Creando un enjambre. El siguiente nivel de guerra autónoma.
La demostración de Kratos XQ-58A Valkyrie completó su primer vuelo el 5 de marzo de 2019 sobre el campo de entrenamiento de Yum
Las fuerzas armadas se esfuerzan constantemente por ganar superioridad sobre los oponentes, en relación con lo cual se realizan esfuerzos considerables para el despliegue masivo de soluciones autónomas basadas en aire "enjambre". Considere los últimos programas occidentales para desarrollar ayudas no tripuladas capaces de realizar diversas tareas, incluidos el reconocimiento y la recopilación de información y ataques de alta precisión.
Actualmente, existe un desarrollo constante del concepto de llevar a cabo operaciones de barrido desde el aire, la tierra y el mar con el uso de muchos sistemas "deshabitados", ya que para derrotar a los oponentes, las fuerzas armadas de muchos países prestan gran atención al despliegue de tecnologías autónomas avanzadas. Sin embargo, el desarrollo de tales tecnologías en este momento se centra principalmente en enjambres aéreos y es poco probable que en un futuro cercano tengan un impacto significativo en el resultado de las operaciones militares.
Sin embargo, el uso de enjambres de plataformas autónomas aéreas, terrestres, superficiales y subacuáticas obliga a los militares a resolver problemas extremadamente complejos para garantizar el funcionamiento y la financiación de esta tecnología, a pesar de su aparición relativamente reciente.
Por ejemplo, según el Secretario de Defensa Gavin Williamson, hablando en el Instituto Real para la Investigación de la Defensa hace un año, el Fondo de Transformación del Departamento de Defensa Británico “ha recibido la tarea de desarrollar escuadrones de enjambres de drones, capaz de confundir y aturdir las defensas aéreas enemigas. Esperamos que la tecnología esté lista para su implementación a finales de este año”.
Los altos rangos del Comando MTR de los Estados Unidos están de acuerdo en principio con esta posición. "La combinación de sistemas no tripulados que trabajan en una tarea común sigue siendo una parte integral de la hoja de ruta del Comando para su concepto prometedor," Aplicaciones especiales para entornos especiales ", dijo el director del programa para aviones de tipo avión.
Su comentario es bastante consistente con las declaraciones de los representantes del Comando, que hablan de cómo las tecnologías de enjambre podrían apoyar la "conciencia de información táctica" de unidades especiales en una situación de combate. El concepto de comando bajo la designación NGIA (Conocimiento de información de próxima generación) proporciona la integración de "sensores biométricos y técnicos remotos, arquitectura de datos avanzada y materiales analíticos para complementar los medios tradicionales de recopilación de información en territorio enemigo".
El representante del Comando explicó los varios principios del uso de combate, incluyendo cómo los enjambres droneless el despegue y el aterrizaje verticales podrían respaldar el concepto NGIA. Entre otros principios que se están considerando para el uso en combate de la nueva tecnología está el despliegue de vehículos aéreos no tripulados desde una posición avanzada para realizar reconocimientos visuales, sonoros y electromagnéticos y, por lo tanto, no poner en peligro a las fuerzas especiales, en cuyo entrenamiento se gastaron grandes sumas de dinero.
También habló sobre el deseo del Comando de crear un consorcio de "mejores socios industriales" capaces de desarrollar una solución para enjambrar UAV y ponerlo en práctica durante los próximos seis años.
Aerovironment u Kratos firma un acuerdo para el suministro de vehículos aéreos no tripulados Switchblade para varios operadores de control remoto, incluido Kratos MQM-178 Firejet
Actividad continua
Cualquier uso operativo de soluciones de enjambre puede comenzar antes de que se implemente el concepto NGIA. El gobierno de los Estados Unidos ya está implementando varios programas destinados a utilizar tecnologías estrechamente relacionadas.
Ya se están implementando programas, como OFFSET (tácticas ofensivas habilitadas para enjambre - tácticas ofensivas con soporte de enjambre) de la Oficina de Investigación de Defensa Avanzada DARPA, TOBS (Tactical Offboard Sensing - vigilancia táctica externa) de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y LOCUST (Tecnología de enjambre de UAV de bajo costo) enjambre de tecnología de bajo costo UAV) US Navy.
