Новий допис Бенджаміна Кука у блозі Тома Купера присвячений новітнім технологіям на полі бою, а саме – безпілотникам на базі штучного інтелекту. Справді, широке застосування безпілотних технологій є найхарактернішою особливістю великої російсько-української війни, і експерти одностайні у думці, що саме вони у майбутньому формуватимуть поле бою. Українські інженери розробили сотні моделей дронів – повітряних, наземних, морських, які розвідують, мінуть, вивозять поранених, атакують цілі; десятки оснащені штучним інтелектом. Чому ж ми досі не спостерігаємо на фронті «безжальні рої керованих штучним інтелектом дронів-камікадзе»? Пояснює Бенджамін Кук. Вступне слово Тома Купера.
Усім привіт!
Через деякі особисті справи я не мав змоги минулого тижня нічого писати й публікувати. Але мушу визнати, що із «полегшенням» спостерігав, як нинішня американська адміністрація і далі руйнує США не лише зсередини, а й на міжнародній арені. Принаймні, тепер ситуація зрозуміла. Справді, нав’язуючи свої «фіксовані тарифи» майже всім і вся, уряд США – відповідальний за економіку, яку він нав’язував усім іншим і яка перешкоджала вільній торгівлі більшості країн; ідеться про «неолібералізацію» останніх 50-80 років – любʼязно змусив багато країн об’єднатися (принаймні, на місцевому рівні) проти США – і теж діяти.
Чудовий приклад. Він показує, що відбувається, коли хтось відмовляється приймати реальність і не хоче проводити реформи. Це підводить мене (а правильніше, «нас») до теми України. Бо, як би іронічно на перший погляд це не звучало, тамтешній уряд теж відмовляється робити необхідні реформи – якщо не у владі, то принаймні у збройних силах. Саме з цієї причини відбувається те, про що Бенджамін розповідає у своєму матеріалі: дрони з ШІ досі не «панують» на полях бою в Україні.
З позитивного: я маю чимало контактів у ЗСУ і можу спостерігати, що хоча всі розчаровані, розлючені корупцією, кумівством та некомпетентністю власного уряду – але, на відміну від «нас» на «Заході», українці принаймні успішно шукають способи ці всі явища обійти, подолати перешкоди, які уряд ставить на їхньому шляху. Думаю, в цьому плані, та й у всіх інших аспектах суспільного життя, українці можуть слугувати для всіх нас чудовим прикладом, як «працювати попри все».
Тому дружня рекомендація: «не перемикайтеся». Уже в найближчі тижні та місяці ми почуємо про це набагато більше.
Про що це я?
Про те, що ШІ та роботи – майбутнє цієї війни. Принаймні, коли йдеться про Збройні сили України. Можливо, не цього року, але точно наступного – роботи та штучний інтелект стануть такою ж «нормою», як і все інше, що ми бачили на цій війні впродовж останніх трьох років.
Чому?
Тому що насправді рішення вже не тільки «в розробці», але й у виробництві. Потрібен лише час, щоб подолати всі перешкоди, які постійно виникають на шляху залучених розробників і виробників — перешкод з боку уряду, який весь час відстає від розробок щонайменше на 12-18 місяців (але потім із задоволенням приписує собі кожне досягнення).
***
ПРИМІТКА: Оскільки тема дуже специфічна, максимально «технічна», я виклав її досить узагальнено. Крім того, я намагався балансувати між наданням інформації та поясненням, щоб читачів не затопило надміром незрозумілих деталей.
Неочевидна складність автономності
Існує популярна думка, що дрони зі штучним інтелектом нині повсюди: виявляють цілі, ухвалюють рішення і завдають ударів без участі людини.
Дійсно, автономні апарати існують і використовуються – зокрема, Україною – але це радше винятки, а не правила. Більшістю бойових безпілотників досі керують – візуально їх націлюють та завдають ударів у ворожому повітряному просторі у ручному режимі.
Виникає питання: чому?
