7 October 2021

Manned-Unmanned Teaming (MUMT) – Part 1: The Evolving Systems of Systems Context for Pairing Humans with Unmanned Platforms

- The Air Power Blog by SPPS

The Utilization of Unmanned Platforms

The utility of unmanned systems has increased dramatically from the limited supplementary value they offered once upon a time to Air Operations Centers (AOCs) and air commanders. Given their ability to provide critical intelligence, surveillance and reconnaissance (ISR) round-the-clock with increasing persistency, unmanned systems feature as a major element of operations across a broad spectrum of mission profiles for the Air Force today – from disaster relief operations to air combat. Next generation unmanned platforms will see their utility widely expanded in high tempo and contested airspaces as technological advances make it possible these platforms to perform more complex tasks such as aerial refuelling and suppression of enemy air defense (SEAD).

The growing autonomization of unmanned platforms promises unprecedented new possibilities within the next decade. More immediately, there are significant gains to be made from the effective teaming of manned and unmanned platforms. Manned-Unmanned Teaming (MUMT) is a high priority focus for long-term force planning as well as for current efforts to optimize operational capacity and performance.  Interoperability – the ability of different systems to communicate, exchange and use data from each other – is both a rationale for MUMT and also and enabler of it. In short, MUMT aims to pair manned and unmanned platforms with the necessary systems-level and operational integration to harness the respective strengths each have to offer.

Depending on the level of analysis and scenario being considered, interoperability can be defined at different levels. In the MUMT context, the highest level of interoperability between a manned and unmanned platform is when a manned platform’s pilot or aircrew is able to control the take-off, flight, payload and landing aspects of its paired unmanned system/s. This level of interoperability between manned/unmanned platforms remains aspirational for the time being but the future will inevitably make possible this type of distributed control and multi-platform partnering. A major milestone toward that goal will be when pilots and crew members on manned platforms will be able to command unmanned platforms, controlling their sensors, receiving direct video and data feeds and actioning kinetic effects in real-time.

At the other end of the interoperability spectrum, basic interoperability is denoted by the ability of a manned platform to receive data from unmanned platforms indirectly via communications relay – it is at this level that most advanced Air Forces currently operate. Between these ends of interoperability levels there is a large envelope that lies between – for example, where a manned platform is able to communicate directly with an unmanned platform – a major current focus of Air Forces – or where an aircrew can directly control the flight an unmanned platform while the ground aspects of the platform’s operations, such as its take-off and landing, are commanded from elsewhere.

 

MUMT and Future Planning

MUMT today reflects a critical element of forward planning for the Air Force because it helps steer the current application of unmanned platforms into operations and their future development to include supporting systems, technologies, doctrine and concept of operations. Considering the accelerated time cycles for software and computing breakthroughs, and the favourable conditions created by a converging force-wide push towards multi-domain integration, unmanned platforms will become autonomous sooner in the future than some might be anticipating. The prospect of highly autonomous unmanned platforms is a matter of when – not if or how – even considering the potential ethical and legal dimensions these developments will need to be addressed with.

Autonomy is broadly defined in terms of a platform’s quality to self-govern – in the MUMT context, it would relate to an unmanned platform’s integral ability to sense, analyze, communicate, (re-)plan, make decisions and take actions necessary to achieve its assigned goals or mission objectives. Unmanned platforms may be fully- or semi-autonomous and, below that threshold, able to collaborate with manned platforms or with remotely positioned command and control (C2) elements. An unmanned platform capable of autonomous collaboration would, for example, be able to follow a pre-determined mission plan and conduct tasks such as basic flight and target identification with a “human in the loop” providing overwatch.

Legacy unmanned platforms are utilized for intelligence-gathering, delivering munitions and other effects such as electronic attack (EA) with a ground-based mission crew monitoring and directing outcomes – but lack the ability to respond to evolving operational needs or changes in their environment by themselves. As unmanned platforms become more autonomous, they will become more interactive with their operational and threat environment and become capable of executing mission functions with less human guidance and inputs. This autonomization of unmanned platforms – and military systems more widely – generates major implications in planning for MUMT and directing the evolution of these efforts in the future.

Emerging breakthroughs in autonomous unmanned platforms introduce the notion of distributed C2 in new and more powerful ways in addition to highlighting the accelerating transition from traditional “human in the loop” operating approaches towards “human on the loop” ones. The ability of unmanned platforms to intelligently detect changes in operational circumstances, make rapid judgments and alter or pursue new courses of action to make possible desired outcomes is a major leap ahead. Considering the highly complex tasks and mission sets that the next generation of unmanned systems will be viable for, such as SEAD and ‘swarming,’ the notion of automated re-tasking – an ability already demonstrated by various developmental programs – alludes to a new threshold for airpower.

