中國開發出無人機蜂群作戰「團滅」算法 6.6毫秒決策殺傷率達100%
中國近年大力發展無人機蜂群作戰系統。西北工業大學航天學院和西安電子科技大學的科研團隊開發出一種名為HG-STR(異構圖時空推理)的算法,能讓固定翼無人機機群在通信被干擾、視野受阻的情況下,仍能保持全自主搜索並達到96%的成功率、100%的目標殺傷率。
科研團隊表示,激戰中HG-STR演算法做出決策僅需6.6毫秒,對比傳統演算法實現了跨越式飛躍。
內地媒體《IT之家》5月31日報道,該無人機蜂群新算法成果已發佈在中國期刊《航空學報》上。
傳統的無人機蜂群算法在處理數據時,往往將友軍、敵軍、地形等信息視為同等類型的數據,容易造成數據處理混亂。而由西安西北工業大學航天學院副教授張棟帶領的科研團隊,開發出的名為HG-STR(異構圖時空推理)的算法,其中每個對象都被賦予其真實含義的標籤:友軍無人機是一種節點,搜索區域是另一種節點,敵方目標則是完全不同的第三種節點。
該算法能正確處理連接關係,當一架無人機發現目標時,該信息會被當作高優先級威脅;當附近有隊友時,則被視為協作機會,這使蜂群能夠瞬間理解該幫助誰、該獵殺誰。
張棟表示,在激戰中,舊有方法需要數秒才能做出決策,「而在這段時間裏,一架無人機可以盲目飛行近600米,在激烈的電磁對抗中,這是致命的延遲」。相比之下,HG-STR算法做出決策僅需6.6毫秒,實現了跨越式飛躍。
為了解決戰場上敵方干擾可能切斷通信鏈路,使無人機陷入孤立的問題,科研團隊設計了兩大核心機制:獨特「記憶模塊」和分層決策機制。
獨特「記憶模塊」為每架無人機配備「記憶」,當無人機與隊友失聯時,能依靠一個特殊的記憶模塊(門控循環單元)來記住友軍最後的位置以及敵人最後出現的位置。
分層決策機制則將問題分層分解,避免同時處理所有事情而導致的混亂,無人機首先決定 「搜索還是打擊」的具體目標,在選擇具體目標後,再決定使用多少彈藥。
模擬實驗顯示,即使在通信半徑嚴重受限的條件下,該算法仍然實現了對敵方目標的 100%消滅率,包括那些隱藏在視線之外的目標。另外,該算法可以在小場景完成訓練後,無需重新訓練即可實時部署到更大、無人機更多的場景中。
評審專家表示,目前大多無人機操作仍依賴人類飛行員遠程控制,而這項技術預示着這樣一個未來:蜂群無人機可以被派往高風險、受干擾的環境,在斷絕與人類指揮的聯繫後,仍能憑藉指令執行任務:找到並消滅所有目標。