Tương lai với vũ khí không người lái bầy đàn

Kết quả của một nghiên cứu kéo dài 4 năm vừa được một nhóm các nhà nghiên cứu Đại học bang Oregon (OSU) công bố cho thấy một người có thể chỉ huy hàng trăm UAV như thế nào.

Theo OSU, những phát hiện này thể hiện một bước tiến quan trọng hướng tới việc sử dụng hiệu quả và kinh tế khi sử dụng thiết bị bầy đàn trong nhiều vai trò khác nhau, từ chữa cháy vùng đất hoang đến vận chuyển gói hàng, ứng phó thảm họa trong môi trường đô thị.

Nghiên cứu OSU được phát triển từ chương trình Chiến thuật tấn công bầy đàn (OFFSET) của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA). Được tiến hành trong vòng 4 năm, các nhà nghiên cứu đã triển khai một đàn lên tới 250 phương tiện tự lái (UAV nhiều cánh quạt và máy thám hiểm mặt đất) để thu thập thông tin ở khu vực đô thị, nơi các tòa nhà làm suy giảm khả năng liên lạc qua vệ tinh và tầm nhìn thẳng. Báo cáo của OSU cho biết những đàn này cũng đã được sử dụng tại các địa điểm huấn luyện quân sự ở đô thị để thu thập thông tin có khả năng nâng cao sự an toàn cho quân đội và dân thường Mỹ.

“Chỉ huy bầy đàn” có thể là một công việc của tương lai?

Julie A. Adams, phó giám đốc phụ trách các hệ thống và chính sách đã triển khai tại Viện Hệ thống thông minh và Robot hợp tác của OSU, cho biết: “Dự án yêu cầu sử dụng các công nghệ sẵn có và xây dựng quyền tự chủ cần thiết để chúng được triển khai bởi một người duy nhất được gọi là người chỉ huy bầy đàn. Công việc đó cũng yêu cầu phát triển không chỉ các hệ thống và phần mềm cần thiết mà còn cả giao diện người dùng cho người chỉ huy bầy đàn đó để cho phép một con người duy nhất triển khai các hệ thống mặt đất và trên không này”. Công nghệ luồng thông tin thông minh giúp phát triển giao diện thực tế ảo có tên I3, cho phép người chỉ huy điều khiển bầy đàn bằng các hướng dẫn cấp cao.

Adams nói: “Những người chỉ huy không điều khiển từng phương tiện riêng lẻ bởi vì nếu bạn triển khai nhiều phương tiện như vậy thì họ không thể – một con người không thể làm được điều đó. Ý tưởng là người chỉ huy bầy có thể chọn một vở kịch để thực hiện và có thể thực hiện những điều chỉnh nhỏ cho nó. Dữ liệu khách quan từ những người chỉ huy đàn được đào tạo đã chứng minh rằng một con người có thể triển khai các hệ thống này trong môi trường xây dựng, điều này có ý nghĩa rất rộng ngoài dự án này”.

Bầy đàn UAV chiến đấu và hệ thống chỉ huy.

Nghiên cứu được thực hiện tại Cơ sở Huấn luyện Tập thể Vũ trang Kết hợp của Bộ Quốc phòng Mỹ. Các chỉ huy nhóm cập nhật khối lượng công việc và mức độ căng thẳng của họ cứ 10 phút một lần trong mỗi cuộc tập trận kéo dài nhiều ngày khi các phương tiện bổ sung được giới thiệu. Hơn 100 phương tiện đã được sử dụng để đánh giá mức độ khối lượng công việc của chỉ huy trong cuộc tập trận cuối cùng. Cảm biến sinh lý cung cấp thông tin vào một thuật toán ước tính khối lượng công việc dựa trên mức độ kênh cảm giác và khối lượng công việc tổng thể, báo cáo của OSU.

Adams bình luận: “Ước tính khối lượng công việc của người chỉ huy bầy đàn thường xuyên vượt qua ngưỡng quá tải, nhưng chỉ trong vài phút mỗi lần và người chỉ huy đã có thể hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, thường trong điều kiện nhiệt độ và gió đầy thách thức”.

