在城市作戰(zhàn)環(huán)境中，廉價(jià)的無(wú)人系統(tǒng)蜂群對(duì)于地面作戰(zhàn)部隊(duì)來(lái)說(shuō)既有可能是威脅，也有可能是有力的武器。數(shù)百架協(xié)同的無(wú)人系統(tǒng)蜂群可以擴(kuò)展部隊(duì)在城市中的作戰(zhàn)范圍，例如，提供各種傳感器、視角和分辨率的信息，以及更多的武器平臺(tái)等。
因此，DARPA啟動(dòng)了“進(jìn)攻蜂群戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目，設(shè)想在未來(lái)讓小型地面作戰(zhàn)單元于復(fù)雜城市環(huán)境中使用250個(gè)或更多的小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS）和/或小型無(wú)人地面車(chē)（UGS）執(zhí)行各種作戰(zhàn)任務(wù)。利用和結(jié)合蜂群自主和人-蜂群編隊(duì)領(lǐng)域的最新技術(shù)，OFFSET項(xiàng)目想要快速發(fā)展和部署突破性的蜂群能力。
OFFSET項(xiàng)目的研制周期是42個(gè)月，目標(biāo)是簡(jiǎn)化無(wú)人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制工作，讓作戰(zhàn)人員在時(shí)間緊迫、視線有限的城市環(huán)境中，可在數(shù)分鐘內(nèi)構(gòu)建和部署全新的戰(zhàn)術(shù)，并讓蜂群自主適應(yīng)編隊(duì)規(guī)模的增減（改變范圍達(dá)到50%）。OFFSET的項(xiàng)目是發(fā)展戰(zhàn)術(shù)而不是平臺(tái)，因此將使用商用貨架無(wú)人機(jī)。
項(xiàng)目第一階段：使用50架無(wú)人機(jī)蜂群定位一個(gè)目標(biāo)。
項(xiàng)目第二階段：使用100架無(wú)人機(jī)在城市中開(kāi)展一次攻擊。
項(xiàng)目第三階段：使用250個(gè)無(wú)人系統(tǒng)搶奪一片地域。
項(xiàng)目最終的目標(biāo)是使用250個(gè)或更多的無(wú)人系統(tǒng)在8個(gè)城市街區(qū)自主執(zhí)行6小時(shí)的任務(wù)。
簡(jiǎn)化無(wú)人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制的關(guān)鍵一環(huán)是構(gòu)建編程界面，其允許使用者快速產(chǎn)生或者改進(jìn)戰(zhàn)術(shù)。編程界面的根本目標(biāo)是允許使用者僅需要思考戰(zhàn)術(shù)術(shù)語(yǔ)而不是平臺(tái)的細(xì)節(jié)或者交換的信息。例如，使用者可以指定一片想讓要蜂群繪圖的區(qū)域，之后系統(tǒng)將會(huì)選擇編程模塊并告訴蜂群如何移動(dòng)、如何使用攝像機(jī)等，之后把傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地圖。
系統(tǒng)承包商工作
作為系統(tǒng)集成商，諾格公司正在設(shè)計(jì)、研發(fā)和部署一種基于游戲架構(gòu)的蜂群開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，以設(shè)計(jì)和集成蜂群戰(zhàn)術(shù)。而另一家系統(tǒng)集成商雷神公司正在研發(fā)一種虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）界面，允許一名操作人員控制一大群廉價(jià)的無(wú)人系統(tǒng)。公司OFFSET項(xiàng)目的首席調(diào)研員沙恩·克拉克表示，公司已經(jīng)測(cè)試了由50架無(wú)人機(jī)組成的蜂群，并計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)充蜂群數(shù)量。
在試驗(yàn)中，無(wú)人機(jī)與使用平板電腦的“蜂群戰(zhàn)術(shù)制定人員”通過(guò)WiFi進(jìn)行通信（項(xiàng)目的目標(biāo)是使平臺(tái)與通信無(wú)直接關(guān)聯(lián)）。“戰(zhàn)術(shù)制定人員”使用HTC Vive虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和其他一些控制器與環(huán)境開(kāi)展交互。目前，獲得的數(shù)據(jù)僅用來(lái)支持實(shí)時(shí)決策，但是未來(lái)將增加存儲(chǔ)功能。
由于與上百架無(wú)人機(jī)交互起來(lái)十分復(fù)雜，因此它們將被分為多個(gè)群，并分別管理。每群無(wú)人機(jī)可以顯示它們的目標(biāo)區(qū)域、給定的任務(wù)、電池壽命和通信鏈的狀態(tài)。當(dāng)然，操作人員也可以看到每架無(wú)人機(jī)的信息。整個(gè)蜂群就像一個(gè)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，每一架無(wú)人機(jī)都是蜂群的節(jié)點(diǎn)。
