Одним из перспективных направлений развития военной техники признано
использование дистанционно управляемых аппаратов. Речь не только о БЛА,
но и о наземных, морских, а также космических дронах. Однако возрастание
масштабов их применения влечет за собой проблемы.
Каждый
роботизированный комплекс не только исполнительный объект, оснащенный
аппаратурой разведки и передачи данных, а в некоторых случаях
вооружением. Это сложная система, включающая машину управления, средства
ориентирования, позиционирования, связи, обработки информации, а также
оператора, осуществляющего контроль беспилотника.
Коллективный разум
Отличная
рация Baofeng BF-888S.
К
сожалению, увлечение разработкой таких аппаратов привело к тому, что
каждый из них уникален, а следовательно, сколько беспилотников или
наземных роботов мы видим, столько отдельных систем управления находится
в работе, при этом практически не взаимодействуя друг с другом.
Естественно, так бесконечно продолжаться не может.
Одним из
направлений решения проблемы управления роботизированными средствами
признано внедрение так называемого роевого интеллекта. Термин введен
Херардо Бени и Ван Цзином в 1989 году, но точное определение до сих пор
не сформулировано. Роевой интеллект (англ. Swarm intelligence) описывает
коллективное поведение децентрализованной самоорганизующейся системы.
Технология
управления группой (роем) роботизированных средств в упрощенном
понимании должна обеспечить реализацию принципов совместных действий
группы насекомых, рыб или птиц, которые могут обмениваться информацией и
выполнять общую задачу, пользуясь коллективным разумом, дополняя друг
друга и не мешая друг другу в процессе работы.
Считается, что
подобный беспилотный рой будет управляться всего одним
человеком-оператором. При этом такие задачи, как построение боевого
порядка в зависимости от складывающейся ситуации и характера задачи,
маневры внутри стаи, и некоторые другие будут решаться вообще без
участия человека – их полностью возьмет на себя роевой интеллект.
Полномасштабная
реализация принципов роевого интеллекта в роботизированных средствах
военного назначения обесценит множество дорогостоящих систем,
находящихся на вооружении как в России, так и за рубежом. Для примера:
стоимость современного авиационного комплекса фронтовой авиации
четвертого поколения равняется десяткам миллионов долларов, пятого
поколения – на порядок выше. Применение для поражения такого самолета
зенитных ракетных систем типа С-300, С-400, С-500 оправданно, поскольку
стоимость выполнения ЗРС боевой задачи существенно ниже. Поэтому
действия современной авиации в зоне противовоздушной обороны противника,
прорыв ПВО – слишком дорогое удовольствие. Соответственно упомянутые
ЗРС весьма эффективны.
Но
все радикально изменится, если над полем боя появятся сотни
беспилотников, применять по которым дорогостоящие ЗРС все равно, что
пытаться бить мух айфоном. И если при этом дроны будут способны
обмениваться информацией о расположении и действиях ПВО, осуществлять
противовоздушное маневрирование, ставить помехи радиолокационным
системам, наносить удары по средствам ПВО и прикрываемым ими объектам,
то говорить о действенной системе обороны на базе существующих ЗРС
становится бессмысленным.
При этом круг задач, решаемых таким
роем, может быть сколь угодно широк. Скажем, поиск и блокирование
пусковых установок баллистических ракет.
В обычной войне они
могут стать средством не только нанесения поражения противнику, но и
психологического давления, деморализации. В докладе Стенфордского и
Нью-Йоркского университетов «Живя под дронами» в сентябре 2012 года
описывался следующий результат применения американских беспилотников в
Северном Вазиристане. Над местными деревнями практически круглосуточно в
воздухе находились до шести БЛА, способных в любой момент нанести удар
по какому-то объекту. Подразумевалось, что по местам расположения
террористов. Но в действительности никто не знал, по какому принципу
люди и строения попадают в разряд подлежащих уничтожению. В итоге
жизнедеятельность огромной территории оказалась полностью парализованной
из-за страха перед постоянно висящей в небе смертью.
Широчайшие
возможности по нанесению ударов в любой точке земного шара открываются
при размещении роев БЛА на авианосцах. Американские специалисты это уже
давно поняли, поэтому в США весьма успешно разрабатывается
специализированный палубный беспилотник X-47B Pegasus. Нет сомнений, что
базирующиеся на авианосцах БЛА будут оснащены роевым интеллектом.
Еще
дальше американские специалисты пошли при реализации проекта Gremlins
по заказу Агентства перспективных оборонных исследований Минобороны США
(DARPA). По замыслу разработчиков рой БЛА будет базироваться на
самолете-носителе, имея возможность массового старта и посадки.
