AI空戰(zhàn)到底有多強(qiáng)？

8月20日，美國(guó)國(guó)防部計(jì)劃局（DAPRA）舉辦的模擬空戰(zhàn)終極挑戰(zhàn)賽落下帷幕，AI飛行員以5:0的壓倒性優(yōu)勢(shì)輕松戰(zhàn)勝人類選手Banger。

“我們作為戰(zhàn)斗機(jī)飛行員所作的標(biāo)準(zhǔn)工作在AI虛擬飛行員面前根本不起作用”，賽后Banger稱。

對(duì)于這一結(jié)果，ACE計(jì)劃的負(fù)責(zé)人表示，未來(lái)，這位AI飛行員將集成到現(xiàn)實(shí)小型戰(zhàn)斗機(jī)中，與人類一起并肩作戰(zhàn)。

據(jù)了解，這位AI飛行員來(lái)自蒼鷺系統(tǒng)（Heron Systems）公司，代號(hào)“Heron”，它在與其他AI虛擬飛行員的對(duì)抗賽中脫穎而出，才獲得了與資深空戰(zhàn)飛行員對(duì)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)。

AI與AI的對(duì)抗

這場(chǎng)大型人機(jī)挑戰(zhàn)賽名為Alpha Dogfight Trials（ADT），由DAPRA發(fā)起。為了實(shí)現(xiàn)空戰(zhàn)自動(dòng)化，并讓AI與人類飛行員建立信任，以便未來(lái)能夠并肩作戰(zhàn)。2019年11月，DAPRA正式啟動(dòng)ACE計(jì)劃，并發(fā)起了這項(xiàng)賽事。

8月18日比賽正式開(kāi)始，為期三天。參賽選手來(lái)自八支團(tuán)隊(duì)，分別為極光飛行科學(xué)公司（Aurora Flight Sciences）、EpiSys 科學(xué)公司（EpiSys Science）、佐治亞理工研究院（Georgia Tech Research Institute, GTRI）、蒼鷺系統(tǒng)公司（Heron Systems）、洛克希德 · 馬丁公司（Lockheed Martin）、Perspecta 實(shí)驗(yàn)室（Perspecta Labs）、物理人工智能公司（PhysicsAI）、翱翔技術(shù)公司（SoarTech）。

第一天是初級(jí)賽，所有AI虛擬飛行員對(duì)戰(zhàn)約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的AI特工，結(jié)果八支團(tuán)隊(duì)全部晉級(jí)，成功進(jìn)入第二天的半決賽。

第二天的比賽中，僅有四支參賽團(tuán)隊(duì)獲勝，其中包括Heron Systems。在接下來(lái)的循環(huán)賽中，僅剩Heron Systems和Lockheed Martin，最終Heron Systems團(tuán)隊(duì)以16：4的成績(jī)贏得冠軍，進(jìn)入終極決賽，與人類選手Banger正面交鋒。

據(jù)了解，Heron進(jìn)攻性極強(qiáng)，而且射擊相當(dāng)精準(zhǔn)。在所有比賽中，它擊中敵方213次，被擊中僅16次。

另外，與其他人工智能系統(tǒng)一樣，Heron及其他AI虛擬飛行員，都依賴深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)，通過(guò)在虛擬環(huán)境中一次又一次地嘗試完成任務(wù)來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練，但值得注意的是，所有AI飛行員不允許使用比賽中的收集到的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，因?yàn)檫@些信息與現(xiàn)實(shí)生活存在諸多限制，比如飛機(jī)之間缺乏碰撞檢測(cè)。

人機(jī)對(duì)抗

受疫情影響，ADT比賽全部由線下轉(zhuǎn)到了線上，并開(kāi)啟了全程直播。比賽進(jìn)入第三天后是真正的人機(jī)大戰(zhàn)。

比賽中，Binger頭戴VR眼鏡操控F-16戰(zhàn)機(jī)與Heron展開(kāi)激烈的對(duì)抗。Heron的慣用策略是，先躲避敵方導(dǎo)彈，然后操縱好角度自行發(fā)射導(dǎo)彈，整個(gè)操作過(guò)程，不僅速度快而且精準(zhǔn)。

一位評(píng)論員稱，“如果人類飛行員需要三分之一秒才能對(duì)敵人的行動(dòng)做出反應(yīng)，那么AI飛行員可以在幾毫秒內(nèi)做出反應(yīng)，而且就算模擬F-16戰(zhàn)機(jī)高速向俯沖到低空盤(pán)旋，AI的“超人”瞄準(zhǔn)能力仍能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)”。

在Heron強(qiáng)勢(shì)進(jìn)攻下，Banger幾乎處于被動(dòng)躲避的劣勢(shì)之下，比賽進(jìn)行到第五回合后，Banger連續(xù)三次精準(zhǔn)射擊，結(jié)束了整場(chǎng)比賽。