Những đàn UAV giá rẻ cho chiến đấu

Hải quân Mỹ có thể sử dụng UAV tự động, hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI) cho cả mục đích tấn công và phòng thủ. Những nhóm UAV này, được gọi là “Super Swarm”, được sử dụng để áp đảo lực lượng phòng không hoặc thực hiện các cuộc không kích kiểu tự sát. Ví dụ, bầy đàn UAV có thể cất cánh từ những nơi khác nhau, như tàu ngầm và máy bay, đồng thời có thể được trang bị theo nhiều cách, như mang bom, thiết bị gây nhiễu điện tử và thiết bị quân sự. Tài liệu cũng nói về việc chế tạo “tàu mẹ” vận chuyển và triển khai những đàn này. UAV được chế tạo hàng loạt bằng cách sử dụng công nghệ in 3D tạo ra những chiếc máy bay dùng một lần, rẻ tiền. Chi phí sẽ phải giảm xuống để bất kỳ đàn UAV nào trong tương lai có thể hoạt động. Một số UAV nhỏ tiên tiến nhất của quân đội đã có giá hơn 200.000 USD mỗi chiếc.

Những bầy đàn UAV của Hải quân Mỹ cũng được sử dụng làm tuyến phòng thủ đầu tiên trong chiến đấu thực tế. Ví dụ, chúng có thể xuyên thủng hàng phòng thủ kiên cố và dọn đường cho cuộc không kích hoặc tấn công mặt đất sau này. Ngay cả khi nhiều máy bay trong đàn bị bắn hạ, điều đó cũng không thành vấn đề vì mục đích là gây ra cho kẻ thù nhiều sự bối rối và chậm trễ nhất có thể. Mỹ không phải là quốc gia duy nhất cân nhắc việc triển khai bầy đàn UAV quân sự. Trung Quốc, Nga và thậm chí cả Israel được cho là đang tiến hành nghiên cứu về bầy đàn UAV tương tự. Vẫn chưa rõ điều gì cụ thể sẽ đến từ tài liệu ngân sách này hay không, nhưng bầy đàn UAV sẽ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết đối với chiến tranh trong tương lai.

Trung Quốc phát triển công nghệ để một đàn UAV có thể bay qua những môi trường không được kiểm soát một cách hoàn toàn tự động.

Đàn máy bay không người lái được điều khiển bằng AI

Hệ thống được cung cấp dữ liệu từ vệ tinh, máy bay không người lái trinh sát khác, phương tiện trên không và thông tin được thu thập bởi đơn vị mặt đất. Tháng 7/2019, đàn UAV không xác định đã tấn công các tàu khu trục của Hải quân Mỹ, dẫn đến cảnh báo. Tháng 5/2021, Israel cho phép sử dụng bầy đàn UAV để xác định vị trí, xác định và tấn công chiến binh Hamas, đây có thể là lần đầu tiên sử dụng bầy đàn UAV trong chiến đấu. Người ta tin rằng Israel đã triển khai một robot bán tự động trong cuộc xung đột gần đây ở Gaza. Mang theo súng máy, robot có tên Jaguar này có khả năng lái xe đến địa điểm được chỉ định, bắn trả và thậm chí tự hủy khi bị xâm phạm. Tuy nhiên, robot cần người điều khiển để bắt đầu bắn từ súng máy. Một bầy đàn UAV hoàn toàn tự động là một cấp độ công nghệ hoàn toàn khác. Chúng là một thực thể được nối mạng hoàn toàn không được kiểm soát bởi con người.

Được vận hành bởi trí tuệ nhân tạo (AI), chúng có thể tiếp tục sứ mệnh của mình, ngay cả khi mất một số UAV trong quá trình thực hiện nhiệm vụ. Hệ thống máy học được cung cấp dữ liệu có nguồn gốc từ vệ tinh, UAV trinh sát khác và phương tiện trên không cũng như thông tin được thu thập bởi các đơn vị mặt đất. Trong vài năm qua, Lực lượng Phòng vệ Israel (IDF) sử dụng AI và siêu máy tính xác định các địa điểm hoạt động của Hamas và lên kế hoạch tấn công nhằm loại bỏ mọi lợi thế chiến lược. Theo IDF, điều này cho phép họ xem xét dữ liệu thu thập được nhanh hơn nhiều và giảm thời gian cần thiết cho nhiệm vụ của mình. Đơn vị 8200 là Quân đoàn Tình báo của Israel phát triển các thuật toán sử dụng dữ liệu tình báo địa lý, tín hiệu và con người để xác định các điểm tấn công chiến lược này. IDF chưa công bố chi tiết cụ thể về cuộc tấn công bầy đàn tự trị.

