Sztuczna inteligencja Skyborg w służbie US Air Force

Celem prowadzonego przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych (USAF) programu Skyborg jest opracowanie, opartego na sztucznej inteligencji (Artificial Intelligence, AI) systemu bezzałogowego, który byłby w stanie samodzielnie wspierać samoloty załogowe podczas wykonywania różnorodnych misji bojowych.

Nie jest to program budowy konkretnej platformy, gdyż system AI będzie mógł być implementowany w różnych rodzajach samolotów bezzałogowych.

W marcu 2019 r. USAF po raz pierwszy ogłosiły szczegóły programu. W tym samym czasie Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych (Air Force Research Laboratory) wystosowało do producentów oficjalną prośbę o informacje, aby ocenić jakie technologie są dostępne na rynku i jak szybko można je wykorzystać. Zgodnie z oświadczeniem USAF, program Skyborg bezpośrednio odpowiada na sformułowaną przez lotnictwo w 2018 r. strategię wykorzystania operacyjnego sztucznej inteligencji. W postaci modułowej ma być implementowana w małych, modułowych samolotach bezzałogowych, które w sposób autonomiczny wspierałyby samoloty załogowe.

Czytaj także: Lojalny skrzydłowy wsparciem dla F-35

Moduł AI ma mieć zdolność sterowania samolotem bezzałogowym z minimalną lub bez żadnej ingerencji ze strony człowieka. Ma też być w pełni modułowy i zbudowany w oparciu o tzw. otwartą architekturę. Tak aby w przyszłości można było dowolnie rozszerzać jego „zachowania autonomiczne”.

Wyposażony w AI samolot bezzałogowy musi mieć:

•  zdolność do operowania w pełni autonomicznego zarówno na ziemi i w powietrzu (samodzielne starty i lądowania);
• pełną orientację przestrzenną pozwalającą mu na operowanie w powietrzu w ramach większych formacji załogowo-bezzałogowych;
• zdolność do operowania w każdych warunkach atmosferycznych i nad każdym rodzajem terenu (omijanie przeszkód, lot z odwzorowaniem rzeźby terenu);
• odporne na zakłócanie systemy łączności i nawigacji;
• możliwość przenoszenia uzbrojenia ofensywnego.

USAF widzą platformę AI jako relatywnie tani samolot, który może być utracony na polu walki. Nie ma to być jednak platforma wykonująca ataki „samobójcze”. System musi być prosty w obsłudze dla personelu naziemnego bez potrzeby angażowania przeszkolonych pilotów do nadzorowania fazy startu i lądowania.

Rozpoczęcie etapu SPEAD programu Skyborg

15 maja 2020 r. USAF rozpoczęły fazę programu Skyborg nazwaną SPEAD (Skyborg Prototyping, Experimentation, and Autonomy Development). W tej fazie przyznały producentom pierwsze kontrakty na opracowanie prototypowych systemów AI. Faza obejmuje również przeprowadzenie niezbędnych eksperymentów w zakresie autonomii działania i implementację systemu w danym samolocie bezzałogowym. Przewidywana pula dla poszczególnych oferentów ma wynieść ok. 400 milionów dol.

Czytaj także: Lotniczy przemysł spróbuje rozwinąć skrzydła

Swoje zainteresowanie udziałem w programie wyraziły firmy: Boeing, Northrop Grumman, General Atomics i Kratos Unmanned Aerial Systems. W lipcu br. USAF przyznały im pierwsze kontrakty. 29 września br. poinformowano, że kontrakty przyznano kolejnym dziewięciu oferentom: AeroVironment, Autodyne, BAE System Controls, Blue Force Technologies, Fregata System, Lockheed Martin, NextGen Aeronautics, Sierra Technical Services oraz Wichita State University. W programie bierze więc obecnie udział trzynastu oferentów. Według obecnego planu etap SPEAD programu Skyborg ma zakończyć się w 2026 r.

