米空軍はAI操縦の戦闘機開発を急速に進めている

2022年12月1日の朝、ロサンゼルスの北約60マイルに位置するエドワーズ空軍基地から、コードネームVISTA X-62Aの改造型F-16戦闘機が離陸した。VISTAは短時間の試験飛行で、空中ドッグファイトの模擬を含む高度な戦闘機動訓練を実施し、無事に基地に着陸した。これはアメリカ最高峰のパイロット訓練学校にとって日常的な業務、あるいは映画 『トップガン マーヴェリック』からそのまま飛び出したようなシーンのように聞こえるかもしれないが、操縦していたのは戦闘機パイロットではなく、戦術航空機としては初めて、高度なAIだった。

米国国防総省の監督の下、VISTA X-62Aは12月1日から16日までの間に12回のAI主導試験飛行を実施し、合計17時間以上の自律飛行時間を記録しました。この画期的な成果は、米国空軍ヴァンガードによる無人戦闘航空機（UAV）開発計画の一環として達成されました。2019年に開始されたスカイボーグ・プログラムは、2023年まで試験を継続し、年末までに実用プロトタイプを開発することを期待しています。 

VISTAプログラムはこれらの目標に向けた重要な第一歩だと、米空軍テストパイロット学校の研究ディレクター、M・クリストファー・コッティング氏は説明する。「このアプローチと、新型車両システムの生産開始と同時に集中的な試験を実施することで、無人プラットフォームの自律性が急速に成熟し、戦闘員に戦術的に有用な能力を提供できるようになります」と彼は語る。 

ウクライナによる半自律型ドローンの運用、昨年11月の米軍によるブラックホーク・ヘリコプターの初の自律飛行、そして2020年の米軍U-2偵察機におけるAIアルゴリズムの試験成功など、自律戦闘が現代戦の次なる戦線となることは明らかです。しかし、AIはどれほど完全に私たちの空を支配するのでしょうか？そして、地上に残された人間のパイロットにとって、それは何を意味するのでしょうか？

VISTA X-62A（Variable In-flight Simulation Test Aircraftの略）は常に時代を先取りしてきました。1980年代にF-16Dブロック30ピースマーブルIIをベースとして製造されたこの機体は、以前はNF-16Dの名称で呼ばれ、1990年代初頭にはアメリカ空軍テストパイロット学校の主力シミュレーション機となりました。オープンシステムアーキテクチャを採用した汎用性と適応性に優れた訓練ツールであるVISTAは、重爆撃機から超軽量戦闘機まで、複数の航空機の性能特性を模倣できるソフトウェアを搭載できます。 

昨年の自律飛行試験に先立ち、VISTAはロッキード・マーティン社のスカンクワークスから待望のアップデート「モデル追従アルゴリズム」（MFA）と「シミュレーションの自律制御システム」（SACS）を導入しました。これらのアップデートと、防衛・航空宇宙企業カルスパン・コーポレーションのVISTAシミュレーションシステムを組み合わせることで、自律性とAI統合の強化が促進されました。 

SACS システムは、ゼネラルダイナミクスのエンタープライズワイド オープン システム アーキテクチャ (E-OSA) を利用してエンタープライズ ミッション コンピュータ バージョン 2 (EMC2、またはアインシュタイン ボックス) を稼働させ、高度なセンサー、両方のコックピットにある一連の Getac タブレット ディスプレイ、およびマルチレベルのセキュリティ機能も統合しています。これらのすべてが、AI 開発の加速ペースに対応するための迅速なソフトウェア更新を可能にするラピッドプロトタイピングの利点など、VISTA の機能を強化します。

12月の試験では、空軍研究所の自律航空戦闘オペレーション（AACO）と国防高等研究計画局（DARPA）の航空戦闘進化（ACE）という2つのAIプログラムがシステムに投入されました。AACOのAIエージェントは、視程外（BVR）の単一の敵との戦闘に重点を置き、ACEはより近距離の「可視」な模擬敵とのドッグファイト風の機動性に重点を置いていました。

VISTAでは、バックアップとして後部コックピットに資格を持つパイロットの搭乗が必須ですが、試験飛行中はAIシステムの訓練を受けたエンジニアが前部コックピットに常駐し、発生した技術的問題に対処しました。最終的に、これらの問題は軽微なものでした。DARPAプログラムマネージャーのライアン・ヘフロン中佐は、詳細な経緯については説明しませんでしたが、「仮想環境から実環境への移行においては、いかなる問題も想定内だった」と説明しています。全体として、これはSkyborgの目標である自律航空機の早期離陸実現に向けた重要な一歩となりました。

