J-50: Το κινεζικό μαχητικό που πετά αυτόνομα όταν ο πιλότος χάνει τις αισθήσεις του

Σύνοψη

• Το ινστιτούτο Shenyang Aircraft Design & Research αναπτύσσει την τεχνολογία "cognitive manoeuvrability" για το επερχόμενο κινεζικό μαχητικό J-50.
• Το προηγμένο λογισμικό αναλαμβάνει πλήρως τον έλεγχο του αεροσκάφους εάν ο πιλότος χάσει τις αισθήσεις του (G-LOC) ή βρεθεί σε κατάσταση γνωστικής υπερφόρτωσης.
• Η πλοήγηση διεξάγεται απρόσκοπτα χωρίς σήμα GPS, συνδυάζοντας κβαντικούς αισθητήρες, γεωμαγνητικά δεδομένα, αδρανειακά συστήματα και οπτική αναγνώριση εδάφους.
• Το J-50 λειτουργεί ως προηγμένος εναέριος κόμβος διοίκησης για σμήνη μη επανδρωμένων αεροσκαφών, διαθέτοντας την ικανότητα να αναδιανέμει αυτόματα τους στόχους στο πεδίο της μάχης.

Η ανάπτυξη των στρατιωτικών αεροσκαφών έκτης γενιάς απομακρύνεται ταχύτατα από τα παραδοσιακά αεροδυναμικά όρια, εστιάζοντας πλέον στην ικανότητα του λογισμικού να λειτουργεί ως απόλυτα αυτόνομος συνεργάτης του πιλότου κατά τη διάρκεια εξαιρετικά απαιτητικών συνθηκών μάχης. 

Οι ερευνητές του Shenyang Aircraft Design & Research Institute, του οργανισμού που παραδοσιακά ηγείται της εξέλιξης των νέων στρατιωτικών αεροσκαφών της Κίνας, εργάζονται εντατικά πάνω σε ένα προηγμένο αεροναυπηγικό πρόγραμμα που ονομάζεται J-50. Η κεντρική φιλοσοφία αυτής της προσπάθειας βασίζεται στην εισαγωγή ενός επιπέδου τεχνητής νοημοσύνης ικανού να αντιληφθεί πλήρως το τακτικό περιβάλλον και να αναλάβει τον άμεσο έλεγχο του μαχητικού όταν ο ανθρώπινος παράγοντας αδυνατεί να ανταποκριθεί στις ακραίες φυσιολογικές πιέσεις της εναέριας εμπλοκής.

Πώς το σύστημα αυτόνομης πτήσης του J-50 προστατεύει τον πιλότο

Το μαχητικό J-50 ενσωματώνει την αρχιτεκτονική "cognitive manoeuvrability" (γνωστική ευελιξία), η οποία επιτρέπει στο ανώτερο λογισμικό να αξιολογεί διαρκώς τις συνθήκες πτήσης, να μεταφράζει τις τακτικές ενδείξεις σε πολλαπλές εναλλακτικές τροχιές και να αναλαμβάνει πλήρως τη διακυβέρνηση. Η πιο κρίσιμη λειτουργία αυτής της προσέγγισης ενεργοποιείται εάν ο πιλότος χάσει τις αισθήσεις του εξαιτίας των ακραίων δυνάμεων G, ένα φαινόμενο γνωστό ως G-LOC, ή βρεθεί σε κατάσταση σοβαρής γνωστικής υπερφόρτωσης προσπαθώντας να διαχειριστεί υπερβολικό όγκο δεδομένων. Σε μια τέτοια κρίσιμη στιγμή, το αεροσκάφος δεν συντρίβεται ούτε ακολουθεί απλώς μια ευθεία πορεία, αλλά συνεχίζει αυτόνομα την αποστολή του, συμμετέχοντας ενεργά στη μάχη και χαράσσοντας ασφαλείς πορείες διαφυγής ή εμπλοκής, διατηρώντας ταυτόχρονα όλα τα παραδοσιακά συστήματα ελέγχου απόλυτα λειτουργικά στο παρασκήνιο.

Η μετάβαση προς την πλήρη αυτοματοποίηση προκύπτει ως άμεση πρακτική αναγκαιότητα εξαιτίας των κινητικών χαρακτηριστικών που αναμένεται να διαθέτουν οι εναέριες πλατφόρμες επόμενης γενιάς, καθώς οι τελικές ταχύτητες και οι βίαιοι ελιγμοί διαφυγής θα ξεπερνούν κατά πολύ τις βιολογικές αντοχές του ανθρώπινου οργανισμού. Το παραδοσιακό σύστημα ελέγχου πτήσης, το οποίο ιστορικά αναλάμβανε απλώς τη διατήρηση της σταθερότητας μιας αεροδυναμικά ασταθούς πλατφόρμας, αναβαθμίζεται πλέον σε έναν κεντρικό υπολογιστικό εγκέφαλο που διαθέτει την ικανότητα να λαμβάνει κρίσιμες αποφάσεις επιβίωσης σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Αντί να περιορίζεται στην εκτέλεση μηχανικών εντολών μέσω των συστημάτων fly-by-wire, η νέα γενιά κινεζικών μαχητικών σχεδιάζεται προσεκτικά ώστε να κατανοεί τον αντικειμενικό σκοπό της εκάστοτε αποστολής και να προσαρμόζει τις κινήσεις του αεροσκάφους ανάλογα με την απρόβλεπτη εξέλιξη της εχθρικής απειλής.

