Крошечная микросхема намертво фиксирует каждый маневр в воздухе.
Беспилотники всё чаще работают самостоятельно, без постоянного контроля человека. На таком фоне быстро возникает простой вопрос: как потом доказать, что машина действительно делала в полёте, какие данные получала и не меняли ли журнал задним числом. Студенты-инженеры из Университета Саутгемптона предложили решение, которое должно закрыть именно эту проблему. Команда разработала, по собственной оценке, первый в мире чёрный ящик для дронов на базе блокчейна.
Идея напоминает авиационный регистратор, который записывает параметры полёта, но устроена система иначе. Вместо одной базы данных или удалённого сервера дрон записывает важные сведения в распределённый цифровой реестр прямо во время полёта. В такой схеме записи не лежат в одном центре, где их можно незаметно подправить или удалить. Данные распределяются между участниками сети, поэтому журнал становится намного устойчивее к подмене.
Во время работы система непрерывно фиксирует сведения о состоянии аппарата и показания датчиков. Речь идёт о том самом наборе данных, который помогает восстановить картину полёта: как вёл себя дрон, что происходило с бортовой электроникой, какие сигналы получала система. Для автономных машин такой журнал особенно важен, потому что рядом не всегда есть оператор, который может сразу подтвердить ход событий. Чем больше решений техника принимает сама, тем важнее надёжная и проверяемая история действий.
Проектом занималась группа студентов-инженеров вместе с промышленными партнёрами и исследователями, которые работают с распределёнными системами и полупроводниковыми технологиями. Разработчики не ограничились лабораторной моделью. Во время демонстрационного полёта дрон в реальном времени передавал рабочие данные в блокчейн и успешно записывал их по ходу миссии. Авторы проекта считают такой результат важным не только из-за самого факта записи, но и из-за условий, в которых пришлось проверять систему.
Полёт беспилотника всегда связан с помехами, которые легко ломают хрупкие цифровые схемы. Аппарат постоянно испытывает вибрацию, меняет положение в пространстве, работает от ограниченного источника питания и может сталкиваться с нестабильной связью. Несмотря на такие ограничения, система верификации продолжала работать весь полёт. Разработчики рассматривают такой исход как подтверждение, что блокчейн можно использовать даже на лёгком бортовом оборудовании, установленном на автономных летательных аппаратах.
Отдельная часть проекта касается того, как именно разработчики встроили блокчейн в электронику. Во многих системах такие функции работают как внешняя программа поверх уже готового оборудования. Команда из Саутгемптона пошла дальше и запустила блокчейн не только на уровне ПО, но и внутри микропроцессорной системы на кристалле. Проще говоря, часть логики перенесли ближе к самому железу. Таким образом удалось заметно улучшить и скорость работы, и расход энергии.
По данным участников проекта, перенос блокчейн-процессов ближе к аппаратному уровню дал прирост производительности до 500 раз по сравнению с обычными реализациями. Энергетическая эффективность, как утверждают авторы, выросла на величину до 10 000%. Для дронов такая разница имеет вполне прикладной смысл. Беспилотник всегда живёт в жёстких рамках: вычислительные ресурсы ограничены, аккумулятор небольшой, а любая лишняя нагрузка быстро съедает запас по времени полёта. Поэтому вопрос упирается не только в безопасность записей, но и в то, может ли система проверки вообще работать на борту без чрезмерных потерь.
Автономные системы постепенно переходят из исследовательских лабораторий в городскую среду, на промышленные площадки и в инфраструктурные проекты. В таких условиях важна не абстрактная «умность» машины, а возможность независимо доказать, что именно делало устройство в конкретный момент. Без такой проверки трудно говорить и о безопасности, и о разборе сбоев, и о доверии со стороны операторов, заказчиков или регуляторов