美军推进自主作战系统在飞行器上应用

今年10月下旬,美陆军进行了一次历史性的试验。在该试验中,地面目标被设置于直升机传感器探测距离和导弹射程之外几千米的位置,一架波音AH-64E“阿帕奇”直升机机组人员利用传感器识别并使用激光指示器标记了目标位置,最终发射导弹成功将其摧毁。这是有人/无人协同(MUM-T)的一个应用场景。美国防部计划使用有限的高价值战斗机、轰炸机和直升机与成本低、数量大的无人机协同,共同完成对目标的打击。这样做在将更多的风险转移给无人机的同时,能够倍增有人机队的武器效能。这次试验标志着美军朝有人/无人协同方向迈出了关键的一步,但同时也揭示了军方认为目前可以实现的极限。在2020年10月底的这次试验之前,美陆军AH-64直升机机组人员还未实现过控制他机导弹的发射。这次试验需要三架飞机:RQ-7BV2 Block 3无人机远远地飞在AH-64E直升机的前面,对直升机视野之外的地形进行扫描,并在发现目标后使用其传感器和激光指定器锁定目标。AH-64E直升机机组人员指挥一架MQ-1C增程型无人机发射导弹,该无人机也位于直升机的前方。三天后,这三型飞机协作,使用戴内提克斯(Dynetics)公司的GBU-69小型滑翔弹击中了一个目标。尽管有关MUM-T概念的研究和几次成功的试验已使美军技术人员信心十足,他们仍会在2021年加紧研发和试验工作。对于“空射效应”(AirLaunched Effects)项目和“天空博格人”(Skyborg)项目,继续进行新试验的目的是建立机组人员和作战管理人员之间的信任。他们必须确信未来的机器人僚机足够安全,才能够与他们分享领空,并且至少应具有足够的洞察力来支撑任务。美军正将自主能力逐渐融入作战中,但主要还是在幕后发挥支撑作用。2020年,陆军的“融合项目”(Project Convergence)和空军“先进战斗管理系统”(ABMS)的“高速路匝道”(On-Ramp)演习试验表明,传感器与自动处理器之间的端到端连接可以加速目标决策。美国防部联合人工智能中心已资助通用原子航空系统公司开发用于无人机的智能传感器,力求实现决策信息的自主收集、处理和分发。与此同时,海军计划在2024财年之前交付第一架能够自主加油的波音MQ-25“黄貂鱼”无人机,空军也在寻求在波音KC-46的加油管上引入具备自主加油能力的遥视系统2.0版本。虽然空军和海军没有公开过任何类似的固定翼战斗机和轰炸机的飞行试验,其对空战中MUM-T的应用的研究可追溯到近十年前。2013年至2017年,美国空军研究实验室(AFRL)和美国海军研究实验室(NRL)都为国防部长办公室赞助的“空战任务自主化”(ATACM)项目提供了新技术和一系列狗斗的仿真。并非所有人都认可“忠诚僚机”的概念。诺斯罗普·格鲁门公司认为MUM-T削弱了无人机长航时的特点,并为人类飞行员带来注意力方面的负担。诺格公司提出了由一个自动指挥控制系统单独负责无人机队,多个无人机独立于有人机来执行任务的作战概念。尽管有这些顾虑,AFRL和美国国防预先研究计划局(DARPA)还是开始着手推进MUM-T作战。AFRL 最初专注于开发一系列新的低成本可消耗飞机技术(LCAAT)。在LCAAT项目中,AFRL资助了能够针对不同的任务进行优化的无人机自主通用底层架构的开发,以及为MUM-T作战而设计的XQ-58A无人机的研制。XQ-58A无人机和“通用底层架构”项目正在融合,以支持“天空博格人”(Skyborg)项目的下一阶段。Skyborg项目的目的不是开发自主飞行器,而是提供一种使多个无人机能够彼此协作或与有人机协作来执行任务的架构。2020年,AFRL选定莱多斯(Leidos)公司牵头进行通用自主系统的整合,该系统将归政府所有。空军希望在未来能够开发一种专有的操作系统,作为任何新飞机的作战飞行程序与任何可用传感器和武器之间的单一接口。Skyborg项目的自主控制系统旨在提供这种通用接口,以及TBM工具在ATACM项目中展示出来的机器学习和决策功能。在12月15日的U-2侦察机飞行测试中,控制高空侦察机传感器和导航系统的算法——ARTUμ进行了试验。该算法(ARTUμ)未来将配装在“天空博格人”(Skyborg)无人机上。在谈论到这次飞行试验时,美空军采办主管威尔·罗珀表示:“ARTUμ能够为我们提供重要的能力,并且处理速度比人类更快,让我们在即将到来的算法战争中可以抢夺先机。”Skyborg项目计划为无人机添加人工智能模块,使其能与有人机协同执行任务。由于可消耗无人机成本低廉且可复用,能够实现大规模的部署,美空军对其展现出强烈的兴趣。同时,人工智能模块往往容易受到对手的攻击,可消耗无人机也因其低成本的特性成为了早期试验人工智能能力的最佳选择。罗珀表示:“可消耗平台意味着承担作战风险,而人工智能是不会害怕的,我们已经准备好去执行这样的高风险任务。”美空军正在投资麻省理工学院的人工智能加速器(AI Accelerator)之类的项目,来保证人工智能算法的万无一失。“天空博格人”项目将于2021年开始三架原型机的试验,且其中一架已经实现了与战斗机的协同飞行。克拉托斯公司无人系统部门总裁史蒂夫·芬德利在一次采访中表示,U-2侦察机的这次测试为“天空博格人”项目即将进行的试验提供了支撑,从底层代码到基本技术,都存在大量可互相借鉴的地方。芬德利指出,XQ-58A无人机具有部署人工智能所需的大数据处理能力,克拉托斯公司正在与政府和其他伙伴合作开发开放式任务架构,这对后期使用其他公司的软件和有效载荷也是十分必要的。

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