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La IA que voló el F-16 (X-62 VISTA) hizo combate aéreo

Prometimos actualizar información sobre el X-62 VISTA tan pronto supiéramos algo más, y hemos encontrado otra nota de prensa de DARPA, así que actualizamos…

En menos de tres años, los algoritmos de inteligencia artificial (IA) desarrollados bajo el programa Air Combat Evolution (ACE) de DARPA han pasado de controlar F-16 simulados que vuelan combates aéreos en pantallas de computadora a controlar un F-16 real en vuelo.

A principios de diciembre de 2022, los desarrolladores de algoritmos de ACE cargaron su software de inteligencia artificial en un avión de prueba F-16 especialmente modificado conocido como X-62A o VISTA (Variable In-flight Simulator Test Aircraft), en la escuela de pilotos de pruebas (TPS – Test Pilot School-) de la USAF, en la base aérea de Edwards, California, y realizó varios vuelos durante varios días, hasta completar 15h de vuelo. Los vuelos demostraron que la IA puede controlar un avión de combate.

Combate en simulador IA contra IA

Los vuelos de ACE AI fueron parte de un exitoso programa de prueba más amplio, que involucraba a DARPA, TPS y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), lo que permitió que varias organizaciones del Departamento de Defensa (DoD) trabajaran en estrecha colaboración con los contratistas de desarrollo de IA hacia objetivos comunes.

Gracias al excelente trabajo en equipo y 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 desempeño, hemos progresado rápidamente en la Fase 2 en todas las áreas del programa ACE. VISTA nos permitió simplificar el programa saltándonos la fase de subescala planificada y procediendo directamente a una implementación a gran escala, ahorrando un año o más y brindando información sobre el rendimiento en condiciones de vuelo reales.

Realizamos múltiples salidas con numerosos puntos de chequeo, realizados en cada salida para probar los algoritmos en diferentes condiciones de inicio, contra varios adversarios simulados y con capacidades de armas simuladas. No nos encontramos con ningún problema importante, pero encontramos algunas diferencias en comparación con los resultados obtenidos en las simulaciones, lo cual es de esperar cuando se pasa de lo virtual a lo real. Esto destaca la importancia no solo de probar en vuelo las capacidades autónomas avanzadas, sino también de hacerlo en bancos de pruebas como VISTA, lo que nos permite aprender lecciones rápidamente e iterar a un ritmo mucho más rápido que con otros vehículos aéreos.

Teniente coronel Ryan «Hal» Hefron, gerente del programa ACE para DARPA

Combate en simulador humano contra IA

Los algoritmos que se cargaron en el ordenador del X-62 para que controlaran el avión son de EpiSci, PhysicsAI, Shield AI y el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins

Iniciado en 2019, el objetivo de Air Combat Evolution (ACE) es desarrollar una IA autónoma fiable, escalable, y que pueda utilizarse en combate aéreo de forma colaborativa con pilotos humanos.

En 2020 este programa, como os contamos en este blog, enfrentó a unas inteligencias artificiales contra otras en un simulador de vuelo de código abierto, para finalmente enfrentar a la IA ganadora de todas ellas con un piloto humano.

Otros programas similares han enfrentado a pilotos reales contra IA que volaba un avión virtual y que se proyectaba sobre la realidad, una suerte de realidad aumentada.

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Un F-16 (X-62 VISTA) vuela más de 15h con una IA a los mandos

El verano pasado os presentábamos el X-62 VISTA (VISTA proviene de Variable Stability In-flight Simulator Test Aircraft o Variable In-flight Stability Test Aircraft). Básicamente, un F-16 biplaza (F-16D Block 30 Peace Marble Il con aviónica de un Block 40)altamente modificado para convertirlo en un avión experimental, y un «simulador de vuelo volante».

Aunque eso de simulador y en vuelo parezca contradictorio, tiene una fácil explicación: este avión es capaz de simular el comportamiento de casi cualquier otro avión en vuelo, del pesado B-52 al ágil caza ligero HAL Tejas. Algo así como aquél avión que era capaz de simularlos a todos… pero versión ultra moderna.

