Actualment, hi ha un desenvolupament constant del concepte de realitzar operacions d’eixam des de l’aire, la terra i el mar mitjançant molts sistemes “deserts”, ja que per derrotar els oponents, les forces armades de molts països presten molta atenció al desplegament d’autònoms avançats. tecnologies. No obstant això, el desenvolupament d'aquestes tecnologies en aquest moment es centra principalment en eixams aeris i és poc probable que en un futur proper puguin tenir un impacte significatiu en el resultat de les operacions militars.
Tot i això, el desplegament d’eixams de plataformes autònomes aèries, terrestres, superficials i submarines obliga els militars a afrontar els descoratjadors desafiaments de mantenir i finançar aquesta tecnologia, malgrat la seva introducció relativament recent.
Per exemple, segons el secretari de Defensa, Gavin Williamson, que va parlar al Royal Defense Research Institute fa un any, el Fons de Transformació del Departament de Defensa del Regne Unit “tenia la tasca de desenvolupar esquadrons d’esquadrons de drons en xarxa capaços de confondre i impressionar les defenses aèries enemigues. Esperem que la tecnologia estigui llesta per al seu desplegament a finals d’aquest any”.
Els alts càrrecs del Comandament d’Operacions Especials dels Estats Units coincideixen en principi amb aquesta posició. "La totalitat de sistemes no tripulats que treballen en una missió comuna continua sent una part integral del full de ruta del Comandament pel seu prometedor concepte" Aplicacions especials per a situacions especials ", - va dir el cap de programes per a dispositius tipus avió.
El seu comentari és coherent amb els del Comandament, que parlava de com la tecnologia de l’eixam podria donar suport a la “consciència de la informació tàctica” de les forces especials en una situació de combat. El concepte del comandament, NGIA (Next Generation Information Awareness), integra "sensors biomètrics i tècnics remots, arquitectura de dades avançada i anàlisi per complementar la recopilació d'intel·ligència tradicional en territori hostil".
Un portaveu del Comandament va explicar diversos principis d'ús del combat, incloent com els eixams de drons d'enlairament i aterratge verticals podrien donar suport al concepte NGIA. Entre altres principis considerats de l’ús en combat de la nova tecnologia es troba el desplegament de drons des d’una posició avançada per realitzar reconeixements visuals, sonors i electromagnètics i, per tant, no posar en perill les forces especials, en l’entrenament de les quals es van gastar molts diners.
També va parlar del desig del Comandament de crear un consorci de "millors socis industrials" capaç de desenvolupar una solució per eixamplar UAV i posar-la en pràctica durant els propers sis anys.
Activitat contínua
Qualsevol ús operatiu de solucions d’eixam pot començar abans que s’implementi el concepte NGIA. Les agències governamentals dels Estats Units ja estan implementant diversos programes destinats a utilitzar tecnologies estretament interconnectades.
Programes com OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics) de la DARPA Defense Advanced Research Projects Agency, TOBS (Tactical Offboard Sensing) de la Força Aèria dels EUA i LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology - low cost UAV swarm technology) US Navy.
El concepte TOBS es basa en l’avió de suport contraincendis AC-130J Ghostrider, capaç de llançar diversos drons de llançament de tubs Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) alhora per proporcionar a l’avió transportista informació sobre el potencial objectius.
La Força Aèria dels Estats Units no va poder proporcionar detalls sobre el programa TOBS, però fonts de la indústria van dir que els drons ALTIUS estan equipats amb càmeres d’imatge tèrmica i optoelectrònica i un enllaç de dades que proporciona orientació al complex armamentístic de Ghostrider. El concepte TOBS permet al Ghostrider atraure objectius en les condicions meteorològiques més difícils.
El projecte de la Força Aèria dels Estats Units LOCUST se centra en la col·laboració de fins a 30 avions no tripulats Coyote per donar suport a la recopilació d'intel·ligència, la vigilància, l'objectiu i les missions de reconeixement. El MIT Perdix UAV també es considera una plataforma alternativa per al programa LOCUST.
DARPA va celebrar la seva última demostració com a part del projecte OFFSET al juny de 2019. S'espera que el concepte OFFSET garanteixi el funcionament conjunt de fins a 250 UAV i la integració de vehicles terrestres automàtics (AHA) en una xarxa única.
La manifestació de juny a Fort Benning, la segona de les sis previstes, il·lustra el concepte d’una xarxa de drons i vehicles terrestres que realitzen missions de reconeixement en comunitats amb estructures verticals altes, carrers estrets i angles de visió poc profunds. Segons DARPA, Lockheed Martin i Charles River Analytics en el marc del programa OFFSET van rebre la tasca d '"arquitecturar un sistema d'eixam en forma d'una aplicació de joc realista incrustada en plataformes físiques autònomes".
