Александр Шатов, З-86у.Когнитивные технологии на службе ВКС ВС России

Интервью военного эксперта Александра Шатова с начальником радиотехнических войск ВКС ВС России генерал-майором Андреем Яковлевичем Кобаном, а также с российским военным ученым, заместителем генерального директора ЗАО НИЦ «РЕЗОНАНС», доктором технических наук, действительным членом Академии военных наук Александром Васильевичем Щербинко представляет мнение авторитетных специалистов о перспективах внедрения НБИКС, и прежде всего когнитивных технологий в новые ВВТ ВКС.А.Ш. – Андрей Яковлевич, по Вашему мнению, какие тенденции развития современной радиолокации мы наблюдаем в настоящее время?

А.Я. – Развитие современной радиоэлектронной техники обусловлено в первую очередь совершенствованием средств воздушно-космического нападения (СВКН) вероятного противника, которые к настоящему времени превратились в основное средство ведения современной масштабной войны. В то же время совершенствование технологической базы позволило создавать средства защиты от СВКН, соизмеримые с существующими и перспективными угрозами. По мнению зарубежных аналитиков, наиболее перспективными СВКН будут гиперзвуковые крылатые ракеты, воздушно-космические самолеты, беспилотные ударные летательные аппараты многократного применения, планирующие боеголовки. Причем в СВКН применяются новые технологии, снижающие радиолокационную заметность.

Авиационные, ракетные и космические средства вооруженной борьбы сегодня составляют основу современных военно-морских сил и сухопутных войск. Это привело к тому, что охват воздушной, а в последние десятилетия – воздушно-космической сферы стал непременным атрибутом современного общевойскового боя. Борьба за господство в воздухе прочно вошла в разряд самых приоритетных задач вооруженного противоборства. По экспертным оценкам, ведущие государства мира тратят на развитие средств воздушно-космического нападения и ВКО до 50-60% своих военных бюджетов. Началось постепенное смещение центра вооруженной борьбы в воздушно-космическую сферу. Соответственно, кардинальные изменения в характере вооруженной борьбы в войнах и вооруженных конфликтах начала XXI в. приводят также и к фундаментальным изменениям основных положений военной стратегии и оперативного искусства. К слову, смещение центра тяжести вооруженной борьбы в воздушно-космическую сферу и необходимость в объединении под общим командованием всех сил и средств, отвечающих за обеспечение безопасности нашей Родины в воздушно-космическом пространстве, привели к созданию нового вида Вооруженных сил – Воздушно- космических сил (ВКС ВС) России.

А.Ш. Андрей Яковлевич, что, на Ваш взгляд, стало предпосылками к внедрению когнитивных технологий в радиоэлектронную технику ВКС ВС России и, в частности, в радиоэлектронную технику радиотехнических войск?

Огромные скорости СВКН вероятного противника вынуждают нас принимать оперативные решения по обнаружению воздушных объектов, а передача радиолокационной информации в реальном масштабе времени на боевые средства становится наиболее актуальной. Техника постоянно совершенствуется и одновременно усложняется, а современные вычислительные средства позволяют создать адаптивную, самообучающуюся систему разведки, обладающую когнитивными свойствами.

А.Ш. Александр Васильевич, в последние годы стало часто употребляться такое понятие, как конвергентные технологии, к которым относят НБИКС (нано-, био-, инфо-, когнитивные и социо-гуманитарные) науки и технологии. Учитывая, что выпускаемый при ведущей роли вашего предприятия радиолокационный комплекс «Резонанс-Н» называется когнитивным, совершенно естественно выяснить именно у Вас, что это такое – когнитивные технологии?

