美國《空軍雜志》長文:即將到來的無人機(jī)“蜂群”
現(xiàn)在,考慮在寬松作戰(zhàn)環(huán)境下進(jìn)行的一次秘密行動,C-130從空中發(fā)射2到4架小型無人機(jī),部署傳感器或拓寬C-130等飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的路徑。
在這種作戰(zhàn)場景中,韋爾茨巴諾夫斯基說:“他們不需要‘死神’‘全球鷹’或戰(zhàn)斗機(jī)壓制敵防空。實(shí)際上,他們可以自己解決問題,而且方式可能更加簡單,這也和作戰(zhàn)中隊(duì)的目標(biāo)相一致?梢詰(yīng)對不同復(fù)雜度的作戰(zhàn)場景是無人機(jī)蜂群擁有的關(guān)鍵優(yōu)勢之一,而傳統(tǒng)作戰(zhàn)裝備很難提供這種能力!
2018年4月,DARPA授予Dynetis公司一份為期21個月價值3860萬美元的“小精靈”項(xiàng)目第三階段合同。該項(xiàng)目聚焦于發(fā)展可支持這種分解式作戰(zhàn)行動的無人機(jī)蜂群技術(shù)。具體來說,“小精靈”項(xiàng)目的目的是證明多架無人機(jī)可以從一架遠(yuǎn)離敵防區(qū)的C-130上安全發(fā)射和回收。“小精靈”無人機(jī)長4.267米,加滿油重725.75千克。這比羅珀的“灰山鶉”無人機(jī)要大很多,韋爾茨巴諾夫斯基表示“小精靈”無人機(jī)的尺寸和巡航導(dǎo)彈差不多。
DARPA“小精靈”項(xiàng)目概念圖。該項(xiàng)目設(shè)想了轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)在防區(qū)外空射一群無人機(jī)并共同攻擊目標(biāo)(美國防部國防高級研究計劃局圖片)
在“小精靈”無人機(jī)蜂群完成預(yù)設(shè)的作戰(zhàn)任務(wù)后,C-130將使用類似于空中加油對接裝置的“水平對接站”在空中回收無人機(jī)。Dynetics公司首席工程師、“小精靈”項(xiàng)目副經(jīng)理蒂姆·基特(Tim Keeter)表示,與回收籃不同,對接裝置可以通過機(jī)械機(jī)構(gòu)牢固地鎖定“小精靈”無人機(jī)。
在第三階段,DARPA計劃于2020年1月進(jìn)行第一次大規(guī)模的演示驗(yàn)證:在30分鐘內(nèi)回收4架“小精靈”無人機(jī)。未來,一架C-130根據(jù)作戰(zhàn)需求最多可以回收16架無人機(jī)。另外,“小精靈”無人機(jī)也可從F-16戰(zhàn)斗機(jī)、B-52轟炸機(jī)和其他飛機(jī)上發(fā)射,而且還不需要對載機(jī)進(jìn)行大規(guī)模改裝。這可能會顯著提升無人機(jī)蜂群的規(guī)模。
2019年2月初,Dynetics公司團(tuán)隊(duì)在中國湖開展了“水平對接站”的飛行試驗(yàn),試驗(yàn)中并沒有使用實(shí)際的“小精靈”無人機(jī)。在4月初,公司計劃在有人駕駛的利爾噴氣飛機(jī)上試驗(yàn)“小精靈”無人機(jī)的航電系統(tǒng)?咸乇硎荆骸昂诫娤到y(tǒng)是無人機(jī)的大腦,在試驗(yàn)過程中如果出現(xiàn)任何問題,飛行員可以接管飛機(jī)的控制權(quán)!
2019年夏天,“小精靈”無人機(jī)將開展第一次飛行試驗(yàn),以便在與有人機(jī)進(jìn)行協(xié)同試驗(yàn)之前證明自身能力。不像羅珀的“灰山鶉”,“小精靈”無人機(jī)至少目前沒有使用人工智能或者自主行為系統(tǒng)。
然而,韋爾茨巴諾夫斯基在DARPA負(fù)責(zé)的另一個項(xiàng)目,即“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”(CODE)項(xiàng)目正在研發(fā)無人機(jī)蜂群的自主技術(shù)。他說:“自主對無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)十分重要,因?yàn)樵谶@種情況下,作戰(zhàn)人員將更多地處于戰(zhàn)略或監(jiān)管層面。作戰(zhàn)人員將提供指揮官的想法,而蜂群系統(tǒng)能夠基于該想法制定行動方案!
