Actualmente, existe un desarrollo constante del concepto de realizar operaciones de enjambre desde el aire, tierra y mar con el uso de muchos sistemas "desiertos", 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 los enjambres de aire y es poco probable que en un futuro cercano puedan tener un impacto significativo en el resultado de las operaciones militares.
No obstante, el despliegue de enjambres de plataformas autónomas aéreas, terrestres, de superficie y submarinas está obligando a los militares a abordar los abrumadores desafíos de mantener y financiar esta tecnología, a pesar de su introducción relativamente reciente.
Por ejemplo, según el secretario de Defensa Gavin Williamson, quien habló en el Royal Defense Research Institute hace un año, el Fondo de Transformación del Departamento de Defensa del Reino Unido “tenía la tarea de desarrollar escuadrones de drones en red capaces de confundir y aturdir las defensas aéreas enemigas. Esperamos que la tecnología esté lista para su implementación a finales de este año.
Funcionarios de alto rango del Comando de Operaciones Especiales de Estados Unidos están de acuerdo en principio con esta posición. "La totalidad de los sistemas no tripulados que trabajan en una misión común sigue siendo una parte integral de la hoja de ruta del Comando para su concepto prometedor" Aplicaciones especiales para situaciones especiales ", - dijo el jefe de programas para dispositivos tipo avión.
Su comentario es consistente con los del Comando, que habló sobre cómo la tecnología de enjambre podría apoyar la "conciencia de información táctica" de las fuerzas especiales en una situación de combate. El concepto del Comando, NGIA (Conciencia de Información de Próxima Generación), integra "sensores biométricos y técnicos remotos, arquitectura de datos avanzada y análisis para complementar la recopilación de inteligencia tradicional en territorio hostil".
Un portavoz del Comando explicó varios principios de uso de combate, incluido cómo enjambres de drones de despegue y aterrizaje verticales podrían respaldar el concepto de NGIA. Entre otros principios considerados del uso de 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 gastó una gran cantidad de dinero.
También habló sobre el deseo del Comando de crear un consorcio de "mejores socios industriales" capaces de desarrollar una solución para enjambres de vehículos aéreos no tripulados y ponerla en práctica durante los próximos seis años.
Actividad continua
Cualquier uso operativo de las soluciones de enjambre puede comenzar antes de que se implemente el concepto de NGIA. Las agencias gubernamentales de los Estados Unidos ya están implementando varios programas destinados a utilizar tecnologías estrechamente interconectadas.
Programas como OFFSET (tácticas ofensivas habilitadas para enjambres) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de DARPA, TOBS (detección táctica fuera de borda) de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y LOCUST (tecnología de enjambre de UAV de bajo costo - tecnología de enjambre de UAV de bajo costo) de la Marina de los EE. UU.
El concepto TOBS se basa en la aeronave de apoyo contra incendios AC-130J Ghostrider, capaz de lanzar varios drones de lanzamiento de tubos Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) a la vez para proporcionar a la aeronave de transporte información sobre el potencial objetivos.
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 enlace de datos que brinda orientación al complejo de armamento del Ghostrider. El concepto TOBS permite al Ghostrider atacar objetivos en las condiciones climáticas más desafiantes.
El proyecto LOCUST de la Fuerza Aérea de EE. UU. Se centra en la colaboración de hasta 30 drones Coyote en apoyo de misiones de recopilación de inteligencia, vigilancia, selección de objetivos y reconocimiento. El UAV MIT Perdix también se está considerando como una plataforma alternativa para el programa LOCUST.
DARPA realizó su última demostración como parte del proyecto OFFSET en junio de 2019. Se espera que el concepto OFFSET pueda garantizar la operación conjunta de hasta 250 UAV y la integración de vehículos terrestres automáticos (AHA) en una sola red.
La demostración de junio en Fort Benning, la segunda de las seis previstas, ilustra el concepto de una red de drones y vehículos terrestres que realizan misiones de reconocimiento en comunidades con estructuras verticales altas, calles estrechas y ángulos de visión poco profundos. Según DARPA, Lockheed Martin y Charles River Analytics bajo el programa OFFSET tenían la tarea de "diseñar un sistema de enjambre en forma de una aplicación de juego realista incrustada en plataformas físicas autónomas".