Коротка відповідь така: справжньої автономності досягти важко. І впровадження навіть однієї здатності – наприклад, автоматичного розпізнавання цілей – вимагає інтегрованих систем, де будь-яка слабка ланка може зруйнувати весь ланцюг.
Давайте розглянемо, що насправді потрібно для того, щоб безпілотник «побачив» ціль, відстежив її, спрогнозував її рух та завдав удару – і все це без участі людини. І чому це досі трапляється так рідко.
Перед ударом
Коли люди чують визначення «дрон зі штучним інтелектом», вони уявляють якогось летючого Термінатора: самосвідомого, швидкого і смертоносного. Але реальність менш кінематографічна і набагато складніша.
За кожною успішною автономною операцією стоїть багатошаровий стек: виявлення, відстеження, прогнозування, прийняття рішень, активація і безпека. І кожен складник – дуже непростий. Разом вони складають мінне поле інженерних компромісів.
Ось як все працює – і де ламається.
Крок 1: Виявлення – перший погляд
Перш ніж щось відстежувати або атакувати, система мусить знати, що саме вона бачить.
Більшість об’єктів військового призначення зараз виявляють за допомогою таких моделей, як YOLOv5 або YOLOv8 — абревіатура від You Only Look Once (дивишся лише раз). Ці моделі аналізують відеокадри в режимі реального часу, фіксують об’єкти і передають їх із мітками класів та оцінками достовірності.
Хочете знайти танк? Вантажівку? Радарну тарілку? Саме тут потрібен цей крок.
Процес виявлення має відбуватися на легкому обладнанні (зазвичай на передових чіпах ШІ, таких як Nvidia Jetson або Coral TPU), зі швидкістю реального часу, в умовах освітлення, погоди або рельєфу місцевості, які не можна передбачити наперед. Модель також має бути навчена на реалістичних бойових знімках, а не на комерційних даних. (Україна має найбільшу у світі анотовану базу даних ворожої техніки.)
Для порівняння: ранні версії автопілоту Tesla базувалися на моделях виявлення в стилі YOLO. Але ці машини їздять по дорогах з твердим покриттям, з постійним освітленням і дорожніми знаками. Дрони, що літають над вигорілими полями і «бачать» замасковані автомобілі та уламки, що тліють, перебувають у зовсім іншому світі.
Крок 2: Відстеження – не втрачати ціль
Одного виявлення цілі недостатньо. Система має відстежувати об’єкт на всіх кадрах, навіть якщо він рухається, змінює положення, ненадовго зникає з виду або частково перекривається іншими об’єктами.
Це робота алгоритму відстеження – часто DeepSORT або ByteTrack, – який утримує «фокус» на об’єкті протягом тривалого часу. Мета – безперервність дії: знати, що пляма у кадрі 47 – це той самий об’єкт, що й на кадрі 42.
Достатньо втратити цю послідовність, і системі доведеться починати спочатку. Або, що ще гірше, вона зробить хибне припущення про те, куди зник об’єкт.
Крок 3: Прогнозування – де воно з’явиться?
Відстеження дає вам інформацію про те, «де об’єкт знаходиться просто зараз». Прогнозування – це про те, куди саме він рухається.
У реальному бою цілі рухаються. Іноді повільно, іноді швидко. Щоб успішно влучити в ціль, особливо у баражуючий боєприпас або у дрон-камікадзе, система повинна розрахувати точку перехоплення на основі:
- Швидкості і курсу цілі
- Динаміки польоту безпілотника
- Сили вітру, рельєфу місцевості, висоти
Ці розрахунки мають бути зроблені швидко і постійно оновлюватися по мірі зміни ситуації. Поганий прогноз означає невлучання у ціль – або провал ударної місії.
Крок 4: Логіка прийняття рішення і його виконання
Після того, як безпілотник виявив, відстежив і спрогнозував перехоплення цілі, йому все ще потрібно прийняти рішення:
- Це правильна ціль?
- Зараз правильний момент?
- Бити зараз чи зачекати?
