СВО кардинально изменила понимание современной войны, показав, что беспилотники стали самым грозным оружием, совершившим настоящую революцию в военной науке, и теперь ни одна современная армия не может действовать опираясь на традиционные военные доктрины.
Российские дроны-камикадзе с проводным управлением, которые неуязвимы к воздействию средств радиоэлектронной борьбы, хорошо показали себя в ходе СВО.
Вместе с тем научно-технический прогресс не стоит на месте, и на смену дронам , защищённым от воздействия РЭБ могут прийти полностью автономные боевые единицы. А затем, прогнозируют ведущие военные эксперты как США, так и "Глобального Юга" эти автономные охотники, разведчики, штурмовики и "камикадзе" станут роем. Автономным, самообучающимся роем дронов, способным наносить гораздо больший ущерб подразделениям войск, чем их единичные экземпляры.
С окончательным внедрением автоматических, независимых от оператора БПЛА к месту атаки беспилотные системы окончательно обретут своё новое лицо 21 века. И вполне возможно могут стать основными средствами поражения противника на поле боя, за исключением стратегического, тяжёлого оружия - ракет и бомбардировочной авиации.
Чем принципиально отличаются действующие модели БПЛА на оптоволокне или радиоуправлении от автоматического дрона и роевой модели?
БПЛА нового типа базируется на двух технологиях – самообучающемся ИИ, который способен без внешней связи определять БПЛА на местности, и - машинном зрении, которое в свою очередь способно распознавать живую силу и технику и ранжировать цели по степени угроз или максимизации поражения. Две этих системы – боевой ИИ и машинное зрение способны в корне поменять расклад на поле боя.
Своеобразная вшитая в беспилотник самообучающаяся Google Яндекс Карта и умная камера как в технологиях "Плати улыбкой" Метро Москвы.
Но обо всё по порядку...
История машинной автоматизации
Примеров автоматизации оружия – великое множество. Автоматические системы самонаведения появились уже на исходе Второй Мировой Войны. В принципе любая оружейная система по типу «выстрелил-забыл» является автоматической. Так ракетное вооружение тактического и стратегического звена (те самые IRBM или ICBM в классификации НАТО) действует на основе алгоритмов без участия человека с момента запуска.
Затем появились полуавтоматические и автоматические системы наведения оружия, а с конца 60-х – системы управления боем и автопилоты дальней авиации, а также автоматические прокладчики курса больших судов (сначала военных, а затем и гражданских судов).
Основой автоматических систем открытого типа являются следующие устройства:
- Вычислительно-счётная машина (ЦПУ) — устройство, предназначенное для автоматизированного выполнения математических операций - обработки данных. Сначала мозг любого автоматического устройства был электромеханическим (ЦПУ-арифмометр ракеты ФАУ-1 и ФАУ-2), затем аналоговым, а затем и цифровым.
- Сенсорная система – сеть датчиков для связи ЦПУ с окружающим миром или реагирующая на заложенные раздражители (сигналы) сеть датчиков. В конструкции ракет используются, например, высотометры, датчики угла наклона, постоянные системы инерциального исчисления на основе гироскопов и акселерометров.
- Система поиска ошибок и обратной связи – детекторы ошибок, которые постоянно сличают идеальную заложенную в программу математическую модель ЦПУ с получаемым результатом от систем обнаружения.
Эти устройства хорошо знакомы выпускникам кафедр кибернетики и автоматизации управления физико-математических институтов.
Грубо говоря, уже к концу 80-х годов были созданы автоматические системы, способные не только прокладывать курс в трёхмерной водной среде без участия человека, по заранее "нарисованной" в электронных мозгах условной ЯндексКарте но и летать. Чему примером наш советский «Буран».
Ступени развития автоматизации беспилотных систем
К началу СВО практически все БПЛА управлялись оператором-человеком. Лишь крупные стратегические БПЛА производства США типа «Жнец» и «Часовой» оснащались функцией автопилота по заданному оператором маршруту. Лишь одна страна – тоже США в 2016 году внесла и утвердила специальный протокол действия вооружённых сил, где команду на ликвидацию живой силы противника отдавала уже автоматическая система, а не человек, что косвенно свидетельствует о большом заделе развития беспилотных систем в США над остальными странами на тот момент. Тогда даже возбудилась демократическая общественность Страны Свободы: неужели роботы будут теперь убивать людей? Этично ли это?
За три года с февраля 2022 года совершён большой скачок в автоматизации процессов управления БПЛА. Наиболее «прокаченные» дроны сейчас оснащаются системами искусственного интеллекта с функцией машинного зрения для поражения живой силы и техники противника.
