美國國防高級研究計劃局(DARPA)的空戰演進計劃(Air Combat Evolution, ACE)旨在利用人工智能(AI)的發展,實現視距范圍(within visual range, WVR)空對空作戰的自動化。ACE是DARPA戰略技術辦公室(STO)為實現“馬賽克戰爭”概念而設立的幾項舉措之一。
從坦克支援到情報監視和偵察(ISR)以及突襲,先進的自主和AI正在進入許多空戰領域。因為這些技術比人類飛行員更適應高速和高加速度的“狗斗(dogfight)”,也就是近距離格斗或纏斗。
“Dogfight”是指敵對的兩架戰斗機,都試圖進入對方的尾部區域進行瞄準射擊,仿佛兩只狗嬉戲打鬧互相追逐撕咬對方的尾巴,因此直譯為“狗斗”。
DARPA的ACE已經著手通過將人機協作的“狗斗”作為一個挑戰場景,建立飛行員對基于AI的自主戰斗的“信任”。隨著空軍向未來的有人/無人協作模式邁進,對自主的信任至關重要。
為了實現這一目標,ACE將現有的人工智能技術應用于“狗斗”問題的實驗中,以增加現實性,并測量、校準、增加和預測人類對戰斗自主表現的信任。該計劃還將自動化“狗斗”戰術應用拓展到更復雜的場景中,為未來戰役奠定基礎。
WVR空戰是復雜且高度動態的,但它被認為是一個相對封閉的問題。因此,在行為非線性的情況下,可以通過明確的目標、性能的限制和可量化的結果來表征“狗斗”場景。
經過虛擬測試,計劃先在小型飛機上展示“狗斗”算法,逐步取得人類飛行員的信賴,最終將應用于實時、全尺寸有人/無人駕駛團隊與具有操作性的飛機進行戰斗的情景。
DARPA的ACE計劃似乎有一個雄心壯志:試圖擺脫對高端載人系統的重視,擁抱載人平臺和較便宜的無人駕駛系統的混合,可以快速部署和迭代,以采用最新技術來應對威脅變化。載有明顯更便宜的無人駕駛系統的網絡載人飛機,可以輕松地重新配置和/或增加減少各個“部件”以提供不同的效果,也可以在失效時快速更換。
ACE的目標是提供一種能力,使飛行員能夠參與更廣泛的空中指揮任務,而他們的飛機和組合無人系統則采用個人戰術。更高層次的認知功能可以由人類執行,例如制定總體戰略、選擇和確定目標的優先級、確定最佳武器或效果,但是較低級別的自主權將交給系統,例如飛機機動和接合策略等。
DARPA計劃讓ACE將通過三個不同的階段運行到2023財年。第一階段,持續18個月,將開發并展示建模和模擬的重要能力。該階段將于2020財年第一季度開始。
第2階段是TA2-4的選擇期,預計為期16個月。在此階段,TA1(Technical Area,TA)將改進并實施WVR算法到商用無人機上,以便在現場環境中進行測試,而TA2將與EIT合作,實例化成熟的HMI,用于小規模實驗。TA3將通過實時數據更新的TA1算法擴展到更大的力量練習數據所帶來的更復雜的戰術和戰略層面。
TA4將繼續準備最初的兩架全尺寸飛機,并提交一份通過第二階段中途購買另外兩架飛機的建議。全面飛機改裝的適航性認證將在第二階段早期進行,其次是安全和超控測試,最終的1v1飛行認證演示計劃在第2階段結束時進行。
第3階段是TA2-4的另一個選擇期,持續16個月,重點是將先前開發的WVR戰斗算法和試點信任評估應用于全尺寸平臺。TA4將負責全面飛機運營的各個方面,而TA2將更新并實施全尺寸飛機上基于經驗的信任測量系統。
實驗將在一個有針對性建立方法的現場環境中針對人類飛行員進行,從1v1,2v1和2v2訓練和比賽開始。
◆ ◆ ◆ ◆ ◆