Sztuczna inteligencja dla chińskich torped
Yu-1 jest jedną z pierwszych torped Marynarki Wojennej PLA. Zdjęcie Wikimedia Commons
Marynarki wojenne krajów rozwiniętych dysponują różnymi środkami przeciwdziałania broni torpedowej. W związku z tym istnieje potrzeba udoskonalenia systemów naprowadzania torped, aby mogły one ignorować wszelkie zakłócenia, skutecznie znajdować cel i przeprowadzać atak. Interesujące rozwiązanie tego problemu opracowali niedawno chińscy naukowcy. Proponują oni wykorzystanie sztucznej inteligencji do naprowadzania.
Nowe technologie
Dwie organizacje były zaangażowane w poszukiwanie i rozwój nowych technologii ulepszania broni torpedowej. Większość prac wykonała China State Shipbuilding Corporation. Niezbędne wsparcie zapewnił Departament Uzbrojenia Marynarki Wojennej PLA.
Przez nieokreślony okres czasu obie organizacje opracowały teoretyczną część projektu, a następnie przeprowadziły niezbędne badania i testy. Większość tych działań została przeprowadzona przy użyciu modelowania komputerowego opartego na dużej ilości dostępnych danych.
Całościowe wyniki projektu i inne informacje podlegające ujawnieniu zostały opublikowane w kwietniowym wydaniu czasopisma naukowego Command Control & Simulation. Prasa zagraniczna niedawno zwróciła uwagę na tę publikację, dzięki czemu nowe technologie stały się znane za granicą.
Dalsze plany naukowców i inżynierów nie zostały jeszcze ujawnione. Nowe rozwiązania zostaną prawdopodobnie opracowane i poddane testom praktycznym w przewidywalnej przyszłości. Wtedy mogą pojawić się prawdziwe urządzenia sterujące dla torped oparte na takich technologiach.
Wyrzutnia torpedowa nowoczesnej torpedy 324 mm Yu-7. Zdjęcie Wikimedia Commons
Nadal jednak nie jest jasne, co PLA Navy sądzi o nowym rozwoju i czy uważa, że jego dalszy rozwój jest konieczny. Najprawdopodobniej żadne plany tego rodzaju nie zostaną ujawnione. Jeśli nowe systemy naprowadzania zostaną wdrożone w praktyce, będzie to znane jako fakt dokonany.
Problem zakłóceń
Nowoczesne torpedy są wyposażone w hydroakustyczne systemy naprowadzania. Szukają celu na powierzchni lub pod wodą na podstawie hałasu, jaki wytwarza lub śladu. Następnie cel jest śledzony, a torpeda jest kierowana w jego stronę.
Z kolei do zwalczania wrogich torped stosuje się kilka podstawowych rozwiązań. Istnieją systemy do ustawiania zakłóceń hydroakustycznych, a także specjalne fałszywe cele. Wszystkie te środki utrudniają wykrycie i/lub śledzenie prawdziwego statku, a następnie zaatakowanie go. Jednocześnie środki zaradcze są stale udoskonalane i coraz bardziej utrudniają ataki.
Ponadto same torpedy ze względu na swoją dużą prędkość wytwarzają hałas, który zakłóca działanie ich systemów naprowadzania. Problem ten jest szczególnie wyraźny przy tworzeniu szybkich torped odrzutowych. Taka broń od dawna przyciąga uwagę konstruktorów i wojska, ale realizacja takich projektów napotyka szereg trudności, w tym w dziedzinie hydroakustyki.
Nowoczesne rozwiązanie
Dlatego nowoczesna torpeda potrzebuje hydroakustycznego systemu naprowadzania, który ma tryby aktywne i pasywne i jest odporny na różne rodzaje zakłóceń. Ponadto inne mechanizmy produktu i jego konstrukcja nie powinny zakłócać systemu naprowadzania.
Wystrzelenie rakiety Yu-7. Zdjęcie: Globalsecurity.org
Aby stworzyć nowy zaawansowany system naprowadzania, chińscy specjaliści przeprowadzili znaczące prace przygotowawcze. Badania te obejmowały nowoczesne systemy oprogramowania i sprzętu oparte na sztucznej inteligencji, zdolne do tworzenia i analizowania dużych wolumenów danych.
Struktury naukowe Marynarki Wojennej PLA dostarczyły zestaw różnych danych początkowych. Obejmowały one sygnatury hydroakustyczne różnych obiektów, informacje o różnych typach procesów hydrodynamicznych, charakterystykę niektórych produktów itp. Wszystkie te dane zostały wcześniej zebrane podczas pełnoskalowych testów i innych działań.
