将在不同场景环境和平台上开展
“空战演进”项目采用自下而上的方式开发战斗自主性过程中所需的技术性能以及对自主能力的信任,重点解决空战格斗自主能力的实现以及作战人员对自主系统的信任问题。项目计划以5年的时间分3个阶段推进。其中,第一阶段,耗时18个月,重点在模拟和仿真环境中开发和验证项目中的关键能力;第二个阶段,耗时16个月,将在小型飞行器上进行相关关键能力的开发与验证;第三个阶段,耗时与所需进行的任务与第二阶段一样,只是测试载具从小型飞行器变成了全尺寸飞行器(如:VISTA飞机等)。
“阿尔法”空战格斗竞赛时的画面
在整个“空战演进”项目期间,开展了“阿尔法”空战格斗竞赛(也被称之为“阿尔法狗斗试验”),并分成4个技术领域进行研究,以应对现在和未来的4大技术挑战。这4个技术领域和应对的挑战分别是:1、研发用于局部行为(即:个体和编队战术行为)的自主化作战系统,构建近距离空战算法,其应对的挑战是提高局部行为的自主化空战性能;2、设计相应的实验方法,用于模拟和测试飞行员对空战格斗中自主化作战系统的信任程度,其应对的挑战是在局部空战行为中建立和精准衡量作战人员对自主化作战系统的信任;3、在全局行为中(即:复杂的多飞行器行为)使用并信任自主化作战系统,并以此应用到“马赛克战”领域,其应对的挑战是在全局行为中使用并信任自主化作战系统;4、建设具有作战代表性的全尺寸飞行器实验基础设施,并提供全尺寸飞行器演示,其应对的挑战是建设全尺寸的空战试验基础设施。其中,第2-4技术领域总需消耗的经费为6360万美元,而在2020年8月开展的“阿尔法”空战格斗竞赛中,人工智能在虚拟空战中以“5:0”的压倒性优势击败了驾驶F-16战机模拟器的人类飞行员。
DARPA设计的“马赛克战”概念
作为DARPA为实现“马赛克战”概念而开展的研究项目之一,“空战演进”项目将自动空中格斗的战术应用到更为复杂的、异构和多飞机的战役级模拟场景里,为未来实时、战役级的“马赛克战”试验奠定基础。未来,“空战演进”项目一旦实现,将弥补目前物理自动化作战系统不足,成为实现“马赛克战”能力的关键切入点。
编者评论:
“马赛克战”概念中,有人平台将指挥多架无人平台进行作战
在美国DARPA设计的“马赛克战”概念里,人类士兵在今后复杂的作战环境中,需要和自主化武器进行相互协作,并在人工智能技术的帮助下进行作战,同时,人类士兵和有人作战平台将在所有作战领域里指挥大量无人系统进行作战。但如果人类士兵或操作员没办法做到对自主作战系统的完全信任,“马赛克战”概念里构想的这一未来作战愿景也就无法实现。因此,通过“空战演进”项目,来让人类对自主作战系统产生信任,也就对“马赛克战”有着十分重要的意义。
配备有“决斗”系统的苏-35战斗机
此外,从世界范围上看,与“空战演进”项目开展的自主化空中格斗研究相类似的技术和装备,有些已实现装机服役。比如,俄罗斯苏-35战斗机上使用的“决斗”系统,就是一款借助人工智能技术的空中格斗辅助作战系统,且该系统已在此前一些空战演习中发挥出较大的作用。因而,可以看出,自主化空中格斗将是未来空战技术发展道路上的其中一个关键,值得我们长期的关注。
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