Actuellement, le concept de conduite d'opérations en essaim depuis l'air, la terre et la mer en utilisant de nombreux systèmes "désertés" se développe régulièrement, car pour vaincre les opposants, les forces armées de nombreux pays accordent une grande attention au déploiement de systèmes autonomes avancés. les technologies. Cependant, le développement de telles technologies à l'heure actuelle est principalement axé sur les essaims d'air et il est peu probable que dans un avenir proche, elles puissent avoir un impact significatif sur l'issue des opérations militaires.
Néanmoins, le déploiement d'essaims de plates-formes autonomes aériennes, terrestres, de surface et sous-marines oblige les militaires à relever les défis redoutables du maintien et du financement de cette technologie, malgré son introduction relativement récente.
Par exemple, selon le secrétaire à la Défense Gavin Williamson, qui a pris la parole au Royal Defence Research Institute il y a un an, le Fonds de transformation du ministère britannique de la Défense « a été chargé de développer des escadrons d'essaims de drones en réseau capables de dérouter et d'étourdir les défenses aériennes ennemies. Nous espérons que la technologie sera prête à être déployée d'ici la fin de cette année. »
Des hauts fonctionnaires du Commandement des opérations spéciales des États-Unis sont d'accord en principe avec cette position. "L'ensemble des systèmes sans pilote travaillant sur une mission commune reste partie intégrante de la feuille de route du Commandement pour son concept prometteur" Applications spéciales pour situations spéciales ", - a déclaré le responsable des programmes pour les dispositifs de type avion.
Son commentaire est cohérent avec ceux du Commandement, qui a expliqué comment la technologie des essaims pourrait soutenir la « conscience des informations tactiques » des forces spéciales dans une situation de combat. Le concept du commandement, NGIA (Next Generation Information Awareness), intègre "des capteurs biométriques et techniques à distance, une architecture de données et des analyses avancées pour compléter la collecte de renseignements traditionnelle en territoire hostile".
Un porte-parole du Commandement a expliqué divers principes d'utilisation au combat, y compris comment des essaims de drones à décollage et atterrissage verticaux pourraient soutenir le concept NGIA. Parmi les autres principes considérés de l'utilisation au combat de la nouvelle technologie est le déploiement d'UAV à partir d'une position avancée pour effectuer une reconnaissance visuelle, sonore et électromagnétique, et ainsi ne pas mettre en danger les forces spéciales, pour la formation desquelles beaucoup d'argent a été dépensé.
Il a également évoqué la volonté du Commandement de créer un consortium des "meilleurs partenaires industriels" capable de développer une solution d'essaimage de drones et de la mettre en œuvre au cours des six prochaines années.
Activité continue
Toute utilisation opérationnelle des solutions en essaim peut commencer avant la mise en œuvre du concept NGIA. Les agences gouvernementales américaines mettent déjà en œuvre divers programmes visant à utiliser des technologies étroitement interconnectées.
Des programmes tels que OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics) de la DARPA Defense Advanced Research Projects Agency, TOBS (Tactical Offboard Sensing) de l'US Air Force et LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology - technologie d'essaim d'UAV peu coûteuse) de l'US Navy.
Le concept TOBS est basé sur l'avion d'appui-feu AC-130J Ghostrider, capable de lancer plusieurs drones de lancement de tube Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) à la fois afin de fournir à l'avion porteur des informations sur le potentiel cibles.
L'US Air Force n'a pas été en mesure de fournir des détails sur le programme TOBS, mais des sources de l'industrie ont déclaré que les drones ALTIUS sont équipés de caméras d'imagerie thermique et optoélectroniques et d'une liaison de données qui fournit des conseils au complexe d'armement du Ghostrider. Le concept TOBS permet au Ghostrider d'engager des cibles dans les conditions météorologiques les plus difficiles.
