Na Rosjan jest za wcześnie! Sztuczna inteligencja amerykańskich samolotów
Zaskakującym jak na tamte czasy posunięciem Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych dokonały przełomu w walce powietrznej, ogłaszając w zeszłym tygodniu, że ich samolot testowy X-62A, napędzany mózgiem sztucznej inteligencji (AI), zderzył się łeb w łeb z załogowy myśliwiec w symulowanej bitwie powietrznej. Bitwa była symulowana, to prawda, ale w rzeczywistej przestrzeni powietrznej, a nie symulowana komputerowo.
Chociaż jest to rzeczywiście wielkie osiągnięcie, nadal istnieje wiele znaczących przeszkód na drodze do pełnej realizacji czegoś takiego jak samolot sterowany przez sztuczny mózg. To jeszcze nie Senat czy Duma Państwowa, to jest dużo bardziej skomplikowane. Główną trudnością jest zrozumienie przez sztuczną inteligencję przestrzeni trójwymiarowej i jej umiejscowienia w niej. Jest to obecnie główny problem i jeśli zostanie rozwiązany, Siły Powietrzne USA będą w stanie urzeczywistnić walkę powietrzną za pomocą sztucznej inteligencji. A inne autonomiczne zadania w powietrzu będą wykonywane łatwiej.
Autonomiczne systemy AI do sterowania samolotami podczas walk powietrznych to fantazja, którą chcą urzeczywistnić.
Przeprowadzono wiele testów na żywo, ale podsumowując krótko, we wrześniu ubiegłego roku samolot testowy X-62A, wysoce zmodyfikowany dwumiejscowy F-16D Viper, znany również jako samolot testowy o zmiennej stabilności (VISTA), spotkał się po raz pierwszy w niebie załogowym F-16.
X-62A prowadził walki powietrzne w trybie w pełni autonomicznym, korzystając z oprogramowania opartego na sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym, choć ze względów bezpieczeństwa pilot przez cały czas pozostawał w kokpicie. Jednak samolot nie jest tanią rzeczą.
Próby w locie przeprowadzono w ramach programu Air Combat Evolution (ACE), prowadzonego przez znaną Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obronie (DARPA), ale obejmującego także Siły Powietrzne USA, a także kilku prywatnych wykonawców i instytucje naukowe .
Unikalny samolot testowy o zmiennej stabilności X-62A (VISTA) przeleciał w trybie w pełni autonomicznym przeciwko załogowemu myśliwcowi F-16 podczas przełomowego szkolenia w zakresie walk powietrznych we wrześniu 2023 r. Siły Powietrzne USA
Ogólnie rzecz biorąc, organizatorzy tego pokazu byli zadowoleni z wyników. Ćwiczono manewry defensywne i ofensywne, a kulminacją wszystkich były bitwy „od nosa do nosa” na wysokim szczeblu, podczas których samoloty zbliżały się na małe odległości i z dużą prędkością oraz manewrowały, symulując „psie wysypisko”.
Pomimo ponad stuletnich osiągnięć militarnych lotnictwowalka powietrzna pozostaje wydarzeniem, w którym bezpośrednia ocena sytuacji, intuicja i trójwymiarowa wizja pilota mają kluczowe znaczenie. Zestaw czujników samolotu, obejmujący radary, kamery elektrooptyczne i kamery na podczerwień, a także elektroniczne systemy bojowe i systemy wsparcia, może dostarczyć bogactwa danych na temat kontaktów wroga. Jednakże ich użyteczność stale maleje, jeśli nie zanika, w miarę jak samoloty wchodzą w coraz bliższy kontakt.