Tháng 3/2020, Libya đã sử dụng một phương tiện không người lái tự động để thực hiện những cuộc tấn công vào Lực lượng liên kết của phiến quân Haftar. Nhưng không phải ai cũng hài lòng về chiến tranh do công nghệ dẫn đầu. Tổ chức Theo dõi Nhân quyền thực hiện một chiến dịch chống lại vũ khí tự động hoàn toàn mà tổ chức này gọi là “robot sát thủ”. Theo trang web của họ, “Có những nghi ngờ nghiêm trọng rằng vũ khí tự động hoàn toàn có thể đáp ứng các tiêu chuẩn luật nhân đạo quốc tế, bao gồm các quy tắc phân biệt, cân xứng và sự cần thiết về mặt quân sự, trong khi chúng sẽ đe dọa quyền cơ bản về cuộc sống và nguyên tắc của con người”.

Những chiếc UAV mới có thể thay đổi chiến tranh trong tương lai.

Phát triển UAV có thể tách rời theo modul

Mới đây, Trung Quốc được cho là đã phát triển một loại UAV tách chuyến bay giữa chừng thành những chiếc máy bay nhỏ hơn, độc lập. Hệ thống UAV mới có thể tràn vào không phận đối phương và gây nhầm lẫn cho hệ thống phòng thủ chống UAV và phòng không. UAV có thể tách thành hai, ba hoặc thậm chí sáu UAV nhỏ hơn trong chớp mắt. Các máy bay phụ, lấy cảm hứng từ hạt phong, có thể mở ra một loại hình chiến tranh không người lái mới. Mỗi đơn vị máy bay có thể tách rời được cho là có một cánh quạt duy nhất và có thể bay lượn tự do như UAV thông thường. Được phát triển bởi Giáo sư Shi Zhiwei từ Đại học Hàng không và Du hành vũ trụ Nam Kinh, UAV mới là sản phẩm của nhiều năm nghiên cứu trong lĩnh vực này.

Một nhóm nhà nghiên cứu khác tại Đại học Chiết Giang ở Trung Quốc phát triển công nghệ cần thiết để một đàn UAV bay qua những môi trường không được kiểm soát một cách hoàn toàn tự động. Bất chấp mọi sự phát triển về công nghệ, UAV vẫn bị giới hạn bởi thời gian bay. Vì vậy, thay vì điều khiển UAV nhiều lần để hoàn thành nhiệm vụ, một đàn có thể lập bản đồ một khu vực một cách nhanh chóng. Ví dụ, việc có một đàn máy bay không người lái giám sát các khu vực hoặc tòa nhà bị động đất tấn công được coi là không an toàn đối với con người có thể tạo ra một bản đồ toàn diện hơn về mọi biện pháp cứu trợ cần thiết so với những gì mà một UAV do con người vận hành có thể cung cấp. Bầy đàn bao gồm nhiều robot có kích thước bằng lòng bàn tay được trang bị cảm biến độ cao, camera độ sâu và máy tính tích hợp.

Không giống như đàn UAV của Israel được đề cập ở trên, đàn máy bay này không dựa vào hệ thống định vị toàn cầu (GPS) hoặc hướng dẫn bên ngoài. Vì vậy, khả năng tránh va chạm, phối hợp bầy đàn và hiệu quả bay đều được mã hóa vào thuật toán này, đây là một điều khá kỳ công. Ngoài khu rừng, nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm bầy đàn bằng cách yêu cầu nó tuân theo sự chỉ dẫn của một người và tránh các UAV khác trong thí nghiệm ở khu vực có mật độ giao thông cao. Thử thách khi vận hành trong một thành phố có nhiều người và phương tiện chắc chắn là một thách thức lớn ở phía trước.