美军正在培养能够决胜空战的人工智能飞行员

5月的一个晴朗早晨，一架美国空军L-39信天翁飞机从尼亚加拉瀑布国际机场起飞，盘旋在安大略湖上空，驾驶舱内装满了传感器和计算机处理器，记录飞机在两个多小时内的飞行表现。

飞机逆时针绕湖飞行，地面美国陆军研究中心的工程师监控飞机的一举一动，试图做一些前所未有的事情，比如“设计一架可以在没有人类飞行员的情况下飞行和战斗的飞机”。

该演习是空战演进（Air Combat Evolution，缩写ACE）项目的早期步骤，该计划是美国国防部600多个将人工智能整合到作战和空战中的项目之一。

数十亿美元投资于军事人工智能

2020年，全球军用人工智能的投资预计为63亿美元，预计到2025年，这一数字将达到116亿美元，期间复合年增长率为13.1%。

根据Markets And Markets平台最近的一份报告，军事领域人工智能市场的增长归因于对集成人工智能系统开发的投资增加，以及对基于云计算的应用程序和高性能计算机的日益依赖。

而今年（2022年），美国国防部（五角大楼）计划在人工智能相关技术上投入近10亿美元。根据美国军事事务专家苏·哈尔伯恩最近在“纽约客”网站上发表的一篇报告中提到的内容，美国海军正在建造可以在海上停留数月的无人舰艇，而军方正在发展机器人战车，设计旨在改善后勤管理和情报收集的人工智能，以及开发可穿戴设备、传感器和辅助机器人，军方将其称为“战场物联网”（Internet of Battlefield Things）。

哈尔伯恩援引ACE项目参与机构Calspan航空研究副主任保罗·谢弗勒的话说，“算法已经在管理飞机飞行方面表现良好，第一个自动驾驶系统已经于1914年投入使用。而目前的一些军事技术，例如水下探雷器和激光制导炸弹，一旦被人类发射，就能‘自主’行动，但这比不上真正空战的复杂性，我们正努力在不远的将来，生产能够在完全复杂的空战中作战人工智能。”

人工智能与人类的合作

笔者强调，搭载人工智能的作战飞机可以进行更严密的作战训练和演习，承担更大的风险，获得比人类飞行员得到的更好的拍摄镜头，但ACE项目的目标是转变飞行员的角色，不是完全废除这一角色。按照项目方案，人工智能和人类飞行员之间将建立伙伴关系，人类飞行员会监控人工智能的行为，并在必要时进行干预。

根据五角大楼战略技术办公室的说法，具有自主功能的战斗机将使飞行员成为“战斗管理者”，指挥无人机团队，“就像一名选择团队成员，然后让他们上场比赛并取得胜利的足球教练”。

更少的人力，更多的机器

美国新安全中心国防项目主任斯泰西·佩蒂根表示，ACE是将美国部队“分解”成规模更小、成本更低的单位的更广泛努力（decompose our forces）的一部分，换句话说，使用更少的人力和更多的机器。就空战而言，佩蒂根说：“这些小得多的自主飞机能凭借其复杂性以出人意料的方式压倒对手，然后击败他们。如果其中任何一个被击落，损失也不大，”哈尔伯恩在报告中也如此说道。

回到L-39在安大略湖上空的20次飞行，每次飞行都为工程师和计算机科学家提供了他们在不同条件下建立飞行动力学模型所需的信息。

与自动驾驶汽车一样，无人机使用传感器来识别外部世界和存储在地图中的加密信息之间的差异，而战斗算法必须考虑周围环境及其对飞机的预期影响，飞机的飞行方式会因飞行的高度和角度不同而有所不同，在炎热天气和寒冷天气飞行也是如此。如果飞机携带额外的油箱或配备准备发射的导弹，正如作者所提到的，这些因素都必须被算法考虑在内。

担任ACE项目科学顾问的电气工程师菲尔·朱说，“大多数时候，飞机是直线飞行的，但到了空战中，情况就不一样了。飞机的飞行和性能取决于角度、速度和高度，因为飞行是立体的，而且速度更加重要，如果飞机飞行缓慢，您将操纵杆朝一个方向移动，您会得到一定的响应，但如果它飞得很快，而您以同样的方式移动摇杆，您会得到完全不同的反应。”

需要解决的问题

2024年，如果ACE项目按计划进行，4架配备人工智能的L-39将参与安大略湖上空的直接战斗。为此，已招募数十个学术研究中心和私营公司加入该项目，每个团队都致力于以下两个工作领域之一并致力于解决遇到的问题：一，如何让飞机单独飞行和战斗，二，如何说服人类飞行员信任人工智能。

在这种背景下，美国前总统巴拉克·奥巴马执政期间担任国防部副部长、推动五角大楼追求下一代技术的罗伯特·沃克说，“如果飞行员没有信心，人类不得不一直监控人工智能，并认为自己应该承担责任。”这便是现在正在处理的问题，但未来似乎充满了人与机器在各个领域合作的希望。