CC BY
138Искусственный интеллект как основное направление развития робототехнических комплексов
Генерал-майор А.М. ГОНЧАРОВ, доктор военных наук
Полковник С.В. РЯБОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ ABSTRACT
Показана актуальность применения технологий искусственного интеллекта для интеллектуализации робототехнических комплексов военного назначения. Рассмотрены основные тенденции формирования вооруженных сил с учетом поступления на вооружение робототех-нических комплексов, использующих при функционировании технологии искусственного интеллекта. Рассмотрены механизмы мониторинга, анализа и трансфера технологий в интересах вооруженных сил из гражданского сектора.
Технологии искусственного интеллекта, робототехника, робототехнические комплексы, интеллектуализация, перспективное вооружение.
The paper shows the relevance of using artificial intelligence technologies for intellectualizing military robotechnical systems. It examines the main trends in forming the armed forces, given adoption of robotechnical systems used in artificial intelligence functioning. It also looks at the mechanisms of monitoring, analyzing, and transferring technologies from the civilian sector in the interests of the armed forces.
KEYWORDS
Artificial intelligence technologies, ro-botechnology, robotechnical systems, intel-lectualization, advanced weapons.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
РАЗВИТИЕ современной робототехники тесно связано с достижениями в области искусственного интеллекта. Это обусловлено стремительным развитием информационных технологий, ростом объема доступных данных и вычислительных мощностей, а также высокими результатами, достигнутыми в решении узконаправленных задач, имитирующих когнитивные функции человека — так называемый «слабый искусственный интеллект».
Создание интеллектуальных роботов ассоциируется в основном с научными достижениями и идеями XX и XXI веков. Именно тогда и возникли понятия «робот» в 1921 году и «искусственный интеллект» в 1956 году. Однако низкий уровень развития компонентной базы и вычислительных систем не позволял в полной мере реализовать интеллектуальные возможности роботов. Развитие двух направлений — робототехники (аппаратной составляющей) и искусственного интеллекта, по сути, происходило раздельно вплоть до начала XXI века.
С начала нового тысячелетия возник спрос на универсальных многозадачных роботов, обладающих когнитивными способностями, такими как обучение, адаптация и естественное взаимодействие с человеком. То есть стали востребованы именно те исследования и разработки, которые находились в центре внимания исследователей в области искусственного интеллекта в течение последних 60 лет (экспертные и человеко-машинные системы, обработка естественного языка).
Именно успехи, достигнутые в области искусственного интеллекта, стали причиной возобновления интереса к расширению возможностей робототехнических систем. Техническую возможность реализации интеллектуальных функций таких систем обусловил рост мощности компьютеров и миниатюризация элементной компонентной базы.
Начиная с первого десятилетия XXI века наблюдается ярко выражен-
ная тенденция к интеграции разработок в области искусственного интеллекта и робототехники. Основными причинами такой тенденции явились:
• экспоненциальный рост доступных данных;
• стремительное развитие методов машинного обучения и искусственных нейронных сетей;
• развитие вычислительных мощностей и аппаратного обеспечения, что обусловило возможность создания компактных устройств с большой производительностью;
• научный задел в области искусственного интеллекта, сформированный за предыдущие годы.
Таким образом, в настоящее время вновь стали актуальными первоначальные цели по созданию интеллектуальных роботов. С этим связано и возникновение когнитивной робототехники, которая подразумевает вовлечение в проведение исследований представителей различных дисциплин, в первую очередь таких, как психология и биология, как это происходило в ранние периоды развития искусственного интеллекта.
Основными технологиями в области искусственного интеллекта, которые используются в интеллектуальных системах гражданского назначения и могут быть применимы для создания интеллектуальных систем военного назначения, в том числе робототехнических комплексов военного назначения (РТК ВН), являются:
• компьютерное (техническое) зрение: обработка визуальной ин-
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ КАК ОСНОВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
формации для извлечения полезных знаний об окружающей обстановке;
• обработка естественного языка: обеспечение коммуникации с человеком-оператором. «Понимание» или обработка формализованных текстовых команд для дальнейших действий;
• речевая аналитика: распознавание и синтез речи. «Понимание» или обработка формализованных голосовых команд для дальнейших действий;
• принятие решений: автоматизация процессов, в том числе управленческих, без участия человека;
• рекомендательные системы: генерация рекомендаций (советов) на основе имеющейся информации.
При этом степень «интеллектуализации» робототехнических комплексов зависит как от уровня развития перечисленных технологий искусственного интеллекта по отдельности, так и от их синергии в едином программно-техническом комплексе.