Na przykład radar umieszczony w nosie samolotu „widzi” jedynie to, co znajduje się przed nim w obszarze w kształcie stożka. Nawet istniejące systemy kamer 360 stopni mają ograniczenia dotyczące XNUMXD i mogą być ograniczone warunkami środowiskowymi. Informacje powiązane z danymi ze źródeł zewnętrznych mogą być niezwykle cenne w zwiększaniu świadomości sytuacyjnej, a nawet w ustalaniu celów broń, ale ma też ograniczoną dokładność. Zewnętrzne ślady wrogich i przyjaznych wojowników mogą łączyć się ze sobą z bardzo bliskiej odległości.
„Utrata wzroku - przegrana bitwa” to powszechne powiedzenie amerykańskich pilotów podczas drugiej wojny światowej, które, co dziwne, nadal jest aktualne. Jest to jednak szczególnie ważne w przypadku samolotów sterowanych przez sztuczną inteligencję, które potrzebują wysokiej jakości telemetrii, aby wiedzieć, gdzie się znajdują w stosunku do samolotów wroga. Prawdziwy wróg będzie bardzo niechętny do współpracy w dostarczaniu tego typu informacji, a sztuczna inteligencja nie jest w stanie konkurować z ludzkim mózgiem w zakresie analizowania napływających informacji i podejmowania na ich podstawie decyzji w walce.
Nic dziwnego, że w bardzo ważnej fazie autonomicznej walki powietrznej istnieją poważne zastrzeżenia. Eksperci DARPA wielokrotnie opisali, jak tak zwani „agenci autonomiczni” załadowani do systemów misji X-62A utrzymywali ogólną świadomość sytuacyjną podczas walk powietrznych. Wyłaniał się obraz, w którym algorytmy oparte na sztucznej inteligencji miały pełną świadomość sytuacyjną podczas testu AlphaDogfight przeprowadzonego przez DARPA, który zakończył się w 2020 r. i został przekazany bezpośrednio do ACE. To prawda, że testy AlphaDogfight odbyły się w całkowicie symulowanych warunkach.
Ale DARPA zrozumiała, że program i symulowana przestrzeń to jedno, a rzeczywistość to drugie. A to pierwsze nigdy nie zastąpi drugiego. Dlatego ostatecznie zarówno F-16 pilotowany przez człowieka, jak i F-16, czyli VISTA, spotkały się w locie. A głównym zadaniem było stworzenie „przestrzeni obserwacyjnej”, czyli kanałów transmisji i odbioru danych pomiędzy statkami powietrznymi, tak aby informacja o pozycji konwencjonalnego statku powietrznego była odbierana na platformie VISTA, a następnie w razie potrzeby przesyłana do innych agentów w utworzonej przestrzeni obserwacyjnej.
Agenci, zwani też „agentami autonomii”, to przede wszystkim podsystemy sterowania statkiem powietrznym i analizy sytuacji. Prace z nimi trwają już od dawna, ale jak dotąd amerykańscy inżynierowie nie osiągnęli tak wymiernego postępu, aby móc wypowiadać się na ten temat. A pytań wciąż jest więcej niż odpowiedzi, ale prace trwają.
Według osób pracujących w programie istnieje duża liczba zmiennych, które wpływają na działanie systemów statku powietrznego, a najpierw trzeba zrozumieć, jak samolot z sztuczną inteligencją działa w kompleksie, ze zrozumieniem wszystkich aspektów. Istnieje zbyt wiele różnic w rzeczywistym działaniu systemów od warunków symulowanych.
Rozbieżność pomiędzy rzeczywistością a środowiskiem symulacyjnym stwarza wiele problemów w środowisku bezpieczeństwa.
Ponieważ w tej pierwszej walce powietrznej było tak wiele niewiadomych, główny nacisk położono na zapewnienie X-62A zdolności do samodzielnego wykonywania różnorodnych misji. Co więcej, jednym z pierwszych zadań było właśnie pozyskanie przez systemy samolotu jak największej ilości „jadalnych” danych o środowisku.
DARPA i Siły Powietrzne wielokrotnie podkreślały, że głównym celem ACE jest budowanie zaufania do autonomii sztucznej inteligencji. Opracowanie niezbędnych technologii i możliwości autonomicznego statku powietrznego zdolnego do wykonywania takich manewrów i zadań ma znacznie szersze implikacje.