Lo que hace que el avión experimental sea aún más revolucionario es su reciente inclusión en el programa Skyborg de la USAF, que busca explorar posibles aplicaciones militares de sofisticados sistemas de inteligencia artificial para dotar de autonomía táctica a los aviones de combate no tripulados (UCAV).

Y con esto último está relacionada la última nota de prensa que ha hecho pública Lockheed Martin:

El Lockheed Martin VISTA X-62A, un avión de entrenamiento único en su tipo, fue pilotado por un agente de inteligencia artificial durante más de 17 horas recientemente, lo que representa la primera vez que la IA participa en un avión táctico. […] El vuelo de más de 17 horas de un agente de AI se llevó a cabo como parte de una serie de pruebas en diciembre.

La nota de prensa indica que son unos ensayos realizados durante el último mes de diciembre. Sin embargo, la redacción de la nota de prensa nos lleva a confusión, no tenemos claro si la IA ha totalizado 17h de vuelo a los mandos, o si ha realizado un único vuelo de 17h, lo que hubiera supuesto repostajes en vuelo intermedios. En principio entendemos que es lo primero.

VISTA nos permitirá desarrollar y probar en paralelo técnicas de inteligencia artificial de vanguardia y nuevos diseños de vehículos no tripulados. Este enfoque, combinado con pruebas enfocadas en nuevos sistemas de vehículos a medida que se producen, madurará rápidamente la autonomía de las plataformas no tripuladas y nos permitirá dotar a nuestros combatientes de capacidades tácticamente relevantes.

Dr. M. Christopher Cotting, director de investigación de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea de EE. UU

Siguiendo con la nota de prensa…

Las actualizaciones incluyen un sistema de simulación VISTA (VSS) actualizado proporcionado por Calspan, y el algoritmo de seguimiento del modelo (MFA) de Lockheed Martin y el sistema para el control autónomo de la simulación (SACS). Los sistemas SACS y MFA integrados juntos brindan nuevas capacidades a VISTA para que pueda usarse para realizar los experimentos de prueba de vuelo más avanzados que enfatizan la autonomía y de la IA.

Esta nueva capacidad del sistema de misión con VSS, MFA y SACS enfatiza el desarrollo e integración avanzados de algoritmos de aeronaves autónomas. En el corazón del sistema SACS se encuentra Skunk Works Enterprise-wide Open Systems Architecture (E-OSA) que impulsa la Enterprise Mission Computer versión 2 (EMC2) o «Einstein Box».

Los componentes adicionales de SACS incluyen la integración de sensores avanzados, una solución de seguridad multinivel y un conjunto de pantallas de tableta Getac en ambas cabinas. Estos componentes mejoran las capacidades de VISTA al tiempo que mantienen su ventaja de creación rápida de prototipos, lo que permite específicamente cambios rápidos de software para aumentar la frecuencia de los vuelos de prueba y acelerar el ritmo del desarrollo de la IA y la autonomía para satisfacer las necesidades urgentes de seguridad nacional.

VISTA continuará desempeñando un papel integral en el rápido desarrollo de las capacidades de IA y autonomía para la Fuerza Aérea de los EE. UU. Actualmente está pasando por una serie de inspecciones de rutina. Los vuelos se reanudarán en la Base de la Fuerza Aérea Edwards a lo largo de 2023.

Ya en 2010 hablamos de la idea de convertir un F-16 en blanco aéreo, o QF-16. Volaría en 2013. Y en 2016 el QF-16 estaría volando como punto fiel, eso sí con un piloto de seguridad a bordo.

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[Análisis y opinión] ¿Por qué los aviones de pasajeros seguirán teniendo forma de tubo?

En las charlas de café -sí, tomamos café con gente un tanto peculiar-, o en las de hangar, es una de las preguntas que surgen de vez en cuando. ¿Por qué el avión del futuro se dibuja como un ala volante o un BWB y sin embargo seguimos volando en aviones tipo tubo?¿Y por qué los desarrollos más inmediatos, como el de Boeing y la NASA o Embraer, siguen siendo tipo tubo?

