在城市作戰(zhàn)環(huán)境中，廉價的無人系統(tǒng)蜂群對于地面作戰(zhàn)部隊(duì)來說既有可能是威脅，也有可能是有力的武器。數(shù)百架協(xié)同的無人系統(tǒng)蜂群可以擴(kuò)展部隊(duì)在城市中的作戰(zhàn)范圍，例如，提供各種傳感器、視角和分辨率的信息，以及更多的武器平臺等。

　　因此，DARPA啟動了“進(jìn)攻蜂群戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目，設(shè)想在未來讓小型地面作戰(zhàn)單元于復(fù)雜城市環(huán)境中使用250個或更多的小型無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）和/或小型無人地面車（UGS）執(zhí)行各種作戰(zhàn)任務(wù)。利用和結(jié)合蜂群自主和人-蜂群編隊(duì)領(lǐng)域的最新技術(shù)，OFFSET項(xiàng)目想要快速發(fā)展和部署突破性的蜂群能力。

　　OFFSET項(xiàng)目的研制周期是42個月，目標(biāo)是簡化無人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制工作，讓作戰(zhàn)人員在時間緊迫、視線有限的城市環(huán)境中，可在數(shù)分鐘內(nèi)構(gòu)建和部署全新的戰(zhàn)術(shù)，并讓蜂群自主適應(yīng)編隊(duì)規(guī)模的增減（改變范圍達(dá)到50%）。OFFSET的項(xiàng)目是發(fā)展戰(zhàn)術(shù)而不是平臺，因此將使用商用貨架無人機(jī)。

　　項(xiàng)目第一階段：使用50架無人機(jī)蜂群定位一個目標(biāo)。

　　項(xiàng)目第二階段：使用100架無人機(jī)在城市中開展一次攻擊。

　　項(xiàng)目第三階段：使用250個無人系統(tǒng)搶奪一片地域。

　　項(xiàng)目最終的目標(biāo)是使用250個或更多的無人系統(tǒng)在8個城市街區(qū)自主執(zhí)行6小時的任務(wù)。

　　簡化無人系統(tǒng)蜂群的規(guī)劃和控制的關(guān)鍵一環(huán)是構(gòu)建編程界面，其允許使用者快速產(chǎn)生或者改進(jìn)戰(zhàn)術(shù)。編程界面的根本目標(biāo)是允許使用者僅需要思考戰(zhàn)術(shù)術(shù)語而不是平臺的細(xì)節(jié)或者交換的信息。例如，使用者可以指定一片想讓要蜂群繪圖的區(qū)域，之后系統(tǒng)將會選擇編程模塊并告訴蜂群如何移動、如何使用攝像機(jī)等，之后把傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地圖。

　　系統(tǒng)承包商工作

　　作為系統(tǒng)集成商，諾格公司正在設(shè)計、研發(fā)和部署一種基于游戲架構(gòu)的蜂群開放系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，以設(shè)計和集成蜂群戰(zhàn)術(shù)。而另一家系統(tǒng)集成商雷神公司正在研發(fā)一種虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）界面，允許一名操作人員控制一大群廉價的無人系統(tǒng)。公司OFFSET項(xiàng)目的首席調(diào)研員沙恩·克拉克表示，公司已經(jīng)測試了由50架無人機(jī)組成的蜂群，并計劃繼續(xù)擴(kuò)充蜂群數(shù)量。

　　在試驗(yàn)中，無人機(jī)與使用平板電腦的“蜂群戰(zhàn)術(shù)制定人員”通過WiFi進(jìn)行通信（項(xiàng)目的目標(biāo)是使平臺與通信無直接關(guān)聯(lián)）。“戰(zhàn)術(shù)制定人員”使用HTC Vive虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和其他一些控制器與環(huán)境開展交互。目前，獲得的數(shù)據(jù)僅用來支持實(shí)時決策，但是未來將增加存儲功能。

　　由于與上百架無人機(jī)交互起來十分復(fù)雜，因此它們將被分為多個群，并分別管理。每群無人機(jī)可以顯示它們的目標(biāo)區(qū)域、給定的任務(wù)、電池壽命和通信鏈的狀態(tài)。當(dāng)然，操作人員也可以看到每架無人機(jī)的信息。整個蜂群就像一個ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，每一架無人機(jī)都是蜂群的節(jié)點(diǎn)。

