Тактична автономія: коли техніка ухвалює рішення швидше за людину — експерт про «цифровий мозок» на полі бою

Швидкість сучасного бою дедалі частіше перевищує можливості людини встигати реагувати в режимі реального часу.

FPV-дрони, автономні платформи та алгоритми групової взаємодії змінюють саму логіку застосування сили: рішення про маневр, атаку чи ухилення ухвалюють машини за частки секунди.

У військовій доктрині з’являється новий принцип — «людина контролює намір, а не кожну дію», а поле бою поступово перетворюється на середовище з високим рівнем тактичної автономії.

Про те, як працюють автономні FPV та Swarm AI, де пролягає межа між ефективною автоматизацією і втратою контролю, а також як ці технології змінюють роль оператора й командира, ми говоримо з кандидатом технічних наук, експертом з питань розвитку озброєння та новітніх технологій Богданом Долінце. Він пояснює, чому тактична автономія вже сьогодні формує нові правила війни, а не є сценарієм віддаленого майбутнього.

— Пане Богдане, почнемо з термінології. Що ми маємо на увазі під «тактичною автономією» сьогодні? Це просто автоматизація окремих процесів чи ми вже говоримо про повноцінний «цифровий мозок» усередині бойової одиниці?

— Насамперед ми говоримо про тактичну автономію, як про здатність бойових систем самостійно аналізувати оперативну обстановку та діяти в межах визначеного набору правил або стратегії, а не про те, як автоматизувати частину рухів чи операційних процесів.

Тому що сама тактична автономія нині трансформується у новий локальний прошарок управління на полі бою. Так званий цифровий мозок саме бойової одиниці. І допомагає такий асистент приймати і виконувати ті чи інші заходи і дії закладені його програмою.

— Чому цей перехід відбувається саме зараз? Що стало головним тригером: розвиток обчислювальних потужностей (Edge-аналітики) чи критична щільність засобів РЕБ, які роблять дистанційне керування неможливим?

— Ключовим елементом даної зміни є поява так званих Edge AI, програм запуску алгоритмів штучного інтелекту (ШІ) на пристроях. Це інструменти, які сьогодні впроваджуються в Інтернет речей, у певні засоби і пристрої, у такий спосіб дозволяючи здійснювати «розумні» дії або попередню обробку інформації для людини на полі бою.

Перші застосування були в автономних системах. Наприклад, це автопілоти для автомобілів, які об’єднували низку сенсорів, датчиків, такі як лідари, радари, камери, які дозволяли забезпечити автоматичне керування автівками. І ми бачимо зростаючу кількість таких рішень сьогодні.

Другий напрямок, це поява промислової автоматизації, яка дозволяє використовуючи сучасні моделі, зовнішні засоби, такі як камери, допомагати інженерам обслуговувати складні промислові установки із використанням елементів доповненої реальності. Тим самим даючи можливість цим фахівцям немов у прямому ефірі, працюючи з приладами віртуально, швидко отримувати інструкції по самому приладу і підказки щодо можливих несправностей або невідповідностей для штатної роботи тих чи інших компонентів.

Ну і, звісно, це розумні міста. Достатньо поширеним і відомим на сьогодні є рішення для інтелектуального керування дорожнім рухом. Це — про світлофори, які обладнані датчиками і сенсорами, що здатні аналізувати кількість транспортних засобів, які рухаються в різних напрямках, і в такий спосіб налаштовувати більш ефективну роботу щодо перемикання сигналів, щоб мінімалізувати затори на автошляхах.

Перехід та поширення ШІ говорить те, що відбувається певне позиційне зміщення. Тобто людина з ролі звичайного виконавця переміщається на позицію стратега-управлінця. Це коли людина визначає правила і межі роботи цих синтетичних систем, а система за таких рішень вже може самостійно діяти або виконувати певні нескладні базові завдання на полі бою без участі людини.

— Людина контролює «намір», а не «дії». Поясніть, як ця нова доктрина змінює підготовку оператора. Він перестає бути «пілотом» і стає «менеджером місії»?

— Якщо говорити в цьому зрізі про операторів БПЛА, то час майстерності пілота добігає логічного кінця. І коли ми говоримо про використання ШІ на термінальній ділянці польоту, тобто гарантування донаведення та ураження цілі в умовах, коли оператор дрона не має можливості забезпечувати контроль засобу через активну протидію засобами РЕБ або інших завад, участь ШІ в цьому випадку стає критичною для підвищення ефективності використання сучасних засобів ураження.

