ظهور خلبانان جنگنده هوش مصنوعی

در یک صبح ابری در ماه مه گذشته، یک خلبان از فرودگاه بین‌المللی آبشار نیاگارا بلند شد و به سمت حریم هوایی محدود نظامی بر فراز دریاچه انتاریو حرکت کرد. این هواپیما که دارای نشان نیروی هوایی ایالات متحده بود، یک جت L-39 آلباتروس چکسلواکی تبدیل شده بود که توسط یک پیمانکار دفاعی خصوصی خریداری شد. قسمت جلوی کابین خلبان پر از حسگرها و پردازنده های کامپیوتری بود که عملکرد هواپیما را ضبط می کردند. خلبان به مدت دو ساعت در خلاف جهت عقربه های ساعت دور دریاچه پرواز کرد. مهندسان در محل، تحت قرارداد با دارپاآژانس تحقیقاتی وزارت دفاع، هر نوبت، هر حرکت و نقشی را طراحی می‌کرد تا کاری بی‌سابقه انجام دهد: طراحی هواپیمایی که بتواند پرواز کند و در نبردهای هوایی - جنگ‌های سگ - بدون خلبان انسان خلبانی کند. .

این تمرین یک گام اولیه در برنامه تکامل مبارزات هوایی بود که به آن معروف شد ACEیکی از بیش از ششصد پروژه وزارت دفاع که شامل هوش مصنوعی در نبردهای نظامی است. در سال جاری، پنتاگون قصد دارد نزدیک به یک میلیارد دلار برای فناوری های مرتبط با هوش مصنوعی هزینه کند. نیروی دریایی در حال ساخت هواپیماهای بدون سرنشین است که می توانند ماه ها در دریا بمانند. ارتش در حال توسعه ناوگانی از ماشین های جنگی روباتیک است. هوش مصنوعی برای بهبود تدارکات تامین، جمع‌آوری اطلاعات و دسته فناوری‌های پوشیدنی، حسگرها و روبات‌های کمکی که ارتش آن را اینترنت اشیاء میدان جنگ می‌نامد، طراحی شده است.

الگوریتم ها در حال حاضر در پرواز هواپیما خوب هستند. اولین سیستم خلبان خودکار، که شامل اتصال ژیروسکوپ به بال و دم هواپیما بود، در سال 1914، حدود یک دهه پس از پرواز برادران رایت، آغاز به کار کرد. و تعدادی از فناوری‌های نظامی مدرن، مانند آشکارسازهای زیر آب برای مین‌ها و بمب‌های هدایت‌شونده لیزری، پس از شلیک توسط انسان، مستقل هستند. اما چند جنبه از جنگ به پیچیدگی نبرد هوایی است. پل شیفرل، معاون تحقیقات تابستانی در Calspan، شرکتی که L-39 را برای دارپا، گفت: جنگ هوایی احتمالاً پویاترین برنامه پروازی در هوانوردی دوره است.

یک جت جنگنده مجهز به هوش مصنوعی در نهایت می تواند چرخش های محکم تری داشته باشد، ریسک های بیشتری را بپذیرد و عکس های بهتری نسبت به خلبان های انسانی داشته باشد. اما هدف از ACE برنامه تغییر نقش خلبان است، نه حذف کامل آن. پسندیدن دارپا پیش‌بینی می‌کند که هوش مصنوعی هواپیما را با مشارکت خلبان هدایت می‌کند، خلبانی که "روی خط" باقی می‌ماند، آنچه را که هوش مصنوعی انجام می‌دهد مشاهده می‌کند و در صورت لزوم مداخله می‌کند. به گفته سرویس فناوری استراتژیک آژانس، یک جنگنده خودمختار به خلبانان این امکان را می دهد که با هدایت هواپیماهای بدون سرنشین به عنوان مربی فوتبال که اعضای تیم را انتخاب می کند و سپس آنها را برای انجام بازی ها در زمین قرار می دهد، به "مدیران جنگ" تبدیل شوند.