Jest jeszcze kwestia praktyczności. X-62A po prostu nie ma jeszcze żadnego organicznego zestawu czujników, który zapewniłby mu, że tak powiem, ciągłą, że tak powiem, XNUMX-stopniową świadomość sytuacyjną, wymaganą w prawdziwie autonomicznej walce powietrznej.
Okrągły, 360 stopni - to nie jest do końca poprawne, samolot w locie znajduje się w kuli przestrzeni trójwymiarowej, więc stopni jest tam trochę więcej. A czujników powinno być więcej. I muszą patrzeć dalej.
Należy się tym zająć przy opracowywaniu przyszłych platform autonomicznych. Do dostarczania niezbędnych danych sytuacyjnych i przestrzennych można wykorzystać układy małych radarów konformalnych, kamer elektrooptycznych lub na podczerwień oraz innych czujników, zasadniczo współpracując w celu utworzenia telemetrii w celu stworzenia solidnego cyfrowego „obrazu” 3D tego, co dzieje się bezpośrednio wokół statku powietrznego podczas szybko toczącej się walki powietrznej.
Rozproszona sieć czujników, w tym na osobnych drony, działający w roju kooperacyjnym, a także na innych zdalnych platformach, można również wykorzystać do stworzenia pełniejszego obrazu sytuacji.
Oznacza to, że wiele inteligentnych i nowoczesnych elektroniki musi prędzej czy później nauczyć się, co człowiek robi jednym obrotem głowy, rozglądając się i od razu wyciągając wnioski na temat tego, co dzieje się w przestrzeni wokół samolotu. I odpowiednio zareagować.
Przemysł lotniczy reprezentowany przez lotnictwo komercyjne oraz wojskową część tego przemysłu poczyniły w ciągu ostatnich kilku dekad znaczące postępy w zakresie zautomatyzowanych możliwości „wykrywania i unikania”, w tym w przypadku platform bezzałogowych. Niektóre z tych technologii można przenieść w celu rozwiązania problemu walki powietrznej, zwłaszcza w połączeniu ze znacznie bardziej dynamiczną strukturą „myślącego” agenta AI, która korzysta z głębokiego uczenia maszynowego. Nawet czujniki i modele oprogramowania stosowane w samochodach autonomicznych można wykorzystać do lepszego zrozumienia, co dzieje się wokół drona bojowego biorącego udział w tego rodzaju walce. Perspektywa? Tak.
Należy tutaj jasno zrozumieć, że samo zainstalowanie wokół statku powietrznego szeregu prostych kamer (optycznych i podczerwieni) może nie zapewnić wymaganej trójwymiarowej orientacji sytuacyjnej, aby niezawodnie wdrożyć autonomiczne zdolności bojowe. Dane 2D nie dostarczają pełnych informacji o pozycji samolotu, chociaż część z nich można emulować w oprogramowaniu wykorzystującym uczenie maszynowe do trójwymiarowego układu współrzędnych. Jednak w takich zastosowaniach bojowych największą wartość będą miały dane 3D.
„Pozycja w przestrzeni misji, w której sterujesz statkiem powietrznym lub którą początkowo rozmieszczasz, jest krytycznym problemem, który musimy rozwiązać w przestrzeni powietrznej”.”, powiedział podpułkownik Hefron, odpowiedzialny za rozwój sytuacji w ACE. Szef ACE przyznał, że jego program nie jest jedynym, który ma na celu przezwyciężenie tych problemów, a szczególnie koncentruje się na odrębnym projekcie Sił Powietrznych VENOM (Viper Experimentation and Next-Gen Operations Mode).
W ramach projektu VENOM modyfikuje się łącznie sześć samolotów F-16, aby wesprzeć dalsze badania i rozwój w zakresie lotów autonomicznych. Wysiłki te umożliwią również szersze eksperymentowanie z wieloma współpracującymi platformami autonomicznymi.