Латинский корень cognito состоит из частей «co-» («вместе») + «gnoscere» («знаю»), что и дало название новому научному направлению. С течением времени сложилась когнитивная наука как область междисциплинарных исследований познания, понимаемого как совокупность процессов приобретения, преобразования и использования знаний живыми и искусственными системами. Здесь можно вспомнить и Томаса Гоббса: мышление как «вычисление» (computation); и Аль Хорезми: алгоритм как пошаговое применение определенной процедуры вплоть до достижения цели; имена Тьюринга, Неймана, Котельникова и Шеннона, кибернетиков Н. Винера и Н.А. Бернштейна, а также многих других ученых, работавших в разных областях знаний: психологов, лингвистов, философов и математиков. Наблюдаемый в настоящее время прогресс в когнитивистике, как полагают ученые, должен помочь «разгадать загадку разума», то есть описать и объяснить процессы в мозгу человека, ответственные за высшую нервную деятельность.

Когнитивные технологии, по определению нашего российского философа В.И. Кудашева, – это система методов, алгоритмов и программ, моделирующих и усиливающих познавательные способности людей для решения практических задач – распознавания образов и речи, выявления и идентификации закономерностей в массивах данных, проектирования сложных систем, принятия решений в условиях недостаточности информации и т.д. Когнитивные технологии ориентированы на помощь человеку в постановке и решении задач, включая слабо формализованные творческие задачи (нахождение ответов на политические, экономические, военные и прочие вызовы и угрозы).

А.Ш. В условиях постоянно растущего дефицита времени на принятие решений при отражении атак с использованием СВКН, как нам пояснил Андрей Яковлевич, совершенно логично возникает вопрос о внедрении максимальной автоматизации систем управления войсками и оружием и развитии информационного обеспечения и способов огневого (ударного) поражения противника. Новые задачи порождают новые потребности. По мнению ряда российских военных специалистов, в настоящее время общее направление работ по формированию современной ВКО страны предусматривает создание и развитие информационных и огневых средств с обязательным их сопряжением посредством единой системы боевого управления и связи. Андрей Яковлевич, Ваше мнение?

Применение достижений современных технологий в системе управления и связи, автоматизированных системах, в спутниковой связи, РЛС, использование быстродействующих ЭВМ и систем искусственного интеллекта приводит к революционным изменениям во взглядах на ведение боевых действий в воздушно-космической сфере. Под влиянием новых типов СВКН изменяются количественные и качественные, временные и пространственные параметры системы радиолокационной разведки (РЛР). На современном этапе требуется комплексное применение сил и средств РЛР различных видов и ведомств при выполнении задач мирного и военного времени. Данная система позволяет решить следующие задачи:

– достигнуть требуемой эффективности и качества решения задач ПВО в условиях сокращения суммарного состава сил, средств и ресурсов;

– снизить суммарные затраты Министерства обороны и ведомств РФ на содержание и совершенствование радиолокационных сил и средств;

– обеспечить единое понимание воздушной обстановки в органах управления видов ВС и ЕС ОрВД;

– уменьшить типаж и унификацию средств РЛР, средств связи, создать единые стандарты их сопряжения;

– обеспечить радиоэлектронную совместимость РЭТ и связи видов ВС и ведомств в районах совместного базирования.

Информационные технологии, применяемые в системе РЛР, интенсивно развиваются, особенно в течение последних I5-20 лет. Широкое применение цифровых методов формирования и обработки сигналов, использование интегральной и функциональной электроники, гибридных интегральных схем, твердотельных СВЧ устройств позволяют существенно расширить возможности радиоэлектронной техники, увеличить объем перерабатываемой и используемой информации и многообразие решаемых задач, и самое главное – уменьшить время прохождения и получения информации в некоторых случаях с решением задач АСУ. В последнее время разработаны и используются адаптивные РЛС, которые могут приспосабливаться к внешней помеховой и целевой обстановке, к условиям распространения радиоволн и на порядок увеличивать дальность обнаружения СВКН вероятного противника. Помимо этого, новое поколение РЛС при решении практических задач в системе ВКО будут решать задачи и вырабатывать алгоритмы принятия решения даже в условиях недостаточности информации о воздушном объекте, тем самым оказывая поддержку командованию в условиях ограниченного времени на принятие решения. Применение огневых средств по воздушным целям уже будет происходить без дополнительных вмешательств органов управления при данном автоматизированном алгоритме работы системы ВКО. Наш военно-промышленный комплекс создает и вооружает войска современной радиоэлектронной техникой (РЭТ). Реализация программы импортозамещения дала толчок к бурному развитию отечественных электронных компонентов, что, соответственно, позволяет совершенствовать тактико-технические и эксплуатационные характеристики РЭТ. Широкое применение современных вычислительных средств в РЭТ – одноплатных машин 7-го поколения с многоядерными процессорами позволяет использовать новые алгоритмы обработки сложных радиолокационных сигналов, в том числе, с применением вельвет-преобразований. Кроме того, разветвленная сеть самодиагностики, охватывающая все системы РЭТ, позволяет оперативно управлять и перераспределять резервы, что значительно повышает ее живучесть.

