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DARPA“進攻蜂群戰(zhàn)術”項目最新進展

發(fā)布日期:2018-04-13??來源:看航空我要投稿我要評論

DARPA“進攻蜂群戰(zhàn)術”項目最新進展

DARPA“進攻蜂群戰(zhàn)術”項目最新進展

  在城市作戰(zhàn)環(huán)境中,廉價的無人系統(tǒng)蜂群對于地面作戰(zhàn)部隊來說既有可能是威脅,也有可能是有力的武器。數(shù)百架協(xié)同的無人系統(tǒng)蜂群可以擴展部隊在城市中的作戰(zhàn)范圍,例如,提供各種傳感器、視角和分辨率的信息,以及更多的武器平臺等。

  因此,DARPA啟動了“進攻蜂群戰(zhàn)術”(OFFSET)項目,設想在未來讓小型地面作戰(zhàn)單元于復雜城市環(huán)境中使用250個或更多的小型無人機系統(tǒng)(UAS)和/或小型無人地面車(UGS)執(zhí)行各種作戰(zhàn)任務。利用和結(jié)合蜂群自主和人-蜂群編隊領域的最新技術,OFFSET項目想要快速發(fā)展和部署突破性的蜂群能力。

  OFFSET項目的研制周期是42個月,目標是簡化無人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制工作,讓作戰(zhàn)人員在時間緊迫、視線有限的城市環(huán)境中,可在數(shù)分鐘內(nèi)構建和部署全新的戰(zhàn)術,并讓蜂群自主適應編隊規(guī)模的增減(改變范圍達到50%)。OFFSET的項目是發(fā)展戰(zhàn)術而不是平臺,因此將使用商用貨架無人機。

  項目第一階段:使用50架無人機蜂群定位一個目標。

  項目第二階段:使用100架無人機在城市中開展一次攻擊。

  項目第三階段:使用250個無人系統(tǒng)搶奪一片地域。

  項目最終的目標是使用250個或更多的無人系統(tǒng)在8個城市街區(qū)自主執(zhí)行6小時的任務。

  簡化無人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制的關鍵一環(huán)是構建編程界面,其允許使用者快速產(chǎn)生或者改進戰(zhàn)術。編程界面的根本目標是允許使用者僅需要思考戰(zhàn)術術語而不是平臺的細節(jié)或者交換的信息。例如,使用者可以指定一片想讓要蜂群繪圖的區(qū)域,之后系統(tǒng)將會選擇編程模塊并告訴蜂群如何移動、如何使用攝像機等,之后把傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地圖。

  系統(tǒng)承包商工作

  作為系統(tǒng)集成商,諾格公司正在設計、研發(fā)和部署一種基于游戲架構的蜂群開放系統(tǒng)架構技術,以設計和集成蜂群戰(zhàn)術。而另一家系統(tǒng)集成商雷神公司正在研發(fā)一種虛擬現(xiàn)實(VR)界面,允許一名操作人員控制一大群廉價的無人系統(tǒng)。公司OFFSET項目的首席調(diào)研員沙恩·克拉克表示,公司已經(jīng)測試了由50架無人機組成的蜂群,并計劃繼續(xù)擴充蜂群數(shù)量。

  在試驗中,無人機與使用平板電腦的“蜂群戰(zhàn)術制定人員”通過WiFi進行通信(項目的目標是使平臺與通信無直接關聯(lián))。“戰(zhàn)術制定人員”使用HTC Vive虛擬現(xiàn)實頭盔和其他一些控制器與環(huán)境開展交互。目前,獲得的數(shù)據(jù)僅用來支持實時決策,但是未來將增加存儲功能。

  由于與上百架無人機交互起來十分復雜,因此它們將被分為多個群,并分別管理。每群無人機可以顯示它們的目標區(qū)域、給定的任務、電池壽命和通信鏈的狀態(tài)。當然,操作人員也可以看到每架無人機的信息。整個蜂群就像一個ad-hoc網(wǎng)絡,每一架無人機都是蜂群的節(jié)點。

