АВТОМАТИЗАЦИЯ И РОБОТИЗАЦИЯ ПОЛЯ БОЯ: ОТВЕТ НА ВОЕННУЮ УГРОЗУ

Динамичные изменения основ оборонной стратегии, тактики боевых действий войск, их организации и оснащении, наблюдаемые сегодня,  позволяют говорить о качественных переменах современного поля боя в целом. Резкое сокращение времени решения боевых задач наряду с внедрением все более совершенных средств доставки боеприпасов  требует наличия специальных систем боевого управления для контроля, как за этими процессами, так и самим развитием боя.

В условиях критического возрастания роли пространственно-временного фактора в современном бою на всех уровнях и звеньях военной цепочки актуальным становится вопрос сокращения времени реакции на возникающие угрозы.  Одним из вариантов решения проблемы считается автоматизация и роботизация, с возможностью противостоять также перспективным угрозам.

По мнению экспертов, проблема создания соответствующих систем и роботов является следствием множественности стоящих задач и связанных с этим условий уже сегодня превышают возможности их охвата отдельно взятым человеком и даже большой группой людей. Существует объективная потребность в существенно большей автоматизации (роботизации) этого процесса и даже предоставлении ему определенной исполнительной самостоятельности. Это особенно важно для видов ВС, имеющих на вооружении  технически сложные виды ВиВТ, прежде всего, оружие коллективного применения (корабли, самолеты, БР, танки).

По мере конструктивного и эксплуатационного усложнения новейших систем ВиВТ, человек постепенно теряет способность их эффективного применения. Во ряде случаев для обработки полученной информации, разработки и принятия собственных решений быстроты мышления человека оказывается уже недостаточно и он становится своеобразным препятствием (или самым слабым звеном).

Поэтому, собственно само ручное управление ВиВТ постепенно теряет свое значение. Без десятков (а чаще сотен или тысяч) систем обработки информации и управления, установленных на новейших самолетах, кораблях и даже наземных боевых машинах, их использование по прямому назначению невозможно.

С другой стороны, обеспечение безопасности личного состава, использующего эти ВиВТ, требует известных конструктивных ограничений и вообще делает их технически слишком сложной и экономически дорогой в изготовлении и эксплуатации.   На этом фоне очень перспективным является развитие беспилотной техники и роботов, основанных на использовании искусственного интеллекта.

Существующее сегодня высокоточное оружие еще нельзя отнести к числу «умных»  видов, т.к. оно при всех высоких возможностях не является самостоятельным, а всего лишь  реализует заложенные программой алгоритм действий. А система управления не имеет свободы самостоятельного принятия наиболее эффективного в конкретной ситуации решения, соответствующего сложившейся на поле боя обстановке.

Согласно прогнозам, более высокая степень автоматизации процесса управления сложными системами ВиВТ, независимость их работы от человека или даже ограничение роли человеческого фактора, как слабого звена всей цепочки, уже в обозримом будущем дать армии совершенно новые боевые возможности  на поле боя.

Требования современного поля боя  обуславливают постоянное сокращение времени реакции на быстро  меняющиеся  условия и соответственно предопределяет успешность решаемых задач. Часто реакция должна быть незамедлительной, т.к. ее отсутствие либо  ошибочные действия могут привести к необратимым последствиям. Быстрота реакции способствует достижению внезапности, завоеванию инициативы или преимущества над противником, предопределяя возможный ход и итог  боя. Это считается вторым критическим элементом процесса руководства и использования имеющегося ВиВТ.

Со скоростью реакции напрямую связан и фактор времени. Сегодня он намного меньше в сравнении с условиями, которые были еще недавно. И это косвенно влияет на готовность реагировать на конкретные угрозы и на эффективность такой реакции. Современное поле боя не случайно имеет пространственно-временное измерение и об этом нельзя забывать.

Экономия сил и используемых средств определяет, насколько рационально мы будем распоряжаться наличными силами и средствами поддержки по отношению к потребностям решения конкретной задачи, с тем, чтобы гарантировать ее успех и достижение цели. В настоящее время реализация этого фактора представляется возможным благодаря сетецентричности поля боя, способности быстро анализировать  имеющуюся и непрерывно обновляющуюся информацию и ее эффективной обработки.

