UAV Trung Quốc tự tiếp nhiên liệu trên không bằng AI

Trung Quốc vừa công bố thử nghiệm thành công tiếp nhiên liệu tự động giữa hai máy bay không người lái (UAV), sử dụng hệ thống thị giác máy tính và trí tuệ nhân tạo. Thành tựu này do nhóm nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Tây Bắc thực hiện, được mô tả chi tiết trong bài báo đăng trên tạp chí Systems Engineering and Electronics ngày 9.12. Về mặt kỹ thuật, đây là bước tiến quan trọng, có khả năng thay đổi cách tổ chức các chiến dịch không kích tầm xa trong tương lai.

Thử nghiệm UAV tự động tiếp nhiên liệu trên không

Trong thử nghiệm, hai UAV chưa được công bố danh tính bay đội hình sát nhau ở tốc độ cao. Một chiếc đóng vai trò máy bay tiếp dầu, chiếc còn lại là máy bay nhận nhiên liệu. Không có sự can thiệp của con người, UAV nhận nhiên liệu phải tự tìm kiếm, bám theo và kết nối với ống tiếp nhiên liệu trong điều kiện ánh sáng phức tạp và môi trường bay khắc nghiệt – những yếu tố thường gắn với bối cảnh tác chiến thực tế.

Tiếp nhiên liệu trên không vốn là một trong những kỹ năng khó nhất của hàng không quân sự. Với máy bay có người lái, phi công được huấn luyện chuyên sâu để điều khiển máy bay ở khoảng cách cực ngắn, duy trì ổn định trong khi kết nối với giỏ tiếp dầu ở tốc độ cao. Với UAV, độ khó tăng lên đáng kể vì toàn bộ quá trình phải dựa trên cảm biến và thuật toán, không có yếu tố “cảm nhận” trực tiếp của con người.

Kết quả thử nghiệm cho thấy UAV nhận nhiên liệu có thể tự phát hiện, theo dõi và kết nối chính xác với ống tiếp nhiên liệu (drogue) ngay cả khi bị chói sáng, ánh sáng ngược hoặc ống bị che khuất một phần – những tình huống dễ gây nhiễu hệ thống thị giác máy.

Giải pháp công nghệ: thị giác hồng ngoại và trí tuệ nhân tạo

Thay vì dựa vào radar hoặc dẫn đường vệ tinh, nhóm nghiên cứu lựa chọn hướng tiếp cận dựa trên thị giác máy tính kết hợp với trí tuệ nhân tạo. Trên UAV nhận nhiên liệu, họ lắp đặt một hệ thống camera hồng ngoại kép; còn giỏ tiếp nhiên liệu được gắn tám đèn LED hồng ngoại làm mốc nhận dạng.

Dữ liệu hình ảnh từ camera được xử lý bằng các mô hình học sâu, cho phép hệ thống nhận dạng và định vị chính xác vị trí ống tiếp nhiên liệu theo thời gian thực. Theo báo cáo, hệ thống đạt:

• Tỷ lệ phát hiện mục tiêu trên 99%;
• Sai số định vị chỉ ở mức centimet;
• Khả năng duy trì độ chính xác kể cả khi hai trong số tám đèn LED bị che khuất.

Toàn bộ chuỗi tác vụ – từ phát hiện, tính toán vị trí tương đối cho đến điều khiển cần tiếp nhiên liệu kết nối với giỏ tiếp dầu – đều diễn ra tự động, không có bất kỳ thao tác thủ công nào từ con người. Điều này đưa UAV đến gần hơn với khả năng tự vận hành hoàn toàn trong các nhiệm vụ tầm xa.

Liên hệ với UAV hạng nặng Jiu Tian

Bước đột phá về tiếp nhiên liệu tự động càng đáng chú ý khi gắn với chương trình UAV chiến lược của Trung Quốc, đặc biệt là nền tảng Jiu Tian. Đây là một UAV hạng nặng vừa thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 12.12, và Đại học Bách khoa Tây Bắc xác nhận tham gia phát triển các công nghệ cốt lõi cho hệ thống này.

Theo thông tin được công bố, Jiu Tian có thể mang theo hơn 200 loại drone cảm tử và có tầm hoạt động khoảng 7.000km. Ở cấu hình hiện tại, tầm bay này chưa đủ để vươn tới lục địa Mỹ. Tuy nhiên, nếu được tiếp dầu trên không, bán kính tác chiến về mặt lý thuyết có thể tăng gấp đôi, mở rộng đáng kể vùng mục tiêu tiềm năng, bao gồm cả các mục tiêu ở bờ Đông nước Mỹ.

Chiến thuật bầy đàn và thách thức phòng thủ

Một UAV như Jiu Tian, nếu được bảo đảm tiếp nhiên liệu trên không, có thể duy trì thời gian hiện diện dài và triển khai đồng thời hàng trăm drone cỡ nhỏ điều khiển bằng AI. Các bầy drone tấn công từ nhiều hướng tạo ra bài toán bão hòa đối với hệ thống phòng không vốn được tối ưu để đối phó với số lượng mục tiêu hạn chế hơn, như máy bay ném bom hoặc tên lửa đạn đạo.

Ngay cả khi các kịch bản tấn công xuyên lục địa vẫn mang tính giả định, việc UAV có thể tiếp nhiên liệu cho nhau tự động đánh dấu sự chuyển đổi từ mục tiêu “bay xa hơn” sang “ở trên không lâu hơn và nguy hiểm hơn”. Trong bối cảnh đó, giới hoạch định chiến lược không chỉ phải quan tâm tới tầm bay, mà còn tới khả năng sản xuất, điều phối và bảo vệ các đội hình UAV và drone quy mô lớn.

So sánh với hướng tiếp cận của Mỹ

Mỹ hiện cũng theo đuổi công nghệ tiếp nhiên liệu không người lái với dự án MQ-25 Stingray. Tuy nhiên, trọng tâm của MQ-25 là tiếp dầu cho máy bay có người lái, nhằm kéo dài tầm hoạt động của các phi đội hiện hữu trên tàu sân bay, chứ không phải mở rộng trực tiếp khả năng tấn công tự động của UAV.

Trong khi đó, cách tiếp cận của Trung Quốc, thể hiện qua việc tích hợp tiếp nhiên liệu tự động vào hệ sinh thái UAV chiến lược, dường như ưu tiên tính bền bỉ, quy mô và tác chiến không người lái hoàn toàn. Sự khác biệt về định hướng này tạo ra hai mô hình phát triển: một bên tập trung hỗ trợ các nền tảng có người lái, bên còn lại hướng tới hệ thống tác chiến dựa trên UAV là chính.

Ý nghĩa đối với hoạch định quân sự

Đối với các nhà hoạch định quốc phòng trên toàn cầu, đặc biệt là Mỹ và các đồng minh, thử nghiệm tiếp nhiên liệu tự động giữa UAV của Trung Quốc là tín hiệu cho thấy cuộc chơi trên bầu trời đang thay đổi nhanh. Trí tuệ nhân tạo, khi kết hợp với các nền tảng UAV tầm xa và khả năng tiếp dầu trên không, đang trở thành một trong những yếu tố kỹ thuật mang tính quyết định trong thiết kế chiến lược phòng thủ và tấn công trong tương lai.

Tạo Trí