Darpa Squad X 计划

该计划旨在开发便携式集成系统,以大大提高物理、电磁和网络领域的能力

Squad X 计划

现代军事交战越来越多地发生在复杂和不确定的战场条件下,攻击可能同时来自多个方向,也可能来自电磁频谱和网络领域。然而,美国陆军和美国海军陆战队的步兵班一直无法充分利用车辆分配部队目前享有的一些高效的多域防御和进攻能力,这在很大程度上是因为许多相关技术对于单兵和海军陆战队来说太重太笨重,或者太难在苛刻的野外条件下使用。

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为了帮助克服这些挑战并帮助确保美国小队在未来几十年内对对手的统治地位,DARPA启动了X小队实验(Squad X)计划。Squad X 旨在为联合兵种小队设计、开发和验证系统原型。该计划旨在为突破性技术和能力奠定基础,这些技术和能力将:

  • 提高对多域作战环境的共同态势理解:物理、电磁和网络
  • 通过优化使用物理、认知和物质资源,增加小队机动的时间和空间
  • 通过所有三个领域的火力和机动同步来塑造和主宰战场

DARPA项目经理Christopher Orlowski少校说:“通过Squad X,我们希望通过将新技术和现有技术集成到小队可以随身携带的系统中,大大提高所有领域的下马小队的效率。“小队是最具影响力和创新潜力的阵型,同时在实验和系统开发方面具有最低的进入门槛。我们吸取的经验教训和我们创造的技术不仅可以改变下马小队的能力,而且最终可以帮助所有作战人员更直观地理解和控制他们复杂的任务环境。

Squad X 打算通过 DARPA 的 Squad X 核心技术 (SXCT) 计划将现成的技术和正在开发的新功能结合起来,该计划专门用于开发 Squad X 可以集成到用户友好系统中的新技术。SXCT 与 Squad X 的总体目标相同,即通过探索四个领域的能力来确保士兵和海军陆战队员保持对潜在对手无可争议的战术优势:精确交战、非动能交战、小队感知和小队自主性。

相关开发商

作为实现这一目标的重要一步,SXCT最近向九个组织授予了第一阶段合同。

  • Helios 遥感系统(纽约州尤蒂卡)
  • Kitware(纽约州克利夫顿公园)
  • Leidos(阿拉巴马州亨茨维尔和加利福尼亚州圣地亚哥)
  • 洛克希德·马丁公司(新泽西州樱桃山和德克萨斯州大草原城)
  • 雷神公司(亚利桑那州图森)
  • Scientific Systems Company, Inc.(马萨诸塞州沃本)
  • Six3 Systems, Inc.(弗吉尼亚州麦克莱恩)
  • SoarTech(密歇根州安娜堡)
  • SRI International(加利福尼亚州门洛帕克)

美国陆军、美国海军和美国海军陆战队已经表达了对未来X小队能力的兴趣,并计划随着项目的进展,在模拟作战环境中进行测试,以支持实验工作。

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Squad X 核心技术 (SXCT) 

为了成功完成任务,军事单位必须对其作战环境有一个强有力的、多方面的了解,包括威胁和周围盟军的位置、性质和活动。技术使空降部队和其他车辆分配部队越来越多地获得这种丰富的实时态势感知,以及更安全、更快速、更有效地部署精确武器的能力。然而,到目前为止,步兵班还无法充分利用其中一些高效的能力,因为它们背后的许多技术对于单个士兵和海军陆战队员来说太重太笨重,或者太难在苛刻的野外条件下使用。

DARPA的Squad X核心技术(SXCT)计划旨在开发可以集成到用户友好系统中的新技术,这些技术将扩展小队的意识和参与能力,而不会造成身体和认知负担。目标是加快开发新的轻量级集成系统,为步兵班在复杂环境中提供前所未有的意识、适应性和灵活性,并使下马的士兵和海军陆战队员能够更直观地理解和控制其复杂的任务环境。

SXCT四个关键技术领域:

  • 精确交战:精确应对威胁,同时保持与步兵武器系统的兼容性,并且不会施加会对任务效率产生负面影响的重量或作战负担。感兴趣的能力包括分布式、非视距瞄准和制导弹药。
  • 非动能交战:以与小队相关的作战速度(偶尔以爆发的速度行走)扰乱敌人的指挥和控制、通信和无人资产的使用。感兴趣的功能包括来自分布式平台的分解电子监视和协调效果。
  • 小队感知:以与小队相关的行动速度检测潜在威胁。感兴趣的功能包括多源数据融合和自主威胁检测。
  • 小队自主性:通过与嵌入式无人空中和地面系统协作,增加小队成员对自己和队友在拒绝 GPS 环境中的位置的实时了解。感兴趣的功能包括人类和无人系统之间的强大协作。