El concepto TOBS se basa en el avión de apoyo contra incendios Ghostrider AC-130J, capaz de lanzar varias producciones de Área-I ALTIUS (Lanzamiento de aire, Sistema no tripulado integrado en tubo) lanzando vehículos aéreos no tripulados con el objetivo de proporcionar a los sistemas de armas información sobre objetivos potenciales.
La Fuerza Aérea de EE. UU. No pudo proporcionar detalles sobre el programa TOBS, pero fuentes de la industria dijeron que los drones ALTIUS están equipados con imágenes térmicas y cámaras optoelectrónicas y un canal de datos, que proporciona orientación para el complejo de armamento de aviones Ghostrider. El concepto TOBS permite al Ghostrider disparar a objetivos en las condiciones climáticas más difíciles.
El proyecto de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Bajo el nombre de LOCUST se centra en el trabajo conjunto de hasta 30 drones de aviones tipo Coyote en apoyo de las tareas de recopilación de información, monitoreo, designación de objetivos y reconocimiento. Como plataforma alternativa para el programa LOCUST, también se considera el UAV MIT Perdix.
La oficina de DARPA realizó su última demostración como parte del proyecto OFFSET en junio de 2019. Se espera que el concepto OFFSET permita la colaboración de hasta 250 UAV y la integración de vehículos automáticos terrestres (AHA) en una sola red.
La demostración de Fort Benning en junio, la segunda de las seis planificadas, ilustra el concepto de que una red de drones y vehículos terrestres realiza misiones de reconocimiento en asentamientos con estructuras verticales altas, calles estrechas y ángulos de visión pequeños. Según DARPA, Lockheed Martin y Charles River Analytics, como parte del programa OFFSET, se encargaron de "crear la arquitectura de un sistema de enjambre en forma de una aplicación de juego realista integrada en plataformas físicas autónomas".
Esta actividad también tiene como objetivo definir "un comportamiento colectivo, adaptable y complejo con el objetivo de mejorar el intercambio de información, la toma de decisiones y la interacción con el entorno para que los UAV puedan interactuar sin problemas, influirse mutuamente y sacar conclusiones lógicas correctas".
Mientras tanto, según Dynetics, el contratista general para el proyecto Gremlins, a fines de 2019, se completó la tercera fase de desarrollo. El objetivo del proyecto es lanzar el S-130 desde un avión de transporte y devolverle las "bandadas" de aviones Gremlin. El programa Gremlins, un concepto desarrollado por la oficina de DARPA, prevé el despliegue de drones reutilizables capaces de realizar operaciones aéreas dispersas en situaciones de combate difíciles.
Una declaración de Dynetics dijo que "los drones Gremlin se lanzan desde aviones existentes fuera del alcance de los sistemas de defensa aérea enemigos. Después de completar la tarea, el avión S-130 toma los drones Gremlin de nuevo a bordo y los transporta a la base, donde se recuperan rápidamente y son enviados de vuelta al vuelo ".
El programa involucra a Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International y Kratos Unmanned Aerial Systems.
Soluciones tecnologicas
Según el CEO de Kratos, Steve Fendley, cientos, si no miles de drones podrán participar en operaciones de enjambre en el futuro.
Fendley contó cómo los enjambres de UAV en el futuro podrán interactuar con el objetivo de cumplir un número ilimitado de ataques y tareas defensivas a través de la toma de decisiones independientes en el "nivel de masa".
"La confiabilidad aumenta exponencialmente si tiene una gran cantidad de dispositivos que realizan una tarea en particular", explicó Fendley, y señaló que la pérdida de uno o más UAV en un gran enjambre de sistemas no afectará negativamente a la misión.
“El enjambre y sus capacidades de toma de decisiones no están vinculados a ningún avión en particular, por lo que puede perder uno o más drones y aún así no perder la capacidad de completar la tarea. Esto es especialmente importante cuando se actúa contra rivales casi iguales, donde la cantidad importa ”.