Cabina toroidal de Airbus, intentando solucionar los tiempos de evacuación

Vamos a dar todas las razones que se nos ocurren:

  • Aceptación del público. Algo no sólo debe ser un avión, sino que además debe parecerlo y debe ser aceptado por el público. ¿Os imagináis aviones sin ventanas? Pesarian mucho menos y por tanto consumirían menos, pero, ¿qué dice el público?
  • Costes de desarrollo. Hoy día no se desarrollan aviones desde cero. Siempre se parte de trabajo previo, diseños previos, herramientas previas… cambiar radicalmente el diseño implica cambiar todo desde cero y, si desarrollar un avión es caro, ¡imaginad cambiar la forma radical desde cero!
  • Tiempos de evacuación. Para certificar una aeronave para transporte de pasajeros ha de cumplirse un tiempo máximo de evacuación de la misma. En un fuselaje tipo tubo, todos los pasajeros tienen las puertas relativamente cerca. En un fuselaje tipo ala volante o BWB, las personas sentadas en el centro quedan bastante más lejos de las puertas.
  • Aceleraciones en los asientos más alejados del eje de simetría del avión. En un tubo, todos los asientos están relativamente a la misma distancia del eje de alabeo del avión. En un avión tipo ala volante o BWB, los asientos más alejados sufrirán mayores desplazamientos y aceleraciones en cada viraje o en cada turbulencia, haciéndolo más incómodo para el pasajero que viaje allí.
  • Asientos sin ventana. Tan solo los pasajeros sentados en algunas de las partes del avión contarían con ventana en un BWB, el resto tendrían que conformarse con la pared, o con pantallas.
  • Presurización. Para presurizar, las mejores formas siguen siendo la esfera o el cilindro. Cualquier otra sección transversal distinta a estas sería problemática. Por tanto, diseñar el interior de un avión BWB con idea de presurizarlo es complejo…
  • Logística aeroportuaria. Todas las dimensiones de un aeropuerto así como la logística aeroportuaria asociada a cada avión está diseñada para aviones tipo tubo, y cambiar a tipo BWB podría requerir adaptaciones.
Avión con forma de V de la universidad de Delft

Así que, desde nuestro punto de vista, lo más normal será que al menos a corto y medio plazo continuemos volando en aviones con fuselaje tipo tubo, y que las alas volantes y BWB queden para aviones militares y aviones no tripulados.

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DARPA selecciona a General Atomics y Aurora FS para desarrollar su anfibio/ekranoplano Liberty Lifter

Liberty, además de sonaros por los buques de transporte, os suena porque os presentamos este proyecto en mayo del año pasado.

Se trata de un avión anfibio, similar en tamaño y capacidad al avión de transporte C-17 Globemaster III. Los objetivos incluyen el despegue y el aterrizaje en el estado del mar 4, la operación sostenida en el agua hasta el estado del mar 5 y operar como ekranoplano o vehículo de efecto suelo y como avión, con un techo de 10000ft sobre el mar (ASL).

Efecto suelo

Dos equipos, General Atomics que trabaja con Maritime Applied Physics Corporation y Aurora Flight Sciences que trabaja con Gibbs & Cox y ReconCraft, desarrollarán diseños para el prototipo a gran escala del Liberty Lifter, hidroavión y vehículo de efecto suelo –ekranoplano– de DARPA.  Y, además, debe concebirse como aeronave de bajo coste para romper con la tradición de los programas de adquisición de aeronaves, incluso utilizando materiales «exóticos» en aviación, es decir, poco utilizados tradicionalmente en aviación, pero de más bajo coste. (¿Acero inoxidable, tal vez?)

