自主技术注定要应用于战斗机

人工智能飞行员:我们能把Maverick从他的驾驶舱移走吗?

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在战斗机上实施自主技术将意味着说服人类飞行员放弃控制。

从贝尔格莱德市中心到尼古拉特斯拉机场的20分钟车程即将结束时,有时间的游客可以探索一个巨大的钢铁和玻璃甜甜圈的内部。作为一个奇特的建筑,贝尔格莱德航空博物馆似乎已经分裂了:当你经过时,你被栅栏和一个飞机墓地隔开,那里混杂着飞机和直升机,追溯着塞尔维亚(和前南斯拉夫)空军的历史,一直追溯到第二次世界大战。也许博物馆曾经会变得更大。也许这是一种营销策略:“如果这就是我们留在室外的东西,想象一下我们在夏季的暴雨和新年的暴风雪交替出现时所保留的东西。”

博物馆内还有更多来自塞尔维亚动荡历史的飞机。但摆在最显眼位置的是三个最破旧的展品,它们悬挂在电线上,或以戏剧性的角度支撑着:1999年北约(Nato)轰炸行动的战利品。首先是F-16战斗猎鹰的尾部。第二,F-117夜鹰(“隐形战斗机”)的舱盖。最后,在接下来的20多年里,公众所知道的第一个例子就是“无人机”(一个越来越多的术语,军队试图用首字母缩写来称呼它们:首先是“无人机”或“无人驾驶飞行器”,现在是“RPA”——“远程驾驶飞机”)。悬挂在空中的是通用原子公司最初的RQ-1“捕食者”无人机,它在2001年之前没有携带武器,只是作为信息、监视和侦察(ISR)平台。把战争武器拟人化让人感觉不对——但它确实看起来很对不起自己。

飞机飞行

图片来源:alamo

尽管性能参差不齐(第二架“捕食者”在南斯拉夫上空遭遇了技术故障,据称机组人员将其撞到地面,希望将其粉碎成无法识别的小碎片),但“捕食者”在9/11后装备了两枚地狱火空对地导弹并开始在阿富汗作战后,其被认为的作战成功——加上强大的监视应用、相对较低的成本和对飞行员没有身体危险——引发了一场战场革命。2022年,无人机将无处不在:美国和英国操作着捕食者更大、技术更先进的继任者MQ-9死神,而其他国家——包括中国、俄罗斯和伊朗——操作着不那么复杂(尽管外观相似)的系统。就连叛乱组织也曾使用临时组装的现成民用无人机来携带和释放手榴弹,或者仅仅用于监视。

在同一时期,西方国家——尤其是美国——投入了数十亿美元研发下一代战斗机,如F-22和F-35。所有这些都提出了一个问题:随着预算的增加和技术的成熟,我们是否正在走向一个无人驾驶空军的世界——如果我们是的话,这意味着什么?

伦敦国王学院(King’s College London)战争研究系战略研究教授菲利普•萨宾(Philip Sabin)表示:“这取决于你对未来作战飞机的看法。”“如果你认为我们现在所处的世界,人眼实际上已经过时了,而且在这样的范围内,或者在夜晚或恶劣天气等情况下,人眼看不到,但其他东西可以……如果你这么想——有很多人这么想——我们还不如干脆不要飞行员。

“另一方面,有很多人认为我们需要一个飞行员可以向下看并正确地看到的环境。雷达很容易被“欺骗”——敌人会让你以为你击中的是一个导弹发射器,而实际上它只是一个假的,甚至更糟,是一个公寓楼。人类通过视觉提供了这种普遍的感觉,但也是一种常识:能够在[非常具体的任务]以外的情况下操作。这种灵活性是人类带来的关键属性。”

萨宾认为,现代军用无人机上的摄像头不能很好地替代人眼。为了在F-35这样的多用途战斗机上有效地发挥作用,即使拥有所有的技术铃声和哨子,眼睛持续被动地“扫描”威胁,然后立即集中注意力,排除其他一切,这种能力实际上很难复制。

萨宾说:“我们对现有的无人机很熟悉,比如‘捕食者’之类的无人机,它们通过通信连接和摄像头进行远程操控,这样机组人员就能看到正在发生的事情。”“相机和人类的最大区别在于,人类拥有一种奇妙的能力,可以将整个半球的180度视野与非常精确的中心视图结合起来。相机的麻烦在于你需要选择。电脑也是一样:你可以选择以高分辨率查看图片的一小部分,也可以选择以中等分辨率查看整个图片。你可以拥有其中一个,但你不能同时拥有两者。这就是相机最缺乏的东西:与人眼相比,相机不能在你看到正前方的东西的同时,给你周边的视觉。

“现在,让我们想想这是如何应用于无人机的。当你使用无人机瞄准地面上的敌人时,这并不是一个大问题。事实上,无人机在没有辅助的情况下比人眼更能放大。但这就像通过一根吸管看:你有一个非常非常小的图片,如果你能把这个图片锁定在地面上的一个特定目标上,那就没问题。但是想象一下像那样驾驶飞机。无人机(通常)未被批准在正常空域飞行的一个原因是:谁在监视前方?”

