Szkoła pilotów doświadczalnych US Air Force (Test Pilot School) dysponuje jedynym w swoim rodzaju egzemplarzem myśliwca F-16, oznaczonym do niedawna NF-16D VISTA (Variable In‑flight Simulator Aircraft), a od 2021 roku – X-62. Pierwotnie głównym przeznaczeniem samolotu było odwzorowywanie w powietrzu charakterystyk pilotażowych samolotów innych typów, nawet tak odmiennych od F-16 jak C-17 Globemaster III. Zdolność ta służyła między innymi do szkolenia pilotów doświadczalnych, ale i badań naukowych.
W ostatnim czasie X-62 zyskał zupełnie nowe zadanie. Jego zmodernizowany system sterowania pozwalający na błyskawiczne wgrywanie nowego oprogramowania sterującego jest wykorzystywany w próbach algorytmów sztucznej inteligencji mających w przyszłości pilotować samoloty bezzałogowe.
Loty z zaimplementowaną sztuczną inteligencją rozpoczęły się 9 grudnia 2022 roku. Tego dnia samolot wykonał dwa loty z dwoma różnymi systemami sterującymi. Zmiana oprogramowania zajęła jedynie dwie godziny. Wykorzystanie X-62 pozwoli siłom powietrznym na szybkie testowanie nowych rozwiązań z dziedziny sztucznej inteligencji bez względu na dostawcę oprogramowania. Co więcej, bazując na osiągniętych rezultatach, istnieje możliwość niemal natychmiastowego wprowadzenia zmian w algorytmach i wykonania ponownego lotu w ciągu kilku godzin.
Takie możliwości mają przyczynić się do szybkiego rozwoju algorytmów przeznaczonych do pilotowania samolotów bezzałogowych w ramach programu Collaborative Combat Aircraft. Jest on częścią większego programu budowy przyszłego zintegrowanego systemu walki powietrznej Next Generation Air Dominance i ma zaowocować wprowadzeniem do służby autonomicznych samolotów bezzałogowych działających samodzielnie, w roju lub jako lojalni skrzydłowi maszyn załogowych. Jeśli dowództwo USAF-u ma zamiar trzymać się wstępnych założeń mówiących o wprowadzaniu pierwszych autonomicznych samolotów bezpilotowych w drugiej połowie bieżącej dekady, potrzebuje narzędzi testowych, które dowiodą, że loty wykonywane pod kontrolą sztucznej inteligencji będą bezpieczne i efektywne.
NF-16D VISTA w nowym malowaniu, naniesionym w styczniu 2019 roku
(US Air Force / Cynthia Griggs)
– Możemy wykonać na X-62 dwa loty dziennie – powiedział Chris Cotting, dyrektor badań w USAF Test Pilot School, w rozmowie z dziennikarzami Breaking Defense. – Jeśli chcemy coś zmienić, po prostu idziemy do samolotu, zmieniamy to, a samolot staje się jakby naziemnym symulatorem dla samego siebie. Dzięki temu możemy zmieniać oprogramowanie bardzo szybko.
W tej chwili na X-62 są realizowane dwa osobne programy związane z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Pierwszym jest Air Combat Evolution, prowadzony przez agencję DARPA. Program zdobył rozgłos w sierpniu 2020 roku, gdy w czasie próby AlphaDogfight Trials przeprowadzono symulowane pojedynki sztucznej inteligencji z prawdziwym pilotem F-16. W pięciu starciach komputer pokonał człowieka w stosunku 5:0, jednak ustalone parametry eksperymentu faworyzowały komputer.
DARPA przewiduje, że ostatecznie uda się opracować tak zaawansowane algorytmy, iż walkę powietrzną będzie mógł prowadzić samodzielnie komputer, a człowiek będzie się mógł skoncentrować na bardziej skomplikowanym i wymagającym bardziej abstrakcyjnego myślenia zarządzaniu większym polem bitwy. Dlatego celem programu Air Combat Evolution jest zwiększenie zaufania pilotów do sztucznej inteligencji. Środkiem jest nauczenie SI współpracy z człowiekiem przy toczeniu zespołowej walki powietrznej. Ponadto pogram ma umożliwić przeskalowanie użycia SI od pojedynczych walk manewrowych do kompleksowych scenariuszy z udziałem wielu samolotów na poziomie operacyjnym.