На вооружение войск поступают современные радиолокационные станции, такие как «Небо», «Подлет», «Сопка», «Волга», «Обновление ПВО», «Резонанс-Н», все эти РЛС относятся к 4-5 поколению и позволяют успешно решать задачи, возложенные на радиотехнические войска ВКС. В 2017 году радиотехнические подразделения получат более 70 современных перспективных радиолокационных станций и комплексов.

Итак, в современных условиях, чтобы победить или просто выжить, нам необходимо обладать не только ядерным оружием, но и конвергентными технологиями. Конвергентность НБИКС-технологий обусловлена высочайшей степенью увеличения их эффективности при условии их сопряженного, взаимоувязанного, синергетического применения. В этом и состоит так называемый «запуск будущего» – через конвергенцию, скрещивание, взаимосоединение технологий из разных областей знания. Поэтому новейшие достижения науки и техники в области создания робототехники, новой элементной базы, нано-, био-, информационных, когнитивных и социо-гуманитарных технологий нам необходимо применять ускоренными темпами для решения прикладных задач в области обеспечения национальной безопасности и обороны Российской Федерации и, в частности, в радиотехнических войсках. Это дело ближайшего будущего.

А.Ш. Действительно, говоря о защите от СВКН, пора с космических высей спуститься на землю. Совершенствование СВКН обусловливает необходимость изменения системы обороны. Ясно, что оборона, даже для условий обычной войны, должна быть комплексной – противосамолетной, противоракетной и противокосмической. В этой связи возникает вопрос: Александр Васильевич, как вы считаете, может ли какой-то один радиолокатор обнаруживать все эти классы целей – и ракеты, и самолеты, и космические аппараты?

А.Щ. – Такие РЛС существуют, но они чрезвычайно дороги и громоздки. В настоящее время в массовом порядке выгоднее производить более дешевые и узкоспециализированные РЛС различного назначения, объединенные в систему. Об этом и сказал выше Андрей Яковлевич. Вероятно, в дальнейшей перспективе будут созданы универсальные, более компактные и экономичные, эффективные системы на базе новых физических принципов и технологий, способные обнаруживать любые цели.

А.Ш. – Такова диалектика развития. Одна и та же цель может быть источником электромагнитного излучения разных диапазонов спектра. Распространение электромагнитных волн, вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды. И если в свое время, еще на заре советской власти, осознание необходимости создания новых средств обнаружения воздушных объектов, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привело к развитию исследований в области радиолокации, то в настоящее время вновь наблюдается возврат к оптике, к созданию гиперспектральных акусто-оптических систем.

А.Щ.- Да, это яркий пример того, как появление новых технологий приводит к созданию новых систем видения и распознавания. При этом системы регистрации и системы анализа могут играть здесь ключевую роль. Спектральные характеристики объекта непосредственно связаны с энергетической структурой веществ, входящих в его состав, и тем самым несут информацию о составе объекта, его структуре, состоянии и т.п. Расшифровка и интерпретация этих свойств, однако, представляет собой исключительно сложную задачу. В то же время живые когнитивные системы с успехом решают многие задачи этого типа. По научным данным, человеческий глаз, имеющий лишь три цветовых канала, причем сильно перекрывающихся, способен различать миллионы оттенков, что позволяет решать разнообразные практические проблемы. А добавление лишь одного канала делает систему еще более избирательной, об этом свидетельствует сравнение зрения человека со зрением птиц, обладающих 4-м каналом в ближнем УФ диапазоне.