Принципиальной экономии сил  можно достичь главным образом путем быстрых и решительных действий,  сосредоточения усилий на главном направлении и эффективного использования наличного боевого потенциала. В свою очередь, названные элементы  в состоянии обеспечить  эффективная автоматизация процесса управления полем боя  или роботизации систем вооружения.

Развитие цивилизации, как бесконечный процесс, представляет собой одну из основ развития человечества. К настоящему времени существуют области знания, известные человеку, тем не менее, исследования и стремление к познанию нового по-прежнему преобладает и будет характерно в будущем. Побочным эффектом технического прогресса стало снижение физической активности человека, которые он пытается компенсировать за счет занятий спортом.

В случае создания новых ВиВТ познавательная и исследовательская функция человека  рассматривается учеными в качестве средства достижения цели в военной сфере, а также своеобразного побочного эффекта в виде экономических выгод в смежных областях.

Все достижения в области информатики сразу же находят применение в военном деле. Технический прогресс постоянно и активно воздействует на поле боя,  следствием чего стало появление все более сложных систем и устройств, облегчающих использование новых технически сложных видов ВиВТ либо целых группировок и видов ВС — таких, как артиллерия и инженерные войска.

Автоматизация в ВС была связана прежде всего с принятием на вооружение скорострельного вооружения, а также механических приспособлений, облегчающих стрельбу. Но по мере совершенствования ВиВТ и механические системы стали представлять собой своеобразное препятствие.

Размеры, масса или затраты на производство первых автоматизированных командных систем, систем управления огнем,  передачи данных и т.п. предопределяли возможность их применения только в определенных специфических областях или видах ВиВТ. Ограничения, сдерживавшие дальнейшее развитие автоматизированных систем поддержки и вооружений удалось преодолеть только благодаря все более широкому использованию компьютеризации и миниатюризации электронной техники.

Создание во второй половине ХХ века первых образцов ИТ-оборудования и программного обеспечения имело целью облегчить текущую эксплуатацию ВиВТ. Прежде всего, это поддержка процесса выработки решений на поле боя. Быстрое развитие микроэлектроники, миниатюризация и многократное увеличение вычислительного потенциала обработки информации существенно увеличили возможности процесса автоматизации и поддержки действий войск на поле боя.

Последующие модификации этих решений привели к появлению систем, предназначенных для выработки подсказок, советов, анализа обстановки или, например, консультаций по конкретным направлениям. Эти устройства  позволяют решать строго определенный круг задач в соответствии с заданными алгоритмами.

Это относится и к современным системам управления, в которых машина выдает все необходимые параметры и предлагает варианты решения на рассмотрение оператора.

Массовое оснащение ВС роботами, по мнению западных военных экспертов, началось со служб военной логистики, позволяя существенно (в 6-8 раз) сократить число задействованного здесь личного состава.

В настоящее время в составе многих систем управления и обработки данных широко используются  интегрированные рабочие места, оснащенные  передовыми операторскими консолями. Последние разработки в этой сфере направлены на максимальное облегчение и упрощение коммуникации «человек-машина»  в режиме голосовой связи или пространственного трехмерного изображения, а также на связи реального и виртуального пространства.

Одна из подобных концепций, известная как смешанная реальность, позволяет визуализировать реальную среду поля боя и виртуальные данные, поступающие из внешних сетей, в виде единого целого. В итоге получается общее пространство поля боя с обозначенными на нем критическими элементами, причем они постоянно обновляются. В свою очередь, такие рабочие места связаны с соответствующими системами высшего и низшего уровней  с соответствующей архитектурой.

В данном случае естественным ограничением является  только доступность источников необходимых данных, прежде всего, развединформации, координат или накопленной информации о противнике, а также потребность иметь интегрированную систему обмена данными, устойчивую к воздействию помех и кибератакам.

Впервые процесс автоматизации нашел широкое применение на практике для облегчения технических проверок и контроля технического состояния, управления и боевого применения ракетного и торпедного вооружения  на боевых кораблях и летательных аппаратах. В настоящее время самодиагностика, пилотирование и навигация, а также управление встроенными системами ВиВТ получили широкое распространение и являются обычным делом.

В таких системах все более широко используются достижения автоматики,  компьютерного управления и передовые способы передачи данных.  В  названных направлениях автоматизация позволила значительно сократить время реакции всей системы (корабль или самолет) на возникающие угрозы, уменьшить нагрузку на операторов и повысить точность функционирования системы в целом.