Щодо їхньої власної ефективності, то вони стають усе більш досконалими. І при цьому в середині них залишається те саме «залізо», яке і раніше було на борту звичайних FPV-безпилотників. По-друге, вони так само критично залежать від майстерності самих пілотів. Але частка й вимоги саме з точки зору майстерності оператора дрона продовжать знижуватися.

Це пов’язане якраз з появою ройових систем керування, фактично автопілотів із широкою автономією. За аналогією з тими, які ми бачимо у вищезгаданих звичайних автомобілях, які забезпечують або автоматичне, або частково-автоматичне керування автомобілем на дорогах загального руху.

Дані рішення розвиваються і стають все більш ефективними в безпілотних системах, таких як FPV-дрони тощо. Вважаю, що в майбутньому не буде потреби у складному навчанні для пілотів: вони перейдуть з категорії оператора дрона на позицію диспетчера — менеджера місії, який буде визначати завдання і вектори виконання цих місій. А безпосередньо решту рутинних і достатньо складних для людини розпоряджень та операцій буде виконувати сама автоматизована система.

— Проблема «свій — чужий». Як автономна система на полі бою, де іноді панує хаос, ідентифікує ціль? Чи здатні сучасні алгоритми на борту маленького дрона відрізнити танк від цивільної автівки або свого бійця від ворога без зв’язку з «хмарою»?

— Це дійсно характерно для активного ведення бойових дій, коли певний рівень хаосу присутній. І завдання ідентифікації цілі стає значно складнішим, адже залежить від декількох складових. Це і якість самих дронів та їхні характеристики. Обладнання, яке встановлено на безпілотниках і дозволяє правильно й адекватно ідентифікувати об’єкти.

І друга складова — це застосування сучасних алгоритмів, які працюють безпосередньо на борту такого компактного безпілотника. Наявні системи, в принципі, вже дозволяють достатньо точно відрізняти ту саму бойову техніку від цивільної. Але швидкодія таких алгоритмів визначення критично залежить від «заліза», яке є на борту дрона.

Стає все більше засобів, спеціально створених для окремих моделей дронів. Це і вироби від Jetson, або нові рішення від Google Coral, що дозволяють пришвидшити алгоритми машинного навчання і оперативність роботи самих елементів штучного інтелекту.

Але все ж таки, досі залишається викликом саме можливість розпізнавання своїх та ворожих цілей безпосередньо в умовах, коли ці об’єкти здійснюють заходи маскування. Тому що нинішні моделі ШІ все ж поступаються людині в можливості ідентифікації та розрізнення таких систем в більшості випадків.

Та в подальшому ми, напевне, побачимо якраз підвищення цих характеристик, і в якийсь момент ці системи будуть працювати краще, ніж людина. Зокрема, маючи можливість аналізувати багато чинників для безпосереднього розпізнавання та ідентифікації між безпілотниками, які можуть у реальному часі обмінюватись інформацією.

— Давайте звузимо ще нашу розмову до чисто технічних аспектів. Edge-computing. Наскільки складно вмістити потужний ШІ-процесор у бюджетний дрон-камікадзе? Це питання ціни чи технологічних обмежень (експортного контролю)?

— На сьогоднішній день більшість рішень для безпілотних систем є одноплатними комп’ютерами та АІ-екселераторами. І ті самі Jetson або аналоги дозволяють додати цю додаткову потужність на борту для вирішення задач штучного інтелекту без великої ваги чи значного енергоспоживання. Та основним викликом залишається, коли говоримо саме про такі мобільні платформи, їх можливість роботи тривалий час в умовах обмеженого запасу бортового джерела живлення.

Зокрема, в достатньо жорстких умовах зовнішніх середовищ. Адже військові системи мають працювати не десь на столі в офісі або вдома, а в промислових та бойових умовах. Тут мова йде про вологу, дощ, холод від −40°C до спеки у +70°C та цілої низки інших параметрів, які на сьогодні для більшості цих механізмів є достатньо жорсткими обмежувачами.

