中国成功开发AI飞行员，90秒钟击败对手：和人类相比，有何优势？

去年12月初，美国ACE算法的开发者将他们最新的AI软件上传到了空军试飞员学校（TPS）的F-16测试机中，改版后的战机称为X-62A。在首轮试飞中，这款人工智能出色地控制了X-62A战机，测试中还完成了高级机动和超视距交战动作。结果表明，AI可以控制一架全尺寸的现代战机，而且技术表现相当不错。

与此同时，我国的科研团队也取得了重大突破，AI的成绩同样令人惊叹。日前，我国研究者成功开发出了具备深度强化学习能力的“AI飞行员”。为测试这款AI的能力，团队还专门构建了AI和真人的一对一空战场景，结果AI选手在90秒内就结束了战斗，全程碾压人类飞行员！

中国研发出AI飞行员，90秒击败人类对手

为公平起见，AI和人类飞行员都采用性能完全相同的飞机，其中AI飞行员自主操控飞机，人类飞行员则通过远程控制系统遥控飞机。通过机载雷达等传感器设备，人类和AI都能获取对方的运动状态，感知战场态势，重点是双方将通过机动操作创造有利局面，最终消灭对方。

在仿真对抗中，人类和AI飞行员的优势可细分为角度优势、速度优势、高度优势以及距离优势，谁的综合优势越大，最终获胜的几率也就越大，而优势的累积和飞行员的操作密切相关。因此，博弈的结果可以看作双方技能的综合体现。

对抗开始后，AI首先占据了高度优势，其在三位坐标中的高度区间为4500~5000m，而人类飞行员的高度则为4000~4500m。此时双方战机距离遥远，不便展开近身博弈，双方驾驶员选择相向而行，拉近了彼此距离。当距离缩短后，双方开始协调转弯，试图创造出有利的攻击条件。此时，AI的主动性开始显现，率先锁定了人类飞行员，抢占了有效的攻击阵位。

陷入被动的人类飞行员只能变攻击为防御，伺机脱离AI的攻击范围，为此还做出了筋斗机动和水平转弯机动。但没想到的是，AI似乎对飞行员的意图做出了预测，提前做出了埋伏式攻击。大约在第90秒，人类飞行员仍未能摆脱劣势，AI一发制胜，将人类选手淘汰出局。

在这场人机博弈中，AI的优势得到了充分体现，我们至少可以发现三点差距：

首先，和人类相比，AI的反应时间更快，操作更敏锐，也更准确，不容易出现误操作或无用操作，各项操作累积起来就出现了优势上的领先。

其次，在做出机动转弯等敏感动作时，AI下达指令非常果断，不像人类会因为心理因素而有所顾忌，果断的决策更有利于占领先机。

最后，AI还具有强悍的计算能力，能对未来的态势发展做出合理预测，提前分析可能出现的情况，从而做到先发制人。

如果说前两种能力是AI的程序化反应，那么最后一种无疑就是AI的“神技”，这种能力主要得益于AI的深度强化学习能力。这是一种强化学习和深度学习的结合模型，打破了传统模型的低位输入限制，具有更强的特征提取能力，同时也兼顾了感知能力和决策能力。

我们有理由相信，击败人类飞行员只是AI技术迈出的一小步，在未来的空天时代，智能空战有望成为军事强国的重要标配。毕竟，使用先进的AI系统控制战机可比培养飞行员划算多了！

无人作战AI：优势明显，或能取代人类飞行员？

飞行员培训周期长、培训费用高，训练风险也很大。单是培养费用一项，就决定了飞行员人才的稀缺性。

合格飞行员的培训费用有多高？据美国智库报道，训练一名基本合格的战斗机飞行员，其费用从F-16的560万美元到F-22的1090万美元不等；轰炸机飞行员的培训成本也很高，从B-1的730万美元到B-52的970万美元不等；运输和机动性飞行员的培训成本略低，从C-17的110万美元到C-130J的250万美元不等；指挥、控制、情报、监视和侦察行动飞行员（如RC-135），每名飞行员的培训费用约为550万美元。

如果用AI取代飞行员，无论是成本、操作还是培养周期都是更优选择。中美两国的试验也证明，和载人飞行器相比，AI在实战中具有以下突出优点：

1，承受过载大，可突破人类的生理极限，能做出更高难度的机动动作。

专业的飞行员在高速飞行状态下可承受9个G的过载，经过专业训练后，可达到10~12个G，但如果进一步升高过载，大脑的血氧将无法正常供应，飞行员眼前一片漆黑，随后陷入失意、昏厥状态，严重威胁驾驶安全。而AI则完全不存在生理上的限制，能轻易完成人类实现不了的加速度，也更容易完成极限状态下的水平转弯、加速爬升等高机动动作。

2，强大的学习能力，快速的计算反应，优异的作战成绩。

AI可以调动海量的飞行实战数据，学习由人类空战经验构建成的知识库，以每秒上千次的计算速度调取指令，最终做出最佳决策。早在2020年8月的人机对抗赛中，美国苍鹭公司设计的智能AI就曾操控F-16战机以5:0的逆天成绩完胜了F-16的飞行教官。面对人类飞行员，AI系统屡战屡胜，未来的AI还能在数据库的训练中不断进化，最终达到人类飞行员难以企及的高度。

3，应用成本低，安全风险系数小。

AI飞行员的本质是计算机的自主决策模型，该模型不仅能节省高昂的培训费用，而且还能避免飞行员操作失误带来的硬件损伤。同时，AI的开发更具性价比，代替人类飞行员上战场有利于减少飞行员的伤亡，从而将空战的风险系数降至最低。

因此有专家认为，AI在近距离空战中能压制驾驶员和专家系统，无人作战飞行器很可能会在未来的空战中占据重要地位。

中美AI引领空中优势：美国最先研究，中国迅速赶上

保持空中优势是世界军事大国的重要目标，美国研制隐形战机F-22、F-35，中国对J-20不断升级改进，目的都是为了捍卫各自领空的制空权。事实上，AI飞行员的出现也是制空领域的重要进步，只不过升级内容从机型等硬件设备转移到了操作者。

AI飞行员的研发最早起步于20世纪60年代，当时美国专家Burgin和Owens在1969年联合开发了一款名为自适应机动逻辑的机动决策软件，简称AML，采用的主要决策算法基于if-else-then逻辑的专家系统。

这款软件是人类历史上第一次用人工智能替代飞行员的大胆尝试，它不仅可以用来模拟战机的实时对战，还能在模拟中研究飞机和武器系统的参数。但受限于当时的技术条件，该软件仍存在很多瑕疵，比如：要预提升AML的规则库并不容易，一来耗时冗长，二来严重依赖飞行员对决策结果的评估，架构灵活性不佳。

2015年以来，我国人工智能发展迅速，大量的研究文献相继涌现，在2018~2022年间国内更是掀起了研究高潮，科研成果密集出现。比如，左家亮等学者提出了基于启发式强化学习的空战机动智能决策，张耀中提出了基于DDPG算法的无人机集群追击任务，杜海文提出了基于多目标优化和强化学习的空战机动决策……

我国团队研发出的智能空战AI，实现了与美国AI功能相当的仿真模拟，两国的AI飞行员都在演练试验中击败了人类飞行员。或许，在未来的第六代战机或新型试验机中，AI可能会取代人类成为战机的真正驾驶者，但在此之前，这位虚拟飞行员还有很长的一段路要走，第一步将是有人/无人机的智能协同作战。