美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的空戰(zhàn)演進(jìn)計(jì)劃(Air Combat Evolution, ACE)旨在利用人工智能(AI)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)視距范圍(within visual range, WVR)空對空作戰(zhàn)的自動(dòng)化。ACE是DARPA戰(zhàn)略技術(shù)辦公室(STO)為實(shí)現(xiàn)“馬賽克戰(zhàn)爭”概念而設(shè)立的幾項(xiàng)舉措之一。

從坦克支援到情報(bào)監(jiān)視和偵察(ISR)以及突襲，先進(jìn)的自主和AI正在進(jìn)入許多空戰(zhàn)領(lǐng)域。因?yàn)檫@些技術(shù)比人類飛行員更適應(yīng)高速和高加速度的“狗斗(dogfight)”，也就是近距離格斗或纏斗。

“Dogfight”是指敵對的兩架戰(zhàn)斗機(jī)，都試圖進(jìn)入對方的尾部區(qū)域進(jìn)行瞄準(zhǔn)射擊，仿佛兩只狗嬉戲打鬧互相追逐撕咬對方的尾巴，因此直譯為“狗斗”。

DARPA的ACE已經(jīng)著手通過將人機(jī)協(xié)作的“狗斗”作為一個(gè)挑戰(zhàn)場景，建立飛行員對基于AI的自主戰(zhàn)斗的“信任”。隨著空軍向未來的有人/無人協(xié)作模式邁進(jìn)，對自主的信任至關(guān)重要。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，ACE將現(xiàn)有的人工智能技術(shù)應(yīng)用于“狗斗”問題的實(shí)驗(yàn)中，以增加現(xiàn)實(shí)性，并測量、校準(zhǔn)、增加和預(yù)測人類對戰(zhàn)斗自主表現(xiàn)的信任。該計(jì)劃還將自動(dòng)化“狗斗”戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用拓展到更復(fù)雜的場景中，為未來戰(zhàn)役奠定基礎(chǔ)。

WVR空戰(zhàn)是復(fù)雜且高度動(dòng)態(tài)的，但它被認(rèn)為是一個(gè)相對封閉的問題。因此，在行為非線性的情況下，可以通過明確的目標(biāo)、性能的限制和可量化的結(jié)果來表征“狗斗”場景。

經(jīng)過虛擬測試，計(jì)劃先在小型飛機(jī)上展示“狗斗”算法，逐步取得人類飛行員的信賴，最終將應(yīng)用于實(shí)時(shí)、全尺寸有人/無人駕駛團(tuán)隊(duì)與具有操作性的飛機(jī)進(jìn)行戰(zhàn)斗的情景。

DARPA的ACE計(jì)劃似乎有一個(gè)雄心壯志：試圖擺脫對高端載人系統(tǒng)的重視，擁抱載人平臺(tái)和較便宜的無人駕駛系統(tǒng)的混合，可以快速部署和迭代，以采用最新技術(shù)來應(yīng)對威脅變化。載有明顯更便宜的無人駕駛系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)載人飛機(jī)，可以輕松地重新配置和/或增加減少各個(gè)“部件”以提供不同的效果，也可以在失效時(shí)快速更換。

ACE的目標(biāo)是提供一種能力，使飛行員能夠參與更廣泛的空中指揮任務(wù)，而他們的飛機(jī)和組合無人系統(tǒng)則采用個(gè)人戰(zhàn)術(shù)。更高層次的認(rèn)知功能可以由人類執(zhí)行，例如制定總體戰(zhàn)略、選擇和確定目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)、確定最佳武器或效果，但是較低級(jí)別的自主權(quán)將交給系統(tǒng)，例如飛機(jī)機(jī)動(dòng)和接合策略等。

DARPA計(jì)劃讓ACE將通過三個(gè)不同的階段運(yùn)行到2023財(cái)年。第一階段，持續(xù)18個(gè)月，將開發(fā)并展示建模和模擬的重要能力。該階段將于2020財(cái)年第一季度開始。

第2階段是TA2-4的選擇期，預(yù)計(jì)為期16個(gè)月。在此階段，TA1(Technical Area，TA)將改進(jìn)并實(shí)施WVR算法到商用無人機(jī)上，以便在現(xiàn)場環(huán)境中進(jìn)行測試，而TA2將與EIT合作，實(shí)例化成熟的HMI，用于小規(guī)模實(shí)驗(yàn)。TA3將通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新的TA1算法擴(kuò)展到更大的力量練習(xí)數(shù)據(jù)所帶來的更復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略層面。

TA4將繼續(xù)準(zhǔn)備最初的兩架全尺寸飛機(jī)，并提交一份通過第二階段中途購買另外兩架飛機(jī)的建議。全面飛機(jī)改裝的適航性認(rèn)證將在第二階段早期進(jìn)行，其次是安全和超控測試，最終的1v1飛行認(rèn)證演示計(jì)劃在第2階段結(jié)束時(shí)進(jìn)行。

第3階段是TA2-4的另一個(gè)選擇期，持續(xù)16個(gè)月，重點(diǎn)是將先前開發(fā)的WVR戰(zhàn)斗算法和試點(diǎn)信任評(píng)估應(yīng)用于全尺寸平臺(tái)。TA4將負(fù)責(zé)全面飛機(jī)運(yùn)營的各個(gè)方面，而TA2將更新并實(shí)施全尺寸飛機(jī)上基于經(jīng)驗(yàn)的信任測量系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)將在一個(gè)有針對性建立方法的現(xiàn)場環(huán)境中針對人類飛行員進(jìn)行，從1v1,2v1和2v2訓(xùn)練和比賽開始。

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