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详解“空战演进”与“马赛克战”作战概念,单人将可操控多机作战

美国国防部高级研究计划局的“空战进化”(ace)计划使用人工智能来处理超视距空战(dogfight),使飞行员能够专注于更大规模的空战,并加速飞行员从飞机操作员向任务作战指挥官的过渡。最近,国防部高级研究计划局发布了一项广泛的机构公告(baa),进一步披露了ace项目的大量细节。今年5月,美国国防部高级研究计划局(darpa)宣布启动ace项目,通过空中视线机动(通常称为空战、空战)的自动化和智能化,增强飞行员对战斗自主性的信任。

美国国防部高级研究计划局正在推进其空战进化计划,以发展载人/无人空对空作战能力。国防高级研究计划局于5月17日举办了“支持者日”,向业界通报ace计划,并推动更多关于该主题的讨论。Ace计划首先通过建模和仿真进行技术演示,然后对小型无人机进行飞行测试。最终目标是在典型作战飞机上实现自主作战能力。Ace项目标志着美国军方从被飞行员广泛信任的基于物理的自动化向未来无人驾驶协调所需的更复杂的自主能力的转变。

正如darpa指出的那样,在未来的空战领域,一名人类飞行员可以通过有效协调载人飞机上的多个半自动智能无人平台来增加其杀伤力。Ace为相关的作战自主系统创建了一个层次框架,其中较高级别的认知功能(例如,制定总体参与策略、选择和确定目标优先级、确定最佳武器或效果)可以由人类执行,但较低级别的自主性(例如,飞机机动和交战策略的细节)留给自主系统。

“马赛克战争”的概念

基于当前的限制和挑战,斯托的“马赛克战争”(Mosaic War)基于技术愿景,利用动态、协调和高度自治的可组合系统的力量。各种系统就像简单而灵活的构建模块。当相关人员构建一个“马赛克”系统时,他们就像艺术家创造马赛克艺术作品,以各种方式将低成本和低复杂性的系统连接在一起。此外,即使“马赛克”系统中的一些组合被敌人摧毁或中和,它们仍然可以快速响应,并创建适合任何场景的实时响应的理想期望。

根据“马赛克战争”(Mosaic War)方法,美国军方的整体空中、网络、陆地、海洋和太空领域将专注于在更全面的框架内运作。“马赛克战争”(Mosaic War)的目标是根据特定的冲突需求,促进各种系统的快速、智能、战略性的组合和分解,以较低的成本生成具有多样性和适应性的多域杀伤链的灵活组合,实现网络战,并生成一系列效果链。这些效果链是非线性的,可以在战术、作战和战役层面上组合起来,形成“效果网”。

根据斯托的假设,“马赛克战争”(Mosaic War)贯穿整个战斗周期,可以通过组合和适应性强的载人或无人系统的分解和分配来实现战斗目标。根据以上分析,如果相应的技术问题得到解决,“马赛克战争”的作战效率将得到质的提高。首先,就时间消耗而言,战斗周期每个阶段的时间消耗减少一个时间单位。其次,作战灵活性,从常规军事作战到模糊的“灰色地带”冲突,“马赛克战争”形成的“效果网”可以实现各种灵活的应用——从偏远沙漠中的动能作战到复杂城市环境中的小规模打击,或者打击迅速传播虚假信息并威胁友军和战略目标的信息战。

“马赛克战争”是将工程设计方法转化为新的系统。它设想了一种自下而上的组合能力,在这种能力中,单个元素(或现有的新系统),如马赛克中的单个瓦片,组合起来动态地产生以前意想不到的效果,完全改变了军事能力的时间周期和适应性。因此,“马赛克战争”的关键技术已经从平台和关键子系统的集成转变为作战网络的连接、指挥和控制。拼接组合的新技术支持按需组合、集成和互操作性。该技术可以实现向后兼容,及时定制创建所需的任何连接点,以新颖的方式连接大型、有能力的子系统或系统库存,实现新的功能,最终形成持久、快速、开放的未来“马赛克战”适应性。

作战周期中“马赛克战争”需要解决的问题

王牌项目和马赛克战争

Ace项目是美国国防部高级研究计划局战略技术办公室(sto)为实现其新的作战概念“马赛克战争”而实施的项目之一。在“马赛克战争”场景下,人类将在复杂的环境(以耦合、非线性、异质性和适应性主体为特征)中与自主武器系统密切合作,并使用人工智能战术作战。载人平台将在所有作战区域指挥大量分散的无人系统。如果运营商不信任运营自主权,这种运营愿景就无法实现。