Fendley también llamó la atención sobre el hecho de que los enjambres de vehículos aéreos no tripulados se pueden conectar en red a través de comunicaciones por satélite, esto permite que los aviones, si es necesario, intercambien datos fuera de la línea de visión directa.
“En el aire, estos dispositivos para diversos fines intercambian entre sí toda la información disponible, es decir, cada uno de ellos posee una mayor cantidad de información de la que podrían tener si volaran de forma independiente. En consecuencia, las capacidades de cada elemento individual en el enjambre se mejoran enormemente ".
Pero al mismo tiempo, el potencial de los UAV enjambre aún no se ha realizado plenamente, a pesar de la presencia de "cientos" de programas tecnológicos en los Estados Unidos y otros países.
El uso de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático en los procesos de toma de decisiones mediante drones y garantizar la distribución y modificación de los ciclos cognitivos de toma de decisiones son áreas que aún deben estudiarse cuidadosamente. Según Fendley, "la investigación en estas áreas es increíblemente popular en este momento", pero el software de inteligencia artificial todavía debe estar completamente integrado y optimizado en la mayoría de las pantallas de enjambre. Las pantallas de enjambre de UAV actuales se basan más en la lógica que en la IA ".
WB Electronics está explorando el uso potencial de sus drones y el aluvión de municiones, incluido el lanzamiento de la tubería Warmate
En mayo pasado, como parte de su hoja de ruta de desarrollo de enjambre, Kratos anunció una asociación estratégica con el fabricante de drones con base en Aerovironment. Esta cooperación tiene como objetivo desarrollar el concepto "Capacidades integradas de UAV tácticos y misiles tácticos altamente efectivos". Ella planea desplegar el sistema de lanzamiento de misiles tácticos Aerovironment Switchblade a través de vehículos de transporte no tripulados de alta velocidad y más grandes, incluido el Kratos MQM-178 Firejet. Medios Firejet de 3 metros creados originalmente como una herramienta integral de entrenamiento de reinicio armas, es una copia pequeña del dron objetivo BQM-167A Subscale Aerial Target, que se encuentra en el suministro de la Fuerza Aérea de los EE. UU.
Los portadores alternativos también incluyen otros aviones no tripulados Kratos: UTAP-22 Mako y XQ-58A Valkyrie.
Desarrollado en 2015, el portaaviones Mako de 6,13 metros es capaz de enviar enjambres de UAV al sitio y coordinar sus acciones, corregir sus tareas y enviar información a la estación de control en tierra. El 23 de enero de 2020, el cuarto vuelo exitoso del vehículo aéreo no tripulado XQ-58A se realizó en el campo de entrenamiento de Yuma. Las pruebas se llevaron a cabo como parte del programa del laboratorio de investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Para un demostrador de tecnología de bajo costo de Demostrador de Ataque Atribuible (LCASD).
Durante las pruebas, el avión XQ-58A multitarea e independiente de la pista completó todas sus tareas, incluido el vuelo a gran altitud y la recopilación de datos en condiciones reales. Fendley dijo que los primeros vuelos de aerolíneas con UAV Switchblade deberían realizarse a principios de 2020.
Tal paquete puede expandir significativamente la eficiencia operativa del aparato de jet Switchblade, que tiene un alcance máximo de 20 km cuando funciona en modo único. "En combinación con el transportista, el alcance de la Switchblade aumentará en otros 270 km si desea devolver el dispositivo, y 540 km al completar la tarea de una manera", dijo Fendley, señalando que cada Firejet puede transportar hasta cuatro Switchblades. "Los enjambres tradicionales son más fáciles de implementar utilizando sistemas pequeños, y tenemos la intención de que con Firejet comience a avanzar hacia los conceptos de enjambre".
Enjambre de oportunidades
Kratos también participa en el programa DARPA Management Gremlins, que puede ser la base de docenas de conceptos de tipo enjambre, que incluyen "desplegarse desde el aire y devolver una gran cantidad de vehículos aéreos no tripulados".
A finales de 2019, Kratos y la Oficina de DARPA llevaron a cabo su primer vuelo desde el avión C-130, que aún no se había revelado, como una solución intermedia entre el Firejet y el 167A. Este transportista, que no tiene una designación, se caracteriza por alas plegables, lo que le permite ser transportado en el compartimento de carga del avión S-130.
