DARPA quiere dotar un L-39 con inteligencia artificial para combate aéreo

DARPA introducirá inteligencia artificial en el jet L-39 para realizar combate aéreo autónomo

Por Alexandre Galante || Poder Aéreo



Periodista, diseñador, fotógrafo y piloto virtual - alexgalante@fordefesa.com.br


Los combates aéreos virtuales avanzan a un equipo 2 contra 1, vuelos de subescala reales en marcha hacia fines de 2021

El programa Air Combat Evolution (ACE) de DARPA se encuentra en medio de la Fase 1 y ha logrado varios logros importantes en previsión del combate de vuelo real de los aviones de subescala de la Fase 2 a finales de este año. Los logros hasta la fecha incluyen: combate aéreo virtual avanzado que involucra múltiples escenarios de aeronaves dentro del alcance visual (WVR) y más allá del alcance visual (BVR) con armas simuladas actualizadas; vuelos reales de un jet instrumentado para medir la fisiología del piloto y la confianza en la Inteligencia Artificial (IA); y modificaciones iniciales al primer avión de entrenamiento a reacción a gran escala programado para albergar un “piloto” de IA a bordo en la Fase 3 del programa.

“Nuestro mayor enfoque al final de la Fase 1 es la transición de la simulación a los algoritmos de IA reales mientras nos preparamos para escenarios de aviones de subescala de la vida real a fines de 2021”, dijo el Coronel Dan “Animal” Javorsek, gerente de programa de Tecnología Estratégica de DARPA. Oficina. “Gestionar esta transición al mundo real es una prueba crítica para la mayoría de los algoritmos de IA. De hecho, los esfuerzos anteriores han sido frágiles solo para este tipo de transiciones porque algunas soluciones pueden depender demasiado de los artefactos digitales del entorno de simulación ".

El objetivo del programa ACE, que comenzó el año pasado, es desarrollar una autonomía confiable, escalable, a nivel humano e impulsada por IA para el combate aéreo, utilizando la pelea de perros colaborativa entre humanos y máquinas como su problema de desafío. En agosto de 2020, el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins realizó las pruebas AlphaDogfight del programa ACE, una competencia de ocho equipos cuyos IA volaron F-16 simulados en combate aéreo 1-v-1, desarrollado por la APL. La campeona AI luego voló cinco combates simulados contra un experimentado piloto de caza F-16 en un simulador, derrotando al piloto humano 5-0.

En febrero, los equipos de desarrollo del algoritmo ACE completaron el siguiente nivel de combate aéreo simulado de IA en Scrimmage 1 en APL. APL continuó diseñando y ampliando el entorno de simulación para esta fase del programa ACE. Los equipos demostraron un combate simulado de 2 contra 1 con dos F-16 "azules" amistosos luchando como un equipo contra un avión "rojo" enemigo. Esto marcó la primera partida de IA después de las pruebas AlphaDogfight e introdujo más armas en la mezcla: un cañón para disparos precisos de corto alcance y un misil para objetivos de largo alcance.

"Agregar más opciones de armas y múltiples aviones introduce muchas de las dinámicas que no pudimos lograr y explotar en las pruebas de AlphaDogfight", dijo Javorsek. “Estos nuevos compromisos representan un paso importante en la construcción de confianza en los algoritmos, ya que nos permiten evaluar cómo los agentes de IA lidian con las restricciones de fuego definidas para prevenir el fratricidio. Esto es extremadamente importante cuando se opera con armas ofensivas en un entorno dinámico y confuso que incluye un caza tripulado y también ofrece la oportunidad de aumentar la complejidad y la formación de equipos asociados con la maniobra de dos aviones en relación con un oponente ".

Otro enfoque principal del programa ACE es medir la confianza del piloto en la capacidad de la IA para realizar maniobras de combate mientras el ser humano a bordo se centra en decisiones de gestión de batalla altamente cognitivas. Para comenzar a capturar estos datos confiables, los pilotos de prueba volaron varios vuelos en un avión de entrenamiento L-29 en el Laboratorio de Desempeño de Operadores del Instituto de Tecnología de Iowa. El avión biplaza está equipado con sensores en la cabina para medir las respuestas fisiológicas del piloto, lo que da a los investigadores pistas sobre si el piloto depende de la IA o no. En realidad, el avión no está pilotado por una IA; en cambio, un piloto de seguridad en la cabina delantera actúa como un "servo actuador humano", ejecutando las entradas de control de vuelo generadas por una IA. Para el piloto evaluador en el asiento trasero, parece que la IA está realizando las maniobras de la aeronave.

“En una analogía con las 'millas de desacoplamiento' utilizadas en los automóviles autónomos, estamos registrando el tiempo de desacoplamiento, que sirve como métrica clave para el programa. Además, comenzamos a buscar técnicas de medición para ver hacia dónde apunta el jefe del piloto de evaluación, así como hacia dónde ir y sus ojos miran alrededor de la cabina ”, dijo Javorsek. "Esto nos permite ver cuánto está comprobando el piloto la autonomía mirando fuera de la cabina y comparando cuánto tiempo dedica a su tarea de gestión de batalla".

El programa ACE también está investigando dos estructuras independientes para un AI Battle Manager en lo que se consideraba el agente AlphaMosaic para BVR y comando y control de escala de campaña. En Scrimmage 1, estos dos agentes participaron en escenarios más complejos de Cruise Missile Defense (CMD) creados por APL. Los dos equipos contratados continúan refinando sus agentes y arquitecturas en preparación para la competencia mano a mano Scrimmage 3 al final de la fase.

Mirando más allá de las pruebas de aviones de subescala a fines de 2021, Calspan comenzó a modificar el primer entrenador a reacción L-39 a gran escala que será pilotado por la IA en duelos de combate de la vida real durante la Fase 3 del programa a fines de 2023 y 2024.

El primer paso es crear un modelo de rendimiento aerodinámico preciso del L-39 que el algoritmo de IA pueda usar para hacer predicciones, así como decisiones de maniobras tácticas. Una vez que el modelo aerodinámico esté completo, el L-39 se modificará por completo para que la IA pueda tomar el control de la aeronave.