Ace项目将通过解决人机合作中的空战问题,增强人们对作战自主性的信任。本项目将自动空战战术应用于更复杂、异构、多机的战斗级仿真场景,为未来实时和战斗级“马赛克战”实验奠定基础。

2019年5月6日,美国国防部高级研究计划局战略技术办公室(sto)宣布启动空战评估(ace)项目。2019年6月5日,国防高级研究计划局发布了一项跨部门公告。该项目将在五年内通过阿富汗-法国空战竞赛和四个技术领域分三个阶段推进,技术领域2、3和4的资金总额为6360万美元。

Ace项目研究内容

Ace将使用自下而上的方法来发展战斗自主权和对自主权的信任。像训练飞行员一样,ace通过将空战算法应用于越来越困难和现实的任务来训练它们。

Ace的自下而上发展模式:基于物理的机动性自主——非线性局部行为——战区空中作战

Ace项目旨在应对四大技术挑战:

技术领域1:执行者将在模拟和仿真环境中,在小型无人飞行器上,最后在有代表性的全尺寸作战飞机上,验证视线作战自治系统。

衡量和监测战斗人员的注意力

任务指挥官任务和近距离作战任务交互的人机界面

技术领域2:设计模拟和测量空战自主作战系统中飞行员信任度的实验方法

运动领域的战术和战术模型(aws下一代统计技术)

根据大规模军事演习的发展模式,与技术领域2的人机界面相结合。

技术领域3:在全球行为中使用和信任自治系统

技术领域4:运营代表全尺寸飞机测试基础设施的建设

针对上述挑战,提出了四个研究领域:

Ace项目研发安排

该项目分为三个阶段。第一阶段(18个月)侧重于在模拟和仿真环境中开发和验证关键能力。第二阶段(16个月)和第三阶段(16个月)将分别在小型飞机和全尺寸飞机上执行相同的任务。虽然预计在第二阶段政府将只为技术领域2和技术领域4选择一个表演者,并为技术领域3选择几个竞争者。这三个阶段持续五年。

Ace项目规划和阶段划分

Ace项目指标

与sosite和dbm项目的区别和联系-sosite项目和分布式运营管理(dbm)涉及空对空运营,但重点放在分布式运营的管理上。对自治级别的要求不高,不考虑信任问题。然而,自主能力的实现和“信任问题”在本项目中得到强调。此外,sosite可能在今年还比较早,许多问题还没有清楚地考虑出来。现在它在ace中被进一步实现。

自主技术可以使用skyborg、code和其他项目成果-技术领域的自主技术将由新的baa进一步澄清,而不做太多披露,但目标是提高个人和编队的自主能力,这应该与skyborg、拒绝环境中的代码和忠诚的僚机有很强的相关性,并且应该在这些项目现有成果的基础上进一步发展。

Ace是忠诚僚机“上层”指挥和控制水平的内容——目前,忠诚僚机更加强调的僚机技术的发展,将回答如何管理僚机和主人如何信任僚机,如何将现有的人工智能技术应用于僚机,以及如何将人和无人机的协同作战融入到具体的作战任务场景中。

ace和alias项目之间的区别——驾驶舱自动化系统(alias)项目已经完成了最后的演示测试。它实现了人机物理中最高的自动化能力(线性)。ace是非线性能力的起点,将完全打破现有的物理能力。

Ace在镶嵌战中的地位——最近推出的明确支持镶嵌战的项目除ace外,还包括系统增强小作战单元(sesu)、海洋适时信息项目(TINUAL)、logx项目等。达尔帕斯托办公室一致强调,马赛克战争将引领许多项目的发展,成为许多项目的愿景。Ace项目是马赛克战争的重要切入点。一旦实现,它将使战斗机从当前的物理自动战系统进入非线性交互,大大提高他们的认知任务。

Ace项目旨在实现空战的自主能力。它从四个方面进行研究,重点是自治能力的实现和战斗人员对自治系统的信任。ace项目一旦实现,将弥补现有物理自动战系统的不足,成为实现马赛克作战能力的关键切入点。


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