AI空战时代到来:从空战助理到AI飞行员!
今年2月,特斯拉首席执行官(CEO)埃隆·马斯克(Elon Musk),在佛罗里达召开的高级空军官员和飞行员美国空军武器空中战争研讨会上表示“战斗机的时代已经过去了……自主无人机战争就是未来。他进一步指出,洛克希德马丁公司生产的F-35 Lighting II战斗机,是一种价格高昂的喷气式战斗机,被认为是美国空军的瑰宝,但其却没有任何机会战胜遥控的无人机。
埃隆·马斯克这个声明无疑是在挑“踢馆”,既挑战传统飞行员的荣誉感,也触及了洛马这些军工集团的利益,引起了巨大的争议和反弹。

美国空战司令部司令迈克·霍姆斯就反驳称,长期来看,美国仍需战斗机、轰炸机等载人飞机建立和维持空中优势。2019年,3辆使用自动驾驶功能的特斯拉汽车出现事故,说明自主系统的潜力不应被过分夸大。
美军F-15鹰式战斗机飞行员霍姆斯在麦卡利斯国防项目年度会议上说:“在很长一段时间内,我们仍然需要有人驾驶的战斗机和轰炸机……我们将越来越多地尝试其他选择,有人战斗机将会和无人机一起完成各种任务。”
实际上,西方在上世纪八十年代计划发展4.5~5代机时,就做过大量超视距的模拟空战,并验证当时的计算机”程序”(应该没有AI,顶多是专家系统)可以代替飞行员进行中程飞弹决斗。但在人类反抗军....不是,飞行员坚决抵抗下,最后演变成战术助理型式,提醒而不是代替飞行员做出战术动作。
AI对军用飞机具有很强的增强作用。在任务参数易于理解,未知数最小化和遵循规则的情况下,它表现出色。这就是为什么空军一直使用RQ-4“全球鹰”这样的自主侦察机来促进全球情报任务的原因。它们遵循程序化的任务轨迹,并能几乎确定地返回。

F-22和F-35等战斗机已经采用了多种自主功能,以协助飞行员执行多种任务。美国用菜鸟飞行员驾驶F-22/35就可在演习打出1:N的成绩,可能就是空战Siri提供了起码的交换比。自主飞机最终将作为任务伙伴加入有人战斗机,这一概念被称为“有人与无人机组合”。在过去几年中的测试已经在这项有前途的技术的很多方面获得了重要进展。但是,这与自主执行空战缠斗相差甚远。缠斗AI却等到几十年后才出现,可看出缠斗比超视距更难,下面是洛马公司的视频也体现了这一点。
洛马公司人机对抗视频
在这个视频中,可看到红蓝机往上翻转后,进入了往下的桶滚剪式缠斗。红机一开始在后面,但蓝机先抬头再一个滚转就把红机”让”到前面,红机接着也复制一次把蓝机送到前面。这两个动作似乎是半个落叶飘,也就是高攻角滚转,同时起到减速与改变指向的效果。之前看过一个F-22访谈的影片,里面也提到跟超级虫缠斗时,看到对方选择往上翻就暗笑了一下,结果也轻松获胜。原因可能除了F-22可以翻得比较高之外,可能也是在接下来的过程可以用更强的高攻角超机动吃死对方。
在美国空军发布的未来十年空战概念视频中,显示的未来空战模式包含了先进的隐形载人飞机,半自动无人驾驶战斗机,激光和其他定向能武器,以及一个潜在的人工智能网络骨干。
空战2030
而这次人机对战的第三次实验,已经看出了AI飞行员的端倪:40亿次仿真学习:人工智能5:0大胜人类飞行员!
人机对战第三次实验视频
原片太长,这里仅撷取人机大战的五回合,细看可以发现机器获胜其实毫不意外。第一场可以看到,AI(绿机)在两机交会时就直接对着头冲过来,人类(黄机)则是沿袭训练的习惯会闪避对头互冲,但这就让AI一开始就取得些微的角度优势,这可能就是有些媒体所说的:“AI会用训练不允许的垃圾步干扰人类”。但接下来才是AI真正可怕的地方,不像人类想办法要绕到后半球射击,AI直接从90度夹角,甚至前半球就可以瞄准并射击!这就像二战的美军飞机用偏角/前置射击(Deflection Shooting)抵销零式战机在机动性上的优势。但在超音速战机时代,缠斗的相对速度太高,飞行员很难这样打大角度目标,但AI可以!所以能看到前两场缠斗中的AI就好像开外挂一样,还没切进后半球就把人类打下来。

所以人类在第三场就生气了,反正他开的是仿真器,一样物理不死,所以你也对头,我也对头,对头的世界大家一起冲!可惜人类终究是人类,AI终究是AI,结果人类损血而AI没有,而且气势就弱了下来,最后是在剪式动作被AI咬到后半球完美的绝杀。
第四场人类就改变战术,一开始对冲用一点桶滚避过去,但AI还是拿到一点角度优势,足够在接下来的剪式取得大偏角射击机会(人类切进后半球需要拿到90度以上角度优势,AI可以前半球射击所以差个10度就能射了),剪个两次就把人类剪下来。
第五场也是最后一场,是人类打得最精彩的一场,一开始是“头对尾”而没有对冲,而接下来AI要大偏角射击时,人类就用滚转改变转弯方向来避过。接下来人类就拼命贴近AI让它来不及射击,可惜这样让人类切进后半球时也打不到。因此人类决定拉开距离,用几乎全程9G的转弯希望让角速率快到AI打不到。而AI也是全程9G以上跟人类转圈圈尬舞,前两次交会时好像人类的战术奏效,AI拿到大偏角射击机会但没打到!可惜AI终究是AI,第三圈就打到了,而且角度优势越来越大,最后吃进后半球,又是压倒性胜利。
看完五回合可以发现,AI最可怕的就是大偏角射击能力,几乎机头指到你你就死了,这就是主播说的“超人类”(Super Human)能力。其实以前美国科学家在恶搞机炮空战的时候,有一个称为“萤火虫三代”(Firfly III,又称为IFFC)的计划就是这样玩。该计划是用计算机链接射控、飞控与引擎,当光电吊舱发现敌机进入前方射击区时,就会控制飞机、引擎与机炮,把整架F-15变成方阵快炮来瞄准与射击,曾在测试中用130度相对角(也就是前半球50度)把4G转弯中的PQF-102靶机(改装的F-102)打下来。
以前的计算机看不懂战术,只能根据规则作简单步骤的反应。但深度学习能够看懂人类缠斗的伎俩并拟定对应的策略后,封印就解开了,AI使出人类无法比拟的速度跟精确度进行大偏角射击,人类未战先败,真的只能逃而已。
这也许开启了一个时代,马斯克所说的战斗机时代已经过去,人类飞行员要退休的时代来临了。
