DARPA OFFSET項目的最新進展

在城市作戰環境中，廉價的無人系統蜂群對於地面作戰部隊來說既有可能是威脅，也有可能是有利的武器。數百架協同的無人系統蜂群可以擴展部隊在城市中的作戰範圍，例如提供各種感測器、視角和解析度的信息，以及更多的武器平台等。

因此，DARPA啟動了「進攻蜂群戰術」（OFFSET）項目，設想在未來讓小型地面作戰單元於複雜城市環境中使用250個或更多的小型無人機系統（UAS）和/或小型無人地面車（UGS）執行各種作戰任務。利用和結合在蜂群自主和人-蜂群編隊領域的最新技術，OFFSET項目想要快速發展和部署突破性的蜂群能力。

OFFSET項目的研製周期是42個月，目標是簡化無人系統蜂群的規劃和控制工作，讓作戰人員在時間緊迫、視線有限的城市環境中在數分鐘內便可構建和部署全新的戰術，並讓蜂群自主適應編隊規模的增減（改變範圍達到50%）。OFFSET的項目是發展戰術而不是平台，因此將使用商用貨架無人機。

項目第一階段：使用50架無人機蜂群定位一個目標；項目第二階段：使用100架無人機在城市中開展一次攻擊；項目第三階段：使用250個無人系統搶奪一片地域；項目最終的目標是使用250個或更多的無人系統在8個城市街區自主執行6小時的任務。

簡化無人系統蜂群的規劃和控制的關鍵一環是構建編程界面，其允許使用者快速產生或者改進戰術。編程界面的根本目標是允許使用者僅需要思考戰術術語而不是平台的細節或者交換的信息。例如使用者可以指定一片想讓要蜂群繪圖的區域，之後系統將會選擇編程模塊並告訴蜂群如何移動、如何使用攝像機等，之後把感測器的數據轉換成地圖。

系統承包商的工作：作為系統集成商，諾格公司正在設計、研發和部署一種基於遊戲架構的蜂群開放系統架構技術，以設計和集成蜂群戰術。而另一家系統集成商，雷神公司正在研發一種虛擬現實（VR）界面，允許一名操作人員控制一大群廉價的無人系統。公司OFFSET項目的首席調研員沙恩?克拉克表示，公司已經測試了由50架無人機組成的蜂群，並計劃繼續擴充蜂群數量。

在試驗中，無人機與使用平板電腦的「蜂群戰術制定人員」通過WI-FI進行通信（項目的目標是使平台與通信無直接關聯）。「戰術制定人員」使用HTC Vive虛擬現實頭盔和其他一些控制器與環境開展交互。目前，獲得的數據僅用來支持實時決策，但是未來將增加存儲功能。

由於與上百架無人機交互起來十分複雜，因此它們將被分為多個群，並分別管理。每群無人機可以顯示它們的目標區域、給定的任務、電池壽命和通信鏈的狀態。當然，操作人員也可以看到每架無人機的信息。整個蜂群就像一個ad-hoc網路，每一架無人機都是蜂群的節點。

目前，VR界面擁有一些簡單的指揮能力，例如選擇在蜂群中選擇子群，命令它們移動到特殊的區域或者讓無人機旋轉飛行以不斷獲得周圍環境的影像。一些無人機將配裝擁有圖像識別功能的光電攝像機，而其他無人機將使用具備三維繪圖功能的激光雷達。除此之外，雷神公司還正在繼續發展相關能力，例如使用VR環境描述將被繪製的區域，並選擇無人機完成任務，之後利用話音指令繪製該區域。

克拉克表示：「在模擬環境中，使用擁有全新功能的感測器是很方便的，並可以據此制定各類戰術。DARPA在BAA中給出的一個例子是，如果有一台可以看穿牆壁的攝像機，那麼會產生出很多不同的蜂群戰術。我們不僅關注目前的能力，也將關注未來。」

OFFSET項目將開展多次「蜂群衝刺」活動，並通過徵求流程選擇一些「衝刺者」，在一些技術領域開展研究。項目的五個核心「衝刺」活動都將各自聚焦於一個核心推進領域：蜂群戰術、蜂群自主、人-蜂群編隊、虛擬現實和物理試驗台，並計劃每六個月進行一次試驗。

雷神公司上述的VR界面也將提供給不同的「衝刺者」。同時「衝刺者」還將使用由微軟公司研發的AirSim開放資源飛行模擬器以測試不同的蜂群戰術。

去年，項目公布了首個「蜂群衝刺」活動，DARPA稱其為「插曲1」，目標是產生蜂群戰術，部署由50個異構系統組成的蜂群，在兩個街區和15-30分鐘內定位一個城市目標。第一個「蜂群衝刺」的相關能力包括繪圖、標定進入和退出點、部署感測器網路和保持和人員的聯繫，相關的任務包括偵察、生成作戰區域的語義學地圖、和/或識別和擊敗可能的安全威脅。

DARPA剛剛確定了第一個「蜂群衝刺」的所有參與者：洛馬公司先進技術實驗室、翱翔技術公司、查爾斯河分析公司、馬里蘭大學、卡內基梅隆大學，並將在今年夏天開展試驗（試驗環境相對簡單：街區中沒有電線，建築物內也沒有打開的門），「衝刺者」將使用編成界面、虛擬和/或真實的試驗台研發並測試各自的應用程序和戰術。

第二個「蜂群衝刺」是為了繼續快速推進項目和發展先進技術，3月26日，DARPA開始徵求第二個「蜂群衝刺」的項目建議書。第二個「蜂群衝刺」活動聚焦於自主性的提高：在兩個街區範圍內，使用由50個無人機和無人車組成的異構蜂群在15-30分鐘內隔離一個城市目標。「蜂群衝刺者」將使用現有或者發展全新的硬體（感測器、作動器和受動器）、演算法、和/或創新的能力，開展有針對性的驗證，展示在複雜城市環境中蜂群系統的作戰優勢。

第二個「蜂群衝刺」將開展物理和虛擬的試驗，而參與第二個「蜂群衝刺」活動的「衝刺者」將有機會與1-2個系統集成商一起工作，以發展、評估戰術和自主演算法，並有機會同DARPA和系統集成商開展進一步的合作。

未來的「蜂群衝刺」活動將覆蓋人-蜂群編隊、虛擬環境和物理試驗台。（中國航空工業發展研究中心 袁成）

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