Esta actividad también tiene como objetivo definir "un comportamiento colectivo, complejo y adaptativo para mejorar el intercambio de información, la toma de decisiones y la interacción con el entorno para que los UAV puedan interactuar sin problemas, influirse entre sí y sacar conclusiones lógicas correctas".
Mientras tanto, la tercera fase de desarrollo se completó a fines de 2019, según Dynetics, el contratista general del proyecto Gremlins. El objetivo del proyecto es lanzar una "bandada" de aviones Gremlin desde un avión de transporte C-130 y regresar a él. El programa Gremlins, cuyo concepto fue desarrollado por la Oficina de DARPA, prevé el uso de drones reutilizables capaces de realizar operaciones aéreas dispersas en un entorno de combate complejo.
Dynetics dijo en un comunicado que “los drones Gremlin se lanzan desde aviones existentes fuera del alcance de las defensas aéreas enemigas. Después de completar la misión, el avión C-130 lleva a los drones Gremlin a bordo y los transporta a la base, donde se reconstruyen rápidamente y vuelven a volar.
Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International y Kratos Unmanned Aerial Systems están participando en el programa.
Soluciones tecnológicas
Según el director de la empresa Kratos Steve Fendley, en el futuro, cientos, si no miles, de drones podrán participar en enjambres.
Fendley contó cómo enjambres de vehículos aéreos no tripulados en el futuro podrán interactuar con el objetivo de realizar un número ilimitado de misiones de ataque y defensivas a través de la toma de decisiones independiente a "nivel masivo".
"La confiabilidad aumenta exponencialmente si tiene una gran cantidad de vehículos realizando una tarea en particular", explicó Fendley, señalando que la pérdida de uno o más UAV en un gran enjambre de sistemas no afectará negativamente la misión.
“El enjambre en sí y sus capacidades de toma de decisiones no están vinculadas 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 juega contra oponentes casi iguales, donde la cantidad importa.
Fendley también llamó la atención sobre el hecho de que enjambres de vehículos aéreos no tripulados se pueden conectar en red a través de comunicaciones por satélite, lo que permite a las aeronaves, si es necesario, intercambiar datos fuera de la línea de visión.
“En el aire, estos dispositivos para diferentes propósitos intercambian entre sí toda la información disponible, es decir, cada uno de ellos posee más información de la que podría tener si estuviera volando por su cuenta. En consecuencia, las capacidades de cada elemento individual en el enjambre se mejoran enormemente.
Pero al mismo tiempo, el potencial de los vehículos aéreos no tripulados de enjambre aún no se ha realizado por completo, 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 con drones y la distribución y modificación de los bucles de decisiones cognitivas son áreas que aún deben explorarse a fondo. Según Fendley, "la investigación en estas áreas tiene una gran demanda ahora", pero la mayoría de las pantallas de enjambre aún necesitan integrarse y optimizar completamente el software de IA. La presentación de los enjambres de UAV hoy en día se basa más en la lógica que en la IA ".
En mayo del año pasado, como parte de su hoja de ruta de enjambres, Kratos anunció una asociación estratégica con el fabricante de drones Aerovironment. Esta cooperación tiene como objetivo desarrollar el concepto "Capacidades integradas de UAV tácticos altamente efectivos y misiles tácticos". Se prevé el despliegue del sistema de misiles de lanzamiento de tubo táctico Switchblade de Aerovironment a través de vehículos no tripulados más grandes y de alta velocidad, incluido el dron MQM-178 Firejet de Kratos. El portaaviones Firejet de 3 metros de largo, originalmente creado como un completo entrenador de lanzamiento de armas, es una copia en miniatura del objetivo aéreo de subescala BQM-167A, que es suministrado por la Fuerza Aérea de EE. UU.
Otros drones de ataque de Kratos también incluyen el UTAP-22 Mako y el XQ-58A Valkyrie.
Desarrollado en 2015, el portaaviones Mako de 6, 13 metros de largo es capaz de entregar enjambres de UAV al sitio y coordinar sus acciones, ajustando sus tareas y enviando información a la estación de control en tierra. El 23 de enero de 2020, se llevó a cabo el cuarto vuelo exitoso del vehículo aéreo no tripulado XQ-58A 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 EE. UU. Para un demostrador de tecnología de bajo costo con capacidades LCASD (Demostrador de ataque de bajo costo).
Durante las pruebas, la aeronave multitarea e independiente de la pista XQ-58A 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 vehículos de lanzamiento con el UAV Switchblade deberían realizarse a principios de 2020.