Le projet LOCUST de l'US Air Force se concentre sur la collaboration de jusqu'à 30 drones Coyote à l'appui de missions de collecte de renseignements, de surveillance, de ciblage et de reconnaissance. Le drone MIT Perdix est également considéré comme une plate-forme alternative pour le programme LOCUST.
La DARPA a organisé sa dernière démonstration dans le cadre du projet OFFSET en juin 2019. Le concept OFFSET devrait être en mesure d'assurer l'exploitation conjointe d'un maximum de 250 drones et l'intégration de véhicules terrestres automatiques (AHA) dans un réseau unique.
La manifestation de juin à Fort Benning, la deuxième des six prévues, illustre le concept d'un réseau de drones et de véhicules terrestres effectuant des missions de reconnaissance dans des communautés avec de hautes structures verticales, des rues étroites et des angles de vision peu profonds. Selon la DARPA, Lockheed Martin et Charles River Analytics dans le cadre du programme OFFSET ont été chargés de "l'architecture d'un système d'essaim sous la forme d'une application de jeu réaliste intégrée dans des plates-formes physiques autonomes".
Cette activité vise également à définir "un comportement adaptatif, complexe et collectif afin d'améliorer l'échange d'informations, la prise de décision et l'interaction avec l'environnement afin que les drones puissent interagir de manière transparente, s'influencer les uns les autres et tirer des conclusions logiques correctes".
Parallèlement, la troisième phase de développement s'est achevée fin 2019, selon Dynetics, l'entrepreneur général du projet Gremlins. L'objectif du projet est de lancer à partir d'un avion de transport C-130 et de lui restituer un « troupeau » d'avions Gremlin. Le programme Gremlins, dont le concept a été développé par le DARPA Office, prévoit l'utilisation de drones réutilisables capables d'effectuer des opérations aériennes dispersées dans un environnement de combat complexe.
Dynetics a déclaré dans un communiqué que «les drones Gremlin sont lancés à partir d'avions existants hors de portée des défenses aériennes ennemies. Après avoir terminé la mission, l'avion C-130 réembarque les drones Gremlin et les transporte jusqu'à la base, où ils récupèrent rapidement et sont renvoyés en vol. »
Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International et Kratos Unmanned Aerial Systems participent au programme.
Solutions technologiques
Selon le directeur de la société Kratos Steve Fendley, à l'avenir, des centaines, voire des milliers de drones pourront participer à des essaims.
Fendley a expliqué comment des essaims de drones pourront à l'avenir interagir dans le but d'effectuer un nombre illimité de missions de frappe et de défense grâce à une prise de décision indépendante au "niveau de masse".
"La fiabilité augmente de façon exponentielle si vous avez un grand nombre de véhicules effectuant une tâche particulière", a expliqué Fendley, notant que la perte d'un ou plusieurs drones dans un grand essaim de systèmes n'affectera pas négativement la mission.
« L'essaim lui-même et ses capacités de prise de décision ne sont liés à aucun avion en particulier, vous pouvez donc perdre un ou plusieurs drones sans perdre la capacité d'accomplir la tâche. Ceci est particulièrement important lorsque vous jouez contre des adversaires presque égaux, où la quantité compte. »
Fendley a également attiré l'attention sur le fait que des essaims de drones peuvent être mis en réseau via des communications par satellite, ce qui permet aux avions, si nécessaire, d'échanger des données hors de vue.
« Dans les airs, ces appareils à des fins différentes échangent toutes les informations disponibles entre eux, c'est-à-dire que chacun d'eux possède plus d'informations qu'il n'en aurait s'il volait seul. Par conséquent, les capacités de chaque élément individuel de l'essaim sont considérablement améliorées. »
Mais dans le même temps, le potentiel des drones en essaim n'a pas encore été pleinement exploité, malgré la présence de « centaines » de programmes technologiques aux États-Unis et dans d'autres pays.
