美軍空戰AI狂勝人類飛行員,「機戰未來」將成真?

聯合新聞網 Flak聊軍事
8月20日,美國國防先進研究計劃署(DARPA)舉行「阿爾法纏鬥」總決賽。 圖/...

8月20日,美國國防先進研究計劃署(DARPA)舉行「阿爾法纏鬥」(Alpha Dogfight)人工智慧(AI)競賽的總決賽,由女性與少數族群持有的小公司——Heron系統——擊敗了包含洛馬集團在內的七個競爭團隊,取得與人類飛行員模擬對戰的機會。結果在虛擬實境中進行的五場纏鬥中,Heron 系統以5:0的壓倒性比數取得勝利。難道AI取代飛行員的時代已經來臨?

其實這不是電腦第一次插手飛行員的空戰工作,歐美空軍在1980年代就曾開發出知識庫類型的空戰軟體,能夠替飛行員管理雷達與電戰系統,自動發現目標與整合資訊,甚至產生以飛彈攻擊或躲避的策略。當時就能做到自動操縱戰機與射控系統進行超視距的飛彈空戰,但飛行員難以接受操縱桿被電腦奪走,空戰軟體改以輔助決策的「助理」形式,存在於先進戰機的電腦中。

AI自動學習纏鬥技巧

2016年,名為「AlphaGo」的人工智慧打得人類圍棋棋手潰不成軍時,由美國辛辛那提大學投資的Psibernetix公司也發表了能以超視距飛彈進行空戰的ALPHA人工智慧軟體。它採用了「基因模糊樹」(GFT)技術,僅需要不到35美元的樹莓派電腦板就能運作,在模擬的飛彈空戰中多次擊敗人類飛行員。

但當時的電腦仍無法進行纏鬥,原因是「纏鬥」只能在近距離時用機砲射擊對方,使敵我雙方需在數公里直徑的立體空間中,以數百公里時速相對機動,並能不斷審視敵我態勢以做出反應,整個過程形成複雜而互相纏繞的3D軌跡(故又被稱為「毛線球」),而此對電腦而言,則是複雜而難以程式化的行為。

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隨著電腦硬體與人工智慧的進步,電腦與人腦的界限又模糊了一些。國防先進研究計劃署在2019年啟動了「空戰革新」(ACE)計畫,從產業界與學術界邀請八家團隊來做出可學習纏鬥技巧的人工智慧。最後勝出的Heron系統,在與其他電腦交手時就表現出奇高的侵略性,並擅長在兩機交會時進行迎面射擊。這也是其得以擊敗人類的關鍵。

由於現代戰機的速度太快,從正面以機砲射擊是非常危險的動作,只要一個閃神就可能與對方同歸於盡,尤其是一對二以上的空戰,更可能閃掉一架卻撞上另一架。因此在訓練飛行員時多會嚴格禁止迎面射擊行為,要求要佔據目標後方的有利位置才能進行機砲瞄準動作。

然而,Heron系統非常大膽而激進,設計者形容它只要有51%的成功機會就會採取行動。因此往往在空戰交會時會開第一砲,人類就算閃躲掉攻擊,也會因轉為被動而被電腦壓著打。

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現代飛行員的訓練會避免在高危險的迎面交會中進行射擊,但Heron訓練出的人工智慧...

電腦取代真人飛行員的末日來臨?

Heron系統5:0的勝績立刻引起了轟動,尤其是呼應了SpaceX創辦人馬斯克在年初發表的「戰鬥機已經過時……無人機戰鬥才是未來」的言論。然而,「阿爾法纏鬥」的對戰環境並沒有完全擬真,部分條件顯然有利於電腦:

  1. 對手只要進到機鼻軸線的3,000呎(約1公里)內就算擊中,因此電腦不需計算扣扳機的時機,也不需節省彈藥,只要拚命將軸線指向對手,有利於高度侵略性的打法。
  2. 電腦可以從後台得到對手的精確座標、姿態與速度向量,這使其在電光石火的交會瞬間就能精確地將機鼻指向對手。相較之下,人類僅能從儀表得到目標的部分資訊,需靠經驗來補足狀態資訊,加上反應的遲緩,很難在高速交會的瞬間準確對準目標。
  3. 真實空戰很少是一對一,而會有其他的敵機或友機在現場,因此飛行員的訓練就要在纏鬥中保持對周圍的警覺,操作上就會保守一點,而不是像電腦那樣死命攻擊對手。

為了提高對戰擬真度,DARPA預計在2023年第二季安排人工智慧駕駛真實的戰機與人類纏鬥,或是由不同團隊的程式進行對戰。為了安全起見,對戰過程仍會有飛行員坐在座艙,以在必要時刻掌控戰機飛行。如果一切順利,在2023年第四季將進行二對一空戰,並在2024年進行二對二空戰。

不過,即便人工智慧能在實戰環境中保持對人類的優勢,電腦取代人腦的「末日」仍不會那麼快到來。這主要是因為扣下扳機的後果可能造成無辜人命的傷亡,需要一名自然人為此負責。

因此,人工智慧在未來空戰的用途仍然是座艙助理,或者駕駛無人僚機,但在長機飛行員的命令下才能執行致命行動。另外,美軍也正在起草軍用人工智慧的倫理規範,希望能將電腦自動化的行為限縮在人類社會的規範內,避免電影中電腦屠殺人類的悲劇真實上演。

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現代軍事歷史與科技研究者,《全球防衛雜誌》專欄作者,不定時於「Flak...

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