Ani ty nejmodernější stíhačky na světě nedokáží zcela skrýt teplo, které vyzařují. Právě tuto zranitelnost se tým čínských vědců snaží využít pomocí systému umělé inteligence, který je navržen tak, aby se vešel do rakety, a je schopen rozpoznat tepelné stopy amerických stíhaček F-22 a F-35 s technologií stealth.
Největší výzvou, před kterou stáli výzkumníci z Pekingského technologického institutu a Čínské akademie vzdušných raket, nebylo ani tak naučit umělou inteligenci identifikovat cíle, jako spíše zkomprimovat celý systém tak, aby fungoval s minimální výpočetní kapacitou, v omezeném prostoru a s nízkou spotřebou energie, jaké jsou typické pro vnitřek střely. Konvenční model hlubokého učení, složený z milionů parametrů, které řídí jeho chování, by v tak omezeném prostředí nebyl proveditelný.
Aby tuto překážku překonali, podařilo se týmu zredukovat model tak, že využívá pouze 16,1 % parametrů, které vyžadovaly předchozí metody, a zároveň snížit jeho výpočetní nároky na 19,2 %. Kromě toho navrhli speciální akcelerátor, tedy malý procesor specializovaný na efektivní provádění opakujících se matematických operací, které umělá inteligence potřebuje k analýze každého snímku, jak uvádí South China Morning Post.
Teplo, které prozrazuje: co je to infračervená signatura
Všechny objekty vyzařují tepelné záření a stíhací letouny nejsou výjimkou. Takzvaná infračervená stopa je tepelný vzorec, který letadlo generuje a který mohou specializované senzory zachytit na dálku. U stíhačky pochází toto teplo především z výfukových plynů, motorů a zahřívání trupu při pohybu vysokou rychlostí atmosférou. Jeho intenzita a tvar se mění v závislosti na úhlu pozorování, vzdálenosti a povětrnostních podmínkách.
Infračerveně naváděné střely musí udělat víc, než jen sledovat zdroj tepla: musí zjistit, co toto teplo vyzařuje. Piloti to vědí, a proto vypouštějí protiopatření, jako jsou světlice – zařízení, která hoří při velmi vysokých teplotách a vytvářejí mnoho falešných tepelných cílů, aby střelu zmátla. Hledací systém rakety, tedy soustava senzorů a procesorů zodpovědná za sledování cíle, má k dispozici pouhé zlomky sekundy, aby rozlišil mezi skutečným letadlem a jednou z těchto návnad.
Trénink se simulovanými snímky
Aby model naučili rozlišovat mezi různými cíli, vědci ho trénovali pomocí 3 245 snímků pořízených infračerveným snímacím systémem namontovaným na raketě. Datový soubor zahrnoval tři kategorie leteckých cílů: simulované zobrazení letounů F-22 a F-35 spolu s kroužící municí, což je typ zbraně, která může setrvat ve vzduchu a hlídat určitou oblast, dokud nezjistí cíl a nevrhne se na něj.
Laboratorní testy přinesly slibné výsledky. V celkovém hodnocení snímků dosáhl model maximální přesnosti 97,1 %. Když se test zaměřil konkrétně na snímky znázorňující oba stealth stíhače, přesnost se pohybovala kolem 90 %. Odborníci však upozorňují, že údaje z testů se skutečnými letadly zůstávají utajené a nebyly zveřejněny.
Výkon na reálném hardwaru
Při spuštění modelu na fyzickém akcelerátoru, který sami vyvinuli, dosáhli výzkumníci přesnosti 96,4 % s dobou zpracování jednoho snímku přibližně 1,5 milisekundy. Celková spotřeba systému se pohybovala kolem 2,2 wattu, což je hodnota dostatečně nízká na to, aby bylo možné rozpoznávání provádět přímo uvnitř střely, aniž by bylo nutné spoléhat se na externí platformy.
Významná omezení
Je třeba zdůraznit, že tyto výsledky neprokazují, že by čínské rakety byly dnes schopny identifikovat a sestřelit letouny F-22 nebo F-35 v reálném bojovém scénáři. Všechny testy byly provedeny se simulovanými cíli a rozhodující faktory, jako je efektivní detekční vzdálenost, výkonnost za nepříznivých meteorologických podmínek nebo odolnost vůči sofistikovanějším elektronickým protiopatřením, zůstávají veřejnosti neznámé. Výzkum však prokazuje, že kompaktní systém umělé inteligence dokáže využít tepelné záření, které ani ta nejmodernější stealth letadla nedokáží zcela eliminovat.