然而,无所不在、无所不能的多用途无人战斗机的梦想并没有完全破灭;事实上,从技术上讲,美国已经驾驶无人机“战斗机”很多年了。它并没有听起来那么迷人:QF-16是F-16战斗猎鹰(“Q”是美国国防部无人驾驶飞机的简称)的无人遥控改型。就像它的前辈QF-4一样,它并不是真正的改型:qf -16本质上是多余的飞机,虽然可能有点老旧(F-16的首飞是在1974年),但仍然足够可靠,可以用来作为美国新型飞机和防空系统的练习目标。他们不会突然进入战区,扭转局势,但他们证明了无人驾驶战斗机的想法在技术上是可行的,如果目前还不现实的话。

萨宾说:“如果飞机上没有飞行员,你可以选择两条路线中的一条,或者两条路线的混合。”“一种是让驾驶飞机的人使用一系列系统提供的感官输入。他们正在查看显示自上而下视图的屏幕,以及来自飞机本身雷达的信息等等。飞行员有这些虚拟输入,他们向飞机发送命令。这就是捕食者等等的运作方式。你所需要的是确保你有足够强大和可靠的数据链和足够的感官输入。如果你的空军完全无人驾驶(就“驾驶舱里的人”而言),敌人会干扰他们,这是一个噩梦。如果你依赖于数据链,而你失去了这些数据链,你就失去了你的空军。它灾难性地失败了。这并不容易,但也不是不可能。”

萨宾补充说,另一种选择是在飞机上安装足够的人工智能(AI),让它自己做出决定。“现在,这完全可行。现代客机实际上是按照飞行计划飞行的。在某种程度上,飞行员是一种奢侈:对公关来说是必要的,但除非出现灾难性的错误,这些飞机可以完全自主地起飞、飞行和降落。它的局限性是,当你在一个敌人试图干扰你的环境中操作时,你不希望这些系统,比如说,杀死很多孩子。你能依赖人工智能吗?这和我们在军队中对无人驾驶汽车的争论是一样的。如果在民用环境中已经很难做到,那么在军事环境中就更难做到了。”

F战斗猎鹰单引擎多用途战斗机最初由通用动力公司开发61085136

图片来源:Dreamstime

无人驾驶汽车的比较尤其恰当:你可以对一辆无人驾驶汽车进行测试,直到车轮脱落,以证明其车载人工智能的能力比普通人类司机强几个数量级,但最终仍会陷入无尽的假设场景。十多年来,人们一直在争论无人驾驶汽车的优点,唯一的两个结论似乎是,没有任何熟练程度可以保证道路上的零死亡,以及被机器故意撞死比被人意外撞死更令人难堪。如果公众不愿意把普锐斯的控制权交给电脑,他们就不太可能把导弹交给电脑。

遥控战斗机的挑战还不止于此。取消飞行员有两个好处:飞行员的安全,以及可能增加飞机的机动性(无人机在高速转弯时不会窒息)。但“捕食者”和“死神”的最大吸引力在于它们的单位成本远低于有人驾驶战斗机。对于远程驾驶或自主多用途飞机来说,情况并非如此。

朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)应用伦理学教授、安全与风险研究与创新主任彼得•李(Peter Lee)表示:“现实情况是,它们将极其昂贵。”李研究英国无人机和自主武器的伦理、操作、>和其他人类方面的问题。“这种空中战车要想发挥作用,就必须在现代、高科技的作战环境中生存。它需要非常好的防御辅助:它需要知道导弹什么时候来袭,它需要箔条,它需要照明弹。像F-35“闪电”战斗机和其他下一代战机一样,它需要更平的面板来实现低雷达信号。这是一项昂贵的技术。然后,为了把它放到天空中,它需要一些基本的东西,比如探测和躲避系统,这样它就不会意外地飞到山上。”

