DARPA: искусственный интеллект в воздушном бою истребителей F-16

Проект DARPA по разработке ИИ для воздушных боев скоро выйдет из стадии разработки и начнет работать в реальном мире.

Проект по внедрению ИИ для воздушных стал на шаг ближе к реализации. В рамках серии виртуальных испытаний истребители F-16, управляемые ИИ, работали в команде для уничтожения противника. Эксперименты проводились в рамках первой фазы программы развития технологий для воздушных боев (ACE). Этой программой занимается DARPA, и с ее помощью агенство хочет понять каким образом ИИ и модели машинного обучения могут помочь автоматизировать различные аспекты воздушных боев.

Недавно DARPA объявило о том, что первая фаза наполовину завершена и о том, что в прошлом месяце в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса были проведены симуляции воздушных боев.



До нынешних времени исследовательская программа Air Combat Evolution была посвящена виртуальным воздушным боям, но скоро ситуация изменится.

С помощью среды моделирования, разработанной в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса были проведены тестовые сражения в формате «2 против 1». В них принимали участие два истребителя F-16 (дружественных), которые сражались против красного (вражеского) самолета, принадлежащего неназванному противнику.

По словам DARPA, амбициозная исследовательская программа направлена на развитие «надежной, масштабируемой, и управляемой ИИ системы автоматизации воздушных боев. Эта система должна будет основываться на данных из боев, в которых люди пользовались различными системами автоматизации ведения боя».

Февральские испытания воздушного боя с искусственным интеллектом были первыми со времен тестов системы AlphaDogfight, проводившихся в августе прошлого года. В соревновании участвовали восемь команд, которые предоставили системы ИИ, пилотировавшие модели F-16 в воздушных боях один на один. Команда с победившим ИИ провела еще пять симуляций воздушных боев против опытного пилота истребителя F-16 в симуляторе, победив человека 5:0 – это весьма яркая демонстрация потенциала ИИ, подробнее об этом можно прочитать здесь.

«В конце первой фазы 1 мы уделяем много внимания переходу алгоритмов искусственного интеллекта от симуляций к реальному миру, поскольку мы готовимся к тестам с уменьшенными моделями в масштабе в конце 2021 года», — сказал полковник Дэн Яворсек, программный менеджер в офисе стратегических технологий DARPA. «Этот переход в реальный мир становится критическим испытанием для большинства алгоритмов ИИ. Модели из прошлых попыток были ограничены, поскольку чрезмерно полагались на цифровые артефакты среды моделирования».



По сравнению с Испытаниями AlphaDogfight, в которых использовались только пушки, в тестах Scrimmage 1 использовались ракеты для удаленных целей.

«Добавление оружия и новых моделей самолетов способствует повышению динамики, которой не удалось добиться в испытаниях AlphaDogfight», — добавил Яворсек. «Эти испытания представляют собой важный шаг в укреплении доверия к алгоритмам, поскольку они позволяют нам оценить, как агенты ИИ справляются с ограничениями, введенными для предотвращения огня по своим. Это чрезвычайно важно при работе с наступательным оружием в динамичной и сложной среде, в которой находится истребитель. Также мы можем повысить сложность маневров, совершаемых самолетами соперника и проверить как модель на них».



Пилот сражается с ИИ-противником во время испытаний AlphaDogfight.

На данный момент в рамках ACE были продемонстрированы продвинутые виртуальные воздушные бои с искусственным интеллектом. В частности, в рамках этих тестов было отработано использование как оружия, требующего наличия противника в поле зрения, так и оружия свободного от этих ограничений, а также были протестированы и проанализированы симуляции реальных полетов с точки зрения физиологии пилота и его доверия к ИИ.

На протяжении всей программы, начатой в прошлом году, DARPA подчеркивает важность работы над доверием пилотов-людей к ИИ. Ожидается, что пилоты позволят системе осуществлять маневры, в то время как сами они сконцентрируются на общих решениях по управлению боем.

В процессе «сбора данных о доверии» пилоты-испытатели летали на учебно-тренировочном реактивном самолете L-29 Delfin в Лаборатории эффективности операторов Технологического института Айовы. В кабинах этих самолетов были установлены датчики для измерения физиологических реакций пилота, которые позволяют понять доверяет ли пилот ИИ. В этих миссиях L-29 управлялся резервным пилотом на переднем сиденье, который вводил данные для управления полетом на основе решений ИИ. У пилота, показатели которого оценивались, создавалось впечатление, что самолет управляется ИИ.



Летчики-испытатели на реактивном тренажёре L-29 Delfin оценивают физиологические реакции пилота на действия, осуществляемые искусственным интеллектом.

В рамках второй фазы ACE, запланированной на конец этого года, будут проведены воздушные бои с применением реальных уменьшенных моделей самолетов – как с винтом, так и с реактивным двигателем. Таким образом можно будет убедиться, что алгоритмы ИИ могут быть перенесены из виртуальной среды в реальный мир. Корпорация Calspan также начала работать над модификацией самолета L-39 Albatros для внедрения в него бортового ИИ. Модифицированные самолеты будут использоваться в рамках 3 фазы испытаний, в которой будут проводиться реальные вылеты с тестовыми поединками. 3 фаза запланирована на конец 2023 и 2024 год.



L-39 Albatros будет служить платформой для бортового ИИ в рамках 3 фазы испытаний исследовательской программы.

Как только эта концепция будет проверена, DARPA планирует внедрить технологию ИИ в беспилотные летательные аппараты типа Skyborg, работающие совместно с пилотируемыми истребителями. Таким образом, дроны смогут автоматически принимать участие в воздушных схватках, в то время как пилот-человек в пилотируемом самолете будет сосредоточен в первую очередь на управлении боем.

В конечном счете, этот ИИ может иметь решающее значение в реализации мечты о создании полностью автономного беспилотного боевого летательного аппарата, способного вести воздушные бои и наносить удары по земным целям. В то время как этот аппарат сможет выполнять большую часть функций пилотируемых самолетов, его «мозг» сможет принимать ключевые решения с учетом гораздо большего объема информации за более короткий период времени быстрее и делать это точнее, не теряясь в хаосе боевых условий. Также эти алгоритмы могут быть адаптированы, чтобы позволить дронам объединяться в «стаи», работающие сообща. Так они смогут максимизировать свою боевую эффективность, при этом решения в таких стаях будут приниматься намного быстрее, чем в формированиях самолетов, пилотируемых реальными людьми.



Аналогичная технология искусственного интеллекта также применяется в качестве «виртуального второго пилота» – концепции, разрабатываемой в рамках R2-D2, программы, выполняемой Autonomy Capability Team 3 (ACT3) исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL). Таким образом, программное обеспечение и другие системы, появившиеся на базе ACE, потенциально могут предоставить новые виды помощи экипажу пилотируемых самолетов.

Очевидно, что ACE имеет потенциал для участия в различных программах ВВС в области автономных и полуавтономных беспилотных летательных аппаратов, а также ускорит принятие решений в пилотируемых самолетах. Хотя способность алгоритмов ИИ побеждать в виртуальных воздушных боях уже доказана, в конце этого года у нас должна появиться возможность увидеть, как эта технология работает в реальном мире.

---

• Первая в России серийная система управления двухтопливным двигателем с функциональным разделением контроллеров
• В современном автомобиле строк кода больше чем…
• Бесплатные онлайн-курсы по Automotive, Aerospace, робототехнике и инженерии (50+)
• McKinsey: переосмысляем софт и архитектуру электроники в automotive