国防総省は、AACOとACEは人間のパイロットを補完するものであり、代替するものではないことを強調しています。場合によっては、AI副操縦士システムは、戦闘中のパイロットを支援するメカニズムとして機能する可能性があります。AACOとACEは毎秒数百万件のデータ入力を解析し、重要な局面で機体の制御を引き継ぐ能力を備えているため、生死に関わる状況において極めて重要となる可能性があります。人間の入力を必要としないより定型的なミッションでは、人間のパイロットが操縦するコックピットが必要ない場合は、機首部分を交換することで、完全に自律飛行を行うことも可能でしょう。

「パイロットに取って代わろうとしているのではなく、 彼らを強化 、つまり新たなツールを与えようとしているのです」とコッティング氏は言う。彼は、かつての戦場で兵士たちが馬に乗って戦場に赴いたことを例に挙げ、「馬と人間は協力しなければなりませんでした」と語る。「馬は道を非常に上手に走れるので、騎手はA地点からB地点への移動を心配する必要がありません。脳はより大きな思考のために解放されるのです」。例えばコッティング氏によると、コックピットでの100時間の経験を持つ中尉は、AIによる強化によって、1,000時間の飛行経験を持つはるかに高い階級の将校と同等の優位性を人工的に獲得できる可能性があるという。

米空軍テストパイロット学校のチーフテストパイロット、ビル・グレイ氏にとって、AIの導入は人間の訓練生たちと行っている研究の自然な流れだ。「私たちパイロットがエンジニアや科学者にAIエージェントの訓練と認定の難しさについて話すと、彼らはたいていそれを新しい問題として扱います」と彼は言う。「これは私にとっても気がかりなことです。なぜなら、私は何十年もの間、非常に非線形で予測不可能な自然知能エージェント、つまり訓練生たちを訓練し、認定してきたからです。私にとっての問いは、『AIエージェントを訓練し、認定することはできるのか？』ではなく、『なぜ人間を訓練し、認定できるのか？そして、AIエージェントにも同じことをする上で、このことから何を学ぶことができるのか？』なのです。」

グレイ氏は、AIは「すべての問題を解決できる万能のツールではない」と考えている。むしろ、コストのかかる事故を防ぐための安全対策を組み込んだバランスの取れたアプローチで開発されるべきだと考えている。AIへの過度の依存、つまり「自律性への信頼」は危険だとグレイ氏は考えており、テスラはドライバーがバックアップとしてハンドルを握る必要があると主張しているにもかかわらず、テスラの自動操縦プログラムには欠陥があると指摘している。コッティング氏もこれに同意し、VISTAでAIプログラムをテストできることを「リスク軽減計画」と呼んでいる。全く新しい航空機を製造するのではなく、VISTA X-62などの従来のシステムでAIを訓練することで、自動制限と、必要に応じて安全のためのパイロット介入によって、AIが学習するにつれて航空機を危険にさらすことを防ぐことができる。

米空軍の技術は急速に進歩している。コッティング氏によると、昨年12月にはACEとACCOの試験飛行が数時間おきに完了することが多く、エンジニアはVISTA機上で自律アルゴリズムを数分で切り替えたが、安全性や性能上の問題はなかったという。ある事例では、午前7時30分に新しいAIをアップロードし、午前10時までに機体が試験準備完了となったという。

「AIを超音速戦闘機に接続するプロセスを経て初めて、得られる操縦は計り知れないほど魅力的です」とグレイ氏は語る。「理にかなったものもあれば、全く理にかなっていない驚くべきものもありました。当社の安全システムのおかげで、プログラマーは一晩でモデルを変更し、私たちは翌朝にはそれを実行できます。これは飛行制御システムの開発では前例のないことで、ましてや予測不可能なAIエージェントを使った実験となると、なおさらです。」

こうした成功にもかかわらず、米空軍テストパイロット学校のカリキュラムがAIによって全面的に見直されるまでには、まだ時間がかかるだろう。コッティング氏は、AACOとACEのプラットフォームは新しいため、VISTAのコックピットで実際に試用する前に、学生はより高度な理解が必要になると説明する。「私たちはいわば、橋を運転しながら橋を架けているようなものです」とコッティング氏は言う。

その一方で、学生たちはこの秋、一連の AI に触れ、それをテストする方法を理解し、そのテストを実行するという、より広範なテストを受けることになる。

コッティング氏は、より広範な軍事応用について、これらの分野については見通しが立っていないものの、AIは既に軍全体で使用されている画像認識技術に広く浸透していると述べています。AI駆動の戦車はまだ実現していないかもしれませんが、空は新たな種類の知能の住処となるでしょう。