А.Ш. – Итак, мы вновь вернулись к когнитивным системам, к умным машинам, способным в чем-то заменять разумные действия человека. В СМИ уже давно встречаются такие названия, как «Умная антенна» («Smart Antenna”), «Cognitive Radio», «Cognitive Radar»); Александр Васильевич, так в чем же все-таки отличие когнитив¬ных радаров от адаптивных РЛС, развитие которых началось еще в 1970-е годы?

А.Щ. -Названия типа «Умная антенна» – «Smart Antenna», «Cognitive Radio» «Cognitive Radar» отражают определенную степень «искусственного интеллекта», заложенную в системы программистами. Например, согласно официальному определению ITU-R WPiB, система когнитивного радио (К-Радио) (Cognitive Radio System, CRS) – это радиосистема, в работе которой учитываются сведения об окружающей рабочей и географической средах, об установившихся правилах и ее внутреннем состоянии. В соответствии с этими сведениями система в динамическом режиме автономно подстраивает параметры работы и протоколы передачи, с тем чтобы достичь поставленной цели и одновременно учиться на основании полученного опыта.

Отвечая на другой вопрос, отметим, что действительно работа над созданием адаптивных РЛС началась в СССР еще в 70-е годы прошлого века. В адаптивных антеннах дальней РЛ использовался метод автоматического поиска свободных от помех каналов с целью ухода с «забитой» помехами частоты на новую; кроме того, производилась адаптация по виду сигнала и по автоматической регулировке усиления (выбор «правильных» коэффициентов усиления). В загоризонтной радиолокации специальными алгоритмами регулировалось оптимальное соотношение между сигналом и помехой, чтобы сигнал был максимальным, а шум – минимальным. Такая адаптивность – лишь один из признаков когнитивности.

США, создавая дорогостоящие образцы вооружения, как, например, истребитель F-35, вдруг пришли к выводу, что в случае войны с Россией, при нынешнем состоянии дел, у F-35 не будет шанса преодолеть систему ПВО России.

Выход из ситуации военные специалисты США видят в разработке самообучающихся систем с элементами искусственного интеллекта, называемых когнитивными, которые по способу действия и скорости работы приближаются к живым существам. Примером для них служит летучая мышь, которая ориентируется в пространстве при помощи эхолокации, передвигаясь при этом довольно быстро. Ничего близкого по совершенству человек пока не создал.

Концепция когнитивного радара была разработана еще в 2006 году исследователем в области радиоэлектроники Саймоном Хайкиным. Интерес к этим разработкам появился в Пентагоне только сейчас, когда стало понятно, что Россия создала непреодолимую для F-35 систему ПВО. Что можно сказать о когнитивном радаре? Пока американцы заняты чисто концептуальными разработками. В группе, руководимой Джошем Недзвецки, работают 200 специалистов в области машинного обучения, физики, статистической обработки сигналов и вычислительной нейробиологии и др. Разумеется, они не устают рекламировать свою концепцию, словно она вот-вот уже появится в виде действующего прототипа.

Когнитивный радар (КР) в идеале представляет собой автономную интеллектуальную радиолокационную систему, способную решать задачи, традиционно считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предметной области, знания о которой хранятся в памяти такой системы. Структура интеллектуальной системы включает три основных блока – базу знаний, решатель и интеллектуальный интерфейс, позволяющий вести общение с компьютером без специальных программ для ввода данных, то есть система должна создавать в ходе самообучения программы для решения задач определенного класса сложности и решать эти задачи. Важным компонентом интеллектуальной системы является база знаний (БЗ). Система должна быть способна выводить новые знания из старых, находить закономерности в БЗ, при этом база знаний отличается от базы данных (БД) именно наличием механизма вывода. В системе КР обязательно наличие обратной связи и способности системы к самокоррекции, самообучению в процессе эксплуатации на основе полученных результатов. Другим признаком когнитивности является способность к прогнозу, к антиципации, своего рода предвосхищению событий. Например, КР может использовать свою базу знаний о метеоусловиях в данном районе для прогноза поведения тех или иных целей. В зависимости от состояния внешней среды предусматривается возможность самонастройки не только приемников, но и передатчиков.

