Команда ученых из Университета Хайфы и стартапа Skana Robotics разработала технологию, позволяющую группам подводных роботов обмениваться данными на больших расстояниях без всплытия на поверхность.
До сих пор подводные роботы для передачи данных друг другу были вынуждены подниматься на поверхность. Это очень неудобно, поскольку дроны могут обмениваться данными только в том случае, когда все находятся на поверхности, то есть время подъема надо синхронизировать, а для этого им нужно сначала «договориться». Но альтернатив не было.
Связь под водой крайне затруднена: радиоволны практически не распространяются в водной среде, оптические каналы работают только на расстоянии нескольких метров, а акустические сигналы имеют очень низкую пропускную способность — от десятков до десятков тысяч бит в секунду. Кроме того, акустическая связь страдает от высоких задержек и помех.
Теперь ученые создали систему управления группой подводных беспилотных аппаратов. Система решает одну из главных проблем подводных групповых операций — коммуникацию между аппаратами.
Подводные дроны общаются на языке, семантически похожем на речь человека
Прорыв заключается не в новом типе сигнала, а в радикально более эффективном использовании существующих акустических каналов. Профессор Тедди Лазебник из Хайфского университета, возглавлявший исследование, разработал алгоритмы «семантического сжатия». Вместо передачи сырых данных сенсоров система отправляет компактные сообщения высокого уровня: что робот обнаружил, где остается неопределенность, какие действия он предлагает предпринять. Это позволяет втиснуть критически важную информацию в узкий акустический канал.
Система связи позволяет реализовать распределенное планирование. Аппараты могут самостоятельно принимать решения о перераспределении задач: передать обнаруженный объект ближайшему соседу, сформировать поисковую линию или перенаправить часть группы на инспекцию, продолжая работать в рамках общей миссии флота.
Тедди Лазебник объясняет, что команда намеренно отказалась от новейших ИИ-технологий в том числе от больших языковых моделей в пользу более проверенных и математически обоснованных алгоритмов. Они дают более предсказуемые и проверяемые результаты. Современные нейросети мощнее, но их поведение более "шаткое", что критично для военных применений.
Система дает возможность развертывать сотни беспилотных аппаратов в одной операции с координацией действий как на поверхности, так и под водой. Помимо оборонных задач, технология может применяться для защиты и охраны подводной инфраструктуры.