Aquesta activitat també pretén definir "un comportament adaptatiu, complex i col·lectiu per tal de millorar l'intercanvi d'informació, la presa de decisions i la interacció amb l'entorn perquè els UAV puguin interactuar sense problemes, influir-se mútuament i treure conclusions lògiques correctes".
Mentrestant, la tercera fase de desenvolupament es va completar a finals del 2019, segons Dynetics, el contractista general del projecte Gremlins. L'objectiu del projecte és llançar des d'un avió de transport C-130 i tornar-hi un "estol" d'avions Gremlin. El programa Gremlins, el concepte del qual va ser desenvolupat per l’oficina DARPA, preveu l’ús de drons reutilitzables capaços de realitzar operacions d’aire dispers en un entorn de combat complex.
Dynetics va dir en un comunicat que "els drons Gremlin es llancen des d'avions existents fora de la gamma de defenses aèries enemigues. Després de completar la missió, l'avió C-130 torna a bord els avions no tripulats del Gremlin i els transporta a la base, on es recuperen ràpidament i els tornen al vol ".
Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International i Kratos Unmanned Aerial Systems participen al programa.
Solucions tecnològiques
Segons el director de l'empresa Kratos, Steve Fendley, en el futur, centenars, si no milers de drons podran participar en eixams.
Fendley va explicar com els eixams d'UAV en el futur podran interactuar amb l'objectiu de realitzar un nombre il·limitat de vaga i missions defensives mitjançant la presa de decisions independents al "nivell massiu".
"La fiabilitat augmenta exponencialment si teniu un gran nombre de vehicles que realitzen una tasca particular", va explicar Fendley, que va assenyalar que la pèrdua d'un o més UAV en un gran eixam de sistemes no afectarà negativament la missió.
"L'eixam en si i les seves capacitats de presa de decisions no estan relacionades amb cap avió en concret, de manera que podeu perdre un o més drons i, tot i així, no perdre la capacitat de completar la tasca. Això és especialment important quan es juga contra oponents gairebé iguals, quan la quantitat importa ".
Fendley també va cridar l'atenció sobre el fet que els eixams d'UAV es poden connectar en xarxa mitjançant comunicacions per satèl·lit, cosa que permet als avions, si cal, intercanviar dades fora de la línia de visió.
“A l’aire, aquests dispositius, amb diferents propòsits, intercanvien tota la informació disponible, és a dir, cadascun d’ells posseeix més informació de la que podria tenir si volés tot sol. En conseqüència, les capacitats de cada element individual de l’eixam es milloren molt.
Però, al mateix temps, el potencial dels UAV d’eixam encara no s’ha realitzat del tot, malgrat la presència de “centenars” de programes tecnològics als Estats Units i altres països.
L’ús de la intel·ligència artificial (IA) i l’aprenentatge automàtic en processos de presa de decisions amb drons i la provisió de distribució i modificació de bucles de decisió cognitiva són àrees que encara s’han d’estudiar acuradament. Segons Fendley, "la investigació en aquestes àrees és tremendament demandada ara", però la majoria de pantalles d'eixam encara necessiten integrar i optimitzar completament el programari d'IA. La presentació dels eixams dels UAV avui es basa més en la lògica que en la IA ".
Al maig de l'any passat, com a part del seu full de ruta de pulmó, Kratos va anunciar una associació estratègica amb el fabricant de drons Aerovironment. Aquesta cooperació té com a objectiu desenvolupar el concepte "Capacitats integrades d'UAV tàctics i míssils tàctics molt eficaços". Es preveu el desplegament del sistema de míssils de llançament de tubs tàctics Switchblade d’Aerovironment mitjançant vehicles no tripulats d’alta velocitat i més grans, inclòs el dron MQM-178 Firejet de Kratos. El portaequips Firejet de 3 metres de longitud, creat originalment com a entrenador de caiguda d’armes, és una còpia en miniatura del BQM-167A Subescala Aerial Target, subministrat per la Força Aèria dels Estats Units.
Altres drons d’atac de Kratos també inclouen l’UTAP-22 Mako i la XQ-58A Valkyrie.
Desenvolupat el 2015, el portaavions Mako de 6, 13 metres de llargada és capaç de subministrar eixams UAV al lloc i coordinar les seves accions, ajustar les seves tasques i enviar informació a l’estació de control terrestre. El 23 de gener de 2020 es va dur a terme el quart vol amb èxit del vehicle aeri no tripulat XQ-58A al camp d’entrenament de Yuma. Les proves es van dur a terme com a part del programa del Laboratori de Recerca de la Força Aèria dels EUA per a un demostrador de tecnologia de baix cost amb capacitats LCASD (Low Cost Attritable Strike Demonstrator).