استیسی پتیشن، مدیر برنامه دفاعی مرکز امنیت جدید آمریکا، این را به من گفت ACE این برنامه بخشی از یک تلاش گسترده تر برای "تجزیه نیروهای ما" به واحدهای کوچکتر و ارزانتر است. به عبارت دیگر، افراد کمتر و مواد مصرفی بیشتر. دارپا آن را "جنگ موزاییکی" می نامد. پتیجون گفت، در صورت وقوع نبرد هوایی، «این هواپیماهای خودمختار بسیار کوچکتر را می‌توان به روش‌های غیرمنتظره‌ای ترکیب کرد تا مخالفان را با پیچیدگی‌شان سرکوب کند. اگر یکی از آنها حذف شود، آنقدرها هم مشکل بزرگی نیست.»

در مجموع، L-39 بیست بار بر فراز دریاچه انتاریو بلند شد، که در هر سفر به مهندسان و دانشمندان کامپیوتر اطلاعات مورد نیاز برای ساخت مدلی از دینامیک پرواز آن در شرایط مختلف ارائه می‌شد. مانند خودروهای خودران، هواپیماهای خودمختار از حسگرهایی برای شناسایی ناسازگاری بین دنیای بیرون و اطلاعات کدگذاری شده در نقشه هایشان استفاده می کنند. اما الگوریتم داگ فایت باید هم محیط و هم هواپیما را در نظر بگیرد. این هواپیما در ارتفاعات و زوایای مختلف، در روزهای گرم در مقایسه با روزهای سرد یا اگر مخزن اضافی سوخت یا موشک حمل می کند، متفاوت پرواز می کند.

فیل چو، مهندس برق که به عنوان مشاور علمی در ACE برنامه توضیح داده شد اما وقتی دعوای سگ است، باید بفهمی، خوب، اگر من در زاویه سی درجه باشم و تا بیست درجه بالا بروم، چقدر باید چوب را بکشم تا به زاویه چهل برسم. درجه، تا ده درجه؟ "و چون پرواز سه بعدی است، سرعت مهمتر است." اگر به آرامی پرواز کنید و چوب را در یک جهت حرکت دهید، مقدار مشخصی از آن چرخش خواهید داشت. اگر پرواز کنید. خیلی سریع و چوب را به همان روش حرکت دهید، پاسخ بسیار متفاوتی دریافت خواهید کرد.

در سال 2024، اگر ACE برنامه طبق برنامه پیش می رود، چهار L-39 با هوش مصنوعی در یک نبرد زنده در آسمان بر فراز دریاچه انتاریو شرکت خواهند کرد. برای رسیدن به این هدف، دارپا سه ده مرکز تحقیقاتی دانشگاهی و شرکت های خصوصی را جذب کرد که هر کدام روی یکی از دو حوزه مشکل کار می کنند: چگونه هواپیما را به پرواز درآورند و به تنهایی بجنگند و چگونه خلبانان را وادار کنیم که به اندازه کافی به هوش مصنوعی برای استفاده از آن اعتماد کنند. رابرت وارک، که در دوران دولت اوباما به عنوان معاون وزیر دفاع خدمت می کرد و از پنتاگون می خواست که فناوری نسل بعدی را دنبال کند، به من گفت: ”

هیچ تضمینی برای این وجود ندارد ACE موفق خواهد شد. دارپا پروژه‌ها آزمایش‌هایی با زمان محدود هستند که معمولاً بین سه تا پنج سال طول می‌کشند. Schaeferle از Calspan به من گفت: "ما در مرحله "راه رفتن" یک فرآیند معمولی بلوغ فناوری "خزش، راه رفتن، دویدن" هستیم." با این حال، به نظر می رسد که روزی خلبانان جوان تعجب کنند که چگونه جنگنده آنها مهارت های چاک یگر را به دست آورده است. هنگامی که آنها این کار را انجام دهند، در مورد یک جت جنگنده بازسازی شده از دوران شوروی که بر فراز دریاچه انتاریو پرواز می کرد توسط خلبانان قدیمی که به نحوی آگهی های ترحیم خود را نوشته بودند، به آنها می گویند.

به عنوان بخشی از تلاش برای توسعه الگوریتمی که بتواند مبارزه کند، دارپا هشت شرکت توسعه نرم‌افزار را برای شرکت در AlphaDogfight Trials انتخاب کرد، یک مسابقه هوش مصنوعی که با سه روز نبرد عمومی در آگوست 2020 به پایان رسید. جایزه کلاه ایمنی بود که سرهنگ دان (حیوان) جاورسک، مسئول برنامه بازگشت، بر سر داشت. او در نیروی هوایی سال گذشته. این مسابقه قرار بود به صورت زنده در مقابل تماشاگران در نزدیکی پایگاه نیروی هوایی نلیس، نوادا برگزار شود، اما بیماری همه گیر این اقدام را به یک رویداد آنلاین منتقل کرد که توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز سازماندهی شده بود و در یک کانال YouTube به نام پخش شد. دارپاتلویزیون جاستین (گلاک) موک، خلبان F-16، پیشنهاد داد که در مورد بازی به بازی نظر بدهد. او در یک نقطه به حدود 5000 تماشاگر گفت که هدف ساده است: "بکش و زنده بمان."

