En testuppskjutning av ett hypersoniskt vapen – en långdistansmissil som flyger en mil per sekund och snabbare – tar veckor av planering. Så, medan USA och andra stater tävlar om att distribuera hypersonisk teknologi, det är fortfarande osäkert hur användbara systemen kommer att vara mot brådskande, mobila eller föränderliga hot.

Sandia National Laboratories, som har tillverkat och testat hypersoniska fordon i mer än trettio år, tror att artificiell intelligens och autonomi kan minska dessa veckor till minuter för utplacerade system. För att bevisa det, Sandia tillkännagav idag bildandet av Autonomy New Mexico, en akademisk forskningskoalition vars uppdrag är att skapa artificiellt intelligenta flygsystem.

"AutonomyNM är en samling av några av de bästa hjärnorna inom teknologi för autonoma system i en unikt orienterad, samarbetsmiljö, " sa Sandias Michael Burns, biträdande laboratoriechef för nationella säkerhetsprogram. "Vi förväntar oss att det kommer att få viktiga effekter på ett antal forskningsområden."

AI kan påskynda flygplaneringen

Ett hypersoniskt boost-glide-fordon – den typ som testats av Sandia – skjuts upp i rymden ombord på en raket, lossnar sedan och använder bara sin fart för att segla över den övre atmosfären innan den slutligen kastar sig tillbaka till jorden och dess mål.

"I extrema hastigheter, flygningen är otroligt utmanande att planera för och programmera, sa Alex Roesler, en senior manager på Sandia som leder koalitionen.

I teorin, artificiell intelligens skulle kunna generera en hypersonisk färdplan på några minuter för mänsklig granskning och godkännande, och på millisekunder kan ett semi-autonomt fordon självkorrigera under flygning för att kompensera för oväntade flygförhållanden eller en förändring av målets plats. En människa som övervakar flygningen kan när som helst återta kontrollen genom att stänga av kurskorrigeringsfunktionen.

Autonoma teknologier, som självkörande bilar, är utformade för att utföra komplicerade uppgifter utan mänsklig inblandning. De kräver ett brett utbud av teknologier som fungerar tillsammans, inklusive avancerad datoranvändning, artificiell intelligens och maskininlärningsalgoritmer, sensorer, navigationssystem och robotik.

Det Sandia-ledda samarbetet integrerar ledande expertis från hela landet inom dessa områden med egen kunskap inom högpresterande flygfordon. Sandia tillverkar hypersoniska glidfordon för forskningsändamål och driver en hypersonisk vindtunnel.

Medlemmar som samarbetar med Sandia representerar Georgia Institute of Technology; Purdue University; University of Illinois, Urbana-Champaign; University of New Mexico; Stanford University; Texas A&M University; University of Texas i Austin; och Utah State University.

AutonomyNM samlas för första konferensen

Koalitionen konvergerar idag på University of New Mexicos campus för sitt första generalmöte. I två dagar, medlemmar kommer att presentera experimentella resultat, föreslå nya idéer och diskutera framsteg mot sina gemensamma mål.

"Forskningsmålen för AutonomyNM liknar de som studeras för självkörande bilar och andra autonoma systemteknologier, och vi bygger vidare på det grundarbetet, " sa Roesler. "Tyvärr, du kan inte lägga in en algoritm utvecklad för en bil i ett höghastighetsflygplan, så vi arbetar med våra partners för att skapa ny teknik för en ny applikation."

AutonomyNM:s bredare ambitioner är att fungera som en brunn för andra industrier genom att utveckla idéer som kan leda till säkrare, effektivare robotar i, till exempel, autonom transport, tillverkning, rymd eller jordbruk. Om gruppen når sina mål, det kommer att ha skapat beräkningsalgoritmer som komprimerar 12 timmars beräkningar till en enda millisekund, allt på en liten, inbyggd dator.

Sandia siktar på att färdigställa den grundläggande tekniken för nya autonoma flygsystem till 2024. Förutom hypersoniska flygsystem, AutonomyNM planerar att utforska andra tillämpningar av autonomi inom flyg- och rymdfart, betona lösningar på nationella säkerhetsutmaningar.