L'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique dans les processus décisionnels des drones et la fourniture de la distribution et de la modification des boucles de décision cognitives sont des domaines qui doivent encore être soigneusement étudiés. Selon Fendley, "la recherche dans ces domaines est actuellement extrêmement demandée", mais la plupart des écrans d'essaim doivent encore intégrer et optimiser pleinement les logiciels d'IA. La présentation des essaims de drones aujourd'hui est plus basée sur la logique que sur l'IA. »
En mai de l'année dernière, dans le cadre de sa feuille de route d'essaimage, Kratos a annoncé un partenariat stratégique avec le fabricant de drones Aerovironment. Cette coopération vise à développer le concept « Capacités intégrées de drones tactiques et de missiles tactiques hautement efficaces ». Il envisage le déploiement du système de missile de lancement de tube tactique Switchblade d'Aerovironment via des véhicules sans pilote à grande vitesse et plus grands, y compris le drone MQM-178 Firejet de Kratos. Le porte-avions Firejet de 3 mètres de long, créé à l'origine comme un entraîneur complet de largage d'armes, est une copie miniature de la cible aérienne sous-échelle BQM-167A, qui est fournie par l'US Air Force.
Les autres drones d'attaque de Kratos incluent également l'UTAP-22 Mako et le XQ-58A Valkyrie.
Développé en 2015, le porte-avions à réaction Mako 6, long de 13 mètres est capable de livrer des essaims de drones sur le site et de coordonner leurs actions, d'ajuster leurs tâches et d'envoyer des informations à la station de contrôle au sol. Le 23 janvier 2020, le quatrième vol réussi du véhicule aérien sans pilote XQ-58A a été effectué sur le terrain d'entraînement de Yuma. Les tests ont été effectués dans le cadre du programme du laboratoire de recherche de l'US Air Force pour un démonstrateur technologique peu coûteux doté de capacités LCASD (Low Cost Attritable Strike Demonstrator).
Au cours des tests, l'avion multitâche XQ-58A et indépendant de la piste a accompli toutes ses tâches, y compris le vol à haute altitude et la collecte de données en conditions réelles. Fendley a déclaré que les premiers vols de lanceurs avec le drone Switchblade devraient être effectués début 2020.
Une telle combinaison peut augmenter considérablement l'efficacité opérationnelle du jet Switchblade, qui a une portée maximale de 20 km lorsqu'il fonctionne en mode unique. "Combinée au lanceur, la portée du Switchblade augmentera de 270 km supplémentaires si vous souhaitez rendre l'engin, et de 540 km pour la mission dans une direction", a déclaré Fendley, notant que chaque Firejet pourra transporter jusqu'à quatre Switchblades. "Les essaims traditionnels sont plus faciles à mettre en œuvre en utilisant de petits systèmes, et nous avons l'intention avec le Firejet d'évoluer vers des concepts d'essaim."
Capacités d'essaim
Kratos participe également au programme Gremlins de la DARPA, qui pourrait servir de base à des dizaines de concepts de type essaim, y compris « le déploiement aérien et une grande rentrée des drones ».
Fin 2019, Kratos et la DARPA ont effectué le premier vol depuis l'avion C-130, qui n'a pas encore été révélé, qui est une solution intermédiaire entre les véhicules Firejet et 167A. Ce porte-avions banalisé est doté d'ailes repliables, ce qui lui permet d'être transporté dans la soute d'un avion C-130.
Une fois la tâche terminée, le retour des transporteurs dans la soute s'effectue à l'aide d'une technologie rappelant le ravitaillement en vol. Cela permet à l'avion C-130 de « s'amarrer » avec le transporteur pour le remettre dans le compartiment et le déplacer vers le rack pour le stockage en vue de sa réutilisation.
Kratos développe également la technologie Wolf Cancer pour les opérations en essaim de drones. Dans le cadre du concept Wolf Pak, une technologie de communication est à l'étude qui permettra de combiner plusieurs systèmes aériens en un réseau haute fréquence et d'améliorer ainsi la qualité des échanges de données.