 

Utilizing Unmanned Platforms Synergistically

The changing character of warfare has spurred a systems-of-systems reality where networks of manned and unmanned platforms, multi-domain sensors, EA systems and distributed shooters interact collaboratively and rapidly over multiple in/out secure satellite and tactical communications links. Aided by a variety of unmanned platforms types, the emerging network-centric fighting force will operate with increased situational awareness allowing for the earlier identification of threats and decision points, compressed sensor-to-shooter timelines and lowered exposure to hostile elements and fire.

Accelerating advancements in autonomy, data processing and information capabilities will make it possible for the Air Force to fly manned and unmanned platforms in partnership with unprecedented operational synergy. Powered by new mission systems and software, the Air Force’s manned and unmanned platforms will become more deeply integrated and allow the fighting force to become more agile and dynamic in delivering highly potent and robust force packages to meet evolving operational needs more responsively.

Disclaimer and Notices

Any opinions expressed on or through this blog are the opinions of the individual author and may not necessarily reflect the opinions of SPPS, the organization(s) the author belongs to or is affiliated with, their clients or any government entity.

The materials and information on this blog have been prepared or assembled by SPPS and, where mentioned, in association with partners, and are intended for informational purposes only. You may view, copy, download, print or share this material for personal, non-commercial, and informational purposes as long as you do not modify the contents therein. Unless authorized, none of the materials may be copied, reproduced, distributed, downloaded, displayed or transmitted in any form or by any means for any commercial purposes without the prior written permission of SPPS (email operations@spps.ae for inquiries and permissions).

Any information provided in this blog is provided on an “as is” basis without liability of any kind, either express or implied, including without limitation, fitness for a particular purpose, or non-infringement. SPPS may periodically add, change, improve and update the information and documents on this blog. SPPS assumes no liability or responsibility for any errors or omissions in the content of this blog.

7 October 2021

العمل الجماعي بدون طيار (MUMT) – الجزء 1: الأنظمة المتطورة لدمج العنصر البشري بالمنصات غير المأهولة

استخدام المنصات غير المأهولة

إزدادت فائدة الأنظمة غير المأهولة بشكل كبير وذلك يعود للقيمة التكميلية المحدودة التي قدمتها ذات مرة لمراكز العمليات الجوية (AOCs) والقادة الجويين، وذلك نظرًا لمقدرتها على توفير المعلومات الهامة والمراقبة والاستطلاع (ISR) على مدار الساعة مع زيادة المثابرة. وتتميز الأنظمة غير المأهولة كعنصر رئيسي للعمليات عبر مجموعة واسعة من ملفات تعريف المهام للقوات الجوية اليوم – من عمليات الإغاثة في حالات الكوارث إلى القتال الجوي، وستشهد المنصات غير المأهولة من الجيل التالي توسيع فائدتها على نطاق واسع وبوتيرة عالية في المجالات الجوية المتنازع عليها حيث أن التطورات التكنولوجية تجعل من الممكن لهذه المنصات أداء مهام أكثر تعقيدًا مثل التزود بالوقود جوا وكبح الدفاعات الجوية للعدو (SEAD)

تعد الاستقلالية المتزايدة للمنصات غير المأهولة بإمكانيات جديدة غير مسبوقة خلال العقد المقبل. وحاليا هناك مكاسب كبيرة يمكن تحقيقها من التعاون الفعال بين المنصات المأهولة وغير المأهولة. ويعتبر العمل الجماعي بدون طيار (MUMT) من أولويات التركيز العالية لتخطيط القوة على المدى الطويل وكذلك للجهود الحالية لتحسين القدرة التشغيلية والأداء. تعد قابلية التشغيل البيني – قدرة الأنظمة المختلفة على الاتصال وتبادل واستخدام البيانات من بعضها البعض – أساسًا منطقيًا لـ MUMT وأيضًا عامل مساعد لها. باختصار، تهدف MUMT  إلى إقران المنصات المأهولة وغير المأهولة بمستوى الأنظمة الضروري والتكامل التشغيلي لتسخير نقاط القوة الخاصة بكل منها.