Después de completar la tarea, los transportistas regresan al compartimento de carga utilizando una tecnología que recuerda el repostaje aéreo. Esto permite que el avión C-130 "atraque" con el transportista para devolverlo al compartimento y moverlo al bastidor para su almacenamiento para su reutilización.
Kratos también está desarrollando la tecnología Wolf Cancer para operaciones de enjambre de UAV. Como parte del concepto Wolf Pak, se está estudiando la tecnología de comunicación que permitirá la integración de múltiples sistemas aéreos en una red de alta frecuencia y, por lo tanto, mejorará la calidad del intercambio de datos.
La tecnología Wolf Pak también permite que el enjambre se adapte y reconfigure en modo descentralizado, proporcionando al enjambre de drones la capacidad de volar a una distancia predeterminada entre sí. Este software se desarrolla a pedido de un cliente no revelado del Ejército de los EE. UU. No se proporcionaron más detalles, aunque los expertos de la industria sugieren que se puede utilizar para soportar una serie de requisitos operativos, desde la inteligencia hasta la designación del objetivo.
El software de Wolf Pak, actualmente calificado por el cliente, opera en canales de comunicación de banda ultra ancha que reducen la firma electromagnética de los drones cuando se usa una sola estación de control.
Kratos informa que la decisión de Wolf Pak designa a un "líder" que controla de forma remota o autónoma el resto del enjambre. El sistema también es redundante; la operación de enjambre no se ve afectada por el apagado o daño a un dron individual. Cada UAV funciona en un enjambre en su propio software integrado, lo que evita conflictos con drones y otros obstáculos.
Según Kratos, hasta la fecha, el software Wolf Pak puede controlar hasta 10 UAV en un enjambre. Las aeronaves también pueden desconectarse de la red para operaciones individuales, después de lo cual pueden conectarse nuevamente al enjambre. Fendley dijo:
“Wolf Pak le permite integrar rápidamente equipos de UAV para la colaboración, aunque no incluye IA o toma de decisiones. No usamos Wolf Pak hoy, sin embargo, se creó un prototipo de sistema para comprender cómo puede funcionar el concepto. El programa no incluye un canal de comunicación encriptado, pero hoy se necesita un sistema seguro para realizar la vigilancia en una situación de combate ".
Kratos utiliza un sistema autónomo aún sin nombre para respaldar sus programas de demostración en curso y proporcionar una interfaz común con UAV enjambre que se puede adaptar para integrar tipos específicos de aeronaves. Incluye un canal de datos para gestión y control remotos; canal de comunicación adicional entre dispositivos que vuelan cerca; Software de piloto automático para proporcionar un rendimiento de vuelo "básico"; así como una computadora objetivo para la toma de decisiones de alto nivel. La tecnología también incluye software de inteligencia artificial desarrollado por Kratos y otros socios de la sociedad civil no identificados.
“Nuestra intención es tener interfaces abiertas y diferentes enfoques que se adapten a cualquier parte de hardware y software. Kratos quiere ser coherente con todos ellos e incorporar otras soluciones en nuestros drones. La autonomía puede integrarse en sistemas básicos con interfaces que nos permiten interactuar y coordinarnos con sistemas autónomos y subsistemas con IA de otros desarrolladores ".
- señaló Fendley.
Mientras tanto, el fabricante europeo de misiles MBDA en la exhibición aérea en París en el verano de 2019 presentó varios conceptos y sistemas en apoyo de las operaciones de enjambre de UAV.
Como parte del concepto Future Air System, MBDA está explorando activamente oportunidades de enjambre. Desarrolló varios modelos de vehículos no tripulados, que se presentaron en el Salón Aeronáutico de París.
Entrega de enjambre
El representante de la compañía MBDA dijo que están desarrollando activamente su propio concepto del Sistema Futuro del Aire y sus componentes: capacidades de enjambre. En particular, incluye la entrega de un enjambre de vehículos aéreos no tripulados por el llamado operador remoto (Remote Carrier), que será "compacto y discreto" y podrá trabajar junto con otras plataformas y armas.