Разного рода автоматизированные и роботизированные системы, позволяющие увеличить процесс автоматизации в военной области, позволяют поддерживать:

  • Процесс управления различными видами ВиВТ;
  • Систему разведки поля боя разных уровней, включая анализ получаемых данных разведки;
  • Процесс поддержки управления, в т.ч. на разных уровнях военной структуры;
  • Процесс быстрой и эффективной оценки обстановки  с отображением ситуации на картах созданием, включая элементы планирования боевых действий;
  • Планирование, прогнозирование и принятие решений;
  • Идентификации и оценки целей и объектов;
  • Прогноз развития конфликтов или других задач, стоящих перед Вооруженными Силами страны;
  • Моделирование действий;
  • Процесс обучения и боевой подготовки войск;
  • Эксплуатация ВиВТ.

Все более широкое применение находят различные диагностические автоматы боевых систем, служащие для контроля состояния ВиВТ по отдельным параметрам и локализация возможных неисправностей. В их состав входят контрольно-измерительные блоки, аппаратура выявления и локализации неисправностей, диагностики и отображения  результатов проверки. Постепенно такие специализированные автоматы заменяются на более универсальные системы модульного исполнения.

С учетом объективного ограничения возможностей человека, существует необходимость создания своеобразной иерархической структуры, в которой соответствующие составляющие элементы будут управляться более совершенными системами во главе с роботом, заменяющим человека и обладающим качествами последнего, но превосходящим его в части исполнительского потенциала и быстроты реакции на изменения обстановки.

Все это вполне реально и постепенно уже становится  неотъемлемой составной частью современных решений систем типа C4ISR*. Во многих системах этого класса функции человека заменены интеллектуальными системами, даже в рамках принятия определенных решений.

* C4ISR — Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance (Управление, контроль, связь, сбор и компьютерная обработка информации, наблюдение и разведка).

Считается, что человек по-прежнему будет развивать свой потенциал, создавая все более интеллектуально  сложные системы ВиВТ. А тот, кто первым сумеет добиться успеха в этой области, обеспечит себе преимущество на будущем поле боя.

Стоит упомянуть также экспертные системы, позволяющие находить решения  вопросов в специфических дисциплинах, используя метод дедукции. Такие системы знания (knowledge-based systems) представляют собой одну из производных исследований, связанных с созданием искусственного интеллекта,  сфера которого, однако, является значительно более широкой. На них возлагается функция представления знаний, обучения и тем самым — решения более сложных проблем.

В свою очередь, это позволяет создавать более сложные  интеллектуальные машины-роботы, системы управления или специальные компьютеры. Исследования, ведущиеся в ряде стран (США, КНР, РФ, Япония, Израиль) направлены на создание более сложных приложений, таких, как смысловое моделирование, искусственное зрение (разведка и полный анализ окружающей обстановки) или слух  (понимание речи и смысла переданных команд).

В свою очередь, когнитивистика активно исследует вопросы построения системы, полностью воспроизводящей человека (т.е. нашего главного оператора, которым является человеческий мозг, связанный с телом). Это является областью, связывающей предмет обсуждения с границами невробиологии, философии и психологии, а также кибернетики и информатики.

Несмотря на широкое распространение роботов в армии или передовой автоматики во многих областях деятельности человека, существует необходимость использования более продвинутых интеллектуальных элементов, которые будут способны не только выполнять предписанные им заранее функции, но также и развивать их.  Такие системы должны уметь идентифицировать свои и неприятельские силы на поле боя, иметь возможность самодиагностики и защиты от внешнего вмешательства, правильно оценивать обстановку  и принимать исходное решение, в т.ч. на применение оружия.

Вдобавок, требуется возможность самостоятельного выбора системой наиболее оптимальной формы действий. Правда, последняя функция  вызывает некоторые опасения, вытекающие как из несовершенных пока технических возможностей, так и того, что «развивающаяся машина», освобожденная от контроля человека, может создать непредвиденные побочные последствия, способные обернуться против ее создателей машины.

Человеческий фактор пока сохраняет доминирующие позиции как в военной области, так и в других сферах. Но человек остается самым слабым звеном всего процесса, хотя именно он управляет этими областями и развивает их наиболее оптимальным для себя образом. Но именно его действия независимо от мотивов создают опасные ситуации. Вероятность того, что  человеческий фактор станет причиной ошибок, высока и это обусловлено рядом факторов.

