人工智能驾御战斗机的期间正快速到来

　　原标题：人工智能驾御战斗机的期间正快速到来
　　


　　X-62A

　　X-62A与F-16迎头对飞。
　　客岁，美国军方公布，颠末特殊改装的F-16试验喷气式战斗机X-62A以完全自主的飞行模式，初次到场了与载人F-16战斗机的空中格斗。在这次突破性试飞中，X-62A的驾驶舱内有一名飞行员作为安全保障，这是“空战进化”（AirCombat Evolution，ACE）项目紧张的里程碑标记，使2023年成为“让呆板学习在空中成为实际”的一年。这些发展展示出一种大概改变将来空战方式的本领，将直接用于将来的先辈无人驾驶飞机项目，如美国空军的协作作战飞机项目（CCA）。
　　4月17日，美国国防部预先研究筹划局（DARPA）在发布的有关“空战进化”（ACE）项目在2023年取得的成绩的最新视频中，先容了这次自主空对空试飞的具体环境。美国空军试飞员学校（USAF TPS）和空军研究实行室（AFRL）是ACE筹划的重要到场者。浩繁行业和学术互助同伴也到场了ACE的工作，此中包罗2021年收购了Heron体系公司的Shield AI公司。Heron 开辟的“人工智能飞行员”在前一年赢得了DARPA“阿尔法狗斗”的（AlphaDogfight）试验，该试验在完全数字化模仿的情况中举行，随后将其直接导入ACE。
　　在2022年，DARPA就与美空军和洛克希德·马丁公司一起开始将所谓的人工智能或呆板学习“署理”集成到X-62A的体系中，并于同年12月使用这些算法举行了初次喷气式飞机自主试飞。这一发端变乱于2023年2月公之于世。
　　X-62A是一种颠末庞大改装的双座型F-16D战斗机，也被称为可变稳固飞行模仿器试验机（VISTA）。它的飞行体系可以模拟险些任何其他飞机的飞行品格，这使它成为一种独特的试验台，可用于各种必要真实平台的测试目标。这也使VISTA成为支持ACE等工作的抱负平台。
　　洛克希德·马丁公司X-62A的首席飞行控制工程师奎·哈里斯（Que Harris）表现，他们在VISTA的飞行控制中集成了一个空间，答应人工智能署理向VISTA发送指令，就像向VISTA的仿真模子发送指令一样。哈里斯还将其形貌为喷气机内的“自主沙盒”。
　　X-62A 最初的名称是NF-16D，但它在2021年得到了新的X-plane编号后专门举行了改装，目标是支持将来的先辈自主研究项目标测试工作。Calspan公司与美国空军试飞员学校签署条约，为X-62A的运行提供支持，该公司曾因其在试验喷气机方面的工作入围2023年科利尔奖决赛。据美国国家航空协会网站先容，科利尔奖杯由该协会每年颁发一次，旨在表扬“美国航空或宇航范畴在进步航空或航天飞行器的性能、服从和安全性方面取得的最大成绩，其代价已在上一年的现实利用中得到充实证实”。
　　从某种意义上说，这项改装工作是“把整个模仿实行室搬进了一架F-16战斗机”。随后，X-62A在加利福尼亚州爱德华兹空军基地完成了21次试飞，在2022年12月至2023年9月期间的三个独立测试窗口为ACE提供支持。在试飞期间，险些天天都要对“署理”举行重新编程，终极更改了凌驾10万行代码。空军研究实行室此前曾夸大，通过在完全数字化的情况中对算法举行快速反复迭代练习，可以或许进一步支持此类飞行测试。
　　2023年9月，项目组把X-62拿出来与有人驾驶的F-16现实对战练习，练习设置先是防御性，然后是打击性，接着是高视角的机头对机头征战，两机以相对速率1200英里/时（1931千米/时）的高速靠近到2000英尺（610米）。
　　利用X-62A支持ACE的其他测试项目不停连续到本年，现在仍在举行中。
　　X-62A可以或许安全自主地与另一架载人飞机举行空战格斗练习，这不但是ACE项目标一个紧张里程碑，也是自主飞行的一个紧张里程碑。不外，DARPA和空军夸大，固然空中格斗是此次测试的焦点，但ACE的目的现实上超出了这一特定范畴。
　　美国空军试飞员学校的首席试飞员比尔·格雷（Bill "Evil" Gray）表现：“人们很轻易把X-62/ACE项目当作是‘在自主控制下，它可以举行空战格斗’，但这忽略了重点。我们所学到的每一课都实用于未来可以赋予自主体系的每一项使命。”
　　Shield AI公司的团结首创人、总裁兼首席发展官布兰登·曾（Brandon Tseng）也表达了雷同见解：“我告诉人们，飞机的主动驾驶技能可以在没有长途飞行员、没有通讯和GPS的环境下实行使命。它实现了组队或蜂群的概念，这些飞机可以实行指挥官的意图。它们可以实行使命，动态地协同工作，对相互、对战场、对敌对威胁、对地面布衣举行解读并做出反应。”
