Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 4 (54) за 2021 г.

Андрей Лукашов, Олег Панферов, Владимир Максимов, Алексей Башкиров

В настоящее время имеют место беспрецедентные темпы развития технологий в военных сферах. На смену постепенному традиционному процессу разработки и модернизации традиционных видов вооружений приходит качественно новое обновление, внедрение технологий, обеспечивающих скачкообразный прирост тактико-технических характеристик и боевых потенциалов в комплексе с усилиями, направленными на организацию эффективного применения и оперативного взаимодействия этих систем. И авиация не исключение.

По оценкам ведущих отечественных экспертов вооруженная борьба в 21-м века будет в корне отличаться от способов и методов ведения войн прошлого.
Развитие и внедрение технологий искусственного интеллекта» в пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах, построение на их основе интеллектуальных авиационных систем, является одним из наиболее перспективных направлений развития боевой авиации, способное обеспечить значительное повышение тактико-технических характеристик и эффективности применения на поле боя.

С развитием вооружения и военной техники, изменением форм и способов ведения боевых действий, а также с возникновением войн и вооруженных конфликтов, когда сочетаются как классические боевые действия, так и операции иррегулярных вооруженных формирований, предъявляются новые требования к планированию и боевому применению боевых авиационных комплексов и их группировок.
Для достижения цели боевых действий необходимо не только быстро и эффективно противодействовать противнику при выполнении боевой задачи, но и осуществлять многовариантное планирование и прогнозирование развития оперативно-тактической обстановки на основе учета и анализа большого количества факторов в очень короткие сроки для рационального использования возможностей и ресурсов. Все это нередко происходит в условиях отсутствия полной, достоверной информации о противнике и при высочайших психофизиологических нагрузках.
75–80 % всех инцидентов (летных происшествий) в авиации связаны с психофизиологическим состоянием человека, при этом доля происшествий из-за личного фактора может составлять от 50 до 90 % в общей аварийности. Физиологические затраты летчика в полете достаточно высоки. В обычном горизонтальном полете на самолетах-истребителях у многих пилотов повышается частота сердечных сокращений до 120 ударов в минуту и более, а при переходе на сверхзвуковую скорость и пробивании облаков — до 160 ударов в минуту.
В процессе высшего пилотажа может происходить кратковременное повышение артериального давления до 240/150 мм рт. ст. У военного летчика, летчика-испытателя организм постоянно функционирует в напряженных условиях.
При выходе на предельные режимы полета, отказах техники, полетах в сложных условиях, катапультировании, изменения показателей работы сердечнососудистой системы сопровождаются выбросом стероидных гормонов, адреналина, глюкозы, триглицеридов в 5–7 раз превышающим физиологическую норму. Напряжение, концентрация внимания за час полета на истребителе соответствует восьмичасовой нагрузке водителя наземного транспорта. В ближайшей перспективе человек, как командир и оператор авиационной техники, с его естественным образом ограниченными способностями по скорости обработки больших объемов информации и принятия решений, станет слабым звеном, так как нарастающее многообразие сложнейших комплексных задач, которые необходимо решать «здесь и сейчас» сводит к минимуму доставшиеся человеку от природы психофизиологические и когнитивные способности.