La technologie Wolf Pak permet également aux essaims de s'adapter et de se reconfigurer de manière décentralisée, permettant aux essaims de drones de voler à une distance prédéterminée les uns des autres. Ce logiciel est développé à la demande d'un client non divulgué de l'armée américaine. Aucun autre détail n'a été fourni, bien que les experts de l'industrie suggèrent qu'il pourrait être utilisé pour répondre à une gamme d'exigences opérationnelles allant du renseignement au ciblage.
Le logiciel Wolf Pak, actuellement en cours d'évaluation par les clients, fonctionne sur des liaisons UWB qui réduisent la signature électromagnétique du drone lors de l'utilisation d'une seule station de contrôle.
Kratos a déclaré que la solution Wolf Pak nomme un "chef" qui contrôle à distance ou de manière autonome le reste de l'essaim. Le système est également redondant, le fonctionnement de l'essaim n'est pas affecté par l'arrêt ou l'endommagement d'un drone séparé. Chaque drone fonctionne en essaim sur son propre logiciel intégré, ce qui évite les conflits avec les drones et autres obstacles.
Selon Kratos, le logiciel Wolf Pak est aujourd'hui capable de contrôler jusqu'à 10 drones dans un essaim. Les avions peuvent également se déconnecter du réseau pour des opérations individuelles, après quoi ils peuvent à nouveau se connecter à l'essaim. Fendley a dit:
« Wolf Pak permet d'intégrer rapidement des équipes de drones pour la collaboration, bien qu'il n'inclue pas de fonctions d'IA ou de prise de décision. Nous n'utilisons pas le Wolf Pak aujourd'hui, cependant, un système prototype a été créé afin de comprendre comment le concept pourrait fonctionner. Le programme n'inclut pas de canal de communication crypté, mais de nos jours, un système sécurisé est nécessaire pour effectuer une surveillance en situation de combat. »
Kratos utilise un système autonome encore inconnu pour soutenir ses programmes de démonstration actuels et fournir une interface commune avec les drones en essaim qui peuvent être adaptés pour intégrer des types d'avions spécifiques. Il comprend une liaison de données pour le contrôle et la surveillance à distance; canal de communication supplémentaire entre les véhicules volant à proximité immédiate; Logiciel de pilote automatique pour assurer des performances de vol « de base »; ainsi qu'un ordinateur cible pour la prise de décision de niveau supérieur. La technologie comprend également un logiciel d'IA développé par Kratos et d'autres partenaires anonymes du secteur civil.
« Notre intention est d'avoir des interfaces ouvertes et des approches différentes qui s'adaptent à n'importe quelle partie matérielle/logicielle. Kratos veut s'aligner sur chacun d'eux et incorporer d'autres solutions dans nos drones. L'autonomie peut être intégrée dans des systèmes de base avec des interfaces qui nous permettent d'interagir et de nous coordonner avec les sous-systèmes autonomes et IA d'autres développeurs , - a noté Fendley.
Pendant ce temps, le fabricant européen de missiles MBDA a présenté plusieurs concepts et systèmes pour soutenir les opérations d'essaim d'UAV lors d'un salon aéronautique à Paris à l'été 2019.
Livraison d'essaim
Un représentant de la société MBDA a déclaré qu'un développement actif de son propre concept de Future Air System et de ses composants - les capacités d'essaim est en cours. Il comprend notamment la livraison d'un essaim de drones par le soi-disant Remote Carrier, qui sera "compact et discret" et pourra fonctionner en conjonction avec d'autres plates-formes et armes.