Drugim programem jest Autonomous Air Combat Operations, za który odpowiada Air Force Research Laboratory. Ten program koncentruje się na nauczeniu algorytmów podstawowych umiejętności pilotażowych i nawigacyjnych. W tym programie walka jest realizowana na dalekich dystansach.
Kierujący programem Air Combat Evolution podpułkownik Ryan Hefron powiedział, że do tej pory loty doświadczalne nie ujawniły żadnych poważniejszych błędów w oprogramowaniu, ale występują różnice w zachowaniu prawdziwego samolotu względem symulacji komputerowej. Podkreślił przy tym zalety wykorzystania X-62, który pozwala na szybkie wprowadzanie poprawek i przyspiesza testowanie kolejnych wersji.
Już na obecnym etapie SI potrafi współpracować z symulowanymi skrzydłowymi i walczyć z wirtualnymi przeciwnikami. Na razie skrzydłowi i przeciwnicy są symulowani komputerowo, ale w kolejnych etapach X-62 kontrolowany przez komputer może zostać wpięty do sieci symulatorów, w których będą siedzieli prawdziwi piloci. Ostatecznym celem jest doprowadzenie do sytuacji, w której kontrolowany przez sztuczną inteligencję X-62 będzie leciał autonomicznie w towarzystwie prawdziwych samolotów z pilotami odgrywającymi skrzydłowych lub przeciwników.
15 grudnia 2020 roku amerykański samolot rozpoznawczy U-2S wykonał lot ćwiczebny, w którym za obsługę radaru i wybranych sensorów odpowiadała wyłącznie sztuczna inteligencja nazwana ARTUµ.
(USAF / Luis A. Ruiz-Vazquez)
Przekazywanie sterowania X-62 sztucznej inteligencji nie oznacza braku pilota na pokładzie. Wręcz przeciwnie – w samolocie, jako element bezpieczeństwa, zawsze znajduje się jeden z trzech pilotów z uprawnieniami do latania na tej maszynie. Pilot jednym wciśnięciem przełącznika może w dowolnej chwili przejąć kontrolę nad samolotem i pilotować go z grubsza jak zwykłego F-16D. Ostatecznie nikt nie chce, aby sztuczna inteligencja rozbiła samolot jedyny w swoim rodzaju. To nie są tanie rzeczy.
Dodatkowo, jeśli testowane oprogramowanie sterujące z jakiegoś powodu będzie chciało przekroczyć obwiednię parametrów lotu dozwoloną dla F-16, system symulujący automatycznie się wyłączy i przekaże sterowanie zwykłemu systemowi sterującemu myśliwcem. Pilot zajmuje miejsce w tylnym fotelu samolotu. Z przodu natomiast przeważnie latają inżynierowie nadzorujący działanie badanych systemów, w tym wypadku algorytmów.
W trakcie typowego lotu pilot startuje, wznosi się na zadaną wysokość i osiąga ustaloną prędkość. W tym czasie inżynier instaluje badany system do komputera i gdy wszystko jest przygotowane, pilot przełącza tryb sterowania. Co ciekawe, dla X-62 istnieje nawet program symulujący system sterowania F-16. Istnieje on po to, aby usunąć niewielkie rozbieżności, którymi mogą się odznaczać poszczególne egzemplarze. Inną ciekawostką jest to, że dla bardziej realistycznego odwzorowania sterowania samolotami innych typów X-62, poza normalnym dla F-16 dżojstikiem po prawej stronie, został wyposażony również w drążek sterowy umieszczony na środku kabiny.
Oprogramowanie symulujące zachowanie innych samolotów lub, jak w tym wypadku, algorytmy sztucznej inteligencji są wgrywane do komputera SACS (System for Autonomous Control Simulation) działającego na systemie operacyjnym Linux. Taki wybór był podyktowany jego otwartą architekturą, chęcią uniezależnienia się od konkretnego dostawcy oprogramowania i częstymi aktualizacjami.
Zobacz też: Boxery i HMT Overwatch jako wsparcie ogniowe brytyjskiej piechoty
