美空军人工智能AI空战技术发展历程简介

B站影视 欧美电影 2025-04-16 06:24 1

摘要:美国防高级研究计划局DARPA启动了空战演进计划《Air Combat Evolution》ACE,挑选了八家公司来开发飞机用AI系统。其中,洛马是最知名的公司,但令人震惊的是,它被一家名不见经传的新创公司击败。这些AI系统通过飞行模拟器进行训练,八家公司相互

人工智能AI出现以来,美空军一直在寻求将AI整合到战斗机中。

用AI取代人类飞行员迈出的第一步是2019年开始进行的模拟测试。

美国防高级研究计划局DARPA启动了空战演进计划《Air Combat Evolution》ACE,挑选了八家公司来开发飞机用AI系统。其中,洛马是最知名的公司,但令人震惊的是,它被一家名不见经传的新创公司击败。这些AI系统通过飞行模拟器进行训练,八家公司相互竞争,最终的获胜者将有机会与美空军一名王牌飞行员进行1对1的空战对决。

2019年11月,DARPA开展了“阿尔法空战试验”比赛AlphaDogfight Trials,随后在2020年2月和3月进行了更多比赛测试,AI系统在模拟空战中展开较量。在最后一轮中,洛马公司对阵Heron Systems公司——令人震惊的是,洛马以4:16的比分落败。2020年8月,最后一场“阿尔法空战试验”比赛举行。Heron Systems公司的AI与美空军一名王牌飞行员在五场模拟交战中对决,双方均使用F-16战斗机。正如预期的那样,在击败国际象棋大师和围棋冠军之后,AI再次获胜,以完美的5:0战绩赢得所有五轮比赛。在这些模拟战斗中,双方被限制只能使用航炮,依靠战术机动来获得位置优势。AI完全压制了这名空军王牌飞行员,让他毫无还手之力。空军飞行员被迫专注于躲避AI的无情攻击,但最终未能成功。

在随后的测试中,DARPA将空战场景从1对1扩展到2对1和2对2,成功验证了AI驱动的空战在多种场景下的能力,包括有人-无人协作作战。这些试验表明,AI可能会重新定义空战的未来。通过“阿尔法空战试验”比赛,空军成功验证了AI的作战效能。

第二步是将AI安装到真实飞机上。

2022年8月,变体飞行模拟器测试飞机Variable In-flight Simulator Test Aircraft VISTA,一种F-16战斗机的变体机,在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行了首次试飞。该机最初被命名为NF-16D,并于2021年正式更名为X-62A。VISTA测试飞机最初于1990年代开发,作为测试可编程飞行控制和操作系统的平台。然而,2019年,空军对VISTA进行了改装,以测试DARPA和空军研究实验室AFRL开发的两种自主飞行软件系统。DARPA的软件属于空战演进计划ACE,专注于视距内空战;而空军的“自主空战作战”Autonomous Air Combat Operations软件则专注于自主导航和视距外作战。2022年12月,DARPA宣布空战演进计划ACE的AI系统已在X-62A上进行了测试,成功完成了首次飞行。在测试中,AI完全控制了X-62A飞机,成功执行了视距内的机动飞行。在这次测试后,X-62A再次起飞,测试空军研究实验室的“自主空战作战”AI系统,同样取得了成功。在实际试飞中,X-62A并非完全无人驾驶——它搭载了两名飞行员,前座的航空工程师负责监控AI的表现,而后座的飞行教官则确保飞行安全。通过这两种AI系统的飞行程序,X-62A展示了执行广泛作战任务的能力。