不過(guò)，回顧整個(gè)過(guò)程中，Banger也有在嘗試學(xué)習(xí)AI的方法，調(diào)整作戰(zhàn)策略。

Binger稱，他在第三和第四回合時(shí)，過(guò)于專注所擁有的地理位置優(yōu)勢(shì)，給AI提供了可乘之機(jī)。在第五回合時(shí)，他操控F-16戰(zhàn)機(jī)飛向一座山峰，盡量縮小兩駕飛機(jī)之間的距離，此次迫使AI飛行員出現(xiàn)錯(cuò)誤的決策。

不過(guò)最終還是以5:0戰(zhàn)敗，評(píng)論員表示，AI飛行員不受人類訓(xùn)練環(huán)境和規(guī)則的制約，它可以充分利用操作速度、瞄準(zhǔn)技術(shù)和完全信息的優(yōu)勢(shì)來(lái)戰(zhàn)斗，這是人類無(wú)法比擬的。

但是正是因?yàn)檫@樣的優(yōu)勢(shì)，AI未來(lái)可以更好協(xié)助人類完成更復(fù)雜的空戰(zhàn)任務(wù)。DARPA計(jì)劃經(jīng)理Dan Javorsek上校說(shuō)：

“無(wú)論人類還是機(jī)器贏得了最后的角逐，AlphaDogfight競(jìng)賽都是為了增加對(duì)AI的信任，如果冠軍AI贏得了F-16飛行員的尊敬，那么，我們?cè)诳諔?zhàn)中實(shí)現(xiàn)有效的人機(jī)協(xié)作又邁出了一步。

人機(jī)共生

現(xiàn)代軍事無(wú)人機(jī)主要執(zhí)行監(jiān)視和地面攻擊任務(wù)。多年來(lái)，美國(guó)軍方一直希望新一代快速無(wú)人機(jī)能夠處理空對(duì)空任務(wù)。2016年，俄亥俄州的一家小型軟件公司Psibernetix開(kāi)發(fā)了人工智能系統(tǒng)“ Alpha”，基本實(shí)現(xiàn)了空戰(zhàn)中武裝無(wú)人機(jī)的控制。

那么接下來(lái)如何實(shí)現(xiàn)人機(jī)共生？

這是ACE計(jì)劃要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。ACE計(jì)劃要逐步建立AI理解人類意圖的信任，幫助人類改善無(wú)人機(jī)的自主運(yùn)行，同時(shí)，還能為有人駕駛飛機(jī)的機(jī)組人員提供新型自主化協(xié)助，同時(shí)，這也是DAPRA的目標(biāo)。

從ADT挑戰(zhàn)賽的結(jié)果來(lái)看，AI飛行員已基本實(shí)現(xiàn)了可信賴，可擴(kuò)展，人員級(jí)別，基于AI的和AI驅(qū)動(dòng)的空戰(zhàn)自主權(quán)。

值得一提的是，與ADT同步進(jìn)行的，還有一項(xiàng)目名為“Skyborg”的無(wú)人機(jī)AI計(jì)劃，該計(jì)劃的目的是將Skyborg添加到可操縱的噴氣動(dòng)力無(wú)人機(jī)上，讓無(wú)人機(jī)與人類駕駛的飛機(jī)一起編隊(duì)飛行，為戰(zhàn)斗增加新的傳感器和武器。

目前，Skyborg主要用于地面攻擊任務(wù)。但是空軍可以采用AlphaDogfight的代碼并將其添加到Skyborg中。這樣，Skyborg控制的無(wú)人機(jī)也將能夠與敵機(jī)作戰(zhàn)。

ACE計(jì)劃負(fù)責(zé)人美國(guó)空軍上校Javorsek表示，下一步會(huì)將AI飛行員集成到小型飛行器中，并最終集成到全尺寸的有人戰(zhàn)斗機(jī)中。但他估計(jì)，這樣做的時(shí)間可能會(huì)“超過(guò)十年，甚至是二十年”。另外，未來(lái)他們還會(huì)將AI飛行員表現(xiàn)出的自主驅(qū)動(dòng)權(quán)擴(kuò)展到兩架或者更多架飛機(jī)中。

“我們的希望是，能夠通過(guò)多機(jī)操作行為將我們學(xué)到的東西擴(kuò)展到更全球化的環(huán)境中。”

另外，不僅是美國(guó)軍方，日本，中國(guó)，俄羅斯和澳大利亞軍隊(duì)也開(kāi)始研發(fā)用于空戰(zhàn)的AI系統(tǒng)?！懊總€(gè)人都在朝這個(gè)角度努力”，位于華盛頓新美國(guó)安全中心的分析師塞繆爾·本迪特（Samuel Bendett）稱。