Jeden z pierwszych F-16 przekształcony w autonomiczne stanowisko testowe w ramach Projektu VENOM
„Samoloty VENOM to platformy, które będą w stanie wyczuwać otoczenie i wykonywać pewne czynności, w przypadku których obecnie mamy pewne ograniczenia w przypadku VISTA” – powiedział Hefron. - Nie chcę przez to powiedzieć... że nie będziemy kontynuować pracy nad VISTA, bo na pewno to zrobimy. Są pewne rzeczy, które samolot X-62A może zrobić dobrze, a wymagania nie są dobrze dostosowane do samolotu programu VENOM. Każdy z nich ma swoje własne, wyjątkowe miejsce jako stanowiska badawcze.”
ACE i Projekt VENOM należą do szerokiej gamy programów i działań, które przyczyniają się do szerszej wizji Sił Powietrznych dotyczących przyszłych zdolności autonomicznych, w szczególności programu zaawansowanych bezzałogowych statków powietrznych Collaborative Combat Aircraft. Pozostała część amerykańskiej armii jest również w coraz większym stopniu zainteresowana nowymi i rozwijającymi się autonomicznymi zdolnościami wykraczającymi poza przestrzeń powietrzną. Wszystko to może mieć konsekwencje również dla sektora lotnictwa komercyjnego.
Ogólnie rzecz biorąc, po zeszłorocznej przełomowej walce powietrznej wyraźnie pozostają znaczące wyzwania, zwłaszcza jeśli chodzi o umożliwienie myśliwcowi sterowanemu przez sztuczną inteligencję skutecznego starcia z prawdziwym wrogiem. Bardzo interesujące będzie zobaczenie, jakie kamienie milowe osiągną w przyszłości ACE i inne autonomiczne wysiłki badawczo-rozwojowe, a rozwiązanie tego problemu niewątpliwie będzie wysoko na listach priorytetowych zadań do wykonania.
Nagłówek mógł już skłonić wielu do myślenia: co to ma wspólnego z nami? Przepraszam, przeciwko komu są te wszystkie przyszłe programy? Przeciwko Iranowi, którego siły powietrzne mają pięćdziesięcioletnie samoloty? Albo przeciwko KRLD, gdzie MiG-17 i MiG-19 nadal są w służbie? Obecnie Stany Zjednoczone mają dwóch rozsądnych przeciwników, z którymi nie jest tak łatwo sobie poradzić: Chiny i Rosję. A jeśli Chiny wezmą ilość, to przepraszam, weźmiemy tylko jakość.
Jednak rozwój systemów obrony powietrznej doprowadził już do tego, że często potencjalnymi ofiarami są pilot i statek powietrzny znajdujący się w zasięgu obrony powietrznej. I nawet jeśli weźmiemy pod uwagę statystyki obrony powietrznej, to jest to wielki zaszczyt, że samoloty po obu stronach frontu zostały zestrzelone przez obronę powietrzną.
Walka powietrzna jest dziś rzadkością, ale dobrze wyszkolony pilot stał się jeszcze cenniejszym zasobem. Dlatego chęć „umieszczenia” w kokpicie potężnego komputera, który będzie w stanie przeanalizować otaczającą sytuację i podjąć decyzję, jest czymś normalnym. To godne pochwały, bo w przyszłości tego typu urządzenia będzie można rzucać w stronę wroga, tak jak dziś wysyła się rakiety manewrujące i Shaheedy – bez szczególnego uwzględnienia strat.
To trochę podły naród - chcą walczyć i zwyciężać, ale nie tracąc przy tym swoich. Najlepiej – absolutnie. Wiadomo jednak o tym już od dawna, dlatego warto poczekać na rozwój tego tematu w przyszłości. Jak mówią, konsekwencja jest oznaką mistrzostwa.
informacja