Геймефикация, технологические стартапы и искусственный интеллект: как битвы будущего видят по ту сторону океана
Этот коммерческий алгоритм изначально создавался ради победы в шахматах и го, но ВВС США менее чем за пять недель научили его управлять радаром самолета-шпиона. После миллиона тренировок в своем первом реальном полете в составе девятого разведывательного крыла Artuμ уже был не рядовым пилотом, а командиром миссии. Результаты полета оказались настолько многообещающими, что к следующему заданию Artuμ добавили функцию радиоэлектронной борьбы: вероятно, это умение понадобится ИИ в ближайшем будущем. Наверняка Р2-Д2 из «Звездных войн» тоже обладал навыками радиоэлектронного противодействия.
Началась эра алгоритмических войн, в которых важную роль будут играть коммерческие технологии и технологические стартапы.
Геймификация войны
Но каким образом стартап ускорил прогресс в военном деле? Где бы ни велись игры – на досках или компьютерах, – они идеальны для глубокого подкрепляющего обучения или обеспечения процесса, с помощью которого ИИ определяет правила неизвестных систем путем многократных проб и ошибок. Еще в 2010 году DeepMind начал обучать искусственный интеллект играть в старые видеоигры без доступа к базовому коду. К 2013 году его ИИ научился побеждать людей в Pong, а к 2020 году – в любой видеоигре Atari.
Пик карьеры DeepMind пришелся на 2016 год, когда AlphaGo, прапрапрадед алгоритма μZero, одолел действующего чемпиона мира по го, тем самым положив конец человеческому превосходству в стратегических играх. Значение этого события в компьютерной сфере можно сравнить с запуском первого спутника в области космических исследований.
Геймификация войны для компьютерных приложений не является чем-то новым. Например, такие игры, как Call of Duty, добились в этом немалых успехов. Но и реальные разведывательные операции U-2 мало чем отличаются: обнаружение вражеских целей – награда, пропущенные цели (или, что еще хуже, потерянный самолет) – наказание, законы физики – правила игры. Чтобы понять эту «игру», Artuμ пришлось проверить на собственном опыте все варианты, включая самые очевидные, – например, выяснить, не станет ли вражеская ПВО сбивать свои самолеты. Нет, не станет. Урок усвоен.
Однако игра против симулятора полезна лишь до известного предела. Чтобы в процессе обучения выработать варианты тактики, несвойственные человеку (как это получилось у программ семейства µZero в отношении стратегических игр), нужно, чтобы Artuµ начал воевать сам с собой. Правда, в отличие от настольной игры, противостояние в военной операции – например, противодействие разведке в условиях симулированного ракетного удара – требует особого алгоритма для уникальной схемы вознаграждения-наказания. В общем, «вражеского Artuµ» (C2-B5 для фанатов «Звездных войн»), чтобы потренировать ИИ перед его первым полетом, не было.
Итак, чтобы начать электронную войну – то, что Уинстон Черчилль называл Wizard War, «война волшебников», – нужно геймифицировать ее, создав в лаборатории U2 FedLab аналог дроида-астромеханика C2-B5, служившего Галактической империи. Затем надо провести миллионы сражений между Artuµ (светлая сторона, электронная разведка) и Cetuµ (темная сторона, РЭБ), чтобы они овладели (электромагнитной) силой. После освоения базовых чародейских навыков придет время более глубокого изучения джедайской магии. Планка была высоко поставлена еще во время Второй мировой войны – тогда подмена навигационных сигналов привела к тому, что немецкий бомбардировщик люфтваффе по ошибке сел на аэродроме союзников. Чем не джедайский трюк!
Как только Artuµ и будущий ИИ начнут управлять военными системами вместе с людьми, тактики, созданные в результате глубокого обучения, станут критически важными, особенно в схватке с вражеским ИИ. В отличие от настольных игр в войне будущего противостоять друг другу будут команды, состоящие из людей и машин. В этой ситуации практически нет невозможных ходов и решений, в том числе способных обескуражить ИИ. Чтобы выиграть, придется минимизировать интеллектуальные слабости – и тех существ, что базируются на углероде, и тех, что основаны на кремнии. Между ними должна возникнуть синергия, которая породит силу.
Инновации – современное поле битвы
История легко может закончиться прямо здесь: алгоритмическая война как новое поле боя и искусственный интеллект как новое оружие. Но прошлые прорывы в области вооружений, такие как спутники, микроэлектроника и интернет, были созданы почти исключительно для американских военных по ценам, неподъемным для большинства стран, не говоря уж о частных компаниях. Теперь же такие разработки под силу даже стартапам.