  目前,VR界面擁有一些簡單的指揮能力,例如,在蜂群中選擇子群,命令它們移動到特殊的區(qū)域或者讓無人機旋轉(zhuǎn)飛行以不斷獲得周圍環(huán)境的影像。一些無人機將配裝擁有圖像識別功能的光電攝像機,而其他無人機將使用具備三維繪圖功能的激光雷達。除此之外,雷神公司還正在繼續(xù)發(fā)展相關能力,例如使用VR環(huán)境描述將被繪制的區(qū)域,并選擇無人機完成任務,之后利用話音指令繪制該區(qū)域。

  克拉克表示:“在模擬環(huán)境中,使用擁有全新功能的傳感器是很方便的,并可以據(jù)此制定各類戰(zhàn)術。DARPA給出的一個例子是,如果有一臺可以看穿墻壁的攝像機,那么會產(chǎn)生出很多不同的蜂群戰(zhàn)術。我們不僅關注目前的能力,也將關注未來。”

  蜂群沖刺

  OFFSET項目將開展多次“蜂群沖刺”活動,并通過征求流程選擇一些“沖刺者”,在一些技術領域開展研究。項目的五個核心“沖刺”活動都將各自聚焦于一個核心推進領域:蜂群戰(zhàn)術、蜂群自主、人-蜂群編隊、虛擬現(xiàn)實和物理試驗臺,并計劃每6個月進行一次試驗。

  雷神公司上述的VR界面也將提供給不同的“沖刺者”。同時“沖刺者”還將使用由微軟公司研發(fā)的AirSim開放資源飛行模擬器以測試不同的蜂群戰(zhàn)術。

  第一個“蜂群沖刺”

  去年,項目公布了首個“蜂群沖刺”活動,DARPA稱其為“插曲1”,目標是產(chǎn)生蜂群戰(zhàn)術,部署由50個異構系統(tǒng)組成的蜂群,在兩個街區(qū)和15~30分鐘內(nèi)定位一個城市目標。第一個“蜂群沖刺”的相關能力包括繪圖、標定進入和退出點、部署傳感器網(wǎng)絡和保持和人員的聯(lián)系,相關的任務包括偵察、生成作戰(zhàn)區(qū)域的語義學地圖、和/或識別和擊敗可能的安全威脅。

  DARPA剛剛確定了第一個“蜂群沖刺”的所有參與者:洛馬公司先進技術實驗室、翱翔技術公司、查爾斯河分析公司、馬里蘭大學、卡內(nèi)基梅隆大學,并將在今年夏天開展試驗(試驗環(huán)境相對簡單:街區(qū)中沒有電線,建筑物內(nèi)也沒有打開的門),“沖刺者”將使用編程界面、虛擬和/或真實的試驗臺研發(fā)并測試各自的應用程序和戰(zhàn)術。

  第二個“蜂群沖刺”

  為了繼續(xù)快速推進項目和發(fā)展先進技術,3月26日,DARPA開始征求第二個“蜂群沖刺”的項目建議書。第二個“蜂群沖刺”活動聚焦于自主性的提高:在兩個街區(qū)范圍內(nèi),使用由50個無人機和無人車組成的異構蜂群在15~30分鐘內(nèi)隔離一個城市目標。“蜂群沖刺者”將使用現(xiàn)有或者發(fā)展全新的硬件(傳感器、作動器和受動器)、算法、和/或創(chuàng)新的能力,開展有針對性的驗證,展示在復雜城市環(huán)境中蜂群系統(tǒng)的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

  第二個“蜂群沖刺”將開展物理和虛擬的試驗,而參與第二個“蜂群沖刺”活動的“沖刺者”將有機會與1~2個系統(tǒng)集成商一起工作,以發(fā)展、評估戰(zhàn)術和自主算法,并有機會同DARPA和系統(tǒng)集成商開展進一步的合作。

  未來的“蜂群沖刺”活動將覆蓋人-蜂群編隊、虛擬環(huán)境和物理試驗臺。

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標簽:??無人機蜂群 DARPA
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