Применение элементов искусственного интеллекта в беспилотных летательных аппаратах ВС США

Подполковник Д. Симонов

В сфере авиационного вооружения и военной техники (ВВТ) одним из перспективных направлений развития является создание беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). При их производстве широко используются высокотехнологичные материалы и сплавы, применяются передовые разработки в области двигателестроения.

Важное место занимает оснащение беспилотных летательных аппаратов электронно-вычислительными системами боевого управления (СБУ), навигации и связи, что повышает уровень боевой эффективности БПЛА. Следующим этапом совершенствования этих аппаратов является оснащение их системами управления на основе искусственного интеллекта (ИИ).

Опыт последних локальных войн и конфликтов в Ираке, Афганистане, Ливии, Сирии (высокая интенсивность, задействование разнородных сил, применение высокоточного оружия с высоким уровнем поражающего действия, использование высоких технологий и передовых технических разработок), показал, что Соединенные Штаты стремятся расширить области применения БПЛА (разведывательные, ударные, разведывательно-ударные, многоцелевые), увеличить их номенклатуру и повысить боевые возможности.

Одним из направлений развития военной беспилотной авиационной техники является снижение ее зависимости от человеческого фактора, повышение автономности функционирования. В этой связи военное руководство США рассматривает использование искусственного интеллекта (в том числе построенного на применении нейросетей) в СБУ в качестве одного из основных способов повышения боевой эффективности БПЛА. Соединенные Штаты планируют наделить беспилотные летательные аппараты функциями исходя из основных свойств ИИ, а именно выполнять задачи, которые традиционно считаются прерогативой человека. По замыслу БПЛА должны гибко, почти "творчески", решать поставленные задачи с учетом накопленного "опыта", правильно интерпретировать исходные данные и, используя функции самообучения и анализа, "самостоятельно" принимать решение на выбор способа достижения целей. При этом на современном этапе предполагается участие человека в контроле за деятельностью ИИ.

США в качестве основных областей применения искусственного интеллекта в БПЛА рассматривают анализ и оценку обстановки, а также разведку, наблюдение и распознавание (Intelligence, Surveillance and Reconnaissance - ISR).

При анализе и оценке обстановки использование ИИ существенно повысит возможности систем боевого управления (СБУ). Значительно возрастут способности СБУ по распознаванию целей в сложных боевых условиях, анализу обстановки и выдаче команд на приме нение вооружения. Кроме того, такие системы могут выполнять задачи по оценке погодных, климатических и экологических условий, прогнозированию и оценке уязвимостей в линиях снабжения противника, оценке и выбору сил и средств на выполнение боевой задачи. В мероприятиях по разведке, наблюдению и распознаванию использование БПЛА в дальнейшем будет играть все большее значение. Управление БПЛА, сбор и анализ получаемой от них информации, принятие решений на их дальнейшее использование планируется возложить на электронно-вычислительные системы с искусственным интеллектом.

В перспективе США планируют объединить БПЛА с "интеллектуальными" вычислительными системами на основе ИИ, которые будут работать с большими базами данных (Big data). Например, в качестве основы для таких баз данных будут использоваться социальные сети (Фейсбук, Твиттер, Инстаграм) и интернет-блоги. Кроме того, ВВС США разрабатывают программное обеспечение, имитирующее поведение человека в социальных сетях, с целью проведения провокационных и заманивающих операций для выявления потенциально опасных субъектов, таких как представители террористических и преступных организаций.

Получаемая информация будет обрабатываться специальными алгоритмами ИИ, а результаты автоматически направляться на БПЛА, которые будут самостоятельно принимать решение на проведение тех или иных мероприятий в отношении выбранной цели (в том числе уничтожение). Особого внимания заслуживает тот факт, что одной из желательных характеристик системы является гибкость, обусловленная алгоритмами обучения, чтобы обеспечить возможность изменения категорий целей и перераспределения задач по ним для использования в системе внутренней безопасности.