А.Ш. После таких слов я не удивлюсь, если через некоторое время мы услышим об умных целеобнаружителях, которые одновременно будут иметь на своем вооружении сенсоры, действующие в самых разных диапазонах электромагнитного спектра, антенны с автоматически изменяемой геометрией формы передающих и приёмных частей, подобно трансфокаторам в оптике фотоаппаратов с системой «zoom». И все эти новинки могут быть интегрированы с ударными и огневыми средствами на одной или нескольких позициях! Такие автоматические, самодостаточные, автономные ударно-оборонительные системы были бы просто незаменимы в удаленных и труднодоступных районах, а также на других угрожаемых направлениях! И все же, насколько близок наш когнитивный РЛК «Резонанс-Н» к описываемому идеалу?

А.Щ. – Мы находимся, образно говоря, на подъеме в очень высокую гору. Вместе с тем, многое уже сделано и делается! Дорогу, как говорится, осилит идущий! На базе уже действующих РЛС формируются различные базы знаний, применятся новейшие алгоритмы, РЛК может интегрироваться с различными АСУ, с РЛС, действующими в других диапазонах радиоволн, с оптико-электронными комплексами.

В РЛК «Резонанс-Н» применяются мощные вычислительные средства, программное обеспечение которых позволяет использовать в работе когнитивные свойства. РЛК «Резонанс-Н» имеет огромные потенциальные возможности в применении и расширении функций РЛК на основе когнитивных технологий. Комплекс вычислительных средств в РЛК «Резонанс-Н» выполнен на одноплатных машинах с четырех ядерным процессором Intel Core i7, тактовая частота процессора не менее I,5 ГГц, емкость оперативной памяти не менее 4 Гб, емкость внутреннего flash накопителя не менее 4 Гб, емкость на жестком магнитном диске не менее I Тбайт. В состав РЛС входит семь таких одноплатных машин. Имеется возможность голосовых подсказок и предупреждений. Программное обеспечение построено блоками и позволяет вести обмен между вычислительными средствами систем РЛС. Учитывая модульный характер построения РЛС, он может легко модернизироваться и, по сути, является отличной базой для построения новых когнитивных радаров!

А.Ш. Александр Васильевич, вы, в качестве военного ученого, как оцениваете развитие военных когнитивных радаров в армиях зарубежных стран?

А.Щ. -К сожалению, мы почти не участвуем в международных форумах, посвященных этим вопросам, ограничиваясь участием в форумах «МАКС» и «АРМИЯ». Но мы внимательно отслеживаем информацию о новых направлениях развития в области военной радиолокации, в частности, интерес для нас представляют ежегодно проводящиеся саммиты «Military radar», последний из них, например, прошел в марте этого года в Вашингтоне. На нем, в частности, в очередной раз на повестку дня ставились вопросы о развитии когнитивных радаров, что, на наш взгляд, является весьма перспективным направлением. Иностранцы активны в этом отношении, и мы не имеем права от них отставать, а, наоборот, должны идти впереди!

А.Ш. Спасибо Вам за интервью, а всем коллективам, участвующим в создании современного интеллектуального оружия и систем обеспечения для ВКС ВС России, успехов в покорении новых интеллектуальных вершин! Андрею Яковлевичу пожелаем успехов в деле защиты нашей великой Родины – России!

♦ Интервью подготовил А.В. Шатов

Опубликовано в журнале “New Defence Order. Strategy” – № 03 , 2017   – «Новый оборонный заказ. Стратегии»| 03 (45)| 2017, стр. 58- 61

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.