«Саранча» в контейнере
Один
из ключевых моментов в разработке технологии роя – создание системы
обмена информацией между отдельными БЛА. В 2012 году было объявлено, что
в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса разработана
мобильная одноранговая сеть, которая позволяет беспилотникам
обмениваться информацией в ходе полета.
В том же году специалисты
компании «Боинг» впервые продемонстрировали работу системы расширенного
управления БЛА, выполненную по технологии swarm. В ходе испытаний два
БЛА Scan Eagle компании Boeing и беспилотник компании Procerus Unicorn
совершили совместный полет, самостоятельно обмениваясь данными,
необходимыми для выполнения одной задачи. Она заключалась в поиске
определенной площадки на местности. При этом БЛА совместно сканировали
местность, составляли карту полета и отправляли данные на пункт
управления.
Полетом БЛА, действующих автономно, руководил один
оператор при помощи ноутбука и радиостанции. Кстати, передача команд
производилась без применения штатных наземных станций, что
продемонстрировало простоту управления и возможность снижения затрат на
систему «дирижирования» роем БЛА. Не зря специалисты «Боинга» считают,
что проведенные ими испытания могут стать важнейшей вехой в развитии
БЛА.
Предполагается, что в перспективе разрабатываемая технология
swarm упростит операторам-пилотам управление большим количеством
роботов – достаточно будет лишь ставить задачи и опираться на
возможности интеллектуального роя. Еще одна новация, которую
предполагается реализовать в этой технологии, – возможность подключения к
информационным каналам роя любых потребителей, находящихся на поле боя.
По
заказу Управления военно-морских исследований Минобороны США
реализуется проект Low Cost UAV Swarm Technology (LOCUST), что в
переводе означает саранча и созвучно с low cost – низкая стоимость.
Предполагается создать беспилотники наземного, воздушного и морского
базирования, которые хранятся в контейнере и запускаются из него.
Комплекс предназначен для обнаружения воздушных, в том числе
низколетящих и малозаметных целей на высотах и дальностях 10 метров и
100–200 километров соответственно при высокой (до 0,2 метра в секунду)
точности определения скорости их полета.
Таким образом, описанные
выше роевые системы, создаваемые США, позволят перейти к совершенно
иным по сравнению с имеющимися схемами борьбы с ПВО противника и
организации собственной противовоздушной обороны. Они сведут на нет
возможности существующих средств ПВО и помогут создать более эффективную
и менее дорогостоящую воздушную разведку.
Технология роевого
управления применима не только в БЛА. Разработки НАСА позволили
американцам создать рой морских роботов. В 2014 году на реке Джеймс близ
Форт-Юстиса (штат Вирджиния) ВМС США провели учения с участием 13
роботизированных катеров, которые действовали единой группой.
Использовалась специальная архитектура роевого управления CARACaS. Она
предполагает оптико-электронную и радиолокационную разведку, системы
идентификации судна, распознавания противника и анализа ситуации
(Contact Detection and Analysis System или сокращенно CDAS), а также
управления движением робота. Планируется, что все вышеперечисленное
будет исполнено в виде опций, устанавливаемых на любое надводное судно.
Алгоритмы
управления роем изначально разрабатываются универсальными для
обеспечения возможности применения на наземной, воздушной и, конечно,
космической технике. Пока же основная задача роя роботизированных лодок –
охрана кораблей, портов, нефтяных платформ, других морских и прибрежных
объектов.
Предполагается, что на лодки-роботы можно установить
дистанционно или автоматически управляемые пулеметы калибра 12,7
миллиметра, другое оружие. Таким образом, рой без участия человека
сможет блокировать и в случае необходимости уничтожать террористов,
пиратов, малые и большие военные суда, а также аналогичные группы
роботов противника. Но негативный опыт применения американских
автономных роботов в Афганистане вызывает сомнения в том, что это
реализуемо без санкции со стороны оператора. Так что, повторим, остаются
вопросы, требующие решения.
Отрицание отрицания
Оснащение
подобного рода лодок и кораблей достаточно серьезным оружием позволит
их применять и для выполнения более сложных задач: блокирование
проливов, постановка минных заграждений, борьба на морских и океанских
коммуникациях. Можно не сомневаться в том, что подобного рода технологии
разрабатываются.
Поскольку выше было упомянуто американское
космическое агентство НАСА, следовало бы сказать, что технология роевого
управления давно рассматривается в качестве перспективной также для
космоса. Например, для решения задач дистанционного зондирования Земли
вместо одиночных крупногабаритных космических аппаратов признано
эффективным и уже реализуется создание группировок малоразмерных
космических аппаратов (МКА), оснащенных аппаратурой различного
назначения, например видимого, инфракрасного, радиолокационного спектра.