هر تیم از رویکرد کمی متفاوت با عوامل هوش مصنوعی خود استفاده می کند، همانطور که الگوریتم ها نامیده می شوند. EpiSci، یک پیمانکار دفاعی مستقر در Poway، کالیفرنیا، تلاش‌هایی را به رهبری کریس جنتیل، یک خلبان آزمایشی بازنشسته نیروی هوایی انجام می‌دهد. این شرکت مشکل را به قطعات تقسیم کرد و از تخصص پرواز جنتیله برای حل هر مرحله استفاده کرد. جنتیل به من گفت: "ما از پایین ترین سطح شروع می کنیم." "چطور با هواپیما پرواز می کنی؟" چگونه آن را مدیریت می کنید و آن را به سمت چپ و راست هدایت می کنید، به چه تاکتیکی باید استفاده کنیم؟

PhysicsAI، در اقیانوس آرام، کالیفرنیا، تیمی متشکل از چهار نفر ساخته است که تقریباً هیچ چیز در مورد نبردهای هوایی نمی دانند. آنها از یک رویکرد شبکه عصبی استفاده کردند که به سیستم اجازه می دهد مدل های نبرد هوایی موفق را بیاموزد و از نظر ریاضی به حداکثر احتمال یک نتیجه خوب برسد. جان پیر، محقق ارشد PhysicsAI گفت: مشکلی که ما باید حل کنیم مانند بازی شطرنج در حین بازی بسکتبال است. شما در حین تصمیم گیری در کسری از ثانیه عکس می گیرید و این باید به گونه ای انجام شود که خلبانان انسانی بتوانند آنچه را که در حال وقوع است تفسیر کنند.

در طول هر مسابقه، عوامل هوش مصنوعی، که توسط آواتارهایی از هواپیماهایی به اندازه یک پنی نمایش داده می‌شدند، با سرعتی باشکوه در سراسر صفحه حرکت می‌کردند و از پویایی پرواز F-16 تقلید می‌کردند. این دقیقاً Top Gun نبود، اما الگوریتم‌ها کاری را انجام می‌دادند که یک سال قبل غیرممکن بود: تعامل با یکدیگر و تنظیم تاکتیک‌های خود در زمان واقعی. در حالی که ماموران با هم دعوا می کردند، ماک این عمل را به "دعوای چاقو در باجه تلفن" تشبیه کرد.

در نبرد سرنوشت ساز، در روز سوم، فالکو، یک عامل هوش مصنوعی که توسط Heron Systems، یک شرکت نرم افزاری بوتیک مستقر در ویرجینیا ایجاد شده است، با یک عامل هوش مصنوعی توسعه یافته توسط لاکهید مارتین، بزرگترین پیمانکار دفاعی کشور، رقابت می کند. این جلسه مقایسه‌های آشکاری را بین دیوید و جالوت انجام داد - اگرچه این دیوید تقریباً همان تعداد تکرار رایانه‌ای را پشت سر گذاشته بود که خلبانی که تمام روز، هر روز، به مدت سی و یک سال تمرین می‌کرد. پس از چندین راند سخت، فالکو هرون پیروز شد. اما آخرین مسابقه وجود داشت: یک راننده باتجربه F-16 با فالکو روبرو می شد.

خلبان که کت و شلوار تابستانی سبز زیتونی پوشیده بود، روی یک صندلی بازی با پشتی بلند نشسته بود و صورتش توسط هدفون های واقعیت مجازی پنهان شده بود. او فقط با علامت تماسش بانگر شناسایی شد. (هویت او برای «امنیت عملیاتی» پنهان بود.) او قبلاً با تیم APL آموزش دیده بود و یاد گرفته بود که چگونه از کنترل پرواز و هدست های واقعیت مجازی برای ردیابی بردار حمله دشمن استفاده کند.