، ويمكن تحديد قابلية التشغيل البيني على مستويات مختلفة بالاعتماد على مستوى التحليل والسيناريو قيد النظر، وفي سياقMUMT ، يكون أعلى مستوى من قابلية التشغيل البيني بين منصة مأهولة وغير مأهولة عندما يكون طيار أو طاقم جوي لمنصة مأهولة قادرًا على التحكم في جوانب الإقلاع والطيران والحمولة والهبوط في نظامه/ أنظمة غير المأهولة المزدوجة. ويظل هذا المستوى من قابلية التشغيل البيني بين المنصات المأهولة/ غير المأهولة طموحًا في الوقت الحالي، لكن المستقبل سيجعل هذا النوع من التحكم الموزع والشراكة متعددة المنصات ممكنًا. وسيكون الإنجاز الرئيسي لتحقيق هذا الهدف هو عندما يكون الطيارون وأفراد الطاقم على منصات مأهولة قادرين على التحكم في منصات غير مأهولة، والتحكم في أجهزة الاستشعار الخاصة بها، وتلقي تغذية الفيديو والبيانات المباشرة وتأثيرات الحركة في الوقت الفعلي.

وفي الطرف الآخر من طيف التشغيل البيني، يُشار إلى قابلية التشغيل البيني الأساسية من خلال قدرة النظام الأساسي المأهول على تلقي البيانات من منصات غير مأهولة بشكل غير مباشر عبر مراحل الاتصالات – وفي هذا المستوى تعمل معظم القوات الجوية المتقدمة حاليًا. بين هذه النهايات من مستويات التشغيل البيني، يوجد مغلف كبير يقع بين – على سبيل المثال، حيث تكون منصة مأهولة قادرة على الاتصال مباشرة بمنصة غير مأهولة – وهو محور رئيسي حالي للقوات الجوية – أو حيث يمكن للطاقم الجوي التحكم مباشرة في الرحلة و منصة غير مأهولة بينما يتم توجيه الجوانب الأرضية لعمليات المنصة، مثل إقلاعها وهبوطها، من مكان آخر.

MUMTوالتخطيط المستقبلي

 

يعكس MUMT اليوم عنصرًا حاسمًا في التخطيط المسبق للقوات الجوية لأنه يساعد في توجيه التطبيق الحالي للمنصات غير المأهولة في العمليات وتطويرها المستقبلي ليشمل دعم الأنظمة والتقنيات والعقيدة ومفهوم العمليات. وبالنظر إلى الدورات الزمنية المتسارعة لاختراقات البرامج والحوسبة، والظروف المواتية التي تم إنشاؤها من خلال دفع متقارب على نطاق القوة نحو التكامل متعدد المجالات، ستصبح المنصات غير المأهولة مستقلة في المستقبل في وقت أقرب مما قد يتوقعه البعض، وإن احتمالية وجود منصات غير مأهولة عالية الاستقلالية هي مسألة متى – لا إذا أو كيف – حتى مع مراعاة الأبعاد الأخلاقية والقانونية المحتملة التي ستحتاج إلى معالجة هذه التطورات معها.

ويتم تعريف الاستقلالية على نطاق واسع من حيث جودة النظام الأساسي للتحكم الذاتي – وفي سياقMUMT ، قد يتعلق الأمر بالقدرة المتكاملة لمنصة غير مأهولة على الإحساس والتحليل والتواصل و (إعادة) التخطيط واتخاذ القرارات واتخاذ الإجراءات اللازمة لتحقيق الأهداف المحددة لها أو أهداف المهمة. وقد تكون المنصات غير المأهولة مستقلة بالكامل أو شبه ذاتية، وتحت هذا الحد، تكون قادرة على التعاون مع المنصات المأهولة أو مع عناصر القيادة والتحكم (C2) المتمركزة عن بعد. ويمكن لمنصة غير مأهولة قادرة على التعاون المستقل، فعلى سبيل المثال، أن تكون قادرة على متابعة خطة مهمة محددة مسبقًا وتنفيذ مهام مثل الرحلة الأساسية وتحديد الهدف مع “الإنسان في الحلقة” الذي يوفر المراقبة.

تُستخدم المنصات القديمة غير المأهولة في جمع المعلومات الاستخباراتية، وتسليم الذخائر وغيرها من التأثيرات مثل الهجوم الإلكتروني (EA) مع مراقبة طاقم البعثة الأرضية وتوجيه النتائج – ولكنها تفتقر إلى القدرة على الاستجابة للاحتياجات التشغيلية المتطورة أو التغييرات في بيئتها عن طريق أنفسهم. كما تصبح المنصات غير المأهولة أكثر استقلالية، وستصبح أكثر تفاعلًا مع بيئة التشغيل والتهديد الخاصة بها وتصبح قادرة على تنفيذ وظائف المهمة بتوجيهات ومدخلات بشرية أقل. هذا الاستقلال الذاتي للمنصات غير المأهولة – والأنظمة العسكرية على نطاق أوسع – يولد آثارًا كبيرة في التخطيط لـ MUMT وتوجيه تطور هذه الجهود في المستقبل.