Oprogramowanie oparte na sztucznej inteligencji przeanalizowało te dane i nauczyło się rozpoznawać sygnatury hydroakustyczne różnych obiektów. Stworzono złożone algorytmy przetwarzania i wyprowadzania danych. Zaprogramowano inny podobny kompleks, aby tworzyć sygnatury imitujące prawdziwe statki, torpedy itp. z różnym stopniem niezawodności.
Następnie dwa systemy sprzętowe i programowe rozpoczęły pewnego rodzaju rywalizację. Jeden „tworzył” środowisko hydroakustyczne lub produkował prawdziwe sygnatury, a drugi analizował przychodzące dane i próbował oddzielić zakłócenia i fałszywe cele od prawdziwych. Badanie to zajęło dużo czasu, ale przyniosło pożądane rezultaty.
W wyniku wspólnej pracy obu kompleksów powstała duża baza danych cech, dzięki którym system naprowadzania może odróżnić prawdziwy cel od fałszywego. Teraz te dane, a także metody rozpoznawania, powinny znaleźć zastosowanie w rzeczywistych projektach uzbrojenia torpedowego.
Nowe zasady
Twórcy projektu opisali ogólne zasady nowego systemu rozpoznawania. Generalnie wszystko wygląda dość prosto i jasno, ale wdrożenie takich pomysłów wymagało pewnych wysiłków.
Nowy system ma być oparty na sieci neuronowej z funkcją AI. Został wytrenowany do wykonywania analizy sygnału hydroakustycznego, podzielonej na siedem różnych etapów. Sygnały są sekwencyjnie normalizowane według amplitudy, szum jest filtrowany, transformacje są wykonywane przy użyciu specjalnych modeli matematycznych itp.
Na ostatnim etapie sztuczna inteligencja poszukuje anomalii w modulacji częstotliwościowej powstających sygnałów. Jak wykazały badania, to one pozwalają nam odróżnić rzeczywisty obiekt od fałszywego celu nowoczesnego lub obiecującego modelu.
Mówi się, że oparty na sztucznej inteligencji system analizy jest wysoce skuteczny. Prawdopodobieństwo pomyślnego rozpoznania najbardziej złożonych fałszywych celów wzrosło z 61% do 80%. W przypadku prostszych obiektów ta liczba jest jeszcze wyższa. Jednocześnie nowy system sprzętowo-programowy jest autonomiczny i nie wymaga zewnętrznej pomocy. Ponadto ma dość dużą prędkość i nadaje się do praktycznego użytku.
Sukcesy i perspektywy
W ten sposób chińscy naukowcy byli w stanie opracować nową technologię pracy z sygnałami hydroakustycznymi, a także przetestować ją w trakcie badań. Prawdopodobnie teraz nowy sprzęt i oprogramowanie zostaną udoskonalone, a następnie wprowadzone do testów praktycznych. Można się spodziewać, że na pewnym etapie taki kompleks zostanie nawet zainstalowany na eksperymentalnym nośniku torped.
Radziecko-rosyjski pocisk podwodny WA-111 "Szkwał". Broń ten rodzaj przyciąga uwagę różnych marynarek wojennych. Zdjęcie Vitalykuzmin.su
Zalety nowej technologii są oczywiste i jasne jest, dlaczego jest ona interesująca dla Marynarki Wojennej PLA. Ogólnie rzecz biorąc, nowe środki pozwalają na drastyczny wzrost wydajności systemów naprowadzania broni torpedowej. Dotyczy to nie tylko tradycyjnie wyglądającej amunicji, ale także bardziej złożonych produktów, takich jak szybkie torpedy rakietowe.
W nowym projekcie AI musi działać według specjalnych algorytmów i skutecznie filtrować różne rodzaje zakłóceń, w tym te tworzone przez samą torpedę. W związku z tym prawdopodobieństwo skutecznego wykrycia i śledzenia celu lub jego śladu wzrasta - a szanse na udany atak rosną.
Według znanych danych chiński przemysł zbrojeniowy aktywnie pracuje obecnie nad tworzeniem nowych torped dla okrętów podwodnych i nawodnych. Podaje się, że opracowywane są produkty o tradycyjnej konstrukcji i zupełnie nowe modele o dużej prędkości. Dzięki poprawie pewnych cech technicznych osiąga się wzrost ogólnej skuteczności bojowej.
Oczekuje się, że jeden z kolejnych projektów tego typu będzie próbował wdrożyć najnowsze osiągnięcia w dziedzinie AI i sieci neuronowych. Jeśli taki projekt się powiedzie, Marynarka Wojenna PLA będzie mogła zwiększyć potencjał bojowy torped i tym samym poprawić swoje zdolności bojowe.
informacja