2023年3月28日,空军宣布计划在F-16战斗机上安装自主飞行系统,以探索人机协作作战概念。这一项目被称为“毒液”——“毒蛇实验与下一代作战模式”Viper Experimentation and Next-Gen Operations Mode VENOM,旨在基于X-62A的进展,集成更先进的传感器套件,并从模拟转向现实世界的自主飞行能力,为与自主无人机协作作战探索道路。该项目涉及在佛罗里达州埃格林空军基地改装六架F-16战斗机,为其配备AI驱动的自主飞行系统,与有人驾驶飞机互动。这一努力为未来无人机与F-35、第六代战斗机的协作作战奠定了基础。2024年4月3日,空军宣布首批将要改装自主飞行系统的F-16战斗机已抵达埃格林空军基地,加速了测试进程。

同期,在4月19日,DARPA透露,美军已在2023年秋季于爱德华兹空军基地进行了全球首次AI驾驶战斗机与有人驾驶飞机的空战测试。测试中,两架飞机最近时相距仅600米。DARPA在一份声明中称这一事件是人类航空史的转型时刻。然而,测试结果仍属机密。尽管人类飞行员在“阿尔法空战试验”中惨败,但需要注意的是,模拟空战有其局限性,无法完全反映现实条件。例如,模拟中使用生命值条来表示损伤,缺乏碰撞检测,也未考虑损伤对飞机的实际影响。对飞行员来说,模拟作战就像玩电子游戏,无法充分发挥他们的全部潜力。此外,现实世界的作战涉及更多复杂因素,AI必须加以考虑,因此,AI厉害还是人类飞行员更强,实际结果仍不确定。目前来看,AI在反应速度上可能超过人类飞行员,但这并不意味着人类飞行员在每次交战中都会失败。

2024年5月,《前空军部长肯德尔Frank Kendall亲自在爱德华兹空军基地搭乘AI驾驶的X-62A飞行》,最高时速达到880千米/小时。飞行期间,另一架由人类驾驶的F-16在不到300米的距离内与其进行模拟空战。经过一小时的飞行测试后,肯德尔对AI的潜力表达了强烈乐观态度,称其可以被信任在作战中决定是否开火——这是对AI在军事应用中的最高认可之一。

除了作战外,AI还可以作为人类飞行员的宝贵助手。在现实作战中,无人机和有人驾驶飞机可以一起起飞,无人机负责高风险任务,如空战和压制敌防空。此外,配备先进处理器和计算系统的AI驱动飞机可以协助有人驾驶战斗机快速做出战场决策。开发无人驾驶F-16战斗机的“毒液”项目主要目标之一是为协作作战飞机CCA计划奠定基础。协作作战飞机CCA计划旨在开发高度自主的无人机,这些无人机可以携带导弹执行打击任务,部署电子战系统,或使用传感器为己方部队提供情报、监视和侦察。根据当前计划,协作作战飞机CCA将能够与第五代和第六代战机协作作战,并能够单独或以协调编队自主执行任务。美空军表示打算采购至少1000架协作作战飞机CCA,实际数量可能会超过这一估计。

表面上看,“毒液”项目VENOM的F-16战斗机似乎与协作作战飞机CCA计划存在冲突,因为两者都专注于开发自主飞机。然而,事实并非如此。如果没有强大的AI能力开发无人僚机,可能会导致软件难以有效与人类飞行员互动。在这种情况下,“毒液”项目VENOM至关重要——推进AI技术是使协作作战飞机CCA无人机真正有效的前提,AI要通过学习才能协助有人驾驶飞机。2025年4月,“毒液“项目的六架F-16机队组建完成,预计今年10月开始试验飞行。

在军事领域,如同其他领域一样,AI依赖大规模数据和深度学习来构建高精度的推理模型。最终,空战的未来将由AI控制的飞机主导。人类飞行员将从地面指挥中心或前线后方的安全位置监督作战,监控AI驱动的战斗机,选择目标并发布作战命令。鉴于空军目前的发展速度,这种作战模式已不遥远。

特总统已将第六代战斗机命名为》,《》,或许在不久的将来,我们将见证F-47与协作作战飞机CCA在现实作战中的协作。

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来源:我的心事你不槿

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