Одновременно, на фоне повышения технических характеристик самолетов все большее значение приобретают следующие физические ограничения человека.
1. Ограничения по максимальной перегрузке.
Человек может выдерживать перегрузки до 15 g в течение 3–5 секунд без потери сознания. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от –3 g до +12 g. При положительной перегрузке 7–8 g в глазах летчика «темнеет», пропадает зрение, и человек постепенно теряет сознание. Соответственно, при таких перегрузках он не может сконцентрироваться на сложных задачах, возникающих в боевой обстановке.
2. Перцептивная слепота (слепота невнимания).
Неспособность обратить внимание на какой-либо объект, носящая исключительно психологический характер, что также может быть определено как неспособность пилота увидеть неожиданно возникший в поле зрения раздражитель. По данным исследований, перцептивная слепота возникает у любого человека, независимо от наличия у него когнитивных расстройств. Он не способен распознавать одновременно все предложенные раздражители и, как результат, у него возникает «эффект временной слепоты», когда не возможно разглядеть объекты или раздражители, которые возникают неожиданно и зачастую очень заметны.
3. Когнитивные искажения.
Систематические ошибки в мышлении или шаблонные отклонения, которые возникают на основе дисфункциональных убеждений, внедренных в когнитивные схемы. Когнитивные искажения являются примером эволюционно сложившегося человеческого поведения, в то время как машина подобным искажениям реальности (боевой обстановки) не подвержена.
4. Ограничения количества постоянных социальных связей (число Данбара).
Поддержание таких связей предполагает знание отличительных черт конкретного объекта, связь с которым необходимо поддерживать, его характера, а также социального положения, что требует наличия определенных мыслительных способностей и затраты значительных интеллектуальных ресурсов. По разным оценкам, число Данбара в человеческих сообществах лежит в диапазоне от 100 до 230 и чаще всего условно принимается равным 150. Соответственно в многочисленных группах человек физически не способен держать в памяти большее количество объектов.
5. Психологические аспекты человеческого фактора.
Психологический аспект человеческого фактора технической деятельности включается в его личностно-социальную подсистему, где представляет антропологические ограничения, обусловленные психологическими свойствами личности. К ним относятся:

• пониженная способность к прогнозированию развития ситуации (сниженная когнитивная функция);
• недостаточно объективная самооценка, приводящая к принятию решений, реализация которых очевидно не под силу определенному индивиду;
• недостаточная профессиональная (технологическая) дисциплинированность;
• склонность к принятию необоснованных решений (авантюристичность, неоправданная «лихость» и т. п.);
• пониженная стрессоустойчивость;
• неполная психологическая совместимость в коллективе.

Естественно, искусственный интеллект лишен выше перечисленных ограничений, а при решении задач обнаружения и распознавания объектов он превосходит возможности человека.
Внедрение технологий искусственного интеллекта способно в значительной мере скомпенсировать вышеуказанные недостатки и ограничения и привнести три главных преимущества: работа с большим объемом данных, высокая скорость обработки информации и автономность действий.

С практической точки зрения развитие технологий искусственного интеллекта подразумевает создание интеллектуальных машин или компьютерных программ, способных автоматически выполнять функции, которые ранее могли быть доступны только человеку. Основными свойствами технических систем, относящихся к классу ИИ, считаются способность к целесообразному поведению, автоматическому решению задач, рациональным рассуждениям, распознаванию образов и самостоятельному извлечению знаний (обучению на примерах). По своей сути результатом развития и внедрения искусственного интеллекта становится возможность исключить человека из процесса, когда решение надо принимать за кратчайшее время, и у системы нет в запасе долей секунд, чтобы советоваться с человеком. На поле боя выиграет тот, кто быстрее примет решение и отреагирует. Машинам здесь нет равных. Искусственный интеллект позволит быстрее и точнее определять цели без участия человека, выдавать варианты и сценарии для последующих действий, гибко реагировать на изменяющуюся ситуацию в режиме реального времени.
Концептуально можно выделить ряд основных направлений, развитие которых позволит создавать системы искусственного интеллекта применительно к военной деятельности.
1. Представление знаний — разработка методов структуризации, классификации и формализации знаний из различных проблемных областей (политических, военных, военно-технических, психологических, организационных и т. д.) для последующей выработки решений на всех этапах военного строительства.
2. Моделирование рассуждений (процессов принятия решений) — изучение и формализация различных схем человеческих умозаключений на основе разнородной информации для ведения боевых действий, создание эффективных программ реализации этих схем в ЭВМ.
3. Создание диалоговых процедур общения на естественном языке, обеспечивающих контакт между интеллектуальной системой и человеком-специалистом в процессе решения задач, в том числе при передаче и приеме неформализованных команд в экстремальных ситуациях, связанных с риском для жизни.
4. Планирование боевой деятельности — разработка алгоритмов управления на основании знаний о проблемной области, которые хранятся в интеллектуальной системе и непрерывно поступают от различных и разнородных источников информации: разведывательной, геодезической, топографической, метеорологической, гидрографической и т. д.
5. Обучение и актуализация базы знаний интеллектуальных систем в процессе их деятельности, создание средств извлечения, накопления и обобщения умений и навыков.
Очевидно, что развитие и внедрение методов искусственного интеллекта обеспечат прорыв в боевом потенциале, в формировании облика вооружений и даже в философии создания и применения систем вооружений и военной техники.