目前，VR界面擁有一些簡(jiǎn)單的指揮能力，例如，在蜂群中選擇子群，命令它們移動(dòng)到特殊的區(qū)域或者讓無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)飛行以不斷獲得周?chē)h(huán)境的影像。一些無(wú)人機(jī)將配裝擁有圖像識(shí)別功能的光電攝像機(jī)，而其他無(wú)人機(jī)將使用具備三維繪圖功能的激光雷達(dá)。除此之外，雷神公司還正在繼續(xù)發(fā)展相關(guān)能力，例如使用VR環(huán)境描述將被繪制的區(qū)域，并選擇無(wú)人機(jī)完成任務(wù)，之后利用話音指令繪制該區(qū)域。
克拉克表示：“在模擬環(huán)境中，使用擁有全新功能的傳感器是很方便的，并可以據(jù)此制定各類(lèi)戰(zhàn)術(shù)。DARPA給出的一個(gè)例子是，如果有一臺(tái)可以看穿墻壁的攝像機(jī)，那么會(huì)產(chǎn)生出很多不同的蜂群戰(zhàn)術(shù)。我們不僅關(guān)注目前的能力，也將關(guān)注未來(lái)。”
蜂群沖刺
OFFSET項(xiàng)目將開(kāi)展多次“蜂群沖刺”活動(dòng)，并通過(guò)征求流程選擇一些“沖刺者”，在一些技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展研究。項(xiàng)目的五個(gè)核心“沖刺”活動(dòng)都將各自聚焦于一個(gè)核心推進(jìn)領(lǐng)域：蜂群戰(zhàn)術(shù)、蜂群自主、人-蜂群編隊(duì)、虛擬現(xiàn)實(shí)和物理試驗(yàn)臺(tái)，并計(jì)劃每6個(gè)月進(jìn)行一次試驗(yàn)。
雷神公司上述的VR界面也將提供給不同的“沖刺者”。同時(shí)“沖刺者”還將使用由微軟公司研發(fā)的AirSim開(kāi)放資源飛行模擬器以測(cè)試不同的蜂群戰(zhàn)術(shù)。
第一個(gè)“蜂群沖刺”
去年，項(xiàng)目公布了首個(gè)“蜂群沖刺”活動(dòng)，DARPA稱其為“插曲1”，目標(biāo)是產(chǎn)生蜂群戰(zhàn)術(shù)，部署由50個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)組成的蜂群，在兩個(gè)街區(qū)和15～30分鐘內(nèi)定位一個(gè)城市目標(biāo)。第一個(gè)“蜂群沖刺”的相關(guān)能力包括繪圖、標(biāo)定進(jìn)入和退出點(diǎn)、部署傳感器網(wǎng)絡(luò)和保持和人員的聯(lián)系，相關(guān)的任務(wù)包括偵察、生成作戰(zhàn)區(qū)域的語(yǔ)義學(xué)地圖、和/或識(shí)別和擊敗可能的安全威脅。
DARPA剛剛確定了第一個(gè)“蜂群沖刺”的所有參與者：洛馬公司先進(jìn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、翱翔技術(shù)公司、查爾斯河分析公司、馬里蘭大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，并將在今年夏天開(kāi)展試驗(yàn)（試驗(yàn)環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單：街區(qū)中沒(méi)有電線，建筑物內(nèi)也沒(méi)有打開(kāi)的門(mén)），“沖刺者”將使用編程界面、虛擬和/或真實(shí)的試驗(yàn)臺(tái)研發(fā)并測(cè)試各自的應(yīng)用程序和戰(zhàn)術(shù)。
第二個(gè)“蜂群沖刺”
為了繼續(xù)快速推進(jìn)項(xiàng)目和發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，3月26日，DARPA開(kāi)始征求第二個(gè)“蜂群沖刺”的項(xiàng)目建議書(shū)。第二個(gè)“蜂群沖刺”活動(dòng)聚焦于自主性的提高：在兩個(gè)街區(qū)范圍內(nèi)，使用由50個(gè)無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)組成的異構(gòu)蜂群在15～30分鐘內(nèi)隔離一個(gè)城市目標(biāo)。“蜂群沖刺者”將使用現(xiàn)有或者發(fā)展全新的硬件（傳感器、作動(dòng)器和受動(dòng)器）、算法、和/或創(chuàng)新的能力，開(kāi)展有針對(duì)性的驗(yàn)證，展示在復(fù)雜城市環(huán)境中蜂群系統(tǒng)的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。
第二個(gè)“蜂群沖刺”將開(kāi)展物理和虛擬的試驗(yàn)，而參與第二個(gè)“蜂群沖刺”活動(dòng)的“沖刺者”將有機(jī)會(huì)與1～2個(gè)系統(tǒng)集成商一起工作，以發(fā)展、評(píng)估戰(zhàn)術(shù)和自主算法，并有機(jī)會(huì)同DARPA和系統(tǒng)集成商開(kāi)展進(jìn)一步的合作。
未來(lái)的“蜂群沖刺”活動(dòng)將覆蓋人-蜂群編隊(duì)、虛擬環(huán)境和物理試驗(yàn)臺(tái)。
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