І експортний контроль, він дійсно існує. Але він є не основним чинником, який впливає на обмеження поширеності таких систем. Друга важлива складова — це обмеженості кількості компаній з виробництва критичних рішень. Адже є певний дефіцит щодо випуску сучасних швидкісних систем, які дозволяють рішенням зі штучним інтелектом працювати більш ефективно.

На жаль, ринок таких інструментів поки що не насичений.

— Колективний інтелект. У чому принципова різниця між «груповим нальотом» сотні дронів і «роєм»? Як працює Swarm AI, коли дрони обмінюються даними між собою без участі людини?

— Тут варто вказати не тільки про обмін даними в середині самого роя, а про те, що цей рій фактично є автономним. Тобто він може взагалі не мати доступу до зовнішніх інтернет-серверів або каналів зв’язку. Ключовим викликом стає якраз координація роботи такого рою для забезпечення виконання швидших завдань. Тож ми бачимо розподілення ролей.

Це означає, що в межах рою окремі повітряні платформи можуть виконувати різні завдання. Крім того, вони мають реалізовувати свої місії в реальному часі за будь-яких умов. Отже, і вдень і вночі та в умовах агресивного зовнішнього впливу засобів РЕБ.

А тому стає ключовим викликом саме створення між ними стійких каналів зв’язку, які б дозволили забезпечити відповідну координацію та роботу в тих обмежених тактичних умовах, які існують для даних систем на полі бою.

— Насичення ППО. Чи здатні нинішні системи протиповітряної оборони протистояти рою, який діє як єдиний організм, розподіляючи ролі (розвідники, ретранслятори, ударні одиниці) в реальному часі?

— Якщо говорити про існуючі системи протиповітряної оборони, необхідно розуміти, що вони не є одиничними платформами. Ці старі радянські системи, які, як правило, були самостійними, на сьогодні фактично перетворені в скоординовану цілісну мережу, яка дозволяє в реальному часі обмінюватися інформацією. Це підвищує їхню ефективність та дозволяє забезпечувати нові підходи для виявлення цілей. А також усунення певної зовнішньої інформації від ворожих засобів РЕБ, які вводять некоректну інформацію.

І, звісно, це так зване управління загрозами. Тобто можливість в автоматичному режимі оцінювати перелік наявних сил і загроз, що надходять від них. А також прогнозувати ефективність ураження ворожих об’єктів. Тобто, які цілі є пріоритетними та ураження яких дозволяє поетапно та систематично зменшувати спроможності ворога, наприклад, через ураження систем протиповітряньої оборони.

— Живучість мережі. Якщо в рої знищити «центральний» дрон, що станеться з іншими? Чи існує в таких системах децентралізація, де будь-який юніт може взяти на себе роль лідера?

— Це все залежить від самої архітектури тієї чи іншої системи штучного інтелекту в структурі рою БПЛА. І від того, як саме дана структура побудована логічно та ієрархічно. Чи це є централізована архітектура, де є умовний головний дрон-матка або ретранслятор, який забезпечує координацію керування всією зграєю.

Чи у плануванні дій зграї застосовано децентралізований підхід, коли в якийсь момент той чи інший дрон є фактичним лідером цієї групи, але в разі його знищення або ураження, інший безпілотник може взяти на себе дану функцію і продовжувати координувати роботу всього рою, у такий спосіб забезпечуючи децентралізацію алгоритмів і резервування стану всієї системи та ролей на межах зграї.

— «Повстання машин» у мініатюрі. Чи існує ризик втрати контролю над автономними системами в умовах роботи засобів РЕБ, які можуть підмінити координати або дані датчиків?

— Сьогоднішнє поле бою не дозволяє системам працювати в умовах наявності сигналів GPS. Дана технологія стала дуже вразливою до сучасних засобів РЕБ. Тому всі рішення, що існують і розробляються, вони здійснюються виходячи з того, що вони мають працювати в так званому no-GPS середовищі. І орієнтуватися на альтернативні джерела інформації, які є більш надійними та захищеними з точки зору навігації та визначення власного положення в просторі.