В соответствии со взглядами отечественных и зарубежных специалистов, дальнейшее развитие боевых авиационных комплексов с беспилотными летательными аппаратами будет претерпевать переход от одиночного применения к групповым, коллективным действиям с высоким уровнем информационного взаимодействия, а также самостоятельности, автономизации поведения и принятия решений.
Система управления такими группами должна обладать искусственным интеллектом, средствами проведения сложных вычислений. Алгоритм управления группой должен определять условия и способы вычисления рационального состава боевой группы, решать задачи ситуационного моделирования, целераспределения и оценки эффективности выполнения задания.
Для достижения такого результата необходимо создать перспективные интеллектуальные авиационные системы и программное обеспечение для них, а также «обучить» их всему необходимому.
Интеллектуальная авиационная система (ИнАС), построенная на основе пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов с применением технологий «искусственного интеллекта», позволит вести боевые действия и выполнять многокомпонентные задания, характеризующиеся высокой степенью неопределенности. А именно:

• разведка, наблюдение, поиск целевых объектов;
• огневое поражение;
• информационное поражение;
• транспортные задачи;
• организация сетей инфо-коммуникационного обмена и т. д.

БЛА из состава ИнАС должны действовать не только автономно, но и коллективно, в составе группы, причем каждый объект из группы может выполнять разнообразные задачи в соответствии с замыслом, формируемым искусственным интеллектом в реальном масштабе времени.
Анализируя предназначение перспективных интеллектуальных авиационных систем и существующий уровень технологического развития систем искусственного интеллекта как основанных на знаниях, так и на машинном обучении, можно сформулировать ряд основных проблем и задач, решение которых позволит создать эффективные боевые авиационные комплексы.
При этом должны быть решены еще две важные для создания ИнАС проблемы: формирование «прозрачного» искусственного интеллекта, объясняющего принимаемые решения, а также обнаруживающего т. н. «атаки» на нейронные сети и обеспечивающего автоматическую защиту от них.
По имеющимся прогнозам, практический функциональный искусственный интеллект может быть создан уже к 2023–2025 гг. Он будет представлять собой не думающее и чувствующее существо (т. н. «сильный» или универсальный ИИ), но программно-аппаратную технологию, способную заменить человека в практически любой сфере его деятельности (т. н. «слабый», специализированный или функциональный ИИ). И, несомненно, в области интеллектуализации авиации, в ближайшее время развернется полномасштабное соревнование среди ведущих стран и компаний по скорейшему развитию и внедрению технологий искусственного интеллекта. Основные направления технологий искусственного интеллекта в боевых авиационных комплексах, интеллектуальных авиационных системах и методах их применения можно определить уже сегодня.

Искусственный интеллект имеет огромный потенциал для развитии военной авиации. Несмотря на то, что внедрение искусственного интеллекта находится только на начальной стадии, огромный прогресс уже достигнут. В настоящее время созданы все технологические предпосылки для разработки интеллектуальных авиационных систем способных вывести на новый качественный уровень всю систему вооружений.
Таким образом, перспективные интеллектуальные авиационные системы являются концептом поля боя будущего. Успехи в области применения искусственного интеллекта, несомненно, в ближайшие годы обеспечит лидерство в мире XXI века, подобно тому, как лидерами второй половины XX века являлись страны, освоившие технологии ядерной ­физики. 

Авторы:
Андрей Лукашов, полковник запаса, директор проектного комплекса «Боевая авиация» ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Институт им. Н. Е. Жуковского»
Олег Панферов, полковник запаса, главный специалист проектного комплекса «Боевая авиация» ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Институт им. Н. Е. Жуковского»
Владимир Максимов, подполковник запаса, начальник отдела проектного комплекса «Боевая авиация» ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Институт им. Н. Е. Жуковского»
Алексей Башкиров, подполковник запаса, главный специалист проектов проектного комплекса «Боевая авиация» ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Институт им. Н. Е. Жуковского»