¿Qué es la autonomía? Este marco tiene como objetivo ayudar a los combatientes e ingenieros a resolverlo

Las aeronaves autónomas (y los vehículos terrestres/marítimos) ya están volando y en la cúspide de las operaciones. Pero a medida que las fuerzas armadas avanzan, aquellos que formarán equipo con estos sistemas en el futuro y aquellos que los construyen hoy carecen de una forma común de expresar sus necesidades y capacidades. Un marco de autonomía propuesto podría cambiar eso, evitando confusiones y costos en el proceso.

Heather Penney es una de las mentes detrás de lo que se llama el "Marco de Autonomía de Dos Vistas", que tiene como objetivo establecer una estructura conceptual común dentro de la cual los combatientes e ingenieros pueden discutir el desarrollo de la autonomía en aviones no tripulados.

“Lo que me hizo pensar en esto fue que la formación de equipos tripulados y no tripulados (líderes de vuelo humanos que trabajan con aeronaves no tripuladas) será importante para el diseño futuro de la Fuerza Aérea”, explica.

Penney es un ex piloto de F-16 y actualmente es miembro residente principal en el Instituto Mitchell de Estudios Aeroespaciales con sede en Washington DC. El artículo del que es coautora con el comandante Christopher Olsen (USAF) reconoce que sin una comprensión compartida de qué combinación de autonomía y control humano necesitarán las aeronaves no tripuladas en el futuro, sus requisitos y desarrollo podrían verse empañados.

Al elaborar su nuevo marco de autonomía, Penney y sus colegas tuvieron en cuenta un punto vital. La Fuerza Aérea del futuro, relativamente pequeña y con restricciones presupuestarias, probablemente dependerá de aeronaves no tripuladas para compensar la cantidad que le falta de pilotos humanos capacitados y aeronaves tripuladas.

“Tenemos una brecha piloto”, afirma Penney. “Vamos a estar potencialmente operando en áreas altamente disputadas donde tenemos que aceptar que el desgaste es un riesgo real. Nos hemos desprendido de tanta capacitación y capacidad empresarial con la creencia de que podemos volvernos más pequeños y mejores, que ya no tenemos la capacidad de entrenar pilotos, absorberlos y experimentarlos al ritmo que necesitamos en un conflicto entre pares”.

Ya sea que se acepte el argumento de que los aviones de equipo no tripulados serán lo suficientemente efectivos en el combate o no, tener un marco común para desarrollarlos podría reducir su costo.

“Existe la creencia de que los compañeros de equipo [no tripulados] serán más asequibles que los aviones tripulados”, dice Penney. "Creo que serán más asequibles, pero no creo que sean baratos y no estoy hablando de aviones prescindibles o prescindibles".

El marco que proponen los investigadores del Instituto Mitchell busca establecer definiciones comunes al establecer cinco niveles de autonomía de la aeronave de una manera que recuerda a los cinco niveles de autonomía de conducción de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE). Una diferencia clave es que los niveles de SAE fueron definidos y expresados ​​por ingenieros, no por usuarios. La construcción de Penney hace que el usuario, el guerrero, sea un socio igualitario en la definición de los niveles de autonomía.

El marco de "Dos vistas" combina los cinco niveles de autonomía con tres tareas que un piloto/líder de vuelo debe ejecutar para realizar una salida de combate. Cada tarea puede (o no) realizarse con diferentes niveles de autonomía. Estas tareas y niveles proporcionan un punto de referencia común para lo que requiere el combatiente y lo que los ingenieros pueden proporcionar a cambio.

“Al conectar las dos vistas, dentro del marco [del nivel de autonomía], eso les da una estructura para tener conversaciones”, explica Penney.

La vista de Warfighter de un avión autónomo se basa en las tareas cognitivas de los pilotos de combate, lo que realmente hacen en el espacio de batalla, explica Penney. Una salida de combate se dividió en responsabilidades principales de vuelo (aviar-navegar), responsabilidades de la misión (tareas que el piloto debe realizar para ejecutar la misión) y tareas de trabajo en equipo (cómo un piloto colabora con miembros no tripulados de su vuelo o dentro de la misión más amplia).

Una aeronave no tripulada podría asumir estas tareas con diferentes niveles de capacidad autónoma desde el Nivel 1 definido como una programación en gran parte determinista que requiere una dirección/supervisión significativa de un líder/comandante de vuelo humano hasta la total independencia en el Nivel 5.

“El nivel 3 y el nivel 4 son donde ubicamos la ruptura entre la programación determinista y los elementos más grandes del aprendizaje automático”, dice Penney. Los tres niveles inferiores son similares a la automatización, mientras que los niveles 4 y 5 indican una verdadera autonomía en la que un vehículo tiene más dirección propia y la capacidad de adaptarse a las circunstancias cambiantes.

Según Penney, el marco puede transmitir cuáles son las expectativas de los combatientes y qué tecnología puede adaptarse a ellas en un nivel particular. Los usuarios y los desarrolladores pueden entender mutuamente qué se puede entregar y qué combinación de autonomía predecible y alcanzable podría acelerar una capacidad de campo. Básicamente, ambos lados están en la misma página.

Los investigadores dejaron deliberadamente un marco general, no prescriptivo, para no encasillar enfoques tecnológicos o de procesos para aeronaves tácticas autónomas. Tampoco quieren que el Marco de Autonomía de Dos Vistas sea un estándar o una plantilla contractual. “Algún marco y estructura es mejor que ningún marco o estructura”, agrega Penney.

Hasta ahora, la falta de un marco común ha llevado a los formuladores de políticas a tomar decisiones a largo o incluso a corto plazo que “pueden no estar basadas en lo que la tecnología es capaz de hacer o qué tipos de tecnología deberían poder anticipar, Penney afirma. “Evita que Hill pueda comprender completamente lo que están comprando”.

Pero ya han comprado autonomía como lo demuestra el programa MQ-25 de la Marina. Los autores del Instituto Mitchell no han ejecutado su marco por el equipo Navy-Boeing MQ-25 o el programa Airpower Teaming System de Boeing (Loyal Wingman) en Australia, en parte porque esos esfuerzos de desarrollo están en marcha desde hace mucho tiempo. Sin embargo, el marco ha sido revisado por el personal del cuartel general de la Fuerza Aérea que, según Penney, también reconoce la necesidad de una referencia común.

“Creemos que hay varias [organizaciones de la Fuerza Aérea] que deberían adoptar esto porque sus intereses están en juego”, agrega. La lista incluiría Operaciones de la Fuerza Aérea (A3), Comando de Combate Aéreo, Comando de Ataque Global y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. Con estas organizaciones a bordo, el marco promulgaría naturalmente a la industria el pensamiento.

Penney llama al marco de dos vistas "primer paso" para ayudar a comprender las capacidades y limitaciones potenciales de los sistemas no tripulados en todos los dominios, un concepto que refleja la naturaleza fungible de volar en combate.

“Hay una programación muy compleja por la que los humanos pasan constantemente como pilotos en combate. Un piloto siempre está limitado por lo que sucedió en el pasado. ¿Cuánto combustible he gastado? ¿A qué distancia estoy del objetivo o de la base de operaciones? Eso afecta las posibles compensaciones futuras. Es por eso que reconocemos en el artículo [de investigación] que estas categorías no tienen paredes rígidas”.