Concepto de GA, más próximo a las imágenes publicadas inicialmente por DARPA

El equipo de General Atomics ha seleccionado un diseño de doble casco y ala media para optimizar la estabilidad en el agua y el comportamiento en el mar. Emplea propulsión distribuida utilizando doce turbohélices, similar al diseño conceptual que publicó DARPA en su nota de prensa original.

Concepto de Aurora

El diseño del punto de partida de Aurora Flight Sciences es más convencional, con un solo casco/fuselaje y ala alta, movido por 8 turbohélices, y recuerda al Boeing Pelican.

El programa centra el foco en tres aspectos:

  • Operaciones marítimas ampliadas: Se hará hincapié en el funcionamiento en estados de mar turbulentos mediante la creación de capacidades STOL para reducir la carga de impacto de las olas durante el despegue/aterrizaje y nuevas soluciones de diseño para absorber las fuerzas de las olas. Además, el proyecto abordará los riesgos de colisión del vehículo durante el funcionamiento a alta velocidad en entornos congestionados. Por último, el objetivo es que el vehículo funcione en el mar durante semanas, sin actividades de mantenimiento en tierra.
  • Fácil industrialización a gran escala y bajo coste: La construcción dará prioridad a los diseños sencillos y baratos de fabricar frente a los conceptos complejos y de bajo peso. Los materiales deben ser más asequibles que los de la fabricación tradicional de aviones y estar disponibles para ser comprados en grandes cantidades.
  • Controles complejos de vuelo y en el mar: Se desarrollarán sensores y esquemas de control avanzados para evitar las grandes olas y gestionar las interacciones aerodinámicas e hidrodinámicas durante el despegue y el aterrizaje.

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Fuente: Noticias-Aero

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Primer vuelo de la CH750 eléctrica de NUNCATS

El jeep aéreo eléctrico, una CH750 con motor eléctrico, ha estado en construcción durante los últimos tres años, pero el viernes 20 de enero despegó con éxito en el aeródromo de Old Buckenham, en el sur de Norfolk.

La primera vez que tuvimos noticia de ellos fue en octubre de 2021. Y poco después, en marzo de 2022 hablamos de su estación solar de recarga eléctrica.

Estación de carga solar

Tim Bridge, fundador de Nuncats, dice que en el mundo más de dos millones de personas viven en áreas rurales incomunicadas y por tanto con mal acceso, o sin él, a hospitales y otros servicios de primera necesidad. Cree que un avión que puede aterrizar, virtualmente, en casi cualquier sitio y que no dependa del suministro de combustible, pudiéndose cargar en los distintos puntos que enlaza, podría ser una línea de vida para estas comunidades, permitiendo su acceso a todos estos servicios.

Esperan lograr con el motor eléctrico y las baterías las mismas prestaciones que con el motor estándar de 100hp, aunque de momento su autonomía es de tan solo media hora, lo que lo haría útil solo para enlaces cortos, y dependiente de una red de carga extensa.

Nuncats también espera que el sector de la aviación ligera, pilotos, escuelas… se interesen en un futuro por su proyecto, para convertir las aeronaves ligeras existentes a eléctricas.

Chris Heintz desarrolló su exitoso CH-701 jeep del cielo, avión de despegue y aterrizaje corto o STOL, como avión de fabricación amateur. Desde su creación Zenith ha apoyado que se motorice con variedad de plantas de potencia, desde el Continental O-100 al, ahora, casi ubicuo Rotax 912. De hecho Heintz fue de los primeros, si no el primero, en instalar un 912 en norteamética. Y por eso Zenair se ha involucrado en el proyecto, de hecho el propio presidente Sebastien Heintz ha mostrado su apoyo a este proyecto británico.

 De momento tiene una autonomía bastante pobre, de apenas media hora. El objetivo de NUNCATS es dotar de una aeronave de fácil mantenimiento y que no dependa del suministro de combustibles a áreas remotas y aisladas, en las que un enlace entre dos pueblos puede hacerse volando en apenas minutos, y se necesitan varias horas por carretera. O bien para hacer vuelos entre islas cercanas. Seguiremos el proyecto con interés.

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Vía Noticias-Aero

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