En menos de tres años, los algoritmos de inteligencia artificial (IA) desarrollados en el marco del programa Air Combat Evolution (ACE) de DARPA han pasado de controlar F-16 simulados en combates aéreos en pantallas de ordenador a controlar un F-16 real en vuelo.
Los vuelos de IA de ACE formaron parte de un exitoso evento de prueba más amplio que incluyó a DARPA, TPS y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, lo que permitió a múltiples organizaciones del Departamento de Defensa trabajar en estrecha colaboración con contratistas de desarrollo de IA hacia objetivos compartidos. A principios de diciembre de 2022, los desarrolladores de algoritmos ACE cargaron su software de IA en un avión de pruebas F-16 especialmente modificado, conocido como X-62A o VISTA (Variable In-flight Simulator Test Aircraft), en la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea (TPS) de la Base Edwards de la Fuerza Aérea, California, y realizaron varios vuelos durante varios días. Los vuelos demostraron que los agentes de IA pueden controlar un avión de combate a escala real y proporcionaron valiosos datos de vuelo en directo.
“Ejecutamos múltiples salidas [despegues y aterrizajes] con numerosos puntos de prueba en cada salida para probar los algoritmos en distintas condiciones de partida, contra diversos adversarios simulados y con capacidades de armamento simuladas”, explicó Hefron. “No nos encontramos con ningún problema importante, pero sí con algunas diferencias en comparación con los resultados basados en la simulación, lo cual es de esperar cuando se pasa de lo virtual a lo real. Esto pone de relieve la importancia no sólo de probar en vuelo capacidades autónomas avanzadas, sino de hacerlo en bancos de pruebas como VISTA, que nos permitió aprender rápidamente lecciones e iterar a un ritmo mucho más rápido que con otros vehículos aéreos”.
“Gracias al excelente trabajo en equipo y a la coordinación entre DARPA, la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y nuestros equipos de ejecutores, hemos progresado rápidamente en la Fase 2 en todas las áreas del programa ACE”, dijo el teniente coronel de la Fuerza Aérea Ryan “Hal” Hefron, director del programa DARPA para ACE. “VISTA nos permitió racionalizar el programa saltándonos la fase de subescala prevista y pasando directamente a una implementación a escala real, ahorrando un año o más y proporcionando información sobre el rendimiento en condiciones de vuelo reales”.
EpiSci, PhysicsAI, Shield AI y el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, colaboradores de DARPA, pilotaron diferentes algoritmos de IA del F-16 en el X-62A. El avión, un F-16 biplaza muy modificado, puede programarse para demostrar las características de vuelo de distintos tipos de aeronaves. El VISTA se actualizó recientemente con el Sistema de Control Autónomo de Simulación (SACS), lo que convierte al avión en una plataforma perfecta para probar los agentes autónomos de IA del F-16 de ACE. A bordo del avión VISTA había un piloto de seguridad para tomar el control si algo se torcía. El VISTA, operado por la Escuela de Pilotos de Pruebas de las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos con el apoyo de Calspan y Lockheed Martin, voló por primera vez en 1992 y ha sido un elemento básico del plan de estudios de TPS. Ha proporcionado a los estudiantes del TPS la posibilidad de experimentar diversas condiciones de vuelo, incluida la simulación de las características de otras aeronaves. El VISTA se encuentra actualmente en medio de un programa de actualización que sustituirá por completo al Sistema de Simulación VISTA (VSS).
La Escuela de Pilotos de Pruebas también está apoyando el programa ACE para medir la confianza de los pilotos en el agente de IA para llevar a cabo combates aéreos dentro del alcance visual (denominados “dogfight”) mientras el piloto humano se centra en tareas más amplias de gestión de la batalla en la cabina. Los pilotos de prueba de las Fuerzas Aéreas han realizado numerosos vuelos reales en reactores de entrenamiento L-29 en el Laboratorio de Rendimiento de Operadores (OPL) del Instituto Tecnológico de la Universidad de Iowa, que participa en el programa ACE. Los reactores biplaza L-29 del OPL están equipados con sensores en la cabina para medir las respuestas fisiológicas del piloto, lo que da a los investigadores pistas sobre si el piloto confía o no en la IA.
A finales de enero de 2023, el TPS organizó un evento ACE Trust Capstone en el que se utilizaron simuladores para medir la alineación piloto-agente, con vuelos posteriores de calibración de la confianza en el X-62A previstos para finales de este año. Iniciado en 2019, ACE tiene como objetivo desarrollar una autonomía de confianza, escalable, de nivel humano e impulsada por IA para el combate aéreo usando el combate aéreo colaborativo entre humanos y máquinas como su problema de desafío. En agosto de 2020, las pruebas AlphaDogfight del programa ACE enfrentaron a agentes de IA que pilotaban F-16 simulados en una competición virtual de combate aéreo que culminó con la victoria de la IA que derrotó a un experimentado piloto de caza F-16 que volaba en un simulador.
