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未来人工智能飞行员:美空军“空中博格人”项目发展浅析

2020-10-19 11:47 作者:中国智能网 来源:互联网 浏览: 我要评论 (条) 字号:
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未来人工智能飞行员:美空军“空中博格人”项目发展浅析

2020-10-19 航空简报微信公众号 远航 刘谦

“空中博格人”(Skyborg),到底是一种智能无人机,还是一种智能飞行员?严格来讲,它是指一种由自主操控程序/算法组成的软件系统,可自主操控或通过人为管控无人机执飞多种任务,是基于无人机的一种人工智能应用,类似于人类飞行员。同时,因其功能将主要依托无人机而实现,所以美军方及各界多笼统的称之为人工智能无人机(忠诚僚机),但其所依托的无人机原型目前尚未定型。按照相关资料,目前美国空军正在通过“空中博格人”(Skyborg)项目基于某些无人机开发和验证无人机人工智能自主驾驶、飞行、控制、作战等一系列技术的基础算法和软件系统。未来三年内,即在2023财年之前,该项目将实现无人机原型定型、软件系统集成和初始作战能力。

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当前,美空军正在大力发展“忠诚僚机”,即可与有人驾驶飞机编队协同执飞各类任务的人工智能无人机。“空中博格人”(Skyborg)项目便是其中之一,其发展已受到全球业内外的广泛高度关注。但该项目究竟是一种什么样的项目?其如何发展而来?正在以怎样的方式发展?与以往有人机项目有何不同?发展现状如何?等等,这一系列问题均值得剖析。本文将基于已掌握资料,简要梳理并阐释上述种种疑问,力争向读者展现一个清晰的发展脉络。

“空中博格人”(Skyborg)项目与克拉托斯公司(Kratos Defense)主导开发的XQ-58项目同是美国空军目前正在实施开展的两个人工智能无人僚机主要项目。前者以人工智能无人僚机的核心即人工智能软件系统为主,依托无人机发展相关的人工智能能力。后者以具备人工智能能力的无人机平台为主,开发人工智能无人机综合系统。未来,这些人工智能无人僚机将可与F-35、F-15EX等有人战斗机以及轰炸机、加油机等编队协同使用。

项目及其名称的由来

“空中博格人”(Skyborg)的用语和概念由美空军负责采办、技术和后勤的副部长威尔·罗珀在领导美国防部长办公室战略能力办公室时提出,之后被移交给了美国空军研究实验室(AFRL),并更名为Avatar。2017年,罗珀负责空军采购部门一年后,将该项目重新命名为Skyborg,并于2018年10月成立了专门的项目办公室,这标志着该项目正式启动。2019年3月,在该项目开展信息征询的前一周,罗珀在空军研究实验室向一批记者透露了“空中博格人”的概念。

项目重要性及优先级

军用人工智能技术的发展已经属于美国政府及军方高度的优先级事项。按照2020年6月份美国防部公布的国防部武器关键技术优先事项最新排名,人工智能技术已经调整为第五位的优先发展事项。而根据2020年2月份数据,美国空军在2021财年的预算清单中,也进一步对“空中博格人”人工智能技术等先进技术进行投资,且其优先级要高于对更多F-35战斗机的采购需求。目前,“空中博格人”项目已被纳入美空军最新的未来十年即2030年战略规划,是该战略规划中的三个“先锋计划”之一。

未来无人机构想及“空中博格人”的需求想定

大量资料显示,美空军正在试图通过人工智能僚机再次实现对战争的变革。目前,美军对无人机的新理念追求包括低成本可消耗的无人僚机、无人机蜂群以及更加隐身和可单独作战的无人机,而这些无人机也都已成为当今大国竞争时代备受关注的对象。在过去的20年,美空军的无人机主要用于反恐行动中的空袭和情报收集,但新兴技术的出现,正在使美军打造一支更加多样化的无人机机队,其任务执行也将更具多样性。

美空军期望通过该型无人机,实现作战机队的多样化,并在很大程度上缓解机队面临的预算限制。美空军也希望通过该型无人机极大改变空中作战的游戏规则,在增加机队库存的同时,降低成本,提升作战打击速度。这些无人机可以帮助但不能替代人类大脑。它们可以更加接近敌人的防空系统,执行比传统有人机更长时间的任务。无人机也可以通过诱饵、电子战和动能打击发挥新的作用。

未来的作战方式将是,以有人机在作战后方指挥作战,而在作战前线,执行任务的将是各种构型和尺寸的无人机,其中一些将是低成本、可消耗的,另一些将是更加隐身和昂贵的,他们可能实施例如长期监视或时敏目标打击等任务。这些无人机将不仅能执行监视任务,其模块化的能力也将允许无人机携带多种传感器和武器,使其可以适应不同的作战环境,并与其他平台组成联合编队。

未来,自主和人工智能技术除了在新平台上的应用发展,还将聚焦于在指挥控制系统中增加更多的自主和人工智能能力,发展无人机蜂群,并发展新的无人机用机载武器。

总之,美军对“空中博格人”人工智能及无人机平台的设想包括:

在2023年具备作战能力比其他平台更便宜,即低成本可消耗,更容易更换配置具备模块化、开放式设计架构,可作为发展更复杂人工智能平台的一个跳板。可以利用简单的算法开展自主飞行和控制实验,也可以利用更加复杂的人工智能技术完成特定的任务或子任务。人工智能可以向不同无人机集成美空军对该机作战的想定认为,“空中博格人”无人机将由有人战机或人工智能引导,执行侦察、空袭等作战任务;可辅助多架装备不同通讯系统的战斗机进行通讯;能自动规避其他飞机、地形、障碍物或危险气象并自动起降。

“空中博格人”的人机协同作战愿景

与DARPA的“空战进化”(ACE)项目(该项目专注于视距内机动)不同,“空中博格人”项目主要关注视距外的智能机动。“空中博格人”项目团队主要对ISR和态势感知能力感兴趣。“空中博格人”平台可以通知人类飞行员“还有谁在该空域飞行?地面上有什么威胁?空中有什么威胁?有没有其他方面的威胁?这些威胁是什么?他们有多接近?以及如果这儿有威胁,你是否应该飞到那儿?”

随着战机人工智能和自主性的提高,飞行员的数量将减少。未来将实现操作员与无人机的“n比1”比例翻转,即当今的无人机,每架都有若干操作员;而未来美军将把这一比例翻转为让一名操作员控制多架飞机。到目前为止,“空中博格人”项目中人工智能的主要目标不是取代驾驶舱中的人类飞行员,而是让飞行员“更容易、更清晰”地做出决定。据美空军研究人员预测,未来无人机和有人机的数量比可能达到20。例如每一架F-35将有数十架无人机伙伴,实现更强的作战能力。

(责任编辑:admin)
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