ИИ слышит всё: в Китае подсчитали, что в океане выживет лишь одна подлодка из двадцати
Искусственный интеллект (ИИ) ставит под угрозу выживание подлодок. Об этом заявили китайские ученые. В статье, опубликованной в журнале Electronics Optics & Control и распространенной изданием South China Morning Post, утверждается, что разрабатываемая в Китае высокотехнологичная система противолодочной обороны (ПЛО), основанная на алгоритмах ИИ, обладает способностью обнаруживать и неотступно преследовать даже самые совершенные и малошумные субмарины. Капитан 1 ранга Василий Дандыкин в беседе с «МК» рассказал, как теперь придется работать подводникам.
Проведенное моделирование и анализ показывают, что в условиях развертывания такой системы вероятность успешного ухода подводной лодки от преследования падает до критически низких 5%. Это означает, что в гипотетическом сценарии лишь одна из двадцати субмарин сможет избежать обнаружения и последующего неизбежного поражения.
В исследовании утверждается, что данная технология знаменует собой закат целой эпохи, в которой подводные лодки, долгое время считавшиеся «невидимками» и являвшиеся оплотом стратегии военно-морского сдерживания, могли действовать скрытно.
В отличие от традиционных, относительно архаичных методов поиска искусственный интеллект действует как высокоопытный и проницательный аналитик, способный комплексно анализировать всю морскую среду. Новая система осуществляет обработку колоссальных массивов разнородных данных в режиме реального времени, поступающих с самых разных источников, включая гидроакустические буи, сбрасываемые с самолетов и вертолетов, стационарные и мобильные подводные датчики, а также информацию о показаниях радаров и других параметрах.
Это позволяет системе формировать исчерпывающую и динамическую картину подводной обстановки, оставляя субмаринам крайне мало шансов остаться незамеченными.
Китайские эксперты описывают классический пример применения искусственного интеллекта для анализа сложных многомерных данных в режиме реального времени.
Скорее всего, речь идет не об одной волшебной модели, а о целом ансамбле методов, образующих единую систему. Основу, вероятно, составляют глубокие нейронные сети, в частности, сверточные сети (CNN), которые идеально подходят для обработки акустических спектрограмм.
Они действуют подобно алгоритмам распознавания изображений, учась выделять слабый акустический отпечаток субмарины на фоне разнообразных шумов океана. Для анализа временных последовательностей, каковыми и являются звуковые сигналы, применяются рекуррентные сети типа LSTM, способные отслеживать изменения сигнала во времени и предсказывать движение цели.
А для молниеносного принятия решений ключевую роль играет обучение с подкреплением (Reinforcement Learning), где алгоритм в симуляции методом проб и ошибок учится действовать максимально эффективно, как шахматист, просчитывающий ходы. Кроме того, для слияния данных из совершенно разных источников — от гидрофонов до спутниковых данных о температуре воды — критически важны методы, которые работают с вероятностями и неопределенностью.
Обучение такой системы — это масштабная задача. Главный вызов — сбор данных. Изначально модели долго и упорно обучаются на ультрареалистичных симуляциях, которые генерируют миллионы сценариев с разными подлодками, рельефом дна и условиями среды. Но ключ к успеху — это реальные данные, самая охраняемая тайна.
Для обучения системы используются акустические профили собственных субмарин, информация от глобальной сети подводных датчиков и, что крайне важно, данные, собранные при «прослушивании» учений флотов других стран для получения их уникальных акустических сигнатур. После предварительного обучения на симуляциях модели тонко настраиваются на реальных данных и проходят через обучение с подкреплением, где «играют» против виртуальных подлодок. Такой ИИ не статичен; он подразумевает непрерывное обучение, чтобы адаптироваться к появлению новых малошумных субмарин и оставаться на шаг впереди.
По сути, ИИ здесь выступает как мозг централизованной сетевой системы, который объединяет информацию от тысяч разрозненных датчиков, компенсируя слабость каждого отдельного из них за счет своего объема и способности находить невидимые человеку корреляции.
Вывод китайских исследователей: это не конец эпохи подводных лодок, но ее радикальная трансформация, которая сместит акцент на развитие беспилотных аппаратов, совершенно новых методов маскировки и средств радиоэлектронной борьбы, способных обмануть такой ИИ. Гонка вооружений теперь происходит в цифровой плоскости — это соревнование вычислительных мощностей, алгоритмов и качества данных для обучения.
Как считает военный эксперт капитан 1 ранга Василий Дандыкин, это действительно новый шаг в подводном флоте.
— У России в области военно-морского флота, особенно подводных сил, существует уникальный исторический опыт, накопленный за десятилетия. Речь идет об опыте действий в условиях сложной противолодочной обороны вероятного противника. Советские, а теперь российские подводники традиционно демонстрировали высокий уровень мастерства при решении таких задач.
Действительно, лишь несколько стран обладают масштабным и глубоким опытом в этой высокотехнологичной сфере. США и Россия как наследница опыта СССР продолжают оставаться лидерами в области стратегического подводного флота, включая преодоление противолодочных рубежей.
Но и Китай демонстрирует серьезные амбиции и активно развивает свой атомный подводный флот, строя новые современные субмарины. Однако, по большинству оценок, технологическое лидерство пока сохраняют американские ВМС и российские проекты «Борей» и «Ясень». Это два наиболее мощных подводных флота мира. Объективно оценивать возможности других игроков — задача сложная, и такие вопросы редко комментируются в открытых источниках, так как это область высочайшей секретности.
Недавний пример — попытки ВМС США обнаружить российскую подлодку в Арктике — иллюстрирует постоянное противодействие между системами обнаружения и скрытности субмарин. Установить контакт с современной атомной подводной лодкой, получить данные о ее акустическом портрете — это огромный успех, признак высочайшего мастерства, который высоко ценился всегда, как в советское, так и в наше время.
Это противостояние аналогично соревнованию между танками и противотанковыми управляемыми ракетами. Или между авиацией и ПВО. Только разворачивается оно под водой. Противостояние ведется комплексно: с одной стороны, это развитие стационарных донных систем, гидроакустических буев, противолодочной авиации (как американский P-8 «Посейдон») и алгоритмов анализа данных. С другой — постоянная работа над снижением шумности подлодок и увеличением их глубины погружения. Многие детали, например, конструкция движителя, являются государственной тайной.
— То есть подлодки еще поплавают?
— Конечно. Ведь технологии не стоят на месте. Подводникам придется учиться выживать заново...