Durant les proves, l'avió multitarea i independent de la pista XQ-58A va completar totes les seves tasques, inclòs el vol a gran altura i la recollida de dades en condicions reals. Fendley va dir que els primers vols de vehicles de llançament amb l’UV Switchblade s’haurien de dur a terme a principis del 2020.
Aquesta combinació pot augmentar significativament l’eficiència operativa del jet Switchblade, que té un abast màxim de 20 km quan funciona en mode únic. "Combinat amb el vehicle de llançament, l'abast del Switchblade augmentarà 270 km addicionals si voleu tornar la nau, i 540 km per a la missió en una direcció", va dir Fendley, tot assenyalant que cada Firejet podrà transportar fins a quatre Switchblades. "Els eixams tradicionals són més fàcils d'implementar utilitzant sistemes petits, i amb Firejet pretenem avançar cap a conceptes d'eixam".
Capacitats d’eixam
Kratos també participa al programa Gremlins de DARPA, que podria proporcionar la base per a dotzenes de conceptes tipus eixam, inclosos "el desplegament d'aire i la gran reentrada dels UAV".
A finals del 2019, Kratos i DARPA van realitzar el primer vol des de l’avió C-130, que encara no s’ha revelat, que és una solució intermèdia entre els vehicles Firejet i 167A. Aquest portador sense marques presenta ales plegables que permeten transportar-lo a la bodega d’un avió C-130.
Després de completar la tasca, el retorn dels transportistes al compartiment de càrrega es fa mitjançant una tecnologia que recorda el repostatge aeri. Això permet a l'avió C-130 "atracar" amb el transportista per tornar-lo al compartiment i moure'l al bastidor per emmagatzemar-lo i reutilitzar-lo.
Kratos també està desenvolupant la tecnologia del càncer de llop per a operacions d’esquadró de vehicles UAV. Com a part del concepte de Wolf Pak, s'està estudiant una tecnologia de comunicació que permetrà combinar múltiples sistemes d'aire en una xarxa d'alta freqüència i millorar així la qualitat de l'intercanvi de dades.
La tecnologia Wolf Pak també permet adaptar i reconfigurar els eixams de manera descentralitzada, permetent que els eixams de drons volin a una distància predeterminada els uns dels altres. Aquest programari s'està desenvolupant a petició d'un client de l'exèrcit nord-americà no revelat. No es van proporcionar més detalls, tot i que els experts de la indústria suggereixen que es podria utilitzar per donar suport a diversos requisits operatius que van des de la intel·ligència fins a la segmentació.
El programari Wolf Pak, que actualment està en avaluació de clients, funciona amb enllaços UWB que redueixen la signatura electromagnètica de l’UAV quan s’utilitza una única estació de control.
Kratos va dir que la solució Wolf Pak nomena un "líder" que controla de forma autònoma o remota la resta de l'esquadró. El sistema també és redundant, el funcionament de l’eixam no es veu afectat per l’aturada ni pel dany a un dron separat. Cada UAV treballa en un eixam amb el seu propi programari integrat, que evita conflictes amb drons i altres obstacles.
Segons Kratos, avui el programari Wolf Pak és capaç de controlar fins a 10 UAV en un eixam. Els avions també poden desconnectar-se de la xarxa per realitzar operacions individuals, després de la qual cosa es poden connectar de nou a l’eixam. Fendley va dir:
“Wolf Pak permet integrar ràpidament els equips UAV per a la col·laboració, tot i que no inclou IA ni funcions de presa de decisions. Avui no utilitzem el Wolf Pak, però, es va crear un sistema prototip per entendre com podria funcionar el concepte. El programa no inclou un canal de comunicació xifrat, però actualment es necessita un sistema segur per dur a terme la vigilància en situacions de combat.
Kratos utilitza un sistema autònom encara sense nom per donar suport als seus programes de demostració actuals i proporcionar una interfície comuna amb UAV d’eixam que es poden adaptar per integrar tipus d’avions específics. Inclou un enllaç de dades per a control i control remot; canal de comunicació addicional entre vehicles que volen molt a prop; Programari de pilot automàtic per garantir un rendiment de vol "bàsic"; així com un ordinador de destinació per a la presa de decisions de nivell superior. La tecnologia també inclou programari d’intel·ligència artificial desenvolupat per Kratos i altres socis del sector civil sense nom.
“La nostra intenció és tenir interfícies obertes i diferents enfocaments que s'adaptin a qualsevol part del maquinari / programari. Kratos vol alinear-se amb tots ells i incorporar altres solucions als nostres drons. L'autonomia es pot incrustar en sistemes bàsics amb interfícies que ens permetin interactuar i coordinar-nos amb subsistemes autònoms i IA d'altres desenvolupadors , - va assenyalar Fendley.