Другими словами, США планируют задействовать БПЛА с ИИ не только в интересах ВС для уничтожения военных и гражданских объектов государства-противника, но и в интересах организаций, обеспечивающих внутреннюю безопасность Соединенных Штатов (в том числе Федерального бюро расследований, секретной службы, агентства национальной безопасности и других). Отмечается, что решение на уничтожение или подавление цели будет приниматься в том числе на основе "прогноза ее возможных действий" и "прогнозирования ответных реакций". Таким образом, можно предположить, что действовать подобная СБУ на основе ИИ будет "на опережение", что может привести к противоречиям с международным правом и законами самих Соединенных Штатов.

Ведущие организации и проекты США в сфере разработки искусственного интеллекта. Руководство вооруженных сил США при участии управления перспективных исследований министерства обороны (DARPA) активно привлекает к сотрудничеству компании гражданского сектора экономики для разработки электронно-вычислительных компонентов БПЛА. Особое внимание уделяется сотрудничеству с частными компаниями, офисы которых расположены в Кремниевой долине (штат Калифорния).

В частности, к их числу относятся: компании "Гугл", "Айбиэм" (IBM), "Циско" (CISCO), C3IoT, "Псибернетикс" (Psibernetix), "Лейдос" (Leidos), NCI, "Саик" (SAIC), "Аеком" (AECOM), "Орбитал АТК" (Orbital ATK), CACI, "Торч текнолоджис" (Torch Technologies) и "Миллениум инжиниринг" (Millenium Engineering).

Координацию работы в данном направлении осуществляет объединенный центр искусственного интеллекта (Joint Artificial Intelligence Center - JAIC) МО США, который начал свою работу осенью 2018 года.

В настоящее время JAIC руководит генерал-лейтенант Джек Шанахан. Кооперация военно-промышленного комплекса США с коммерческим сектором производства БПЛА организуется в том числе в связи с ожиданием роста мирового рынка беспилотных летательных аппаратов с совокупным годовыми темпами в 38,7% до 2022 года. К 2025-му объем рынка ИИ в военной сфере составит около 18,82 млрд долларов США со среднегодовым темпом роста в 14,75%

Большинство перечисленных компаний ведут разработку ПО, обеспечивающего кибербезопасность, в том числе электронно-вычислительных сетей, хабов и БПЛА ВВС США. Работа в этом направлении становится все более актуальной по мере автономизации аппаратов, объединения их в одну сеть и внедрения тактики использования БПЛА в боевых порядках типа "рой".

Компания "Псибернетикс" (штат Огайо) в интересах ВВС США разработала и в настоящее время тестирует ПО искусственного интеллекта "Альфа" (ALPHA). Данное ПО предназначено для установки на беспилотные летательные аппараты, которые будут вести воздушные бои. Таким образом, Соединенные Штаты стремятся расширить области применения БПЛА и использовать их не только в качестве разведывательных ЛА, но и в качестве истребителей.

Аналогичные разработки ведутся компанией C3IoT. Главное отличие разработок этой компании заключается в том, что разрабатываемое программное обеспечение с ИИ планируется устанавливать на уже имеющиеся боевые самолеты F-16 и самолет ДРЛОУ E-3 "Авакс" в качестве ПО поддержки анализа и оценки технического состояния авиационного оборудования для снижения трудовых временных и финансовых затрат на обслуживание ЛА. В дальнейшем его намечается использовать и на БПЛА.

Одним из наиболее дорогих (около 7,5 млрд долларов США) совместных проектов ДАРПА и компании "Гугл" является "Мавен" (Maven). В рамках данного проекта ПО с ИИ осуществляет анализ больших объемов видеоматериала, поступающего с разведывательных БПЛА, его обобщение и представление оператору-аналитику обработанной информации для последующего формирования "базы целей", предназначенных для уничтожения. Конечная информация передается в виде целеуказания на ударные БПЛА.