　　布兰登以为另一个更紧张的代价是体系，它将使机队总体变得更强盛。在任何时间，飞机上都有最好的人工智能飞行员。现在的AI飞行员赢得了绝大部门征战的胜利，这将会重塑机队的团体本领。因此，布兰登在谈到机群学习时，他以为将来每架飞机上都会有AI飞行员，岂论是四旋翼飞行器，照旧短距垂直起降飞行器或是其他飞行器，AI飞行员将占据主导职位。机队中不会出现所谓本领排第二的飞行员或第三的飞行员，由于全部AI飞行员都是一样的，飞行员个人本领差异将消散。
　　只管自主项目取得了紧张希望，但挑衅依然存在。开辟自主本领时出现了两个令人困扰的事变，有助于明白通过该筹划正在举行的工作的复杂性。
　　第一个是所谓的基于规则的自主本领，它在得当的条件下非常强盛。假如以给定条件的方式写出规则，这些规则必须是妥当的。来自麻省理工学院盘算机科学与人工智能实行室的丹妮拉·鲁斯（Daniela Rus）博士（ACE项目标学术互助同伴之一）正领导一群专家，天生相干步伐代码，让体系运转起来。
　　“从汗青上看，当人们讨论与军民用航空航天项目以及其他应用相干的自主性时，他们评论的就是这种自主性。呆板学习方法依靠于对汗青数据的分析，从而针对当前和将来的环境做出明智的决议，每每能具有人类无法感知的洞察力，大概通过传统的基于规则的语言来表达具有挑衅性的洞察力。”鲁斯先容道，“呆板学习在条件动态变革的情况和环境下非常强盛，由于在这种情况和环境下很难创建明白而妥当的规则。
　　第二个是人工智能决议过程的不可预知或不可表明。让像X-62A如许的飞机与真正的人类对手举行格斗，而人工智能正在做出不可知的独立决定，这正如前面所说的“情况和环境”。鉴于其不可猜测性，纵然是练习有素的飞行员举行如许的模仿征战也会非常伤害。
　　美国空军试飞员学校指挥官詹姆斯·瓦尔皮亚尼（James Valpiani）上校说：“事件总有两面性，利用人工智能呆板学习时涉及的很多要素并不完全易懂。现在没有将人工智能决议过程转化为人类可明白和验证的方法，这拦阻了我们对这一范畴的探索。现在还没有一个途径来认证用于飞行关键体系的呆板学习署理。”
　　但根据DARPA和空军的说法，这正是ACE和X-62A试飞发挥作用的地方。VISTA飞机上的人工智能/呆板学习“署理”的重要机制之一是一套“安全行程”，旨在防止飞机实行伤害和不道德的举动。此中包罗界说可答应的飞行范围、资助制止空中或地面碰撞以及防止在未授权环境下利用武器等代码。
　　美国军方对峙以为，在将来自主武器体系的操纵过程中，人类将始终处于环路中的某个位置，但人类在环路中的详细位置预计会随着时间的推移而发生变革，这已经成为很多争论的主题。ACE项目司理对峙必须信托这些算法，才气在现实情况中利用它们。
　　ACE项目司理表现：“固然X-62独特的安全特性有助于我们使用这些呆板学习“署理”负担更高的技能风险，但在测试运动中，没有出现违背练习规则的环境，而这些规则规定了飞行员的安全和道德规范，这表明白呆板学习在将来航空航天应用中的潜力。”
　　当美国空军部长弗兰克肯德尔本年晚些时间进入X-62A举行试飞时，对ACE算法的信托将面对庞大磨练。
　　肯德尔克日在参议院拨款委员会听证会上说：“本年晚些时间，我将乘坐一架自主飞行的F-16。届时将有一名飞行员与我偕行，他将和我一样，只是观察自主技能的运行环境，盼望届时我和他都不必要驾驶飞机。”
　　肯德尔曾将ACE列为直接为“协同作战飞机”（CCA）无人机项目服务的几项切入工作之一。CCA筹划正在寻求采购数百架乃至数千架本钱较低、具有高度自主性的无人机。这些无人驾驶飞机将与载人机型密切共同，此中包罗“下一代空中主宰”（NGAD）筹划正在研制的新型隐身第六代喷气战斗机，重要用于空对空作战。
　　值得留意的是，X-62A并非美国空军比年来在ACE筹划用于支持先辈自主本领研究的唯一飞机。美空军现在正在将别的6架F-16改造成测试机，以支持更大规模的协作自主测试，这也是另一个名为VENOM项目（“蝰蛇”）的一部门。
　　别的，如前所述，ACE正在开辟的底子技能大概会有非常广泛的应用。美国军方对新的人工智能和呆板学习支持的自主本领广泛抱有极大爱好。瓦尔皮亚尼总结说：“X-62团队所做简直实是一次范式变化。我们已经从根本上改变了人们的见解，证明白这是可以安全、负责任地完成的，因此如今我们已经创建了一条为航空和太空使命构建呆板学习应用的途径。”