Tal combinación puede expandir significativamente la eficiencia operativa del jet Switchblade, que tiene un alcance máximo de 20 km cuando opera en modo único. "Combinado con el vehículo de lanzamiento, el alcance del Switchblade aumentará en 270 km adicionales si desea devolver la nave, y 540 km si está realizando una misión en una dirección", dijo Fendley, señalando que cada Firejet será capaz de llevar hasta cuatro Switchblades. "Los enjambres tradicionales son más fáciles de implementar utilizando sistemas pequeños y con el Firejet tenemos la intención de avanzar hacia conceptos de enjambres".
Capacidades de enjambre
Kratos también participa en el programa Gremlins de DARPA, que podría proporcionar la base para docenas de conceptos tipo enjambre, incluido el "despliegue aéreo y el gran reingreso de vehículos aéreos no tripulados".
A fines de 2019, Kratos y la oficina de DARPA realizaron el primer vuelo desde el avión C-130 de un transportista aún no revelado, que es una solución intermedia entre los vehículos Firejet y 167A. Este portaaviones sin marcar se caracteriza por sus alas plegables, lo que permite su transporte en la bodega de carga del avión C-130.
Una vez finalizada la tarea, el regreso de los transportistas al compartimento de carga se produce utilizando una tecnología que recuerda al reabastecimiento aéreo. Esto permite que el avión C-130 "atraque" con el portaaviones para devolverlo al compartimiento y moverlo al estante para su almacenamiento y reutilización.
La compañía Kratos para operaciones de enjambre de UAV también está desarrollando la tecnología Wolf Cancer. Como parte del concepto Wolf Pak, se está estudiando una tecnología de comunicación que permitirá combinar múltiples sistemas de aire en una red de alta frecuencia y, por lo tanto, mejorar la calidad del intercambio de datos.
La tecnología Wolf Pak también permite que los enjambres se adapten y reconfiguren de manera descentralizada, lo que permite que los enjambres de drones vuelen a una distancia predeterminada entre sí. Este software se está desarrollando a petición de un cliente no revelado del Ejército de EE. UU. No se proporcionaron más detalles, aunque los expertos de la industria sugieren que podría usarse para respaldar una variedad de requisitos operativos que van desde la inteligencia hasta la focalización.
El software Wolf Pak, actualmente en evaluación por parte del cliente, se ejecuta en enlaces UWB que reducen la firma electromagnética del UAV cuando se usa una sola estación de control.
Kratos dijo que la solución Wolf Pak designa a un "líder" que controla de forma remota o autónoma el resto del enjambre. El sistema también es redundante, el funcionamiento del enjambre no se ve afectado por el apagado o el daño a un dron separado. Cada UAV trabaja en un enjambre con su propio software integrado, lo que evita conflictos con drones y otros obstáculos.
Según Kratos, hoy el software Wolf Pak es capaz de controlar hasta 10 UAV en un enjambre. Las aeronaves también pueden desconectarse de la red para operaciones individuales, después de lo cual pueden volver a conectarse al enjambre. Fendley dijo:
“Wolf Pak permite integrar rápidamente equipos de UAV para la colaboración, aunque no incluye funciones de inteligencia artificial ni de toma de decisiones. Hoy en día no utilizamos un Wolf Pak, sin embargo, se creó un sistema prototipo para comprender cómo podría funcionar el concepto. El programa no incluye un canal de comunicación encriptado, pero en estos días se necesita un sistema seguro para llevar a cabo la vigilancia en una situación de combate.
Kratos está utilizando un sistema autónomo aún sin nombre para respaldar sus programas de demostración actuales y proporcionar una interfaz común con UAV enjambres que se pueden adaptar para integrar tipos específicos de aeronaves. Incluye un enlace de datos para control y monitoreo remoto; canal de comunicación adicional entre vehículos que vuelan en las proximidades; Software de piloto automático para garantizar un rendimiento de vuelo "básico"; así como una computadora de destino para la toma de decisiones de alto nivel. La tecnología también incluye software de inteligencia artificial desarrollado por Kratos y otros socios del sector civil no identificados.
“Nuestra intención es tener interfaces abiertas y diferentes enfoques que se adapten a cualquier parte de hardware / software. Kratos quiere alinearse con todos ellos e incorporar otras soluciones a nuestros drones. La autonomía se puede incrustar en sistemas básicos con interfaces que nos permitan interactuar y coordinarnos con subsistemas autónomos y de IA de otros desarrolladores , - señaló Fendley.