李认为,这样的飞机将代表着一代人的变化——即使这项技术可行,它也会让飞机的运营商在成本效益分析中处于错误的一端,而这种成本效益分析使得目前的无人机如此流行。

李说:“我一直认为,人类不是快速喷气式飞机的弱点。“(是的),你可以建造一架能够承受更高g-容限的(无人驾驶)飞机。但是,当你考虑到创造这一切的复杂性,而不是相对简单的挑战:你能造出一枚地对空导弹,让它离开天空吗?制造一种功能强大的高端进攻性武器,比建立一个导弹防御系统来防御这种技术要昂贵得多。”

但是,尽管用同样大小和能力的无人机取代有人驾驶的多用途作战飞机可能只是科幻小说(至少在可预见的未来是这样),美国和英国正在探索rpa的其他作用。无人机技术的下一个重大发展可能是小型化和“蜂群”技术,通过这种技术,大量小型无人机能够在一定程度上独立于地面人员工作,同时相互传输数据。无人机群——无论是设计用于投掷小型弹药,还是作为“自杀式”无人机(更像智能、网络化的导弹弹幕)——突显了传统空战发展中的一个尴尬事实:整个企业变得太贵了。

萨宾说:“所以,目前地对空导弹已经变得非常大而且昂贵,但仍然值得用它们来对付飞机,(因为那些)成本更高。”“如果你能把(一架飞机)拆分成各种可重复使用的平台,那么对敌人来说,发射一枚地对空导弹的成本比更换一架无人机的成本还要高。

萨宾补充说:“人工智能的美妙之处在于,它可能比远程驾驶更好,(通过后者)你省去了飞行员的风险,省去了重力限制等等,但你不会节省人力成本。”“远程驾驶飞机的成本实际上更高,因为你需要很多机组人员,不同的机组人员相互接管,以及一个大型基础设施来支持他们。人工智能的伟大之处在于,设计(软件)的成本很高,但一旦你拥有了它,制造100架、1000架或100万架(飞机)的成本就微不足道了。”

2017年11月,美国F-22猛禽-可以说是世界上最强大的空中优势战斗机-对阿富汗塔利班控制的鸦片工厂进行了袭击。像F-35一样,F-22被认为是“第五代”战斗机,第四代和第五代之间的一个关键划分是先进的隐形能力。塔利班没有空军,没有可靠的防空系统。F-22计划在2009年被美国参议院取消,总共生产了187架飞机。在该计划被取消的那一年,每架F-22的成本估计为1.38亿美元。8年后,它们被用来炸毁鸦片加工厂。即使在F-35的成本超支之前,F-22可能是小型特种无人机优于少量高成本飞机的最佳理由,这些飞机没有真正的敌人可打。

“即使现在由于乌克兰危机而增加了国防开支,我们也到了一个地步,传统的有人驾驶作战飞机已经变得完全负担不起了,这种飞机很少满负荷使用。因此,我认为我们必须转向其他更有效的方法。”

然而,成群结队的小型无人机并不一定会改变盲目飞向错误目标的问题。更多的无人机、更多的摄像头、更多的自主权和更好的软件,这些都将我们带回无人驾驶汽车的悖论:即使错误的可能性降低了,但毫无疑问,它们仍然会发生。

“如果你是一个州或国家,希望在国际法和国际人权法的范围内运作……你仍然需要能够看到发生了什么,”李说。“你需要了解你的目标在哪里,以及附带损害……(对机器来说)解读图像很困难——解读移动的图像要困难得多。这将需要大量的计算能力。人工智能不像人脑那样工作;人类的大脑拥有惊人的捷径。我做过特技飞行,所以我知道当我做某些事情时,我期望看到的画面。如果我看不见它,那我就知道我做错了什么。因此,有效无人机的另一个主要限制是:人工智能如何自主地解释它所看到的图像,并将其组合成三维图像? How can you teach AI to interpret moving images at high speed?

“我认为自己是一个实用主义者,”李总结道。“我不是一个十足的浪漫主义者;我看到了巨大的限制。我可以用技术不那么先进的方法——用少得多的钱——制造出更大的破坏,而不是尝试制造一些(科幻)无人机。”

就像汤姆·克鲁斯在《壮志凌云》中饰演的马华力一样,飞行员目前是安全的。昂贵的F-35战斗机的部署和世界范围内不断增加的战斗无人机的开发,如果西方被迫回到空对空作战的日子,仍然有许多战斗机飞行员的一席之地。这一数字可能会随着越来越多的国家使用像“死神”之类的无人机来扩大空军力量而减少,但天空中最快、最可靠的仍然是人类飞行员的反应。

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