Squad X 演习情况

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DARPA的Squad X实验计划旨在展示一支以人工智能为真正合作伙伴的作战部队。在最近的一次现场测试中,该计划与美国海军陆战队在加利福尼亚州二十九棕榈树的空地作战中心合作,跟踪两个互补系统的进展,这些系统允许步兵班与人工智能和自主系统合作,以便在复杂、时间紧迫的战斗情况下做出更好的决策。

“我们正在与潜在的对手竞争,以实施自治,我们有机会以一种我们认为世界上任何国家迄今为止都没有展示过的方式展示自治,”DARPA战术技术办公室的X小队项目经理Phil Root中校(美国)说。“开发使我们能够在近距离作战地面环境中无缝作战的硬件和战术极具挑战性,但提供了令人难以置信的价值。”

2019年初在二十九棕榈树进行的演习是在2018年使用CACI的BITS电子攻击模块(BEAM)小队系统(BSS)和洛克希德·马丁公司的增强光谱态势感知和变革小队的独立定位(ASSAULTS)系统进行实验之后进行的。这两个系统虽然是独立的,但侧重于有人-无人编队,以增强地面部队的能力,为小班提供营级的洞察力和情报。

在最近的实验中,测试洛克希德·马丁系统的小队穿着装有传感器的背心,分布式公共世界模型在自然沙漠和模拟城市街区之间穿梭。自主地面和空中系统配备了实时和模拟电子监视工具、地面雷达和基于摄像头的传感相结合,可以对部队前方区域进行侦察以及侧翼安全,勘测周边并向小队成员的手持式 Android 战术突击套件 (ATAK) 报告。只需点击几下屏幕,小队成员就可以访问选项,以对系统的发现采取行动或调整搜索区域。

在洛克希德·马丁公司迄今为止的两次实验中,鲁特说,程序执行团队确定了“战术的稳定演变”,通过增加一名自主小队成员而成为可能。他们还专注于确保地面、空中和网络资产始终在探索和充分利用当前形势,对他们在现场支持的人员所需的行动表现出同样的偏见。

CACI基于BEAM的BSS由作战人员和无人节点组成。在该团队的第三个实验中,超级节点是一种装有传感器的可选载人轻型战术全地形车,被称为BEAM系统的动力源,它与分布在实验战场周围的背包节点进行通信 – 模仿下马小队成员的位置 – 以及彪马无人机系统(UAS)上的机载BEAM。BSS 提供态势感知,检测电子发射,并协作对感兴趣的信号进行地理定位。人工智能合成信息,消除噪音,然后通过手持式ATAK向小队成员提供优化的信息。

“人类会参与任何致命行动,”鲁特说。“但我们正在通过足够的输入和人工智能来建立卓越的态势感知能力,然后在快速的时间尺度上采取行动的能力。

Squad X 计划在开发过程中进展迅速,并且已经走上了过渡之路,这在很大程度上是由于该计划专注于与服务合作以确保现实世界的功效。对于CACI系统来说,这包括一个测试技术的机会,以获得真实世界的信息,而不是模拟。在最近一次使用BSS的实验中,服务代表使用该系统实时定位和识别目标。

对于这两个系统,反馈都包括对用户界面的渴望,该界面非常直观,培训只需一个小时或更短的时间,并且只需点击两次屏幕即可访问任何可用的操作。

海军陆战队战术和作战小组(MCTOG)的参谋长安德鲁·霍尔(Andrew Hall)是DARPA的Squad X实验计划的顾问队友,他说,提供早期输入的能力将防止开发未使用或使用不当的产品。

“反馈过程与实际实验相结合,使海军陆战队能够使用该技术并开始了解它能做什么,更具体地说,它不能做什么,”霍尔说。

随着第三次实验的结束,CACI系统将进入第二阶段,其中包括一个可以连续运行五个小时或更长时间的更新系统。洛克希德·马丁公司将在2019年秋季进行下一次实验。

CACI的BEAM系统已经投入使用,陆军已承诺在X小队第二阶段完成后继续开发。陆军将在2019财年和2020财年开始同时开发洛克希德·马丁公司的ASSAULTS系统,然后在2021财年独立于DARPA开始。

经验教训

研究人员在国防部的Squad X计划中获得了宝贵的经验教训。这些经验包括人工智能在提供规划优势方面的价值,即使在没有人工智能的情况下,系统也能做出明智的决策。在项目中,人工智能展示了其在战术决策和规划方面的潜力,尽管并非总能帮助作战人员更快地做出决策。此外,研究人员还发现,人工智能系统可以从战士身上学到大量信息,并且在训练中使用军事数据更为有效。在Squad X项目中,人工智能的作用不仅在于提供技术支持,还在于帮助作战人员更有效地进行计划,而非仅仅加快决策速度。另外,收集战术数据对于人工智能的训练至关重要,这有助于提高系统的智能水平和决策质量。这些经验教训为未来的技术发展提供了有益的指导,强调了人工智能在军事领域的潜在应用和优势。通过从Squad X计划中汲取的这些经验,研究人员可以更好地应用人工智能技术来提升作战效率和决策质量。

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