Компания "Шилд ЭйАй" (Shield.AI, г. Сан-Диего, Калифорния) разработала программно-аппаратный комплекс, состоящий из БПЛА "Нова" (Nova,) и обеспечивающего его работу ПО с ИИ "Хайвмайнд" (Hivemind).

Данный квадрокоптер предназначен для ведения разведки (в том числе сбора информации об окружающей обстановке, состоянии и рельефе местности, погодных условиях) и передачи параметрической и визуальной информации оператору на пульт управления и контроля.

Программное обеспечение позволяет БПЛА реализовывать эти задачи автономно и "самостоятельно" определять приоритетную из них, принимая решение на выбор способа выполнения такой задачи.

Аналогичный проект реализован компанией "Нейрала Брэйн" (Neurala Brain). Созданный ею БПЛА "Нейрала" (Neurala) выполняют схожие с аппаратом "Нова" задачи, однако помимо этого их ПО способно распознавать и идентифицировать цели (человека), используя алгоритм распознавания лиц (Face ID).

Особым направлением развития способов применения БПЛА являются американские проекты по отработке и совершенствованию тактики действия беспилотных летательных аппаратов типа "рой". Она заключается в увеличении их количества (до нескольких десятков) и взаимозаменяемости для достижения поставленной задачи.

Управление такой сложной структурой построения боевого порядка БПЛА будет осуществляться с помощью ПО искусственного интеллекта. В частности, тактика применения "рой" отрабатывается с использованием малоразмерных БПЛА "Пердикс" (Perdix).

ВВС США планируют также внедрять элементы ИИ в боевые летательные аппараты не только с целью повышения их боевых возможностей, но и для выполнения задач частичного замещения функций второго пилота (штурмана). Для этого в начале 2019 года началась разработка нового ПО с ИИ "Скайборг" (Skyborg). Первые испытательные полеты БПЛА, оснащенных программным обеспечением "Скайборг" (на борту экспериментального XQ-58A "Валькирия" (Valkyrie) и QF-16), запланированы на 2021 год, а самолетов (предположительно F-16, F/A-18E/F и F-22A) - на 2023-й. Новые программные разработки позволят в целом обеспечить автоматизированное решение задач по оценке и анализу воздушной обстановки.

Особенностью этого алгоритма является возможность обработки значительных объемов данных, что позволяет вести распознавание целей среди множества изучаемых объектов. Кроме того, данное ПО способно к самообучению, что повышает его возможности по распознаванию и идентификации даже в условиях использования объектом мероприятий маскировки.

Таким образом, военно-политическое руководство С ША ввиду изменения характера современных войн стремится в кратчайшие сроки нарастить боевую мощь своих вооруженных сил, принимая на вооружение высокотехнологичную военную технику, в том числе БПЛА. Оснащение их ПО с элементами искусственного интеллекта повышает возможности БПЛА по выполнению традиционных для них задач наблюдения и разведки, уничтожения техники и живой силы противника и в то же время расширяет области их применения (ведение воздушных боев, контроль и диагностика технического состояния летательных аппаратов).

Для выполнения этих технически сложных задач С ША продолжат привлекать гражданские высокотехнологичные компании и будут стремиться увеличить финансирование подобных проектов и расширять производственные возможности военно-промышленного сектора экономики.

Зарубежное военное обозрение. - 2020. - №2. - С. 55-59

• Авиационные средства поражения для беспилотных летательных аппаратов 2007
• Тенденции развития систем передачи данных при использовании БЛА (2006)
• Исследования в США по созданию неядерных головных частей для стратегических баллистических ракет 2007
• Организация испытаний и оценок авиационной техники и вооружения в США
• Использование беспилотных летательных аппаратов в интересах ПРО (2002)
• Американские разработки гиперзвуковых ЛА
• Разработка американского истребителя-бомбардировщика FB-22 (2002)
• Экспериментальный самолёт XFC-130H (2002)
• Разработка американского стратегического бомбардировщика нового поколения (2003)
• Разработка и лётные испытания экспериментальных ГЛА (2003)