創舉,人工智慧開 F-16 戰機跟人類一起出任務!

作者 | 發布日期 2017 年 04 月 25 日 13:55 | 分類 AI 人工智慧 , 無人機 , 航太科技 follow us in feedly

受益於近年人工智慧與無人機科技的突飛猛進,美國的航太製造公司洛克希德馬丁(Lockheed Martin,縮寫 LMT)、空軍研究實驗室(the Air Force Research Laboratory,縮寫 AFRL)、美國空軍測試飛行員學校和卡爾斯潘公司(Calspan Corporation)聯合起來,在 2017 年 4 月 10 日,完成了 F-16 有人機與 AI 無人機協同對地作戰的測試壯舉。




▲ QF-16 的飛行影片

無人戰鬥機的發展在這之前主要有兩個方向,一個是開發全新的特製無人戰鬥機,另一個則是把退役的有人機改裝成無人機加以廢物利用,用做訓練用靶機。例如說三年前波音研發的 QF-16 就是拿來當 F-35 的靶機,簡單說,QF-16 的 AI 飛行能力只要能飛給真人機追,充當被老鷹獵殺的角色即可,以設計人工智慧而言,這應該不需要太高明的能力。然而對於有著傳奇研發單位「臭鼬工廠」的洛克希德馬丁公司來說,將退役的 F-16 當靶射顯然太浪費了,如果把退役的 F-16 改成能自主作戰,還可以跟現役的有人戰鬥機團隊合作,豈不是更妙?

可能有人不太清楚什麼是臭鼬工廠?臭鼬工廠是個高機密研發單位,從 1942 年開始,在美軍先進空中武力的開發上,一直是舉足輕重、功勳彪炳。看一下這個單位的著名創舉你就能明瞭:

  1. 1944 年開發出美國第一架噴射機 F-80
  2. 1950 年代開發出高空偵察機U-2(非常高空,飛行員要穿類似太空衣的衣服)
  3. 1960 年代開發出 SR-71 超音速匿蹤偵察機(至今最高速的有人機)
  4. 全世界第一架匿蹤戰鬥攻擊機 F-117
  5. 全世界第一架第五代戰機:F-22 匿蹤戰鬥機
  6. F-35 匿蹤戰鬥機

簡單說,只要是匿蹤、超高速、超高空,就會有臭鼬工廠這單位的貢獻,也因此被很多人戲稱為美國黑科技的來源,甚至有人開玩笑說,臭鼬工廠就是美國跟外星人交流的成果。

(Source:By User:Malfita (English Wikipedia) [Public domain], via Wikimedia Commons

而臭鼬工廠不滿足於舊的成就,對於給退役的 F-16 機隊加上 AI 大腦這件事有著十足的野心。首先是進行了 Have Raider 1 這個「進階」的無人自駕車計畫(可能是讓 AI 開賽車或越野車吧?),然後才進行 Have Raider 2 的飛機 AI 自駕計畫,這個計畫就是這次有人機、無人機協同作戰展示中很關鍵的一部分。

人工智慧的忠實僚機

這次測試是在美國加州愛德華空軍基地的測試飛行員學校進行,為期兩週。測試中,由一架實驗型 F-16 無人機作為僚機,一開始先跟有人的長機編隊飛行,接著被長機指揮去進行對地攻擊,攻擊任務完成以後,再回到長機身邊。這些功能與洛克希德馬丁的自動防撞系統相關聯,以確保 F-16有人機與無人機之間的安全與協調。此外,這架 F-16 無人機在空對地的作戰任務部份,必須在無人類即時指示的狀態下,自主對環境中動態改變的威脅狀況作出各種反應。

「Have Raider 2 團隊把自主駕駛技術推到了新極限,並對 F-16 無人機下了越來越複雜的狀況,作了全面戰鬥能力的測試,以測試系統是否能適應戰場快速的變化。」臭鼬工廠忠實僚機計畫(Loyal Wingman )的經理肖恩‧惠特康克(Shawn Whitcomb)表示道,「這是未來實踐忠實僚機科技開發與實際營運的關鍵一步。」

這次的 F-16 人工智慧無人機共達成了三個主要成就:

  • 能根據任務優先序與自身持有的裝備與油料,自主規劃執行任務的能力
  • 在空對地任務期間,就算遇到自動管理能力故障(真實戰鬥中可能發生的戰損)、偏航甚至喪失通訊,還是能夠自行動態應付戰場上瞬息萬變的環境威脅
  • 完全符合美國空軍開放任務系統(OMS)軟體整合環境,允許快速整合上許多開發商的軟體元件

而這測試,還只是一系列有人、無人戰機團隊協同測試的第二次。本次合作單位之一,AFRL 的自主飛行工程師 Andrew Petry 也興奮地說:「這是 AFRL 重大的里程碑,我們的技術已經成熟到,能把有人機與無人機結合成一個團隊了。更進一步,不但無人機可以按計劃進行任務,而且也呈現如何應對和適應未知障礙的能力。」

有效率的有人、無人機隊組合大幅降低了人類飛行員的工作量,使戰鬥機飛行員能夠專注於創造性的工作與複雜的任務規劃、管理,而無人自我控制系統有能力應付任務中危險的環境,反應又比人類快速,而且能力持久不會感到疲勞。

然而對地攻擊其實不需要有高超的飛行技巧,忠實僚機計畫的下一步可能就是要挑戰更高難度的空戰纏鬥(dog fight),在這個領域,F-16 等有人戰鬥機本來設計最終還是要考量人類抗 G 力的生理極限,空戰的飛行技巧有限度,然而給 AI 開飛機,只要擔心飛機不要操到空中解體即可,飛行動作可以更為極端,這樣一來,閃飛彈時,可能也會有非常高的存活率,而真人飛行員只要安安穩穩在較安全的後方加以指揮即可,然而,AI 對於視覺辨識(視距內)、紅外線訊號解讀、視距外的雷達訊號的解讀等等,都會是更複雜的考驗,如果未來這方面也開發成功的話,將意味著未來單單一個飛行員,一次出航,將會擁有更多的攻擊能量(有人機加上無人機的彈藥總和)。

看來不管是機戰未來或者是 Macross Plus!等科幻影視中人工智慧開戰機的想像已經是現在進行式,近未來人類跟人工智慧的對戰將會是非常真實的事情。

(首圖來源:Flickr/Johan Wieland CC BY 2.0)