DARPA研究人與集群交互技術

泰米爾·埃舍爾/Tamir Eshel

人與集群交互技術集成了新穎的顯示和傳感技術，包括增強現實、觸覺、手勢和語音。美國國防部預研局無人系統驗證表明，該技術能夠在許多軍事任務中被廣泛使用，協助士兵和操作人員完成繁瑣和危險的任務。在不久的將來，機器人系統將承擔無人控制的協同任務，幫助其他機器人自主完成任務。

美國國防部預研局（DARPA）目前正在“進攻性集群使能戰術”（OFFensive Swarm-Enabled Tactics，OFFSET）計劃下評估執行此類任務所需的工具和方法。該項目旨在開發用于操作和控制250個協同自主系統群集的工具。這種集群技術將能夠為在城市地區作戰的士兵提供對地形至關重要的洞察力。這些自主系統將可以進入高層建筑、地下和室內空間，提高態勢感知、通信和移動性能力。目前，在其第三階段驗證試驗中，美國國防部預研局的“進攻性集群使能戰術”計劃的核心在于人與集群的協同和戰術方面。

美國國防部預研局戰術技術辦公室的項目經理蒂莫·西鐘鼓勵來自現有參與單位、新參與單位的研究人員和創新者，加入第三階段“進攻性集群使能戰術”攻關。蒂莫·西鐘表示，“群體技術和相關能力的快速進步使得自主群體研究具有挑戰性和吸引力。“進攻性集群使能戰術”計劃就是圍繞著以規則的隔間集成核心集群中“小精靈”無人機的想法而設計的。“進攻性集群使能戰術”按照頻繁地通過大約每六個月一次的現實環境實驗來驗證各種無人駕駛的空中和地面平臺之間的相關技術。

第三階段的“小精靈”計劃中驗證的兩項關鍵技術之一就是人與集群的協作，涉及新框架的設計、研發和演示驗證，以增強人類與自主群體之間的交互能力。該技術能夠識別并尋求解決群體系統本身的復雜性，以及與人類或戰術指揮官在進行城市作戰時的認知、物理和情境需求。

該計劃將尋求發展一個直觀、易操作的群體戰術庫。士兵們可以從菜單中選擇戰術，指揮一群自主系統或者整個集群去執行任務。

第三階段集群驗證還旨在增加用戶可用的集群戰術集合。在第三階段計劃驗證中，參與者將被要求使用不同種類的空中和地面自主系統，在特定環境中執行自主和協作機動任務。例如，他們將受命在四個方形城市街區內進行一次為期一到兩個小時的城市突襲。

美國積極推進蜂群技術

諾斯羅普·格魯門公司積極推動人與無人系統的交互技術

正在評估的概念包括沉浸式直觀交互技術、增強和虛擬現實，以及基于語音、手勢和觸摸的交互。這將創建一個具有沉浸式情境感知和決策呈現能力的新指令接口。該接口還將結合群體交互語法，使模式基于戰場實時條件的動態行動和反應，可定制設計集群戰術。

這些戰術將在群戰術游戲的虛擬仿真環境中執行。不同戰術將得到評估，以探索和發展最有效和最有前景的策略。用戶可以通過測試輪提交集群策略并跟蹤其性能，或者加載其他概念到計該劃的集群策略庫中進行替換，以通過組合群體行為、集群算法和策略來設計新的集群策略。

該計劃部署了5架“小精靈”（Sprint）無人機，每架“小精靈”無人機都集中在一種或多種技術驗證上，包括集群策略、集群自主、人與集群協同、虛擬環境和物理測試床。每種技術都有側重，但最終的目的是實現群體能力的突破。

第二階段的“小精靈”計劃包含了第一階段驗證中評估的一些創新技術和新思想。作為第二階段“小精靈”計劃的一部分，美國國防部預研局最近向以下組織授予了合同：第一階段計劃驗證工作包括由技術巨頭雷神公司、諾斯羅普·格魯門公司和洛克希德·馬丁公司牽頭的團隊。每家公司都與一個學術研究中心合作。第二階段計劃驗證工作主要集中于研究機構，包括卡內基梅隆和康奈爾大學、密歇根技術大學、科羅拉多州博爾德大學和北卡羅來納州夏洛特大學。作為第二階段計劃驗證工作的一部分，科倫諾娃技術（Corenova Technologies）、蒼鷺系統公司（Heron Systems）和西門子公司也獲得了研究合同。

蒂莫·西鐘表示，“第二階段集群驗證計劃將利用現有技術或開發新的技術，從而增強群體自主性，奠定群體原理和/或集群算法的基礎。這些取得的集群系統總體架構的成果將被用于新能力演進研究，重點是復雜城市環境作戰中自主集群的潛在破壞性優勢。”■