Mentrestant, el fabricant europeu de míssils MBDA va presentar diversos conceptes i sistemes per donar suport a les operacions d’eixam de UAV en un saló aeri a París l’estiu del 2019.
Lliurament d’eixam
Un representant de l'empresa MBDA va dir que s'està desenvolupant activament el seu propi concepte del Sistema Aeri Futur i les seves capacitats d'eixam de components. En particular, inclou el lliurament d’un eixam de drons per part de l’anomenat Remote Carrier, que serà “compacte i discret” i podrà treballar conjuntament amb altres plataformes i armes.
"A mesura que les amenaces evolucionen i les estratègies de negació es tornen més sofisticades, serà necessari crear superioritat aèria local i temporal", va dir la companyia en un comunicat. "En aquestes operacions ràpides, els elements executius en xarxa ocuparan una part important del núvol de batalla, intercanviant informació tàctica i coordenades de destinació en temps real amb plataformes i altres nodes de xarxa per tal d’aconseguir l’impacte desitjat".
MBDA denomina els seus llançadors remots, llançats des d’avions de combat i transport i vaixells de superfície, com a “plataforma i armes que els acompanyen”.
Segons un representant de l'empresa, el projecte "mitjans de comunicació remots" inclou sensors d'infrarojos de xarxa i de radiofreqüència amb la funció de fusió de dades i identificació automàtica d'objectius en entorns difícils; funcions de detecció d'amenaces; i el desenvolupament d'eines avançades de planificació i de presa de decisions.
Els sistemes específics estudiats per MBDA tenen capacitats de cop tàctic amb "armes compactes i connectades en xarxa desplegades fora de l'abast de les armes, capaces d'impactar amb molta precisió i desorganitzar les defenses enemigues a través del comportament d'un grup i un eixam".
L’empresa polonesa WB Electronics també està explorant les possibilitats de l’eixam dels seus drons i municions flotants (BB). La companyia va parlar dels plans futurs de plataformes autònomes que operen en configuracions d’eixam. Segons el director de WB Electronics Martin Masievski, l'èxit operatiu futur d'aquestes tecnologies autònomes es basarà en la funcionalitat que poden proporcionar als militars.
Per exemple, aquesta és la capacitat de BB i UAV de volar en absència de senyal GPS i d’intercanviar missatges amb altres avions tripulats i no tripulats durant les missions de l’eixam.
Masievski va dir que WB Electronics està desenvolupant tecnologies d’eixam per satisfer les necessitats de l’exèrcit per a sistemes deshabitats, especialment quan dóna suport a operacions en condicions de combat, però no va poder proporcionar informació més detallada. Va assenyalar que WB Electronics treballa per connectar fins a sis municions Warmate LM, tot i que aquest projecte es manté en les primeres etapes del desenvolupament. També va expressar la seva visió de les capacitats de l’eixam LM, que preveu l’ús de fins a 20 drons lligats a una única xarxa per al reconeixement i la recopilació d’informació.
Actualment, la majoria de tecnologies d’eixam es desenvolupen per a l’espai aeri. No obstant això, els fulls de ruta a llarg termini es poden complementar amb capacitats similars per a vehicles de superfície i terrestres.
“Aquestes oportunitats encara no estan ben desenvolupades. No obstant això, les decisions empresarials ara se centren en els avions ", va dir Masievski. "Però a mesura que es desenvolupa la tecnologia, augmenten els nivells d'autonomia i apareix la intel·ligència artificial per donar suport a les operacions en l'espai tridimensional, serà possible transferir-les a l'esfera superficial o terrestre".
"Però el potencial és increïblement gran, sobretot a mesura que la tecnologia d'IA es desenvolupa i es fa més pràctica. En el futur, podrem veure coses sorprenents, per exemple, un eixam de drons que actuen com un estol d’ocells. El potencial d’aquestes oportunitats és enorme ".
A més de la possibilitat de llançar i retornar bandades de vehicles autònoms, els usuaris també haurien de poder controlar remotament un gran nombre de drons, robots terrestres o vehicles de superfície.
Els operadors han d’estar equipats amb programes de control de terra de nova generació i dispositius per a usuaris finals per manipular de manera òptima els eixams, tot reduint la càrrega cognitiva del personal. Cal destacar l’empresa Pison, que desenvolupa tecnologia de control de gestos en interès de l’MTR nord-americana. Permet als operadors controlar el funcionament del UAV amb gestos de les mans mitjançant un dispositiu que es porta al canell. Segons la companyia, la següent etapa de manifestacions està prevista per al juny de 2020.
