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美军院校无人集群实飞挑战赛开赛

2017-5-8 20:09| 发布者: lwq057| 查看: 1133| 评论: 0

摘要: 近日,来自美国陆海空军院校的若干队伍开展了以教育科研为背景的无人集群比赛,意图为未来无人集群攻防作战铺平道路。不论对于美军还是他的对手来说,小型无人机航空器和其他机器人系统正在越来越成为一个成本低廉、 ...
近日,来自美国陆海空军院校的若干队伍开展了以教育科研为背景的无人集群比赛,意图为未来无人集群攻防作战铺平道路。


不论对于美军还是他的对手来说,小型无人机航空器和其他机器人系统正在越来越成为一个成本低廉、威力有效的武器或者威胁。将无人机或类似装备置于人类监督下执行战场任务——即与人类队友一同进行集群战术配合——这将极大的扩展美军在前线作战过程中的优势。然而实现上述能力将面临一个巨大的挑战,即系统的可拓展性:一个操作员面对多个机器人平台时,无需直接远程操作,而使机器人平台高度自主的执行任务。

为了使有效的集群战术成为可能,DARPA组织了军队院校无人集群挑战大赛,比赛在DARPA项目办与三所美国军校之间开展,他们是西点军校、美国海军学院和美国空军学院。在其核心的实验中,研究工作旨在鼓励学生为小型无人机集群开发创新的进攻和防御手段。今天,为期三天的实飞比赛将在罗伯茨营(加利福尼亚州帕罗罗夫斯北部的国民警卫队营地)举办,共有40多名军校学员参加,他们展示了自己在过去几个月中开发的高度自治的集群战术。

“在不到八个月的时间里,你们已经表现出自己的专门能力和才华,进行了复杂和高效的研究工作,”DARPA项目经理、领导集群挑战赛的钟教授告诉团队。“DARPA非常荣幸能够拥有你们——我们未来的战士和军队领袖——参与到对集群攻防战术的探索。现在,你们有机会向DARPA,向我们邀请的国防部的客人们展示你们的工作,这些能力将帮助美国军队在未来的技术和任务环境中保持持久优势。”

军校无人集群挑战赛是DARPA主导的一系列技术研究导向型的大赛的最新一个案例,以其确保美军的技术优势。这些比赛旨在培养年轻人员的巨大潜力,并鼓励他们与DARPA的长期合作。例如,在2014年和2015年,进行了DARPA军校创新挑战和服务学院赛博大赛。

在军校第四年的顶点设计课程(针对美国高校的高年级学生,特别是为临近毕业的学生开设的一种综合性课程)中,集群大赛促使学生们实现了从零到一的突破,帮助他们从少数集群相关的专业知识转向发展集群能力,同时进行潜在的短期适用性培训和实习。

钟教授说:“这是下一代武器操作员和战术人员探索和了解集群对抗的一个机会。“这不仅仅是关于平台或通信链路,而是关于集群行为。这是无人机群挑战赛的关键部分之一:我们真的将集群战术归结为战斗技巧,这些创新将为未来的战士获得战场优势。

DARPA提供了比赛所需的硬件和大部分软件,以及比赛所需的专门知识。DARPA项目办还准备了新的地面基础设施,使各组团队能够在虚拟环境中进行实践和竞争。 DARPA最初提供了一些示例性的集群战术,各团队随后设计了一些自己的实飞比赛案例。

无人挑战赛正在通过电子游戏来测试尖端的集群战术,这些古老的战棋游戏看起来非常简单,以捕获旗帜为胜利目标,但每一步策略都充满战术意义。两支队伍均在战斗区域的立方体空域内开始,空域长度500米,高78米。每支队伍都获得了20架固定翼无人机和20架四旋翼无人机,根据规则,可以在两个30分钟的战斗周期中派出最多25架无人机的混合集群。每个队伍在保护“军旗”(一个巨大的充气地面目标),同时尝试在时间用完之前得分最多。

团队通过以下方式寻求最多的分数:
  • 空对空打击,通过使用模拟(虚拟)武器击中对手飞行中无人机的传感器;
  • 空对地打击,通过物理的将无人机对准地面上的对手的“军旗”;
  • 无人集群后勤,通过尽可能快的发射尽可能多的无人机并尽可能长时间地保持高空。


在接下来的三天内,第一场比赛空军战胜陆军、第二场比赛陆军击败海军、第三场比赛是海军与空军打平手。比赛的最终规则是赢得两场比赛的队伍取得大奖。

虽然人们经常将无人集群看成只是大量的机器人集合,但集群实际上具有五个定义特征:数量,智能体复杂性,集体复杂性,异质性和人-集群交互。无人集群大赛旨在探索这些特征,从而找到适用于进攻和防御的集群战术。

与集群相关的能力,从技术(例如电池尺寸和使用寿命,用户界面)到后勤(例如运输,维护)到了解集群能做什么的限制,都带来了许多重大的挑战。集群大赛提供了一个实验性测试平台,用于弱化这些事务性的技术细节,学员们即可专注于创建创新的群策略。

除了无人集群大赛之外,DARPA为实现颠覆性无人集群技术的突破,资助了一系列探索无人系统自主性,集群通信和其他技术的项目计划,其中包括:

  • 拒环境协调行动(CODE)
  • 快速轻量级自治(FLA)
  • 集群使能战术(OFFSET)


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