Проте дана задача стає другорядною. Ключовим викликом виступає ризик підміни інформації з тих чи інших датчиків та систем на полі бою. Або, наприклад, засліплення датчиків і сенсорів, що призводить до скорочення обсягу інформації, яку можуть ці системи приймати, обробляти і на базі якої формують відповідні пропозиції. Це вимагає побудови багаторівневих систем перевірки цілісності і захищеності даних та протоколів для адекватного прийняття рішень в умовах певного рівня постійної нестабільності та дифіциту інформації.

— Психологічний бар’єр. Чи готові штаби довіряти рішенням ШІ, які можуть здаватися нелогічними з точки зору класичної військової тактики, але бути математично виграшними?

— Як і раніше, будь-які елементи на базі штучного інтелекту використовуються як асистент командира, інструмент в його руках або допоміжний засіб. Тому ухвалення рішень — це завжди комбінація попереднього машинного аналізу і людських суджень та рішень.

Тобто, так чи інакше, людина завжди залишається кінцевим арбітром, незалежно від того, яким способом були отримані рішення або як пропозиції були інтерпретовані. Навіть якщо вони були оптимальними.

— Вітчизняні розробки. Де зараз перебуває Україна в цих перегонах автономності, як порівняти із США, Китаєм чи рф? Ми наздоганяємо чи створюємо власні унікальні стандарти?

— Україна достатньо активно розробляє та інтегрує рішення з використанням автономних або напівавтономних систем. Більшість таких розробок залишаються непублічними. Але при цьому ми бачимо, що в українських системах керування та координації ведення бойових дій ці рішення достатньо активно впроваджуються.

Зокрема, на базі таких національних інноваційних платформ, як Фонд підтримки стартапів, створюються спеціальні режими для компаній-виробників, що розробляють, тестують та створюють такі автономні рішення, фактично дозволяючи їм працювати та існувати в межах законодавства. Без страху порушити якісь міжнародні вимоги чи стандарти.

Крім України, на даному ринку достатньо активно з’являються й інші гравці. Сьогодні активно розвивають схожі рішення в Китаї, Сполучених Штатах та в деяких європейських країнах.

— Масштабування. Що зараз є головним дефіцитом для впровадження тактичної автономії: брак компонентів, складність софту чи відсутність оновленої доктрини?

— Ми бачимо комплексний перелік чинників, які сьогодні впливають на тактичну автономію. Ключовим залишається потреба системного підходу до побудови автономних систем для поля бою. Досі підходи до створення таких систем залишаються фрагментарними.

По-друге, тут важливим є інституалізація даних змін. Від появи нової доктрини й розробки та інтеграції певних стандартів, протоколів або підходів з обміну даними до безпосереднього використанню цих систем і навчання всіх залучених сторін.

Ну, і третє, напевне, найбільш складне — це фактично зміна культури, тобто модернізація самого військового мислення про роль і місце АІ на сучасному полі бою.

— Прогноз на 2-3 роки. Який вигляд матиме «лінія зіткнення», коли з обох сторін почнуть діяти повністю автономні наземні та повітряні роботизовані системи? Чи залишиться там місце для людини?

— Автономні системи стануть звичайним елементом тактичного рівня. Їхня глибина проникнення буде, якщо не всеосяжною, то точно значною. Кількість людей безпосередньо на лінії зіткнення буде зменшуватись за рахунок заміни їх автоматизованими системами та різноманітними АІ-рішеннями.

Сучасне поле бою дедалі більше нагадуватиме зіткнення саме програмних алгоритмів та платформ з обох сторін. Тобто, хто матиме кращі, ефективніші алгоритми, той і матиме перевагу безпосередньо на полі бою, і результат залежатиме від кращої технічної інтеграції та обробки даних, які сторони збирають на місцях протистояння.

— Ну, і завершальне запитання: яку головну пораду ви б дали українським розробникам, які сьогодні намагаються «навчити» дрон думати самостійно?

— Завжди треба розуміти, що алгоритм є все ж таки другорядним. Не варто концентруватися на алгоритмі, а необхідно концентруватися на бойових сценаріях та тактиках застосування. Алгоритми є лише інструментом для реалізації та досягнення даних цілей.

Системи, які розробляються, вони мають бути простими, зрозумілими та стійкими. Без цього, в принципі, їх успіх буде неможливий.

І необхідно пам’ятати, що найцінніше на полі бою — це швидка адаптація під реальні бойові умови. Що автономія має бути інструментом для допомоги людині, а не замінювати її рішення повністю.