Mientras tanto, el fabricante europeo de misiles MBDA presentó varios conceptos y sistemas para respaldar las operaciones de enjambre de UAV en una exhibición aérea en París en el verano de 2019.
Entrega de enjambre
Un representante de la compañía MBDA dijo que está en marcha un desarrollo activo de su propio concepto de Future Air System y sus componentes: capacidades de enjambre. En particular, incluye la entrega de un enjambre de UAV por parte del denominado Remote Carrier, que será "compacto y discreto" y podrá trabajar en conjunto con otras plataformas y armas.
“A medida que las amenazas evolucionen y las estrategias de negación se vuelvan más sofisticadas, será necesario crear una superioridad aérea local y temporal”, dijo la compañía en un comunicado. "En estas operaciones ultrarrápidas, los elementos ejecutivos en red ocuparán una parte significativa de la nube de batalla, intercambiando información táctica y coordenadas de objetivos en tiempo real con plataformas y otros nodos de la red para lograr el impacto deseado".
MBDA llama a sus lanzadores remotos, lanzados desde aviones de combate y transporte y barcos de superficie, "plataformas y extensores de armas que los acompañan".
Según un representante de la empresa, el proyecto "medios remotos" incluye sensores de radiofrecuencia e infrarrojos de red con la función de fusión de datos e identificación automática de objetivos en entornos difíciles; funciones de detección de amenazas; y el desarrollo de herramientas avanzadas de planificación y toma de decisiones.
Los sistemas específicos estudiados por MBDA tienen capacidades de ataque táctico con "armas compactas en red desplegadas más allá del alcance de las armas, capaces de impactar con gran precisión y desorganizar las defensas enemigas a través del comportamiento de grupo y enjambre".
La empresa polaca WB Electronics también está estudiando las capacidades de enjambre de sus drones y munición merodeadora (BB). La compañía habló sobre planes futuros para plataformas autónomas que operan en configuraciones de enjambre. Según el director de WB Electronics, Martin Masievski, el éxito operativo futuro de estas tecnologías autónomas se basará en la funcionalidad que puedan proporcionar a las fuerzas armadas.
Por ejemplo, esta es la capacidad de BB y UAV para volar en ausencia de una señal de GPS e intercambiar mensajes con otras aeronaves tripuladas y no tripuladas durante misiones de enjambre.
Masievski dijo que WB Electronics está desarrollando tecnologías de enjambre para satisfacer las necesidades militares de sistemas deshabitados, especialmente cuando apoyan operaciones en condiciones de combate, pero no pudo proporcionar información más detallada. Señaló que WB Electronics está trabajando para conectar en red hasta seis municiones merodeadores Warmate LM, aunque este proyecto permanece en las primeras etapas de desarrollo. También expresó su visión de las capacidades de enjambre LM, que prevé el uso de hasta 20 drones conectados en una sola red para el reconocimiento y la recopilación de información.
La mayoría de las tecnologías de enjambre de hoy se desarrollan para el espacio aéreo. Sin embargo, las hojas de ruta a largo plazo se pueden complementar con capacidades similares para vehículos terrestres y de superficie.
“Estas oportunidades aún no están bien desarrolladas. Sin embargo, las decisiones comerciales ahora se centran en las aeronaves”, dijo Masievski. "Pero a medida que se desarrolle la tecnología, aumenten los niveles de autonomía y surja la inteligencia artificial para respaldar las operaciones en el espacio tridimensional, será posible transferirlas a la superficie o la esfera terrestre".
“Pero el potencial es increíblemente grande, especialmente a medida que la tecnología de IA se desarrolla y se vuelve más práctica. En el futuro, podremos ver cosas asombrosas, 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 deberían poder controlar de forma remota una gran cantidad de drones, robots terrestres o vehículos de superficie.
Los operadores deben estar equipados con software de control terrestre de próxima generación y dispositivos de usuario final para manipular de manera óptima los enjambres y reducir la carga de trabajo cognitiva. Cabe destacar la empresa Pison, que desarrolla tecnología de control de gestos en interés de la MTR estadounidense. Permite a los operadores controlar el funcionamiento del UAV con gestos con las manos utilizando un dispositivo que se lleva en la muñeca. Según la compañía, la próxima etapa de demostraciones está programada para junio de 2020.