Несмотря на применение в ВС всех стран мира специальных правил, регулирующих вопросы сохранения секретов и режима безопасности в целом,  а иногда и сложных систем противодействия нежелательному проникновению  извне, все в конечном итоге зависит от поведения самих секретоносителей. А утечка информации может привести к серьезным последствиям, снижая эффективность вверенного оружия и техники.

Такие действия могут иметь самые разные формы, это может быть ошибочный или непродуманный приказ, сознательное заражение системы (разновидность кибератаки), неграмотное использование вверенного вооружения, неверная оценка обстановки, следствие межличностных конфликтов (желание отомстить за прежние унижения) и т.п. А сбой в работе всей цепочки может вызвать психофизическое состояние даже одного отдельно взятого военнослужащего.

Слабая психическая устойчивость (беспокойство, нервное расстройство) и физическая усталость, отсутствие надлежащей профессиональной и психологической подготовки, низкая мораль – это лишь некоторые важные факторы, способные значительно снизить боевую готовность войск или привести к полной неспособности к боевым действиям.

Важную роль в поддержании боеспособности играют взаимоотношения военнослужащих между собой. Проблемой остается подбор кадров на соответствующие должности, когда на ряд руководящих должностей попадают в общем-то случайные люди. Соответственно, появляются и обиженные несправедливым назначением.

Названные факторы в сочетании с непродуманной системой профессиональной мотивации или материального вознаграждения  способствуют возникновению возмущений и даже конфликтных ситуаций. Добавим к этому проблемы дорогостоящего и  сложного обучения личного состава и обеспечения социальных гарантий.

В отличие от человека, автоматы не знают усталости, деморализации, страха, болезней и прочих человеческих слабостей. Они всегда будут стремиться выполнить полученную команду или задание и могут действовать круглосуточно.

Сегодня преимущества от применения интеллектуальных автоматов  можно видеть на примере БПЛА, где экономия разработки и эксплуатации выглядят очень убедительно как раз в пользу робота. Последняя разработка в этой области – автономные рои БПЛА направлена на увеличение их боевых возможностей  путем создания разнородных групп и автономных роев БПЛА различного назначения. В дальнейшем предполагается придать роботам определенную, пока ограниченную автономность, но в перспективе беспилотникам предстоит научиться адаптироваться к текущим изменениям на поле боя. Роль человека сведется только принятием конечного решения.

Возможности каждого отдельно взятого дрона будут способствовать эффективности действий всего отряда беспилотников, придавая ему большую гибкость в применении и снижения как минимум части недостатков, характерных для отдельных существующих на сегодня систем. Взаимодействующие между собой БПЛА смогут обмениваться полученными ими данными, контролировать друг друга, транслировать полученную информацию и взаимодействовать с рядом боевых систем при низких эксплуатационных расходах.

Автоматизация и роботизация рассматриваются специалистами в качестве одного из важных направлений снижения эксплуатационных затрат. К этому стоит добавить использование элементов искусственного интеллекта.

Над созданием искусственного интеллекта активно работают в Китае (Китайское Агентство национального развития), США, Японии. Известно о разработках российской компании Neurobotics в области создания интерфейса для мысленного управления объектами. Сообщалось, что в 2017 году такая система была успешно испытана на малом БПЛА и считается очень перспективной.

Это справедливо и в отношении современных обучающих систем для подготовки войск (тренажеры и симуляторы). Здесь применение элементов искусственного интеллекта с использованием неявной логики и нейронных сетей  имеет целью расширение возможностей ответа симулятора  на действия обучающегося субъекта (автономная реакция генерированного на компьютере условного противника и его систем ВиВТ на наши действия).

В современных проектах боевых самолетов и вертолетов внедряются такие элементы, как расширенная реальность и элементы искусственного интеллекта, служащие в качестве элементов поддержки пилотажа или кабины модульного исполнения, также оснащенные системами среды расширенной реальности.

Возможны и другие варианты использования такого подхода, например, применение элементов искусственного интеллекта в системах ПВО-ПРО, которые бы самостоятельно принимали решение по выполнению поставленной задачи даже в условиях изменения обстановки.