Возникновение семейства программ µZero – это больше, чем «эффект русского спутника» для всей индустрии ИИ. Не менее важен и тот факт, что программы были созданы не в государственной лаборатории, не на военном предприятии, не по госконтракту, а благодаря коммерческой инициативе технологического стартапа, который родился вместе с потрясающей идеей и развился до того, чтобы воплотить ее в жизнь.
DeepMind не одинок, и искусственный интеллект не единственная разработка для военных целей. Другие коммерческие технологии – автономность, квантовые машины, космос и синтетическая биология – процветают с помощью частных инвестиций и участия стартапов. Независимо от того, какие технологические прорывы еще произойдут, будущие сражения, несомненно, вырастут из доменной зоны .com.
Глобальные инновации затрудняют прогнозирование войн. Поэтому технологии сами по себе стали новым полем боя, которое есть в каждом университетском классе, лаборатории, бизнесе и стране. На этом поле все еще важно создание мощного вооружения, но развитие технологий – тех, которые со временем породят военные и промышленные революции, – имеет гораздо большее значение.
Победа в технологической гонке уже сейчас становится императивом национальной безопасности. Это принцип Хана Соло: стреляй первым – и выиграешь еще один день.
Но коммерческие инновации исторически игнорируются военными. За последние десятилетия появилось множество перспективных гражданских разработок, однако Пентагон не обратил на них внимания. Здесь можно вспомнить, как Xerox не сразу среагировал на персональные компьютеры, Sears – на электронную коммерцию, а Blockbuster – на потоковое видео. Если военные сейчас прозевают что-то важное, следующая Artuμ-подобная технология будет управлять уже не американским самолетом.
Но речь идет не только о боевой мощи. Прорывные коммерческие технологии влияют и на общество в целом, причем порой так, как предсказывали Оруэлл в «1984» или Netflix в мрачном «Черном зеркале». Новые разработки должны обеспечивать свободу идей, рынков и выборов, а не поддерживать тотальный контроль. Но как стартапам-изобретателям конкурировать с авторитарными государствами и правительствами, жаждущими такого контроля и порой даже крадущими проекты?
Уравнять шансы на инновационном поле боя могут воздушно-космические силы США. Финансирование у них огромное, стабильное и долгосрочное. Американский рынок военных заказов оценивается в 160 млрд долл. в год и может дать компаниям возможность более легкого входа, предложить коммерческие проекты с быстрой прибылью. На стартапы и масштабные проекты ежегодно выделяется почти 1 млрд долл., а инвестиционное подразделение AFWERX сейчас является одним из крупнейших потенциальных инвесторов стартапов на ранней стадии в США. Всего за два года это подразделение наладило сотрудничество более чем с 2300 технологическими компаниями-новичками и успешно провело первое взаимодействие Пентагона с венчурным капиталом, сумев привлечь более 2 млрд долл. частных инвестиций к 600 млн государственных фондов.
Один из ярких примеров – программа суперманевренных летающих автомобилей, в которой участвовало 16 компаний. Недавно такие автомобили были сертифицированы как первое в стране транспортное средство для боевых миссий. Проект дал толчок перспективному рынку летающих машин как для военного, так и для гражданского использования. Масштабирование военного партнерства с коммерческими технологическими компаниями – так сейчас может выглядеть победа на инновационном поле.
Историческая нехватка «военных единорогов», стартапов с оценкой выше 1 млрд долл., показывает, насколько опасна технологическая изоляция Пентагона. Американская оборонно-промышленная база продолжает разрушаться, 80% национальных исследований и проектов стали коммерческими. И если грядущие компании типа DeepMinds не будут рассматривать США как передового инновационного партнера, разработки, подобные Artuμ, станут случайностью, если вообще случатся.
Между тем следующая мировая война уже идет – не горячая, требующая человеческих жертв, и не холодная, направленная против экономически изолированного конкурента, а война технологий, которая и определит будущего победителя.
=0=0=
Почему истребители F-35 не смогли пересечь Атлантический океан
Как сообщало The Times, американские многофункциональных истребителя-бомбардировщика пятого поколения F-35 Lightning II не смогли совершить перелет через Атлантический океан в Великобританию из-за шторма в районе военной базы в американском штате Южная Каролина. Военные просто решили не рисковать четырьмя самыми дорогими самолетами в мире (каждый F-35 обошелся британцам в 200 миллионов долларов).
