近期，美國科學家在加利福尼亞南部進行了一次無人機蜂群的對抗試驗，這次試驗或將開啟空中格斗的新篇章。
兩個無人機蜂群首次空中對抗
2017年2月9日，在美國加利福尼亞州蒙特利陸軍國民警衛隊的羅伯茨兵營上空，美國佐治亞理工學院研究所和海軍研究生院的研究人員首次使用兩個無人機蜂群進行空中對抗。雖然不是傳統意義上的格斗，但該試驗卻是兩個無人機蜂群首次在空中交鋒的真實案例，也使兩個團隊得以演示驗證不同的空中作戰戰術。
佐治亞理工學院研究所機器人與自動化系統領域負責人唐·戴維斯表示，利用無人機蜂群與其他無人機蜂群交戰的能力是國防應用領域的一個重要研究方向。試驗演示了協同自主方面取得的進步以及無人系統編隊在執行復雜任務上的能力，將有助于推動未來自主系統能力的發展。
試驗情況
在試驗中，兩支研究團隊分別發射了十架小型“西風”（Zephyr）無人機，其中兩架在發射時出現技術故障，導致10比8的局面。雖然雙方的無人機在物理上完全相同，但其計算機卻使用了兩家機構各自開發的自主邏輯、協同方法和通信軟件。GPS跟蹤系統則幫助每架飛機掌握其他無人機在試驗中的位置。今后這些信息將由機載的相機、雷達和其他傳感器來提供。
所有無人機都使用單板計算機，而且在本次試驗中，采用開源的自動駕駛儀進行飛行控制。此外，無人機還配備了Wi-Fi系統，以便與其他無人機及地面站通信。
佐治亞理工學院研究所高級研究員查爾斯·皮蓬表示，兩支團隊都試圖解決“使用大型無人機蜂群執行有效任務”的問題，所提出的解決方案既有相似之處，又有一些不同。通過比較兩種方案的實際表現，研究人員能夠在具有相同飛行力學的平臺上進行策略和戰術的對比。
由于參加試驗的無人機不能真正地相互射擊，因此何時進入攻擊位置由地面計算機決定。為了對不同算法加以比較，兩組蜂群無人機共飛行了三個架次。據戴維斯表示，試驗非常成功，是兩個無人機蜂群首次在沒有人員控制的情況下（除發送高級命令或交戰信息外）進行空中對抗的真實試驗。
研究背景
兩家機構自2015年開始合作研究無人系統協同自主能力相關課題。佐治亞理工學院的研究人員一直使用“天行者”（Skywalker）無人機，與海軍研究生院使用的“西風”無人機相似。
對每架無人機來說，雖然自主算法完全可以控制飛機，但安排了飛行員在旁邊，必要時可控制任何一架飛機。自動駕駛儀設計了安全限制，比如在空域邊界和航程方面。
這樣的空中演示驗證試驗是佐治亞理工學院研究所自主系統測試過程的第三步。第一步，研究人員在一個運行速度是實際速度30倍的模擬系統上對戰術進行快速測試。采用“硬件在環”（hardware-in-the-loop）模擬，在硬件上運行實際算法。第二步，使用完整的軟件堆棧測試有前景的方案，軟件堆棧包含自主邏輯、通信系統、協同算法以及其他軟件。
人工智能的加入
佐治亞理工學院研究所的研究人員正在使用機器學習來優化自主系統性能，以及甄別特定戰術在何種情形下可發揮其優勢。
自第一次世界大戰以來，空中格斗戰術已發生巨大的變化，但無人機蜂群的出現可能帶來全新的挑戰。無人系統能夠以人類無法忍受的速度俯沖、轉彎、爬升，但其真正的優勢可能在于其計算能力，這種能力可賦予其追蹤數十名對手以及挖掘新的戰術來解決挑戰。對此，研究人員稱，采用機器學習的自主技術可能會發現人類永遠意想不到的新作戰策略。
來源：《無人機視野》/圖片來自互聯網