Но человек по-прежнему обладает огромным преимуществом перед роботами в виде уникальных способностей своего интеллекта, особенно интуиции, сформированной опытом (собственным и приобретенным), а также возможностью критического восприятия своих действий или выбора решения без необходимости долгого анализа. В то же время, машины могут намного быстрее анализировать полученные  данные, даже на основании  вшитых в их память алгоритмов действий.  Однако новые разработки направлены на использование логики, позволяющей  адаптироваться уже к новым вызовам и угрозам.

Разумеется, автоматизация и робототехника не ограничиваются обеспечением этим всем системам возможности независимого мышления исключительно за счет использования передовых компьютерных технологий. В настоящее время проводятся и исследования по смежным направлениям, такие, как например, использование живой нервной ткани  или синтетических материалов. Уже созданы первые роботы, управляемые несколькими сотнями тысяч живых нейронов, взятых из мозга животных.  Имеются и обратные примеры, когда искусственный разум контролирует живой организм. Таким образом, созданы первые биботы, т.е. роботы, частично состоящие из биоматериала.

Сами по себе компьютеры, даже самые передовые и сложные, также нуждаются в системах поддержки, поволяющих им получать информацию об окружающей обстановке или условиях реализации конкретных задач, поставленных перед соответствующими видами ВиВТ.

Указанные тенденции позволяют сделать определенные выводы. Несмотря на постоянное развитие автоматизированных систем, поддерживающих деятельность человека, в т.ч. и в военной сфере, включая передовые образцы ВиВТ, они по-прежнему остаются далекими от совершенства. Невзирая на их относительную автономию в части принятия решений, практически всегда конечное слово остается за оператором.

В последние годы достигнут значительный прогресс в создании интеллектуальных систем – заложены основы и программы, появились первые прототипы и экспериментальные решения, находящие свое применение на практике, в т.ч. в составе более сложных систем. При этом многие основные решения в реальности представляют собой лишь программы, существующие пока в электронном виде в компьютерах, а не выполняющие сложные задачи в реальных машинах и специализированных системах, которые призваны решать достаточно узкий круг стоящих перед ними специализированных задач. Кроме того, сами компьютеры с их техническими возможностями, имеют известные ограничения в развитии.

Следует помнить, что человеческий разум или функционирующая аналогичным образом искусственная техническая система – это только определенный центр обработки информации, который будет полезен только при условии соединения с системой, которой может быть человек или передовая исполнительная система (машина), например, робот.

Все эти проблемы по-прежнему требуют длительных исследований и экспериментов методом проб и ошибок, имея в виду создание еще более совершенных и практичных сложных структур. Сегодня возможно воссоздание отдельных элементов такой системы, представляющей собой человеческий мозг, но пока не удается объединить их в единое исправно работающее устройство.

Причина задержек в разработках лежит не только в технической, но и в социальной плоскости. Существует иногда обоснованное опасение того, что автоматизация (интеллектуальные машины) может лишить человека определенных видов деятельности или даже обернуться против него самого.

В военном применении  последний элемент особенно важен и подкрепляется опасением  доверить собственную оборону машинам. Такое положение дел может изменить большее распространение машин, демонстрация их возможностей в будущем  и реального соотношения возможностей и уровня затрат на их создание и эксплуатацию.

Что не менее важно, интеллектуальные системы обычно имеют простой и одновременно обширный интерфейс связи человек-машина, а также простой обучающий модуль его применения. Также облегчен доступ к накопленным  ими данным  или внутренней структуре машины, а значит, более широкому использованию.

Наконец, отмечают эксперты, даже самые сложные интеллектуальные машины-автоматы никогда не будут способны воспринимать собственные задачи, подобно человеку. Даже самые совершенные программы так и останутся не более, чем имитацией окружающей действительности.

Интеллектуальные машины, роботы на поле боя или сложные системы ВиВТ смогут в перспективе существенно повлиять на то, как будут выглядеть войны будущего. Прежде всего, они позволят значительно сократить  социально неприемлемые большие потери в живой силе и уменьшить затраты на содержание и традиционное оснащение ВС.

Тем самым, например, создание современного боевого танка, оснащенного передовыми системами защиты экипажа уже в обозримом будущем может оказаться намного более сложным и наверняка более дорогостоящим делом, чем создание роя  интеллектуальных роботов, предназначенных для решения гораздо более широкого круга боевых задач. Процесс автоматизации в целом развивается в направлении безэкипажного управления и контроля над функционированием соответствующих устройств и систем.

Владимир Заблоцкий,

обозреватель ИКК Defense Express