在DARPA的模擬近距離空戰中AI控制的F-16戰機作為一個團隊工作
據外媒報導，通過一系列模擬測試，讓人工智能（AI）控制的F-16戰機作為一個團隊與對手進行對抗，將人工智能帶入近距離空戰領域的目標又近了一步。這些實驗是美國國防高級研究計劃局(DARPA)“空戰進化”(ACE)計劃第一階段的一部分，該計劃的重點是探索人工智能和機器學習如何幫助實現空對空作戰各方面的自動化。
DARPA近日宣布，ACE的第一階段已經進行了一半，上個月在約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）進行了所謂的Scrimmage 1下的模擬AI近距離空戰。
利用APL設計的模擬環境，Scrimmage 1涉及到2-v-1模擬交戰的演示，兩架藍色部隊（友軍）的F-16飛機合作擊敗一架未公開的敵方紅色空中（敵軍）飛機。用DARPA的話說，這個雄心勃勃的ACE計劃旨在“以人機協作近距離空戰為挑戰問題，開發出可信的、可擴展的、人類水平的、AI驅動的空戰自主權”。
2月份的AI近距離空戰測試是自去年8月APL的AlphaDogfight試驗以來的第一次。那次，一場比賽讓8個提供AI系統的團隊駕駛模擬的F-16進行一對一近距離空戰。隨後，擁有獲勝AI的團隊又在模擬器中與一名經驗豐富的F-16戰鬥機飛行員進行了5次模擬近距離空戰，以5比0的比分擊敗了人類，這是對AI潛力的重大展示。
“在第一階段結束時，我們最大的關注點是AI算法的模擬到現實的過渡，因為我們準備在2021年底進行實飛的次規模飛機場景，”DARPA戰略技術辦公室的項目經理Dan “Animal ” Javorsek上校說。“管理這種向現實世界的過渡是對大多數人工智能算法的關鍵考驗。事實上，之前的努力只是對這些類型的過渡很脆弱，因為一些解決方案可能會過度依賴模擬環境的數字文物。”
與AlphaDogfight Trials只使用槍支相比，Scrimmage 1引入了新的模擬武器，其形式是“針對較遠距離目標的導彈”。
“增加了更多的武器選擇和多架飛機，引入了很多我們在AlphaDogfight Trials中無法推動和探索的動態，”Javorsek補充道。“這些新的交戰代表了在算法中建立信任的重要一步，因為它們允許我們評估AI代理如何處理為防止自相殘殺而設置的明確的火力限制途徑。當在包括有人駕駛的戰機在內的動態和混亂的環境中使用進攻性武器進行操作時，這一點極其重要，並且還提供了增加與操縱兩架飛機與對手相關的複雜性和團隊合作的機會。”
到目前為止，ACE已經展示了先進的虛擬人工智能近距離空戰，涉及視距內（WVR）和視距外（BVR）多機場景，並使用模擬武器，再加上使用儀器噴氣式飛機進行實戰飛行，以測量飛行員生理學和對人工智能的信任。
在去年開始的ACE計劃中，DARPA一直強調建立人類飛行員對AI的信任的重要性，讓AI進行實際的戰鬥演習，而人類則專注於總體的戰鬥管理決策。
在“捕捉信任數據”的過程中，試飛員們在愛荷華大學技術研究所的操作員性能實驗室裡，乘坐L-29“海豚”噴氣式教練機飛行。這架飛機經過改裝，配備了駕駛艙傳感器，可以測量飛行員的生理反應，從而了解飛行員是否信任人工智能。在這些任務中，L-29一直由前座的安全飛行員駕駛，他根據AI的決策進行飛行控制輸入。然而，對於反應被評估的飛行員來說，就好像是AI在駕駛噴氣機一樣。
ACE第二階段計劃在今年晚些時候進行，將增加涉及螺旋槳驅動和噴氣動力的實戰亞尺度飛機的近距離空戰，以確保AI算法可以從虛擬環境中轉移到現實世界的飛行中。同時，Calspan還開始著手改裝一架全比例的L-39 Albatros噴氣式教練機，以便為第三階段，即計劃於2023年末和2024年進行的一組實飛近距離空戰提供機載AI “飛行員”。
一旦這一概念得到驗證，DARPA計劃為”忠誠僚機”無人機配備開發的AI技術，比如Skyborg，與有人駕駛的戰鬥機一起協同工作。這樣一來，無人機將能夠進行具有一定自主性的近距離空戰，而人類飛行員則主要專注於戰鬥管理。
最終，這種人工智能可能對實現無人戰鬥飛機的夢想至關重要，它既能進行空對空作戰，也能進行空對地打擊。雖然無人戰鬥飛機能夠執行許多與有人駕駛飛機相同的功能，但它的人工智能“大腦”能夠更快、更準確地做出關鍵決策，在更短的時間內考慮到更多的信息，而不用擔心被一般混亂的戰鬥分心或迷惑。同樣的算法也可以進行調整，使無人機能夠聯網成群，協同作戰，最大限度地提高作戰效率，決策的製定速度遠遠快於人類駕駛的編隊。
然而，同樣的人工智能技術也有作為“虛擬副駕駛”的應用，這種概念正在R2-D2下開發，該項目由美國空軍研究實驗室（AFRL）的自主能力團隊3（ACT3）運行。這樣一來，ACE中出現的軟件和其他系統就有可能為有人駕駛飛機的機組人員提供新型的自動協助。
顯然，ACE有可能在自主和半自主無人機能力領域為各種不同的空軍項目提供支持，並為載人戰機提供另一層快速決策。雖然人工智能算法在虛擬近距離空戰中勝出的能力現已得到驗證，但今年晚些時候，我們應該也有機會看到這項技術如何轉化為實戰飛行。