Ένα εξίσου κρίσιμο ζήτημα που καλούνται να επιλύσουν οι μηχανικοί του ινστιτούτου αφορά την απρόσκοπτη επιχειρησιακή συνέχεια σε περιβάλλοντα όπου οι εχθρικές δυνάμεις εφαρμόζουν εντατικές ηλεκτρονικές παρεμβολές στα δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών. Η πτήση χωρίς την παραμικρή υποστήριξη του παγκόσμιου συστήματος εντοπισμού θέσης απαιτεί μια ριζικά διαφορετική τεχνολογική προσέγγιση, οδηγώντας τους Κινέζους ερευνητές στην ανάπτυξη ενός υβριδικού δικτύου πλοήγησης που συνδυάζει αθόρυβα πολλαπλές ανεξάρτητες πηγές χωρικών δεδομένων. 

Η λύση που εφαρμόζεται ενσωματώνει προηγμένους αδρανειακούς αισθητήρες ακριβείας, τεχνολογίες κβαντικής ανίχνευσης που μετρούν ελάχιστες βαρυτικές ανωμαλίες, κάμερες οπτικής αναγνώρισης εδάφους, γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά υψηλής ανάλυσης και ευαίσθητους αισθητήρες μέτρησης του τοπικού γεωμαγνητικού πεδίου της γης. Αυτός ο εντυπωσιακός πλεονασμός πληροφοριών εξασφαλίζει ότι ακόμα και αν μια πηγή δεδομένων τεθεί ολοκληρωτικά εκτός λειτουργίας από εχθρικά συστήματα ηλεκτρονικού πολέμου, τα υπόλοιπα υποσυστήματα θα συνεχίσουν να τροφοδοτούν τον κεντρικό υπολογιστή με εξαιρετικά ακριβείς γεωγραφικές συντεταγμένες, αποτρέποντας την απώλεια του χωρικού προσανατολισμού.

Παράλληλα με τα υπερσύγχρονα συστήματα αυτόνομης πλοήγησης, το φιλόδοξο πρόγραμμα του J-50 δίνει τεράστια έμφαση στην οργανική ενσωμάτωση του αεροσκάφους σε ευρύτερους σχηματισμούς μάχης που περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό μη επανδρωμένων οχημάτων. Η δικτυοκεντρική αυτή αρχιτεκτονική (Manned-Unmanned Teaming) μετατρέπει το μαχητικό σε έναν πανίσχυρο εναέριο κόμβο επικοινωνιών και τακτικού ελέγχου, όπου ο πιλότος συντονίζει τις πολύπλοκες κινήσεις ενός σμήνους drones που δρουν κυρίως ως προωθημένοι αισθητήρες αναγνώρισης ή επιθετικές πλατφόρμες κρούσης. Αν ένα drone που έχει οριστεί νωρίτερα ως τακτικός αρχηγός του σμήνους καταρριφθεί από αντιαεροπορικά πυρά, το ευρύτερο ψηφιακό δίκτυο διαθέτει την υπολογιστική ευφυΐα να αναδιανείμει αυτόματα τους ρόλους, εξασφαλίζοντας ότι η εκτέλεση της αποστολής θα συνεχιστεί απρόσκοπτα χωρίς να απαιτείται η παραμικρή χειροκίνητη επαναρύθμιση από τον χειριστή του μαχητικού.

Η ενσωμάτωση κβαντικών αισθητήρων και εξαιρετικά περίπλοκων αλγορίθμων μηχανικής μάθησης καταδεικνύει τη συνεχή πρόοδο που έχει επιτευχθεί από την ασιατική χώρα στην εγχώρια παραγωγή προηγμένων ημιαγωγών και στρατιωτικού λογισμικού πολύ υψηλών απαιτήσεων. Τα πολύπλοκα υπολογιστικά συστήματα που απαιτούνται για να συλλέγουν δεδομένα από ραντάρ, θερμικές κάμερες, αδρανειακά συστήματα και εξωτερικά drones, και στη συνέχεια να τα συνθέτουν ακαριαία σε μια ενιαία ολογραφική εικόνα του πεδίου μάχης, απαιτούν τεράστια τοπική επεξεργαστική ισχύ (edge computing) στο εσωτερικό του ίδιου του αεροσκάφους. Η επιτυχής ολοκλήρωση ενός τέτοιου τεχνολογικού έργου αποδεικνύει ότι η βιομηχανική βάση της Κίνας υποστηρίζει ενεργά την παραγωγή υλικού ικανού να εκτελεί λειτουργίες βαθιάς μάθησης χιλιάδες μέτρα πάνω από την επιφάνεια της γης, ανταποκρινόμενο στις τακτικές προκλήσεις σχεδόν με μηδενική καθυστέρηση αποφάσεων.