Многофункциональные истребители-бомбардировщики пятого поколения предназначались Королевским военно-воздушным силам Великобритании. Источник The Times в британских ВВС назвал произошедшее вопиющим позором и отметил, что объективно не было ни единой причины отменять полет F-35, потому что американцы гордо называют свой самолет «всепогодным». Но военные отметили невозможность гарантировать спасение пилота, если ему из-за неисправности истребителя придется катапультироваться в океан.
Другой источник в Королевских ВВС тогда заявил The Times, что полет в неблагоприятных погодных условиях был отменен из-за того, что F-35 Lightning II оборудован лишь одним двигателем. При этом всего за половину стоимости F-35 можно приобрести многоцелевой истребитель Eurofighter Typhoon, у которого есть два двигателя, что делает его значительно более удобным и безопасным для перелетов через Атлантику.
Сокрушительная мощь четырехствольной пушки: видео
Модификация самолета F-35B предназначена для Корпуса морской пехоты США и отличается от других версий укороченным взлетом и вертикальной посадкой. А еще истребитель F-35B BF-01 оснащается подвесным контейнером с могучей 25-миллиметровой пушкой GAU-22/A.
Пушка сконструирована на базе GAU-12, но количество стволов сократилось с пяти до четырех, что позволило уменьшить массу на 20 килограмм, а габариты — на 20%. Выросла и точность стрельбы, а подвесной контейнер с боекомплектом на 220 снарядов закреплен под фюзеляжем в задней части самолета.
GAU-22/A совершает 50 выстрелов в секунду, так что весь запас патронов пушка расходует довольно быстро и с инфернальным шумом, что отлично показывает видеоролик.
ПАК ФА против F-35: кто выйдет победителем
Первый полет прототипа перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, с легкой руки журналистов получившего название Т-50 (на самом деле это внутреннее заводское обозначение «Сухого», в армию он, скорее всего, поступит как Су-50), состоялся целых 12 лет назад. После этого полным ходом начались испытания опытных образцов второго этапа с добавочными индексами вплоть до 11-го. В воздухе побывало семь машин. Они сильно изменились по сравнению с Т-50−1 — стали гораздо мощнее, «зорче» и незаметнее.
Клуб «пятерок»
На гордое звание истребителя пятого поколения претендуют неожиданно много самолетов из самых разных стран. В первую очередь, конечно же, «Раптор». Производство F-22 сейчас закрыто из-за непомерной дороговизны, но выпустить их успели почти две сотни, так что в ближайшие годы этот самолет останется самым грозным воздушным охотником НАТО. Летом 2016 года на вооружение американской армии поступил более дешевый и не столь «умелый» F-35 Lightning II в трех модификациях, у которого, впрочем, есть свои интересные особенности. ПАК ФА, который вступит в строй в наступающем году, максимально близок к завершению испытаний — последние экспериментальные образцы уже получили окончательные версии радиолокационного оборудования, систем управления, двигателей и вооружения.
Кроме этой «большой тройки», на разных стадиях полетных испытаний находятся китайские Chengdu J-20 и Shenyang J-31. О последнем говорить еще рано, прототип слишком «сырой», а вот о J-20 можно с уверенностью сказать, что эта машина относится скорее к поколению «4++», чем к пятому. Незаметность у J-20 на уровне нашего СУ-35С (ЭПР в районе 0,5 м2), и кроме того, пока он не продемонстрировал умения летать на сверхзвуковой скорости без форсажа.
Японский самолет проекта Shinshin сейчас используется лишь для отработки стелс-технологий, до вооружения пока дело не дошло. Чуть дальше продвинулись турецкий TF-X, иранский Qaher F-313 и индонезийский KF-X/IF-X, однако, по имеющимся на сегодня данным, все они тоже скорее «четверки с плюсом». Новейшие Eurofighter EF-2000 Typhoon и Dassault Rafale обладают некоторыми признаками пятого поколения, но не в большей (а вернее — значительно меньшей) степени, чем вышеупомянутый СУ-35С. Причем результаты смоделированных боев четко свидетельствуют, что ни «европеец», ни «француз» в нынешнем своем состоянии не конкуренты «Сухому».