　　目前，VR界面擁有一些簡單的指揮能力，例如，在蜂群中選擇子群，命令它們移動到特殊的區(qū)域或者讓無人機(jī)旋轉(zhuǎn)飛行以不斷獲得周圍環(huán)境的影像。一些無人機(jī)將配裝擁有圖像識別功能的光電攝像機(jī)，而其他無人機(jī)將使用具備三維繪圖功能的激光雷達(dá)。除此之外，雷神公司還正在繼續(xù)發(fā)展相關(guān)能力，例如使用VR環(huán)境描述將被繪制的區(qū)域，并選擇無人機(jī)完成任務(wù)，之后利用話音指令繪制該區(qū)域。

　　克拉克表示：“在模擬環(huán)境中，使用擁有全新功能的傳感器是很方便的，并可以據(jù)此制定各類戰(zhàn)術(shù)。DARPA給出的一個例子是，如果有一臺可以看穿墻壁的攝像機(jī)，那么會產(chǎn)生出很多不同的蜂群戰(zhàn)術(shù)。我們不僅關(guān)注目前的能力，也將關(guān)注未來。”

　　蜂群沖刺

　　OFFSET項(xiàng)目將開展多次“蜂群沖刺”活動，并通過征求流程選擇一些“沖刺者”，在一些技術(shù)領(lǐng)域開展研究。項(xiàng)目的五個核心“沖刺”活動都將各自聚焦于一個核心推進(jìn)領(lǐng)域：蜂群戰(zhàn)術(shù)、蜂群自主、人-蜂群編隊(duì)、虛擬現(xiàn)實(shí)和物理試驗(yàn)臺，并計劃每6個月進(jìn)行一次試驗(yàn)。

　　雷神公司上述的VR界面也將提供給不同的“沖刺者”。同時“沖刺者”還將使用由微軟公司研發(fā)的AirSim開放資源飛行模擬器以測試不同的蜂群戰(zhàn)術(shù)。

　　第一個“蜂群沖刺”

　　去年，項(xiàng)目公布了首個“蜂群沖刺”活動，DARPA稱其為“插曲1”，目標(biāo)是產(chǎn)生蜂群戰(zhàn)術(shù)，部署由50個異構(gòu)系統(tǒng)組成的蜂群，在兩個街區(qū)和15～30分鐘內(nèi)定位一個城市目標(biāo)。第一個“蜂群沖刺”的相關(guān)能力包括繪圖、標(biāo)定進(jìn)入和退出點(diǎn)、部署傳感器網(wǎng)絡(luò)和保持和人員的聯(lián)系，相關(guān)的任務(wù)包括偵察、生成作戰(zhàn)區(qū)域的語義學(xué)地圖、和/或識別和擊敗可能的安全威脅。

　　DARPA剛剛確定了第一個“蜂群沖刺”的所有參與者：洛馬公司先進(jìn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、翱翔技術(shù)公司、查爾斯河分析公司、馬里蘭大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，并將在今年夏天開展試驗(yàn)（試驗(yàn)環(huán)境相對簡單：街區(qū)中沒有電線，建筑物內(nèi)也沒有打開的門），“沖刺者”將使用編程界面、虛擬和/或真實(shí)的試驗(yàn)臺研發(fā)并測試各自的應(yīng)用程序和戰(zhàn)術(shù)。

　　第二個“蜂群沖刺”

　　為了繼續(xù)快速推進(jìn)項(xiàng)目和發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，3月26日，DARPA開始征求第二個“蜂群沖刺”的項(xiàng)目建議書。第二個“蜂群沖刺”活動聚焦于自主性的提高：在兩個街區(qū)范圍內(nèi)，使用由50個無人機(jī)和無人車組成的異構(gòu)蜂群在15～30分鐘內(nèi)隔離一個城市目標(biāo)。“蜂群沖刺者”將使用現(xiàn)有或者發(fā)展全新的硬件（傳感器、作動器和受動器）、算法、和/或創(chuàng)新的能力，開展有針對性的驗(yàn)證，展示在復(fù)雜城市環(huán)境中蜂群系統(tǒng)的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

　　第二個“蜂群沖刺”將開展物理和虛擬的試驗(yàn)，而參與第二個“蜂群沖刺”活動的“沖刺者”將有機(jī)會與1～2個系統(tǒng)集成商一起工作，以發(fā)展、評估戰(zhàn)術(shù)和自主算法，并有機(jī)會同DARPA和系統(tǒng)集成商開展進(jìn)一步的合作。

　　未來的“蜂群沖刺”活動將覆蓋人-蜂群編隊(duì)、虛擬環(huán)境和物理試驗(yàn)臺。