МКА в группировке должны не только самостоятельно и независимо
принимать решения, но при необходимости договариваться и гибко
формировать коалиции или команды спутников различного целевого
назначения, в том числе и новые, изначально наперед жестко не заданные.
При этом сигнал, неожиданно запускающий изменение планов всей
группировки, может прийти как с Земли, так и от любого из этих
спутников, например от того, кто первым обнаружил опасный новый объект. В
этом смысле вся группировка спутников управляется коллективно с
участием каждого из них, ведь каждый участник такой команды может
посылать сигналы тревоги и оповещать другие спутники о создании новой
команды.
Работа такого рода систем, где сложный объект состоит из
группы автономно функционирующих, но постоянно взаимодействующих
частей, требует принципиально новых подходов, методов и средств
построения систем управления. Очевидно, что НАСА достигло в этом
направлении существенных успехов, это и позволило распространить
технологии подобного вида в целях управления другими объектами.
Следует
отметить, что, как и в вышеописанных случаях, применение роевого
управления в космосе во многом нивелирует известные способы
нейтрализации орбитальных группировок.
Безусловно, нельзя в
настоящее время говорить о роевых системах как о совершенном оружии для
современной войны. Не решен ряд очень важных и сложных задач. Первая –
устойчивость системы управления и обмена данными в условиях мощной
радиоэлектронной борьбы. Применение средств РЭБ может заблокировать
действия роя и свести его эффективность на нет. Вместе с тем известно,
как интенсивно развивается фотоника, которая может стать способом
парирования усилий средств РЭБ.
Следующая проблема – разработка
алгоритмов адекватной (на уровне человеческого интеллекта) обработки
поступающей от элементов роя информации и приятия соответствующего
ситуации оптимального решения. Это особенно важно в случае применения
средств поражения. Понятно, что и человек способен ошибаться, но сможет
ли роевой интеллект принять решение в сложной ситуации, не совершит ли
фатальных ошибок, влекущих за собой не только локальные, но и более
тяжелые катастрофы?
Предполагается использование информации от
разнотипных датчиков. Это непростая задача, которая помимо сложности
алгоритмов обработки натолкнется на проблему безусловной необходимости
подготовки большого объема разведданных, выработки и принятия
оптимального решения в реальном масштабе времени на борту БЛА.
Следовательно, к вычислительным мощностям, энергетике для их обеспечения
будут выдвигаться весьма жесткие требования. А это, как заявляется
американскими специалистами, сложно реализовать в простом,
малогабаритном и дешевом беспилотнике.
Но рано или поздно все эти
проблемы будут решены. Нам нельзя об этом забывать при создании все
более совершенных и дорогостоящих образцов вооружения на основе
известных принципов и конструктивных схем. Поскольку даже выдающиеся
образцы с точки зрения нынешних реалий могут оказаться бесполезными в
столкновениях с новыми технологиями.
Рой получит по мозгам
Тенденция
современного развития вооружений – «противоядие» появляется едва ли не
раньше, чем само новое оружие. На роевой интеллект, сколь новаторской ни
кажется эта разработка, российские «оборонщики» уже нашли управу.
Специалисты
Объединенной приборостроительной корпорации (ОПК), входящей в состав
Ростеха, сообщили, что противороевое оружие в России уже создано. Оно не
уничтожает дроны физически, не создает для них помехи, а гарантированно
выводит из строя радиоэлектронные бортовые системы, превращая дрон в
кусок железа и пластика. Традиционные средства поражения, в числе
которых стрелковое оружие, системы ПВО и обычные комплексы
радиоэлектронной борьбы (РЭБ), в борьбе с мини-дронами малоэффективны,
тогда как разработанные нашими электронщиками системы просто не позволят
стае роботов долететь до места назначения. Эта информация была
обнародована почти одновременно с сообщением, что Минобороны США уже
вовсю ведут испытания беспилотников, работающих связанной группой. По
цитируемым ТАСС словам главы управления стратегических возможностей
ведомства Уильяма Ропера, дроны одноразового действия летают на малых
высотах и могут применяться так же, как средство разведки. Конкретных
технологий, использованных при создании беспилотников, получивших
название Perdix (от латинского куропатка), чиновник не назвал.
Вас заинтересует
Оснащение РВСН системой боевого управления нового поколения начнётся в этом году
«Системы управления
Комплекс радиотехнической разведки 85В6-А «Вега
Минобороны готовит изменения в законодательство, связанные с БЛА
X-47B – первая ласточка умных дронов