«Машинное зрение» определяет цели и их очерёдность, а система искусственного интеллекта наводит дрон и отдаёт ему приказ совершить атаку на цель. Пока лишь самые совершенные модели дронов с прокаченным ИИ способны патрулировать территорию и автоматически атаковать противника, что упирается как в цену каждого изделия (пока они выпускаются не в индустриальных масштабах), так и в несовершенство моделей ИИ.
За примерно 25 лет беспилотные системы преодолели следующие ступени развития:
- Дрон без экипажа на управлении оператора - первые дроны типа "Часовой" армии США заступили на пробное дежурство в 2001 году
- Дрон, способный к патрулированию и выявлению угроз, команду на поражение противника отдаёт оператор - современные дроны с "прокачкой" программного обеспечения типа "Хищник", "Жнец" и "Ястреб" активно применяются с конца 2015 года.
- Дрон способный к патрулированию, выявлению угроз и ликвидации целей без участия человека. Уже применяются армией США. Широко представлены также изделия компаний из Тайваня и Австралии.
Мы находимся на этой ступени
впереди следующая ступень:
- Полностью автономная сеть дронов (рой)
Автономный рой БПЛА – перспективная ступень
Полётное задание и ЯндексКарта - это хорошо, можно патрулировать по заданному маршруту полностью без участия человека-оператора.
Но как навестись на цель и атаковать её "тупому металлическому болвану"? Болвану нужно было поумнеть.
С конца 1970-х годов возникла новая специализированная область науки - машинное зрение. Областью научного интереса машинного зрения, как инженерного направления, являются цифровые устройства ввода-вывода и компьютерные сети, предназначенные для контроля оборудования.
К концу 1990-х годов эра применения машинного зрения достигла полного расцвета - сначала в наиболее ёмкой к автоматизации автомобилестроительной отрасли, а затем и в другой индустрии.
Развитие систем машинного зрения привело в свою очередь к возникновению в 1997 году новой отрасли знаний - машинному обучению, в просторечии называемому "искусственным интеллектом".
К 2009 году методы машинного обучения (ИИ) стали широко использоваться в промышленности, медицине и управлении городским хозяйством.
Классический пример использования машинного зрения и обучения - распознавание лиц уличными камерами.
В 2010 году учёными и инженерами были подготовлены так называемые модели ИнтернетаВещей или Интернета 2.0., или IoT - Internet of Things.
Интернет вещей — это сеть физических устройств со встроенными датчиками, программным обеспечением и возможностью подключения к интернету. Эти устройства могут собирать данные, обмениваться ими и выполнять действия без участия человека.
Этой концепции Интернета вещей противоречит (в некоторой степени) концепция автоматических систем открытого типа или - автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
До 2013 года идеологами и визионерами будущего Кремниевой долины в США велись настоящие войны по поводу автоматизации города и уже - автоматизации беспилотных систем гражданского назначения.
Сторонники концепции ИнтернетаВещей считали, что необходимо насытить датчиками как можно больше контрагентов, насытить каждое полезное устройство возможностью получения сигнала в закрытой сети, чтобы управлять как можно большим количеством этих устройств. В эту сторону двигался и наш российский Яндекс вместе с Правительством Москвы (в пример можно привести схожие облачные технологии ведущих стран - ОАЭ, КНР).
Представьте себе, что мозг – ЦПУ вашей беспилотной машины имеет возможность постоянно связываться с каждым поребриком мостовой, с каждым светофором, с каждой другой машиной в потоке машин на автомобильной дороге. Связываться и вычислять своё местонахождение в этом пространстве, минимизировать риски столкновения. А городская система ЦОД вычисляет с помощью камер и датчиков в машинах транспортный поток, регулируя его в реально времени.
Совершенно другая концепция возникла в компании Тесла, где ЦПУ автомашины полностью связана с комплексом датчиков – камер, акселерометров, гироскопов, лазерных дальномеров и так далее внутри самой машины.
Первая концепция казалось прорывной в условиях «слабости» аппаратного железа. Считалось, что сделать каждый автомобиль открытой автоматизированной системой с набором всех датчиков попросту невозможно или очень дорого. Каждый автомобиль оснащённый подобным автопилотом будет стоить как легкомоторный самолёт.
Но победила именно вторая концепция, и сейчас Тесла не просто помогает совершить автовладельцу парковку, но и способна вести транспортное средство внутри потока машин.
Но при чём тут дроны?
Концепция автономного роя беспилотных систем
Армии обоих участников конфликта на Украине несут большие потери в живой силе. От 70 до 90 % получаемых ранений на СВО – минно-взрывные травмы от дронов-камикадзе иди сбросов FPV.