Словом, реальных соперников у ПАК ФА только два — «Раптор» и «Молния». И для обоих у нашего истребителя приготовлено немало сюрпризов.
Сила против силы
Одно из требований к отечественному истребителю пятого поколения — сверхманевренность, то есть способность машины сохранять устойчивость и управляемость при высочайших перегрузках на закритических углах атаки, а также возможность изменять положение в воздушном потоке, что позволяет атаковать противника под углом к текущей траектории. В современных американских требованиях о сверхманевренности ни слова: предполагается, что поражение противника будет вестись на средних и дальних дистанциях. Это, однако, не помешало сделать F-22 полноценным сверхманевренным истребителем — видимо, конструкторы понимали, что его гегемония в воздухе не продлится долго и когда-нибудь ему все же придется столкнуться с врагом нос к носу.
Первые версии ПАК ФА были оснащены двумя двигателями АЛ-41Ф1 с суммарной тягой 30 000 кгс. Они обладают наивысшей в данный момент скоростью отклонения вектора тяги (60 градусов в секунду) при относительном отклонении оси в 20 градусов по всем ракурсам, что позволяет самолету вертеться волчком практически на месте. У двигателей F119-PW-100, установленных на «Рапторе», сопла тоже отклоняются на 20 градусов, но лишь по вертикали, причем со скоростью всего 20 градусов в секунду.
Зато суммарная тяга двух Pratt & Whitney F119 составляет порядка 32 000 кгс, что при сравнимом взлетном весе и меньшей загрузке боеприпасами и топливом дает «Раптору» несколько бóльшую тяговооруженность — примерно на 7−8%. Это не так уж мало — во всяком случае, западные эксперты успели объявить, что F-22 будет доминировать на вертикалях.
Однако на Т-50−6 и выше установлена модернизированная версия АЛ-41Ф1, пока проходящая под обозначением «Изделие 30». Суммарная тяга пары таких изделий на летных образцах достигла 35 000 кгс, а в планах изготовителя — ОКБ им. Люльки — довести ее до 36 000.
Таким образом, при максимальной взлетной массе в 37 т (когда ракет на борту у ПАК ФА будет почти в полтора раза больше, чем у F-22) тяговооруженность сравнится с тяговооруженностью «Раптора», а при средней — превысит ее почти на 10%. Такая мощь дает возможность брать на борт больше топлива — внутренние баки, вмещающие почти 13 т, позволяют действовать в «полной боевой выкладке» на радиусе свыше 1000 км, а без использования сверхзвуковых режимов — до 2700 км. То есть, взлетев с подмосковного аэродрома, ПАК ФА сможет долететь до центра Европы, сбить там парочку самолетов и спокойно вернуться. А «Раптор» с баками на 8,2 т топлива, полной боевой загрузкой и на крейсерском «сверхзвуке» вряд ли улетит дальше 800 км. Заявленные максимальные 2500 км — это когда на войну отправили почти пустую машину в «медленном» дозвуковом режиме.
На фоне «старших товарищей» F-35 Lightning II смотрится бледно. Сверхманевренным его точно не назвать. Единственный двигатель Pratt & Whitney F135 — наследник F119 — развивает тягу около 20 000 кгс, что дает итоговую тяговооруженность почти в полтора раза меньшую, чем у ПАК ФА. В ближнем бою у «Молнии» шансы так же невелики, как и у «Раптора», особенно на вертикалях. Скороподъемность нашего истребителя — 330 м/с против 250 у «Раптора» и 200 у F-35, что дает массу дополнительных вариантов для атак. Но это — в ближнем бою. А как насчет средних и длинных дистанций?
Длинные уши
Хорошо, когда вы видите противника, а он вас — нет, не правда ли? Еще лучше, если при этом вы можете его быстро сбить, а потом не менее быстро улететь, не опасаясь возмездия. Таким видят идеальный бой создатели истребителей пятого поколения. Увы, в реальности все сложнее.
При практически одинаковых фронтальных ЭПР всех трех истребителей (см. таблицу), кормовая часть ПАК ФА несколько сильнее «светится» в инфракрасном диапазоне. Это расплата за тяговитость и подвижность «Изделий 30», чьи гондолы не закрыты плоскими панелями, как у «Раптора» и «Молнии». Открытая конструкция хотя и обеспечивает самолету дополнительную живучесть при повреждении одного из двигателей, доводит ЭПР силовой установки ПАК ФА до 0,5 м², когда противник заходит с тыла.