По подтвержденному на практике мнению большинства российских и зарубежных экспертов считается, что рост интеллектуализации боевых и вспомогательных роботов, а также роботизированных систем снижает потери личного состава в ходе вооруженной борьбы. Основной причиной этого является уменьшение численности воинских подразделений и увеличение количества РТК ВН, применяемых в вооруженном конфликте, что имеет для многих стран большое гуманитарное и внутриполитическое значение1.
По данным открытых источников, в 2010 году США имели 12 тыс. наземных роботов с разной степенью автономности и различного назначения, а также более 8 тыс. авиационных роботов. При этом в соответствии с ранее объявленными планами в США были значительно сокраще-
ны сухопутные войска с 540 тыс. человек в 2014 году до 420 тыс. человек в 2019 году. Численность личного состава армейской бригады США была уменьшена с 4 до 3 тыс. человек.
Одним из признанных лидеров в создании робототехнических комплексов военного назначения является Израиль. За последнее время в стране созданы полностью автоматизированные роботы для патрулирования границы с сектором Газа. Прогнозируемая стадия в развитии такого рода роботов — это оснащение их средствами поражения и размещение на границе с Египтом, Иорданией, Сирией и Ливаном. В Израиле также создан беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Харпи» для обнаружения, обеспечения целеуказания и поражения радиолокационных станций противника без участия человека.
Наряду с признанными лидерами в создании робототехнических комплексов военного назначения Вооруженные Силы Российской Федерации (ВС РФ) имеют на вооружении более 900 комплексов с БПЛА, в составе которых находится более 2400 единиц БПЛА различного назначения.
При этом беспилотные летательные аппараты рассматриваются как основополагающая базисная платформа, эффективность боевого применения которой определяется возможностями целевой нагрузки и бортовых комплексов. Все чаще последние создаются на основе технологических решений в области искусственного интеллекта.
Эти аппараты также могут эффективно применяться в интересах радиоэлектронной борьбы, обеспечения связи, для огневого поражения в составе разведывательно-ударных и разведывательно-огневых контуров2'3.
Помимо беспилотных летательных аппаратов и наземных робототех-нических комплексов в Российской Федерации создаются и морские ро-
бототехнические комплексы (МРТК), способные оказать существенное влияние на ход вооруженной борьбы на море.
В настоящее время разрабатывается отечественная глобальная система, состоящая из сети подводных и надводных необитаемых аппаратов. Отрабатывается их взаимодействие с БПЛА для выполнения совместных действий в составе группы или «роя».
В ближайшем будущем будет происходить глубокая интеграция робо-тотехнических средств с носителями различного класса — подводными лодками, надводными кораблями, судами обеспечения. В процессе создания МРТК разрабатываются различные способы и устройства взаимодействия аппаратов с разными типами носителей как подводного, так и надводного класса.
В настоящее время вновь стали актуальными первоначальные
цели по созданию интеллектуальных роботов. С этим связано и возникновение когнитивной робототехники, которая подразумевает вовлечение в проведение исследований представителей различных дисциплин, в первую очередь таких, как психология и биология.
По мнению ведущих ученых, применение «стайной тактики» ведения боевых действий с задействованием значительного числа боевых роботов позволит за счет применения разнородной группировки улучшить тактико-технические характеристики МРТК, такие как: дальность обнаружения цели, время автономного патрулирования, площадь патрулирования района ответственности, дальность обмена информацией МРТК с пунктами управления.
Применение технологий искусственного интеллекта позволит решить задачу достоверного распознавания (идентификации) обнаруженного объекта по разнородным данным.
В целом применение робототех-нических комплексов военного назначения в Вооруженных Силах Российской Федерации направлено на решение боевых (огневых), разведывательных задач и задач всестороннего обеспечения действий войск.
В 50—60-х годах минувшего столетия наиболее значимые открытия делались в оборонных отраслях, и большинство новейших технологий, использовавшихся в гражданском секторе, были разработаны на средства силовых ведомств.
С середины 1990-х годов ситуация стала меняться. По данным Российского института стратегических исследований, основной движущей силой научно-технического прогресса в мире, в том числе и в военной сфере, становится коммерческий сектор. Возрастает роль коммерческих технологий в создании перспективных вооружений4.
В настоящее время приток технологий из гражданского сектора в военный существенно превышает обратный процесс, что особенно заметно на примере электронных отраслей. Финансирование военных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) все более отстает от расходов на гражданские исследования и разработки.
Эффективному развитию технологий группового или «роевого» управления робототехническими комплексами способствует быстрое развитие телекоммуникационных систем, а также удешевление высокоскоростных средств обмена информацией между компонентами «роя» в различных физических средах. Тенденция удешевления также относится
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ КАК ОСНОВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
и к другим компонентам и комплексам робототехнических систем благодаря развитию аддитивных технологий, прогрессу в микроэлектронике, а также бурному развитию технологий в области машинного обучения и искусственных нейронных сетей.