Сейчас в основной своей массе дроны управляются оператором. Так или иначе оператор нужен. Но уже в следующем году намечается массированное применение настоящих автономных БПЛА. Главный плюс в противостоянии с противником – полное "выключение" РЭБ противника из военной игры. Методы радиоэлектронной борьбы – подавления сигнала или перехвата сигнала противника базируются на том, что для наведения дрона на цель используется сигнал оператора. Либо это радиосигнал, либо сигнал передаётся по оптиковолоконной связи.
Но РЭБ не действует на сами «мозги» дрона, особенно если он защищён (защита очень проста – обычная клетка Фарадея).
В 2026 году ожидаются поставки дронов с автономным ИИ, которым не нужен будет внешний канал управления. Что это значит? Представьте, что дрон стал как бы живым человеком, со своими глазами-ушами, возможностью маневрировать и атаковать полностью самостоятельно.
А можно ли вообще сбить такой дрон системами электромагнитного облучения? Можно, если он не экранирован, но для этого понадобится мощность в несколько раз большая чем для обычного РЭБ. Например у голландского дрона для работы на крыше реактора Чернобыльской АЭС, который предоставили Горбачёву попросту расплавились мозги от радиации (гамма-излучение - это тоже электромагнитная волна).
Но нельзя же носить с собой атомную электростанцию для создания волны такой мощности, чтобы плавить "мозги" дронов на фронте длиной 1200 километров. То есть это невозможно в принципе в широком применении в войсках.
Автоматические дроны с встроенной картой местности и развитой моделью ИИ полностью меняют картину. И они есть в наличии уже сейчас.
Будущее же представляется ещё более мрачным.
Вместо одного дрона можно использовать один умный дрон (условную Теслу) с дронами-помощниками. Сейчас такая схема наиболее выгодна – высокоранговый дрон-альфа наводит рой «глупых» дронов камикадзе, отдаёт им атакующую команду и затем возвращается за новой партией дронов-помощников. Обеспечение связности такого роя дронов может осуществляться с помощью лазерной связи. На дальние дистанции лазерная связь для управления становится невозможной из-за наличия земной атмосферы и физических препятствий, особенно в погодных условиях России, но в рое дронов с расстоянием до 200 метров - это наиболее оптимальный и ресурсоёмкий тип связи. И на такой тип лазерной связи РЭБ тоже никак не может повлиять.
И такой рой дронов скорее всего выйдет на поле боя со стороны наших противников уже к исходу 2026 года для апробации.
Затем, как и в случае Теслы, в результате масштабирования производства, удешевления изделий и развития нейросетевых моделей ИИ, рой будет представлен уже однотипными (одноранговыми) элементами сети, где каждый дрон станет Теслой со своими датчиками и ЦПУ.
"Стена дронов" ЕС вместо вывода
Всё просто - количество перерастающее в качество. Рой дронов, которые не требуют спутникового наведения или вмешательства оператора, смогут наносить удары не просто по выявленным единичным целям, а по целым подразделениям, инфраструктурным единицам. Рой из 10 дронов, которые могут объединяться в сеть с использованием лазерной связи можно будет уничтожить только с использованием физических средств борьбы (то есть ракетно-пушечного вооружения - картечь, разрывные снаряды с таймером, всё то, что применялось со Второй Мировой Войны). Это означает, что каждое подразделение на поле боя должно быть оснащено "малыми" ПВО (дробовик, "Шилка", "Тунгуска", "Терминатор" и так далее).
Создание и применение сначала полностью автоматических систем БПЛА, а затем и роёв – сетевых структур дронов не требующих вмешательства оператора – это не научная фантастика, а вызов современности.
Страны ЕС и Украина уже анонсируют так называемую непробиваемую «стену дронов», которую они собираются представить для защиты альянса НАТО уже в следующем году.
Проект "стены дронов" является совместной инициативой Германии, Польши, Финляндии и стран Балтии, направленной на развертывание вдоль границы с Россией многослойной системы из средств мониторинга и автоматизированных систем защиты от беспилотников и атакующих роёв дронов.
Первую скрипку в стене дронов будет играть автоматизация систем БПЛА. Недружественные страны агрессивного Запада сейчас отбирают прототипы как БПЛА, так и управляющих систем и считают эту модель обороны и нападения максимально эффективной.
О том как модернизировать БПЛА с использованием ИИ и машинного зрения, а затем о выпуске единой модели (или семейства) роя нужно было думать ещё вчера. Но желательно начать исследования и аппробацию опытных образцов уже сегодня.