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无人机空中格斗算法,【科技动向】智能空战!DARPA“阿尔法空中格斗”决赛因疫情推迟至2020年8月(附视频)

互联网 2020-10-24 16:53:15
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《空天防务观察》导读:也许你曾经在AlphaGo智能围棋程序与李世石对弈之前深信顶尖职业围棋选手不可能被战胜。或许你至今认为空战中人工智能不可能战胜经验丰富的人类飞行员。但我们认为:就在本文所述的试验中,或者就在极短的将来,人工智能空战程序,就既有可能公开、压倒性地战胜人类战斗机飞行员。我们做出这个判断,是因为我们认为人工智能已在训练效率、学习方式和知识发现三方面实现飞跃。你也许还以为:人类战斗机飞行员即使被碾压了,还可以地面回放中总结经验教训(我们就不说战时还有没有这样的机会了),再上天就能战胜人工智能空战程序。但我们认为这不可能。我们的看法是:就像历史上机械力量取代肌肉力量的不可逆转一样,自从计算机或者人工智能在国际象棋、围棋等领域碾压人类之后,人类在这些对抗中,就再也无法翻身了;而空战,只会是下一个鲜活案例。其实,人类这种生物就是这么弱,却还总容易自以为是,时不时自视过高。或许就从本篇动向所述的这次动向开始(我们就不算2016年的“阿尔法”空战程序的光辉战绩了),或许就在极短的将来,我们就将看到又一场类似AlphaGo碾压李世石的历史之战。2020年4月27日,美,国防部国防高级研究计划局(DARPA)“阿尔法空中格斗”(AlphaDogfight)试验的第3次试验,既决赛活动原定于2020年4月举行,但目前受新冠疫情影响已被推迟至2020年8月17日至20日,试验地点为内华达州拉斯维加斯的“空军工厂”(AFWERX)美空军创新中心。 

“阿尔法空中格斗”(AlphaDogfight)试验宣传海报(美国防部国防高级研究计划局图片)2019年,经过激烈竞争,8支队伍入选这场旨在展示人工智能空中格斗算法的虚拟竞赛决赛,他们分别是极光飞行科学公司、EpiSys科学公司、佐治亚理工学院、苍鹭系统公司、洛马公司、Perspecta实验室、物理人工智能公司和翱翔技术公司(Aurora Flight Sciences、EpiSys Science、Georgia Tech Research Institute、Heron Systems、Lockheed Martin、Perspecta Labs、physicsAI、SoarTech)。DARPA 开展“阿尔法空中格斗”系列的试验的目的,是通过激发人工智能开发人员的热情,并扩充他们的数量,为其顺利实施“空战进化”(ACE)项目打好基础。ACE项目旨在使空中格斗自动进行,并让人类信任人工智能,以促进人机编队发展。“阿尔法空中格斗”试验和ACE项目的经理贾沃斯克(Javorsek)上校表示:“决赛的参与者可以利用这段时间进一步优化他们的算法,为8月的试验做好充足的准备。这场决赛是‘阿尔法空中格斗’系列试验中首次公开进行的试验,获胜者的人工智能算法将与空军武器学校经验丰富的F-16飞行员在虚拟环境中开展空中格斗,以测试算法水平,并展示人工智能算法在仅仅数月内所能达到的能力。因为通常情况下,人类飞行员要达到这种空中格斗水平要花费十几年左右的时间。”无论输赢,由人工智能驱动的作战机动战术将得到进一步优化,为未来发展奠定基础。

该视频最早在2019年11月拍摄。约翰霍普金斯大学应用物理实验室于2019年8月开始支持DARPA基于计算机的“阿尔法空中格斗”竞赛试验,旨在展示先进的人工智能算法,该算法可以执行模拟的视距内空战机动,也称为格斗。DARPA选择了八个技术上和组织上不同的团队参加试验,以激发并扩大将人工智能技术应用于复杂操作问题的研究人员和开发人员的基础。这些团队开展软件开发、人工智能开发、建模与仿真以及飞机动力学和控制等研究,从头到尾一共有6个月的时间。那时,应用物理实验室为团队提供越来越复杂的仿真环境版本和功能越来越强大的对手,同时还举办了三场比赛(美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室视频)首次“阿尔法空中格斗”试验于2019年11月19日至21日在马里兰州约翰霍普金斯大学应用物理实验室进行。几个月后,即2020年1月28日至1月30日,团队返回应用物理实验室进行了第2次试验,展示了更加先进的算法性能,与应用物理实验室开发的能力更强的“红军”代理进行了对抗。为了更好地与ACE项目保持一致并验证该方法的可扩展性,试验平台从第1次试验的F-15战斗机更改为第2次试验的F-16战斗机。

该视频最早在2020年1月拍摄。约翰霍普金斯大学应用物理实验室在开发和管理DARPA的“阿尔法空中格斗”试用版的模拟环境和敌方代理中扮演着至关重要的角色,在该团队中,团队将其“蓝军”人工智能与应用物理实验室的“红军” 人工智能对抗。应用物理实验室于2019年11月举办了第一届“阿尔法空中格斗”试验竞赛活动,并于2020年1月在智能系统中心举办了第二届这样的竞赛活动。随着研究的深入,DARPA和应用物理实验室最终将在可部署的自主空战系统上逐步在真实的飞机上飞行人工智能空战算法(美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室视频)需要说明的是,如果2020年8月的新冠疫情阻止各支队伍前往内华达州,决赛活动的备选方案是开展分布式的线上对抗。应用物理实验室将对试验活动进行协调,参赛队伍的人工智能算法将使用远程手段与其他人工智能算法和人类飞行员对抗。***************袁成先生此前已为《空天防务观察》提供14篇专栏文章,如下所列:第1篇,美国国防高级研究计划局发展创新的近距空中支援技术,2016年2月29日;第2篇,刀尖上的新舞者——美国防高级研究计划局航空航天专项办公室分析,2016年3月11日;第3篇,美国防高级研究计划局2015年航空领域科技项目分析,2016年4月27日;第4篇,美国防高级研究计划局“小精灵”空中群射/回收无人机项目分析,2016年10月11日;第5篇,美国防部国防高级研究计划局重要航空项目研究进展,2017年5月19日;第6篇,“蜻蜓眼”受控生物无人机取得重要进展,2017年9月15日;第7篇,美国防高级研究计划局实施颠覆性技术创新的各方利益分析,2017年9月29日;第8篇,外军无人机蜂群技术发展态势与应用前景,2018年10月15日;第9篇,美空军新版《科技战略》针对大国战略竞争提出新目标和新举措,2019年5月20日;第10篇,美国防科技创新机构与外界交流的各种举措,2019年6月10日;第11篇,美国防部国防高级研究计划局技术研发项目立项流程概述,2019年6月17日;第12篇,美国防高级研究计划局“驾驶舱内自动化系统”项目分析,2019年7月8日;第13篇,英国国防部国防和安保加速器2018财年年报述析,2019年7月22日;第14篇,美军分布式空中作战概念最新动向述析,2019年9月2日。有兴趣的读者,可点击相关文章的“篇名”阅读原文。(中国航空工业发展研究中心  袁成)

本篇供稿:系统工程研究所

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