Но это не беда. В отличие от «американцев», для ПАК ФА не столь важно положение противника. У F-22 и F-35 стоят новейшие бортовые РЛС с активной фазированной антенной решеткой (АФАР), способные находить цели с ЭПР от 0,1 до 0,5 м² на расстояниях порядка 100−220 км. В ПАК ФА используются похожие РЛС, только их не одна, а шесть — фронтовая, две нижних боковых, две на концах крыльев и одна в хвосте. Таким образом, пилот в буквальном смысле глядит во все стороны.
На прототипах Т-50−10 и Т-50−11 в качестве фронтального «ока» планируется использовать РЛС с РОФАР — радиооптической фазированной антенной решеткой, которая сейчас проходит «доводку» в концерне «Радиоэлектронные технологии». Параметры ее точно не известны, но, по неофициальным данным, новая РЛС способна захватывать цели с ЭПР менее 0,1 м² на расстояниях свыше 300 км. РЛС «Копье-ДЛ» используется для обнаружения ракет, атакующих хвостовую часть. Ракеты «воздух-воздух» типа AIM-120 (основные для американских истребителей) засекаются на расстоянии 5−6 км, «Стингеры» — примерно с 4 км.
Кроме боевых, обилие РЛС позволяет решать и тактические задачи — например, с их помощью можно вести самолет на сверхмалой высоте, следуя рельефу местности. Ни «Раптор», ни «Молния» так не умеют. Все три самолета обладают примерно равными по характеристикам системами предупреждения о пусках ракет на основе тепловизионных камер. Впрочем, надо признать, что система DAS, установленная на F-35, все же имеет больше возможностей, поскольку способна засекать не только пуски ракет, но и тепловое излучение двигателей самолета противника, летящего на бесфорсажном малозаметном режиме. Но там, где не получилось взять изяществом, можно использовать кулаки.
Больше ада
Солидный F-22 несет 12 ракет — четыре под крыльями и восемь во внутренних отсеках. Легкий F-35 несет внутри всего четыре ракеты. Ну а у ПАК ФА при полной загрузке десять ракет внутри и шесть снаружи. Причем от наружных подвесов конструкторы «Сухого» планируют отказаться, чтобы сделать самолет незаметнее, в перспективе доведя число внутренних точек подвески до 12. Под них в разработке находится более 10 видов высокоточных ракет «воздух-воздух» и «воздух-поверхность», которые «закрывают» весь диапазон возможных ситуаций по дальности нанесения удара и по скорости и маневренности воздушных целей. Среди них есть самостоятельно обнаруживающие и захватывающие цели в процессе автономного полета.
В наступающем году «Раптор» получит ракету AIM-9X (хотя ракеты серии AIM-120 по-прежнему останутся основными как для него, так и F-35). Это очень быстрая и маневренная ракета, но вряд ли она сравнится по параметрам с новейшей российской разработкой Х-74М2 корпорации «Тактическое ракетное вооружение». Х-74М2 способна разгоняться до гиперзвуковой (более 4 М) скорости и поражать цель на расстояниях более 300 км. Вес этой игрушки — около 400 кг. Мощность соответствующая.
Подводя итоги
Схематично бой между F-22 и ПАК ФА можно представить так. Самолеты обнаружат друг друга на дальности 60−70 км, причем, если F-22 в нижней задней полусфере, у него будет несколько секунд запаса, чтобы первым выпустить AIM-9X. В противном случае Х-74М2 долетит до него быстрее. Шансов у американца не останется, а вот ПАК ФА с примерно 50-процентной вероятностью сумеет увернуться от ракеты «Раптора». Впрочем, если самолеты окажутся достаточно незаметными, чтобы подобраться друг к другу километров на 20−30 (в реальности, повторимся, этого никто не проверял), то в дело вступят AIM-120D с американской стороны и управляемые ракеты с осколочно-фугасными зарядами с российской. Дальше все зависит от мастерства пилотов.
А вот для F-35 никакого «дальше» не предполагается. У него заведомо не хватит ни мощности, ни маневренности, чтобы сбросить ракету ПАК ФА с хвоста. Даже если ему удастся атаковать первым (что сомнительно), четырех ракет ему явно не хватит, чтобы со 100%-ной гарантией завалить россиянина. Круизная скорость ПАК ФА позволит с легкостью уйти от версий AIM-120, что устанавливаются на «Молнии». После чего он вернется.
Свежие комментарии