2018年年底,DARPA在亞利桑那州尤馬試驗(yàn)場測試了CODE無人機(jī)在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中適應(yīng)和響應(yīng)未知威脅的能力。無人機(jī)最初可以和任務(wù)指揮官交互,但是在通信降級或失去時,無人機(jī)蜂群證明了在沒有作戰(zhàn)人員控制下仍然可以完成任務(wù)。
韋爾茨巴諾夫斯基表示:“試驗(yàn)中的蜂群行為是自主編隊(duì)的基石,編隊(duì)可以協(xié)同并適應(yīng)任務(wù)需求和不斷變化的環(huán)境!
在空中不斷做出改變。CODE項(xiàng)目將使多架裝備有CODE系統(tǒng)的無人機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)同感知、適應(yīng)和應(yīng)對意外的威脅和新目標(biāo)。系統(tǒng)可以共享信息和計劃以及分配任務(wù)目標(biāo),做出協(xié)調(diào)的戰(zhàn)術(shù)決策,并在高威脅環(huán)境中擁有反應(yīng)能力(美國防部國防高級研究計劃局圖片)
在2019年4月之前,DARPA將繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)CODE項(xiàng)目,之后其將轉(zhuǎn)化到海軍航空系統(tǒng)司令部。然而,韋爾茨巴諾夫斯基表示,他真心希望把“小精靈”和CODE項(xiàng)目放在一起!半m然這兩個項(xiàng)目是分別設(shè)計的,但是如果把它們相結(jié)合并進(jìn)行演示驗(yàn)證將是很有價值的,可以看看無人機(jī)蜂群真正可以執(zhí)行什么任務(wù)!
韋爾茨巴諾夫斯基目前每周都與國防部相關(guān)機(jī)構(gòu)對話,一些人對項(xiàng)目表示出了興趣,但是興趣尚未變?yōu)橥顿Y。
人道主義援助
無人機(jī)蜂群也可以用于人道主義援助,例如災(zāi)難救援。美空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)正在和懷特兄弟研究所以及代頓大學(xué)研究所聯(lián)合開展“蜂群和搜索AI挑戰(zhàn)”項(xiàng)目。該項(xiàng)目將與英國的一個類似的競賽項(xiàng)目同時進(jìn)行。
2018年4月,英國國防科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的代表到懷特兄弟實(shí)驗(yàn)室訪問時提出了上述想法。當(dāng)時野火正在加州肆虐,而另一場野火也為英國造成了嚴(yán)重?fù)p失。為了進(jìn)行人道主義挑戰(zhàn)賽,兩個實(shí)驗(yàn)室接觸了非傳統(tǒng)的小型企業(yè)和大學(xué)。希區(qū)柯克表示:“因?yàn)樗麄儾⒉幌雲(yún)⑴c軍事任務(wù)!
挑戰(zhàn)賽要求參賽人員研究在繪制火場地圖時如何規(guī)劃和控制小型無人機(jī)蜂群。研究團(tuán)隊(duì)必須使用基于AFRL平臺的無人機(jī)設(shè)計和傳感器工具以及人工智能技術(shù),并提出完成任務(wù)的最有效方式。AFRL小型企業(yè)高級技術(shù)顧問米克·希區(qū)柯克(Mick Hitchcock)表示,英國林業(yè)局將為所有團(tuán)隊(duì)發(fā)布問題描述的視頻!疤魬(zhàn)雖然聚焦人道主義救援,但是事實(shí)上與空軍感興趣的點(diǎn)也十分契合”。
挑戰(zhàn)賽的第一個任務(wù)場景讓團(tuán)隊(duì)熟悉了軟件。之后的場景隨著挑戰(zhàn)的進(jìn)行而不斷增加難度,并在3月29-31的“最終決戰(zhàn)”活動中達(dá)到了高潮。
人工智能組件
羅珀承認(rèn)美空軍需要更多的人工智能,同時讓跨系統(tǒng)的軟件和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適應(yīng)傳統(tǒng)的采辦規(guī)則也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
羅珀表示,目前為止維護(hù)任務(wù)已被證明是人工智能工作的“沃土”,但在能夠影響任務(wù)和生命系統(tǒng)中,人工智能的使用風(fēng)險越來越高。
不過,研究人員正在取得進(jìn)展。韋爾茨巴諾夫斯基說:“這已經(jīng)不是10到15年后的事情了。這是一項(xiàng)可以在未來一兩年內(nèi)實(shí)施的計劃,并與我們現(xiàn)有的武器系統(tǒng)或其改型一起使用。”
(中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 袁成)
本篇供稿:系統(tǒng)工程研究所
運(yùn) 營:李沅栩

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