Искусственный интеллект для китайских торпед
Ю-1 — одна из первых торпед ВМС НОАК. Фото Wikimedia Commons
Военно-морские силы развитых стран располагают различными средствами противодействия торпедному вооружению. В связи с этим возникает необходимость в совершенствовании систем наведения для торпед, чтобы они могли игнорировать все помехи, успешно находить цель и проводить атаку. Любопытное решение этой проблемы недавно разработали китайские учёные. Они предлагают использовать при наведении искусственный интеллект.
Новые технологии
Поиском и разработкой новых технологий для совершенствования торпедного вооружения занимались две организации. Основную часть работ провела Китайская государственная судостроительная корпорация. Необходимую поддержку ей оказало Управление вооружений военно-морских сил НОАК.
В течение неназванного времени две организации разработали теоретическую часть проекта, а затем провели необходимые исследования и испытания. Основную часть таких мероприятий выполнили с применением компьютерного моделирования на основе большого объёма доступных данных.
Общие результаты проекта и другую информацию, подлежащую раскрытию, опубликовали в апрельском номере научного журнала Command Control & Simulation. Недавно зарубежная пресса обратила внимание на эту публикацию, и благодаря ей о новых технологиях стало известно за рубежом.
Дальнейшие планы учёных и инженеров пока не раскрываются. Вероятно, новые решения получат развитие, и в обозримом будущем их доведут до практических испытаний. Затем возможно появление реальных приборов управления для торпед на основе таких технологий.
Торпедный аппарат для современной 324-мм торпеды Ю-7. Фото Wikimedia Commons
Впрочем, пока неясно, как ВМС НОАК относятся к новой разработке и считают ли необходимым её дальнейшее развитие. Скорее всего, никакие планы такого рода раскрывать не будут. Если новые системы наведения и дойдут до внедрения на практике, то об этом станет известно, как о свершившемся факте.
Проблема помех
Современные торпеды оснащаются гидроакустическими системами наведения. Они ищут надводную или подводную цель по производимому ею шуму или по кильватерному следу. Затем цель берётся на сопровождение, и торпеда направляется к ней.
В свою очередь, для борьбы с торпедами противника используется несколько основных решений. Существуют системы постановки гидроакустических помех, а также специальные ложные цели. Все эти средства затрудняют обнаружение и/или сопровождение реального корабля и последующую его атаку. При этом средства противодействия постоянно совершенствуются и все больше мешают проведению атак.
Кроме того, торпеды из-за высокой скорости хода сами создают шум, который мешает работе их систем наведения. Особенно ярко эта проблема проявляется при создании скоростных реактивных торпед. Подобное вооружение давно привлекает внимание конструкторов и военных, но реализация таких проектов сталкивается с рядом трудностей, в т.ч. в области гидроакустики.
Современное решение
Таким образом, современная торпеда нуждается в гидроакустической системе наведения, имеющей активный и пассивный режимы, а также устойчивой к разного рода помехам. Кроме того, прочие механизмы изделия и его конструкция не должны мешать работе наведения.
Пуск изделия Ю-7. Фото Globalsecurity.org
Для создания новой усовершенствованной системы наведения китайские специалисты провели значительную подготовительную работу. В этих исследованиях задействовали современные программно-аппаратные комплексы на основе искусственного интеллекта, способные создавать и анализировать большие объёмы данных.
Научные структуры ВМС НОАК предоставили набор различных исходных данных. В него вошли гидроакустические сигнатуры различных объектов, сведения о гидродинамических процессах разного рода, характеристики тех или иных изделий и т.д. Все эти данные ранее были собраны в ходе натурных испытаний и прочих мероприятий.
ПО на основе ИИ провело анализ этих данных и научилось распознавать гидроакустические сигнатуры разных объектов. Были созданы сложные алгоритмы обработки данных и выдачи результата. Другой комплекс схожего рода запрограммировали на создание сигнатур, с разной степенью достоверности имитирующих реальные корабли, торпеды и т.д.
Затем два программно-аппаратных комплекса начали своего рода соревнование. Один «создавал» гидроакустическую обстановку или выдавал реальные сигнатуры, а второй анализировал поступающие данные и пытался отделить помехи и ложные цели от настоящих. Подобное исследование заняло много времени, но дало желаемые результаты.
По итогам совместной работы двух комплексов была создана объёмная база признаков, по которым система наведения может отличить реальную цель от ложной. Теперь эти данные, а также методы распознавания должны найти применение в реальных проектах торпедного вооружения.
Новые принципы
Разработчики проекта описали общие принципы работы новой системы распознавания. В целом все выглядит достаточно просто и понятно, но реализация таких идей потребовала определённых усилий.
Сообщается, что в основе новой системы лежит нейросеть с функцией ИИ. Её обучили выполнять анализ гидроакустических сигналов, разделенный на семь различных этапов. Последовательно проводится нормализация сигналов по амплитуде, фильтруются шумы, выполняются преобразования по особым математическим моделям и т.д.
На последнем этапе искусственный интеллект ищет аномалии в частотной модуляции получившихся сигналов. Как показали исследования, именно они позволяют отличить реальный объект от ложной цели современной или перспективной модели.
Утверждается, что система анализа на основе ИИ отличается высокой эффективностью. Вероятность успешного распознания наиболее сложных ложных целей выросла с 61% до 80%. Для более простых объектов этот показатель ещё выше. При этом новый программно-аппаратный комплекс является автономным и не нуждается в помощи со стороны. Кроме того, он обладает достаточно высоким быстродействием и пригоден для применения на практике.
Успехи и перспективы
Таким образом, китайские учёные смогли разработать новую технологию работы с гидроакустическими сигналами, а также проверили её в ходе исследований. Вероятно, теперь новые аппаратные и программные средства усовершенствуют, а затем доведут до практических испытаний. Можно ожидать, что на определенном этапе такой комплекс даже установят на опытной торпеде-носителе.
Советская / российская подводная ракета ВА-111 «Шквал». Оружие такого рода привлекает внимание различных ВМС. Фото Vitalykuzmin.su
Преимущества новой технологии вполне понятны, и ясно, почему она представляет интерес для ВМС НОАК. В целом, новые средства позволяют резко повысить эффективность систем наведения торпедного вооружения. При этом речь идёт не только о боеприпасах традиционного облика, но и о более сложных изделиях, таких как скоростные реактивные торпеды.
В новом проекте ИИ должен работать по особым алгоритмам и эффективно отсеивать помехи разного рода, в т.ч. созданные самой торпедой. Соответственно, повышается вероятность успешного обнаружения и сопровождения цели либо её кильватерного следа — и растут шансы на успешную атаку.
По известным данным, китайская оборонная промышленность сейчас активно работает над созданием новых торпед для подлодок и надводных кораблей. Сообщается о проработке изделий традиционной конструкции и совершенно новых скоростных образцов. За счёт повышения тех или иных технических характеристик достигается прирост общей боевой эффективности.
Можно ожидать, что в одном из следующих проектов такого рода последние разработки из сферы ИИ и нейросетей попытаются реализовать на практике. Если такой проект завершится успехом, то ВМС НОАК сможет нарастить боевой потенциал торпед и тем самым улучшить свою боеспособность.
Информация