В большинстве зарубежных стран отмечается значительный рост финансирования фундаментальных и прикладных исследований в области развития робототехники, а также увеличивается объем трансфера технологических решений «высокой степени готовности» из гражданского сектора в военную сферу.
В оборонных ведомствах ряда зарубежных стран в целях сокращения сроков создания перспективного вооружения сформированы специализированные подразделения, деятельность которых направлена на организацию мониторинга и трансфера готовых технологических решений из гражданского сектора в оборонную сферу.
Система мониторинга передовых технологических достижений также функционирует в Минобороны России и реализуется силами Главного управления научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения передовых технологий (инновационных исследований).
Работа организована в рамках заключаемых соглашений о научно-технологическом сотрудничестве с организациями оборонно-промышленного комплекса и научными учреждениями, образовательными организациями высшего образования.
Совместно с Минобрнауки прорабатывается вопрос разработки межведомственного информационного ресурса мониторинга ведущихся НИОКР в области создания интеллектуальных технологий в гражданском секторе, выполняемых научными учреждениями и образовательными организациями высшего образования.
Наиболее прорывные разработки и инновационные проекты, в которых могут быть заинтересованы потенциальные потребители в Минобороны России, отбираются и ежеквартально публикуются в ведомственном журнале «Инновационный вестник», издаваемом Главным управлением научно-исследовательской деятельности совместно с Федеральным государственным автономным учреждением (ФГАУ) «Военный инновационный технополис «Эра» (Технополис «Эра»).
Также силами Главного управления научно-исследовательской деятельности проводится мониторинг и отбор инновационных проектов в коммерческом высокотехнологическом секторе. Уровень «иннова-ционности» отобранных разработок оценивается по результатам научно-технической экспертизы и выносится для рассмотрения на заседания Комиссии Министерства обороны России по инновационным проектам и технологиям.
На завершающем этапе проекты и инновационные разработки, прошедшие научно-техническую экспертизу проходят апробацию на базе научно-испытательных центров Минобороны России, а также Технополиса «Эра» в целях их дальнейшего применения в интересах Вооруженных Сил Российской Федерации.
Наряду с признанными лидерами в создании робототехнических комплексов
военного назначения Вооруженные Силы Российской Федерации имеют на вооружении более 900 комплексов с БПЛА, в составе которых находится более 2400 единиц БПЛА различного назначения.
Сегодня для организации и проведения апробаций возможностей инновационных продуктов в области интеллектуальной робототехники и искусственного интеллекта в Минобороны России на базе Технополиса «Эра» создана современная информационно-технологическая инфраструктура.
Уникальность Технополиса «Эра» заключается в том, что на его базе обеспечена возможность организации эффективного взаимодействия при проведении исследований ведущих предприятий оборонно-промышленного комплекса, высших учебных заведений, научно-исследовательских организаций и учреждений, а также органов военного управления в интересах разработки перспективного вооружения и создания передовых технологий.
В целях проведения испытаний и апробаций, а также сравнительного макетирования имеющихся на рынке технологических решений на основе искусственного интеллекта в Технополисе «Эра» функционирует испытательная лаборатория (Технологии искусственного интеллекта в интересах ВС РФ). А для проведения исследований и ускорения внедрения группового и роевого применения беспилотных летательных аппаратов создана лаборатория по отработке
В ближайшем будущем будет происходить глубокая интеграция робототехнических средств с носителями различного класса — подводными лодками, надводными кораблями, судами обеспечения.
технологий группового (роевого) применения.
В совместной работе этих лабораторий принимают участие различные организации оборонно-промышленного комплекса России, предоставляющие материальную базу и моделирующие стенды для организации проведения научных исследований.
Таким образом, дальнейшее развитие робототехники, особенно в части создания систем управления, немыслимо без эффективного использования технологических решений на базе искусственного интеллекта. Обладание Российской Федерацией интеллектуальными робототехническими комплексами и системами позволит обеспечить нашей стране технологический суверенитет в интересах достижения своих национальных экономических и геополитических целей на мировой арене.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Буренок В.М. Направления и проблемы применения искусственного интеллекта // Труды конференции «Искусственный интеллект. Проблемы и пути решения-2018».
2 Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. В 2-х кн. Кн. 1. Принципы построения и особенности применения комплексов с БЛА: монография / под ред. В.С. Вербы, Б.Г. Татарин-ского. М.: Радиоэлектроника. 2016. 512 с.
3 Промежуточный научно-технический отчет о НИР «Исследования по созданию робототехнических комплексов военного назначения с элементами искусственного интеллекта» (шифр «Ин-туиция-РТК-ВВС») / научный руководитель А.М. Агеев. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. 167 с.
4 Кокошин А.А. Вопросы прикладной теории войны. М.: Издательский дом «Высшая школа экономики», 2018. 227 с.