تقدم الاختراقات الناشئة في المنصات ذاتية التشغيل بدون طيار مفهوم C2 الموزع بطرق جديدة وأكثر قوة بالإضافة إلى تسليط الضوء على الانتقال المتسارع من أساليب التشغيل التقليدية “الإنسان في الحلقة” إلى نهج التشغيل نحو “الإنسان في الحلقة”. إن قدرة المنصات غير المأهولة على الكشف بذكاء عن التغييرات في الظروف التشغيلية، وإصدار أحكام سريعة وتغيير أو متابعة مسارات عمل جديدة لتحقيق النتائج المرجوة الممكنة تشكل قفزة كبيرة إلى الأمام. وبالنظر إلى المهام المعقدة للغاية ومجموعات المهام التي سيكون الجيل التالي من الأنظمة غير المأهولة قابلاً للتطبيق، مثل SEAD و “الحشد”، فإن فكرة إعادة المهام الآلية – وهي قدرة أثبتتها بالفعل برامج التطوير المختلفة – تشير إلى عتبة جديدة للقوة الجوية.

استخدام المنصات غير المأهولة بشكل تآزري

لقد حفز الطابع المتغير للحرب واقع أنظمة الأنظمة حيث تتفاعل شبكات المنصات المأهولة وغير المأهولة والمستشعرات متعددة المجالات وأنظمة EA والرماة الموزعة بشكل تعاوني وسريع عبر روابط اتصالات تكتيكية وتكتيكية داخلية/ خارجية متعددة. وبمساعدة مجموعة متنوعة من أنواع المنصات غير المأهولة، حيث ستعمل القوة القتالية الناشئة المتمركزة على الشبكة مع زيادة الوعي بالموقف مما يسمح بالتعرف المبكر على التهديدات ونقاط القرار، والجداول الزمنية المرسلة من جهاز الاستشعار إلى مطلق النار وتقليل التعرض للعناصر المعادية والنيران.

إن تسريع التقدم في قدرات الاستقلالية ومعالجة البيانات والمعلومات سيجعل من الممكن للقوات الجوية الطيران على منصات مأهولة وغير مأهولة بالشراكة مع تآزر تشغيلي غير مسبوق؛ وبدعم من أنظمة وبرامج المهام الجديدة، وستصبح المنصات المأهولة وغير المأهولة التابعة لسلاح الجو أكثر تكاملاً بشكل أعمق وستسمح للقوة المقاتلة بأن تصبح أكثر مرونة وديناميكية في تقديم حزم قوة عالية الفعالية والقوة لتلبية الاحتياجات التشغيلية المتطورة بشكل أكثر استجابة.

إخلاء المسؤولية والإشعارات

أي آراء يتم التعبير عنها في هذه المدونة أو من خلالها هي آراء المؤلف الفردي وقد لا تعكس بالضرورة آراء SPPS أو المنظمة (المنظمات) التي ينتمي إليها المؤلف أو ينتمي إليها أو عملائها أو أي جهة حكومية.

تم إعداد المواد والمعلومات الواردة في هذه المدونة أو تجميعها بواسطة SPPS ، وعند ذكرها ، بالاشتراك مع الشركاء ، وهي مخصصة للأغراض الإعلامية فقط. يجوز لك عرض هذه المواد أو نسخها أو تنزيلها أو طباعتها أو مشاركتها لأغراض شخصية وغير تجارية وإعلامية طالما لم تقم بتعديل المحتويات الواردة فيها. ما لم يتم التصريح بذلك ، لا يجوز نسخ أي من المواد أو إعادة إنتاجها أو توزيعها أو تنزيلها أو عرضها أو نقلها بأي شكل أو بأي وسيلة لأي أغراض تجارية دون إذن كتابي مسبق من SPPS (البريد الإلكتروني Operations@spps.ae للاستفسارات والأذونات) .

يتم توفير أي معلومات يتم توفيرها في هذه المدونة على أساس “كما هي” دون أي مسؤولية من أي نوع ، سواء كانت صريحة أو ضمنية ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ، الملاءمة لغرض معين ، أو عدم الانتهاك. قد يقوم SPPS دوريًا بإضافة المعلومات والمستندات الموجودة في هذه المدونة وتغييرها وتحسينها وتحديثها. لا تتحمل SPPS أي مسؤولية أو مسؤولية عن أي أخطاء أو سهو في محتوى هذه المدونة.

© Copyright 2021 - DIACC. All Rights Reserved.