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DARPA“进攻性蜂群使能战术”项目披露更多细节

发布时间:2017-03-08浏览次数:

美国国防高级研究计划局(DARPA)2017年1月27日发布“进攻性蜂群使能战术”(OFFSET)项目的跨部门公告(BAA)初稿,披露了该项目的更多细节。DARPA设想了一种利用增强现实、虚拟现实等游戏技术,以及手势、触摸和触感界面来指挥蜂群的系统。DARPA希望利用Unity 3D、Unreal等游戏开发平台软件来创建虚拟但真实的蜂群作战场景;并建立类似游戏世界的社群交互,鼓励用户提交高质量的蜂群战术。

 
 

项目背景

无人机及无人地面车辆对城市作战的作用早已得到证明;若地面部队能同时控制几十乃至几百蜂群无人系统,则这一作用将进一步凸显。然而,美军部队当前缺乏管理无人蜂群并与之交互的技术,也缺乏快速形成并共享各种蜂群战术以适应不同城市环境的方法。为克服这些挑战,提高小规模部队在城市环境中的作战效力,DARPA启动了OFFSET项目,研发并验证100+规模的蜂群战术,以备无人系统数量超过100时使用。这些战术可提升部队的防御、火力、精确打击效果及“情报、监视与侦察”(ISR)能力。DARPA在2016年12月公布“进攻性蜂群使能战术”(OFFSET)项目时披露,OFFSET寻求发展一个积极的蜂群战术开发生态系统及支撑性的开放系统架构,包含:先进的人与蜂群界面,让用户实时且同时监控与指挥数百单位的蜂群无人平台;实时、联网的虚拟环境,能支持一种基于物理的蜂群战术游戏;社区驱动的蜂群战术交流,这种有人管理、访问受限的项目门户将提供应用程序帮助参与者设计蜂群战术、集群行为及蜂群算法。

 
 

项目构想

蜂群使能技术  蜂群自主性、人与蜂群编队、蜂群感知、蜂群网络、蜂群后勤是蜂群系统的5个关键使能领域,其中蜂群自主性和人与蜂群编队是重点。OFFSET项目的目标是推进及加快这些蜂群使能技术的发展,重视作为蜂群能力发展基础的作战相关蜂群战术。

蜂群战术  蜂群战术利用蜂群系统的独特属性来实现战术优势。OFFSET项目的基本前提是蜂群系统的潜力尚未被充分开发和实现。充分利用蜂群系统潜力的蜂群战术将带来颠覆性的蜂群能力优势。将“蜂群战术”作为OFFSET的关注重点是为更清晰及直观地抓住指挥官的意图,并降低认知性阻抗失配。

正如上图所展示的框架,作战人员需求直接受蜂群任务支配;蜂群算法奠定了蜂群简单功能(或称“技能”)的基础;这些功能组合起来形成蜂群基本行为(swarm primitive)(或称“集体行为”);蜂群战术作为OFFSET的核心,通过按顺序或同步编排这些蜂群基本行为,催生出作战相关、可实现战术目标的蜂群系统能力。虽然蜂群系统非常有助于实施现有的战术,比如隔离与肃清建筑物内之敌,火力压制,确保侧翼安全等,但OFFSET倾向于形成创新的蜂群战术,为未来蜂群能力运用创造新机遇。

潜在作战环境  拥挤的城市环境可能是展现未来蜂群能力、体现其“改变游戏规则”影响力的潜在作战环境之一。在城市环境,小规模地面部队需要在变化的环境与敌情下机动、设防及交火;在这些地方,对基础设施、供给链、当地情况、潜在威胁等方面的侦察、进入或控制往往受到限制。在拥挤的城市环境作战,需要在连及连以下地面部队运用分布及分散的无人系统能力。

 
 

项目描述

OFFSET项目的目标是设计、研发并验证一种蜂群系统架构,推动新型蜂群战术的创新、互动和集成。一旦成功,OFFSET项目将产生以下成果:一种先进的蜂群系统架构,包含一种经过验证、实施了蜂群战术及先进蜂群界面的蜂群软件架构;一种用于实验和操作的蜂群系统试验台;一个长期致力于推动蜂群系统能力发展的开发者-用户社群。

OFFSET蜂群系统的核心元素  OFFSET蜂群系统体系框架以三个层面的协同交叉(见下图)为核心:从使用蜂群中发现新蜂群战术及见解(创新);创建新方法使蜂群操作人员获得丰富且直观的感受(交互);在蜂群中实现这些快速发展的蜂群能力(集成)。

定义OFFSET蜂群系统架构  蜂群系统架构包含两个底层架构:个体架构与群体架构。个体架构应定义一种可扩展的软件框架,让单个无人系统可利用局部感知、计算和驱动资源来理解、决定及行动。群体架构体现个体与个体之间的能力,以及蜂群与指挥方面的交互。

OFFSET蜂群生态系统  社群的创立与建设将是成功的关键。OFFSET蜂群生态系统参与方包括:蜂群系统集成商、第三方开发商或/和用户、政府团队。

OFFSET项目衡量标准  OFFSET重点关注蜂群战术及其在推进蜂群自主性、人与蜂群编队等蜂群使能能力方面发挥的作用。OFFSET项目衡量标准总结如下表:

蜂群自主性:生成及评估100+蜂群战术

在基于游戏的环境中设计作战相关的蜂群战术

每季度产生的数量

大于10种战术

在基于游戏的蜂群任务中评估蜂群战术

评估新战术的时间

小于15分钟

将蜂群战术架构集成到物理蜂群平台

每100个平台的集成时间

小于24小时

人与蜂群编队:验证与>100蜂群的动态、实时交互

对部署蜂群实施安全的空中“战术更新”

部署新战术的时间

小于1分钟

1分钟内构建基于蜂群战术的可行行动方案(COA)

备选行动方案(COA)的数量

大于3

可增减规模的蜂群行动

蜂群规模的偏差率

+/-50%

 

项目期限

OFFSET项目期限42个月,包含6个一年两次的能力实验。项目第一阶段为期18个月,第二、第三阶段分别为期12个月。

 

 

中国国防科技信息中心  王璐菲

来源:DARPA网站等/图片来自互联网 国防科技要闻