"A medida que las amenazas evolucionan y la complejidad aumenta, las estrategias de denegación de acceso necesitarán crear superioridad aérea local y temporalmente", dijo la compañía en un comunicado. "En estas operaciones rápidas como el rayo, los elementos ejecutivos vinculados a la red ocuparán una parte importante en la" nube de combate ", intercambiando información táctica y coordenadas de objetivos en tiempo real con plataformas y otros nodos de red para lograr la eficiencia de impacto deseada".
MBDA llama a sus transportistas remotos lanzados desde aviones de combate y transporte y buques de superficie "expansores de plataforma y arma que acompañan".
Según el representante de la compañía, el proyecto de "medios remotos" incluye sensores de infrarrojos y radiofrecuencia de red con la función de fusión de datos e identificación automática de objetivos en un entorno difícil; características de detección de amenazas; y el desarrollo de herramientas avanzadas de planificación y herramientas de toma de decisiones.
Los sistemas específicos estudiados por MBDA tienen capacidades de ataque táctico con "armas compactas en red, utilizadas fuera del alcance de las armas, capaces de ejercer un impacto de alta precisión y desorganizar las defensas enemigas debido al comportamiento de grupo y enjambre".
La compañía polaca WB Electronics también está explorando las posibilidades de enjambre para sus drones y municiones (BB). La compañía habló sobre planes futuros para plataformas autónomas que operan en configuraciones de enjambre. Según Martin Masievsky, director de WB Electronics, el éxito operativo futuro de estas tecnologías autónomas se basará en la funcionalidad que pueden proporcionar a las fuerzas armadas.
Por ejemplo, esta es la capacidad de AP y UAV de volar en ausencia de una señal de GPS e intercambiar mensajes con otros aviones tripulados y no tripulados durante la realización de misiones de enjambre.
Masievsky dijo que WB Electronics está desarrollando tecnologías de enjambre para satisfacer las necesidades de las fuerzas armadas en sistemas deshabitados, especialmente con apoyo para operaciones en condiciones de combate, pero al mismo tiempo no pudo proporcionar información más detallada. Señaló que WB Electronics está trabajando para conectar en red hasta seis municiones Warmate LM, aunque este proyecto permanece en las primeras etapas de desarrollo. También expresó su visión de las capacidades de enjambre de LM, que proporciona el uso de hasta 20 drones vinculados en una sola red para el reconocimiento y la recopilación de información.
Hoy, la mayor parte de la tecnología de enjambre se está desarrollando para el espacio aéreo. Sin embargo, las hojas de ruta a largo plazo pueden complementarse con capacidades similares para vehículos terrestres y terrestres.
“Estas oportunidades aún no se han desarrollado mucho. Sin embargo, ahora las decisiones comerciales se centran en los aviones ", dijo Masievsky. "Pero con el desarrollo de la tecnología, con niveles crecientes de autonomía y la aparición de inteligencia artificial para garantizar operaciones en el espacio tridimensional, será posible transferirlos a la esfera superficial o terrestre".
“Pero el potencial es increíblemente grande, especialmente con el desarrollo de la tecnología de IA y su transferencia a una base práctica. En el futuro, podremos ver cosas increíbles, por ejemplo, un enjambre de drones, actuando como una bandada de pájaros. El potencial de estas oportunidades es enorme ".
Además de la capacidad de lanzar y devolver bandadas de vehículos autónomos, los usuarios también deben poder controlar de forma remota una gran cantidad de drones, aviones terrestres robots o vehículos de superficie.
Se debe proporcionar a los operadores un software de control de tierra de última generación y dispositivos de usuario final para manipular de manera óptima los enjambres al tiempo que se reduce la carga cognitiva sobre el personal. Vale la pena señalar aquí la compañía Pison, que está desarrollando tecnología de control de gestos en interés del MTR de EE. UU. Permite a los operadores controlar el funcionamiento de los UAV con gestos con las manos debido al dispositivo que se usa en la muñeca. Según la compañía, la próxima etapa de las manifestaciones está programada para junio de 2020.
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