Potencjalni kandydaci programu Skyborg

Według USAF platforma, czyli konkretny samolot w programie Skyborg, nie ma aż tak dużego znaczenia. Najważniejszy jest moduł AI i sposób jego implementacji. Według sił powietrznych, do prowadzenia niezbędnych testów w powietrzu może posłużyć  jakakolwiek platforma. Na przykład latający cel QF-16. Jednakże wiele firm biorących udział w programie współpracuje już z USAF realizując pokrewne projekty. Mają one gotowe, funkcjonalne prototypy samolotów bezzałogowych mogących stać się bazą dla przyszłej platformy Skyborg.

Czytaj także: Kolejne samoloty stają się dronami

Duże doświadczenie zgromadziła firma Kratos, która opracowała samoloty bezzałogowe takie jak: UTAP-22 Mako i XQ-58 Valkyrie. Mako powstał na bazie celu powietrznego BQM-167A. Testowany był w latach 2015–2017 przez Biuro Rozwiązań Strategicznych Pentagonu (SCO) w ramach programu budowy eksperymentalnej bezzałogowej platformy taktycznej.

Z kolei oblatany 5 marca 2019 r. XQ-58 powstał na potrzeby prowadzonego przez AFRL eksperymentalnego programu budowy taniego, jednorazowego samolotu bezzałogowego LCAAT (Low Cost Attritable Aircraft Technology). Rolą platformy LCAAT ma być wspieranie operacji samolotów załogowych na podobnej zasadzie jak „lojalny skrzydłowy”. Z tą różnicą jednak, że w razie potrzeby samolot taki mógłby zostać poświęcony wykonując misje niebezpieczne dla jednostek załogowych.

Samoloty mogłyby wykonywać zmasowane ataki na cele przeciwnika aktywując, a tym samym ujawniając jego struktury obronne, drenując zasoby obrony przeciwlotniczej i otwierając drogę dla platform załogowych. Do ich zadań mogłoby należeć wykonywanie ataków na cele naziemne, zakłócanie elektroniczne oraz wykonywanie misji zwiadowczo-rozpoznawczych (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance).

Boeing jest w trakcie budowy dla Królewskich Australijskich Sił Powietrznych (RAAF) samolotu bezzałogowego ATS (Airpower Teaming System) w ramach programu „lojalny skrzydłowy” (Loyal Wingman Advanced Development Program). W maju br. australijski oddział koncernu zaprezentował gotowy egzemplarz. 15 września Boeing ogłosił zakończenie pierwszych testów naziemnych silnika zamontowanego w ATS. Oblot samolotu jest zapowiadany na koniec bieżącego roku. Niewykluczone, że Boeing wykorzysta ATS, lub jego wersję w programie Skyborg.

Firma Sierra Technical Services zapowiedziała zgłoszenie do programu prototypu opracowanego na bazie tzw. latającego celu piątej generacji – 5GAT (Fifth Generation Aerial Target). Zbudowała ona prototyp 5GAT w ramach prowadzonego przez Pentagon programu budowy bezzałogowego celu latającego nowej generacji. Jego odbicie radarowe oraz manewrowość mają odzwierciedlać charakterystyki myśliwców takich jak F-35 czy F-22.

Siły powietrzne przygotowują grunt pod program Skyborg realizując szereg inicjatyw pokrewnych. Jedną z nich jest eksperyment dotyczący testowania zachowań autonomicznych w złożonym środowisku TACE (Testing Autonomy in a Complex Environment). Eksperyment prowadzi tzw. Połączona Jednostka ds. Nowych Technologii (ETCTF) 412th Test Wing. W TACE wykorzystywane są modele samolotów bezzałogowych z napędem odrzutowym RATS (Responsive Airborne Test Solution). Pakiet oprogramowania i awioniki, który jest instalowany w samolotach RATS zbudowało laboratorium fizyczne Uniwersytetu Johna Hopkinsa w Baltimore. Pakiet zawiera tzw. sieć bezpieczeństwa autonomicznego. Wykrywa ona wszelkie niebezpieczne manewry lub odbiegające od normy zachowania układu autonomicznego, po czym wprowadza odpowiednie działania korygujące.