Ця логіка часто закодована у механізмі прийняття рішень – серії правил, порогових значень або навіть класифікаторів ШІ, які вирішують, коли саме діяти. У деяких випадках перед застосуванням зброї рішення має підтвердити людина. В інших – дії повністю автономні.
І нарешті, система має спрацювати: скоригувати курс, запустити пікірування або вистрілити боєприпасом. Ця передача командування – від модулю виявлення цілі до польотного контроллера – одна з тих частин системи, що найбільш схильні до збоїв.
Крок 5: Інтеграція та оркестрування
Жодна з цих частин не працює сама по собі. Вони повинні бути інтегровані в єдиний програмний стек:
- Отримання даних від камери, IMU, барометра
- Інтерференційні моделі для виявлення та прогнозування
- Логічні шари для зв’язку рішень з діями
Поширені платформи оркестрування включають:
- ROS (Robot Operating System) – модульна, заснована на повідомленнях
- Nvidia DeepStream – оптимізована для ШІ на відео
- Кастомна логіка на Python або C++
Кожен рівень додає ризики затримки, браку оперативної пам’яті та втрати часу. Якщо повідомлення не надходить, датчик лагає або зупиняється потік процесора, система може вийти з ладу, або, що ще гірше, зависнути під час нанесення удару.
https://substackcdn.com/image/fetch/w_1456,c_limit,f_webp,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F9e8699cd-b3ed-4ab9-af4e-a5db7010d2f1_624x468.png
Безпека та зв’язок: Невидимий шар
Дрон, який мислить і атакує самостійно, є також кібер-мішенню. Ось чому криптографічний захист є критично важливою частиною будь-якого стеку автономних дронів.
- Дані для наведення на ціль повинні бути зашифровані.
- Зв’язок (якщо він є) повинен бути безпечним і захищеним від несанкціонованого втручання.
- Сама модель ШІ може бути засекреченою або запатентованою – і повинна бути захищеною від можливості відновити її, якщо безпілотник буде збитий.
Для цього потрібні криптографічні копроцесори або захищені елементи, такі як модулі ATECC608A або STSAFE від Microchip, які збільшують розмір, вагу, енергоспоживання і вартість виробу.
Але без них навіть найгеніальніший стек штучного інтелекту стає проблемою в той момент, коли він зазнає аварії в тилу ворога.
Чому ШІ-рішення для дронів досі не масштабуються?
Кожен з наведених аспектів є складним викликом.
Разом вони створюють купу потенційних проблем:
- Запітніла лінза погіршує виявлення цілі.
- Втрачений пакет трекінгу цілі зупиняє її відстеження.
- Несвоєчасне спрацьовування привода перериває перехоплення.
- Пошкоджений ключ захисту компрометує кібербезпеку виробу.
- Збій програмного забезпечення виводить дрон з-під контролю.
Ось чому більшість ударів безпілотників зі штучним інтелектом, про які ви чули сьогодні, все ще є гібридними системами: штучний інтелект допомагає ідентифікувати, відстежувати цілі або цілитися. Але керує, підтверджує або дає наказ атакувати – людина.
Справжня автономність на полі бою існує, але це рідкість. Не тому, що це неможливо, а тому, що важко змусити систему щоразу спрацьовувати.
Безшумний мозок
Коли це працює, то воно страшенно ефективне.
Система штучного інтелекту, яка може виявити ціль, відстежити її рух, спрогнозувати її траєкторію, підтвердити доцільність удару і завдати його – і все це за допомогою мікросхеми розміром з долоню без участі людини, – це ж змінює все!
Але поки ця система не стане надійною, легкою у збірці та дешевою, дрони зі штучним інтелектом залишатимуться радше міфом, ніж справжньою загрозою.
Цей безшумний мозок направду потужний. Проте він не готовий в автономному режимі пережити війну – принаймні поки що.
Переклад: Ірина Жигалюк, Антоніна Ящук
Редакція: Катерина Соболева
Джерело тут
