去年 11 月，在田纳西州坎贝尔堡，距离肯塔基州边境半英里处，一个人指挥了由 130 台机器人组成的蜂群。这个蜂群包括无人机、四旋翼飞行器和地面车辆，侦察了卡西迪靶场综合体的模拟建筑物，创建并共享了信息，这些信息不仅对操作员可见，也对同一网络上的其他人可见。这次演习是 DARPA 的 OFFensive Swarm-Enabled Tactics (OFFSET) 项目的一部分。
如果该实验能够在测试环境的受控环境之外进行复制，那么它表明，在战争中管理蜂群可能就像战场上的操作员进行“指向和点击”一样简单。
“我们的蜂群操作员实际上是在与整体进行交互，而不是与个体进行交互，”Raytheon BBN 的 Shane Clark 表示，他是该公司在 OFFSET 项目中的主要负责人。“我们已经做了大量工作，建立了基准的自主水平，以真正以自然的方式支持那些一对多的交互。”
即使是操纵一架无人机也可能非常耗费精力，以至于初次飞行导致坠毁的视频并不少见。要达到一个人可以控制一百多架无人机的程度，需要技巧——以及大量的人工智能。
总而言之，蜂群操作员指挥了物理世界中的 130 辆车，以及在虚拟环境中运行的 30 架模拟无人机。这 30 架虚拟无人机被整合到蜂群的计划中，并且对操作员以及蜂群的其余部分来说，它们与真实无人机并无区别。作为纯代码的幻影，由蜂群 AI 跟踪，这些虚拟无人机与物理无人机编队飞行，并在空间中如同真实存在一般进行机动。
人类如何指挥蜂群
对于指挥蜂群的人来说，所有机器人阵列都像一个虚拟现实策略游戏，映射到真实世界。
“戴着微软 VR 头显，操作员与这个 3D VR 界面进行交互，这个界面有一个所谓的‘沙盘视图’，”Clark 说。“这非常类似于‘上帝视角’的即时战略游戏视图，他们可以看到所有平台在环境的 3D 地图上展开。当检测到什么东西时，他们会在空间中看到一个地理定位的图标。所以，如果一个平台在建筑物外面检测到危险，他们就会看到一个红色的闪烁图标出现在该位置。”
戴着头显，操作员能够为蜂群分配任务，并看到蜂群已经侦察到的情况，但他们不会直接下达指令给单个无人机。蜂群 AI 接收指令并处理传感器信息，充当了人类控制与物理空间中机器人移动之间的中介。
目前，当一个小队想要使用无人机侦察一个区域时，需要一个专门的飞行员通过平板电脑来控制无人机，以查看和指挥机器人。这种新方法有利有弊：由于操作员的 VR 头显会屏蔽周围的世界，因此操作员容易受到攻击，对周围环境一无所知，除非通过头显显示出来。与此同时，操作员正在指挥数十台机器人的行动，极大地改变了“一对一”的飞行员与无人机比例。只要人类蜂群操作员能够保持安全并且网络能够保持功能正常，无人机就可以捕获有用的信息并将其传递给附近的士兵。新技术允许实时战场认知发生巨大转变。
蜂群如何运作
物理无人机模型包括约翰霍普金斯大学应用物理实验室制造的定制无人机。在蜂群中，它们的主要作用是飞越整个训练区域并进行初始测绘，尽管蜂群也根据需要指挥它们提供摄像头覆盖。地面上是 Aion Robotics 制造的小型轮式机器人。中间是四种不同类型的四旋翼飞行器，包括 75 架 3DR Solo 无人机，UVify 的灯光表演模型无人机，以及 ModalAI 的两种尺寸的四旋翼飞行器。
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所有涉及的机器人都是商用型号或由商用现货零件制造的定制型号。这不是一个按照军事规格制造的蜂群——这些是通过专用软件协同工作的商用、爱好者和定制制造的机器。这使得每个机器人的成本降至约 2,000 美元。
这六种类型的机器人相互报告遥测信息，使蜂群能够了解整个系统的每个部分在空间中的位置。这些共享信息使蜂群能够实时协作飞行路径，根据需要将组件移动到位，同时避免碰撞。
“我们努力在平台上对（传感器读数）进行一些处理，这样我们就无需在网络上发送大量信息，”Clark 说。“所以我们从不发送原始图片。我们发送的是‘这张图片是一扇门’或‘这张图片是一个危险’或‘一个情报来源’。这些处理都在机载完成。我们只发送通知。”
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自动化处理使得蜂群交互成为可能。它也可以，取决于处理内容的性质，带来显著的错误风险。
每台机器人配备了一个小型 LTE 调制解调器，为了确保机器人能够相互通信以及与操作员通信，团队设立了一个 LTE 蜂窝塔，就像那些经常处理手机信号的塔一样。这使得蜂群可以将位置信息共享给 Android Tactical Assault Kit (ATAK)，这是一个运行在手机上的程序，允许战场上的士兵接收和发送与战斗相关的信息。
“在实地演习期间，为了方便起见，我们在靶场设置了安全观察员，他们负责观察不安全情况或无人机飞离，他们所有的手机都能接收到蜂群的所有通信，如果有什么东西离他们太近，他们的手机就会振动并警告他们，因为同时跟踪所有空中目标太难了，”Clark 说。
通过仅向战场上的士兵过滤附近无人机的定位信息，蜂群只共享了观察员立即需要知道的信息。在真实场景中，当蜂群在战斗支援中移动时，士兵最多只需要知道附近是否有友好的无人机，而不想花费大量时间去精确地分辨整个蜂群的位置。
随着五角大楼预计未来的战斗将在大规模的城市环境中发生，提高态势感知能力可能意味着小队生存与被伏击的区别。
在下方观看人类蜂群操作员视角的视频