"Alors que les menaces évoluent et que les stratégies de refus deviennent plus sophistiquées, il sera nécessaire de créer une supériorité aérienne locale et temporaire", a déclaré la compagnie dans un communiqué. « Dans ces opérations ultra-rapides, les éléments exécutifs en réseau occuperont une partie importante du nuage de bataille, échangeant des informations tactiques et des coordonnées cibles en temps réel avec des plates-formes et d'autres nœuds de réseau afin d'obtenir l'impact souhaité. »
MBDA appelle ses lanceurs à distance, lancés à partir d'avions de combat et de transport et de navires de surface, "des prolongateurs de plate-forme et d'armes qui les accompagnent".
Selon un représentant de l'entreprise, le projet « remote media » comprend des capteurs infrarouges et radiofréquences en réseau avec la fonction de fusion de données et d'identification automatique de cibles dans des environnements difficiles; fonctions de détection des menaces; et le développement d'outils de planification avancés et d'outils d'aide à la décision.
Les systèmes spécifiques étudiés par MBDA ont des capacités de frappe tactique avec « des armes compactes en réseau déployées au-delà de la portée des armes, capables d'impacts très précis et de désorganiser les défenses ennemies par le comportement de groupe et d'essaim ».
La société polonaise WB Electronics explore également les capacités d'essaim de ses drones et de ses munitions flânantes (BB). La société a évoqué les futurs projets de plates-formes autonomes fonctionnant dans des configurations en essaim. Selon le directeur de WB Electronics, Martin Masievski, le succès opérationnel futur de ces technologies autonomes dépendra des fonctionnalités qu'elles peuvent fournir aux militaires.
Par exemple, il s'agit de la capacité des BB et des drones à voler en l'absence de signal GPS et à échanger des messages avec d'autres aéronefs habités et non habités lors de missions en essaim.
Masievski a déclaré que WB Electronics développait des technologies d'essaim pour répondre aux besoins de l'armée en systèmes inhabités, en particulier lors du soutien d'opérations dans des conditions de combat, mais n'a pas été en mesure de fournir des informations plus détaillées. Il a noté que WB Electronics travaille à mettre en réseau jusqu'à six munitions de vagabondage Warmate LM, bien que ce projet en reste aux premiers stades de développement. Il a également exprimé sa vision des capacités de l'essaim LM, qui prévoit l'utilisation de jusqu'à 20 drones liés à un seul réseau pour la reconnaissance et la collecte d'informations.
La plupart des technologies d'essaim sont aujourd'hui développées pour l'espace aérien. Cependant, les feuilles de route à long terme peuvent être complétées par des capacités similaires pour les véhicules terrestres et terrestres.
« Ces opportunités ne sont pas encore bien développées. Cependant, les décisions commerciales se concentrent désormais sur les avions », a déclaré Masievski. "Mais à mesure que la technologie se développe, que les niveaux d'autonomie augmentent et que l'intelligence artificielle émerge pour soutenir les opérations dans l'espace tridimensionnel, il deviendra possible de les transférer à la surface ou à la sphère terrestre."
«Mais le potentiel est incroyablement grand, d'autant plus que la technologie de l'IA se développe et devient plus pratique. À l'avenir, nous pourrons voir des choses étonnantes, par exemple, un essaim de drones agissant comme une volée d'oiseaux. Le potentiel de ces opportunités est énorme. »
En plus de la possibilité de lancer et de renvoyer des volées de véhicules autonomes, les utilisateurs devraient également pouvoir contrôler à distance un grand nombre de drones, de robots terrestres ou de véhicules de surface.
Les opérateurs doivent être équipés d'un logiciel de contrôle au sol de nouvelle génération et de dispositifs d'utilisateur final pour manipuler de manière optimale les essaims tout en réduisant la charge cognitive du personnel. A noter la société Pison, qui développe une technologie de contrôle gestuel dans l'intérêt du MTR américain. Il permet aux opérateurs de contrôler le fonctionnement du drone avec des gestes de la main à l'aide d'un appareil porté au poignet. Selon l'entreprise, la prochaine étape des manifestations est prévue pour juin 2020.
