Hiina tehisintellekt lõpetab nähtamatute allveelaevade ajastu – kas veealuse kamuflaažita allveelaevade tulevik on lõppemas?

### Ajastu lõpp: Miks mereväe võimsaim relv on äkki haavatav ### Oht maailmarahule? Kuidas tehisintellekt kallutab tuumaheidutuse tasakaalu ### Sonarist kvantjahini: Kõrgtehnoloogiline revolutsioon vee all ###

Kas allveelaevad saavad ikka veel peitu pugeda? Uus tehnoloogia ütleb kõlava ei

Aastakümneid peeti neid süvamere nähtamatuteks jahimeesteks, riigi teise löögi tuumavõime lõplikuks garantiiks: allveelaevadeks. Nende võime ookeanides märkamatult liuelda tegi neist maailma suurriikide ühe võimsaima strateegilise relva. Kuid see rünnamatu vargsi tegutsemise ajastu on lõppemas. Tehisintellekti (AI) juhitud tehnoloogiline revolutsioon ähvardab muuta ookeanid klaasist lahinguväljaks, kus pole peidupaika.

Selle arenduse esirinnas on Hiina teadlased, kes on välja töötanud tehisintellektil põhineva süsteemi, mis kirjutab ümber veealuse sõjapidamise reegleid. Arvutisimulatsioonid maalivad sünge pildi: vaenlase allveelaeva ellujäämisvõimalus võib langeda vaid viie protsendini. Tänu sonaripoide, kvantandurite ja okeanograafiliste andmete intelligentsele võrgustikule suudab tehisintellekt ennustada manöövreid, paljastada pettusi ja kohandada jahistrateegiaid reaalajas – tõhusamalt kui ükski inimkomandör.

Sellel tehnoloogilisel hüppel on kaugeleulatuvad tagajärjed. See mitte ainult ei sea kahtluse alla lääne merevägede mitme miljardi dollari suuruseid vargusprogramme, vaid raputab ka globaalse julgeolekuarhitektuuri alustalasid. Kui tuumarelvastatud allveelaevad, mida kunagi peeti haavamatuteks, suudetakse äkki avastada ja nendega võidelda, destabiliseerub tuumaheidutuse õrn tasakaal. Järgmistes osades valgustatakse selle uue allveelaevade jahi vormi taga olevaid tehnoloogiaid, analüüsitakse selle mõju meresõjale ja näidatakse, kuidas lääneriigid sellele eksistentsiaalsele ohule reageerivad.

Kuidas tehisintellekt muudab allveelaevade avastamist?

Tehisintellekti arendamisel on potentsiaal muuta veealust sõjapidamist põhjalikult. Hiina teadlased on välja töötanud tehisintellektil põhineva allveelaevatõrjesüsteemi, mis praeguste arvutisimulatsioonide kohaselt võiks vähendada vaenlase allveelaevade ellujäämismäära vaid viie protsendini. See tähendab, et 20 allveelaevast vaid üks pääseks avastamisest ja järgnevast rünnakust.

Süsteem toimib ookeanides intelligentse komandörina, kasutades andmeid erinevatelt anduritelt, näiteks sonaripoidelt, veealustelt anduritelt, radarilt ja ookeanograafilistelt parameetritelt, nagu merevee temperatuur ja soolsus. Erinevalt traditsioonilistest otsingumeetoditest suudab tehisintellekt teha reaalajas otsuseid ja kohaneda allveelaevade vastumeetmetega.

Millised tehnoloogiad on uue allveelaevade avastamise taga?

Kaasaegne allveelaevade avastamine põhineb mitmel tehisintellekti abil ühendatud täiustatud tehnoloogial. Kolmekihiline arhitektuurisüsteem hõlmab tajukihti, mis ühendab reaalajas andmeid erinevatelt anduritelt, otsustuskomponenti ja inimese ja masina interaktsioonikihti.

Selles mängivad keskset rolli sonaripoid. Need umbes 13 sentimeetrit laiad ja 91 sentimeetrit pikad seadmed langevad vette lennukitelt või laevadelt ning kasutavad nii pinnal olevat raadiosaatjat kui ka vee all hüdrofone. Tänapäevased süsteemid, näiteks DIFAR-sonaripoid, suudavad tuvastada akustilisi signaale sagedusvahemikus 5–2400 Hz ja töötada kuni kaheksa tundi kuni 305 meetri sügavusel.

Magnetiliste anomaaliate tuvastamine on veel üks oluline komponent. Allveelaevad on peamiselt valmistatud ferromagnetilistest materjalidest ja moonutavad ümbritsevas keskkonnas Maa magnetvälja. Seda magnetilist signatuuri saab mõõta lennukitelt ning tänapäevased tehisintellekti süsteemid aitavad nõrku signaale häiretest eristada.

Miks on varasemad allveelaevade kamuflaažimeetodid muutunud vähem efektiivseks?

Traditsioonilised allveelaevade vargustehnoloogiad keskendusid akustilise signaali vähendamisele heli summutavate materjalide, nurgelise kerekuju ja kaetud propellerite abil. Need meetodid olid tavapäraste sonarisüsteemide vastu üsna tõhusad, kuid tehisintellektiga toetatud mitmeanduriliste süsteemide puhul jõuavad need oma piirini.

Uued tehisintellekti süsteemid reageerivad ka tüüpilistele allveelaevade vastumeetmetele, nagu siksakilised manöövrid, peibutiste kasutamine või puhkeasenditesse peitmine. Isegi kui allveelaevad kasutavad pettuseks mehitamata droone, säilitab tehisintellekt oma avastamisvõime.

Omaette probleem tuleneb kliimamuutustest, mis muudavad veealust akustikat. Merevee temperatuuri tõus ja soolsuse taseme muutumine mõjutavad heli levikut vees, luues nii võimalusi kui ka riske allveelaevade tegevuseks.

Milline roll on kvantsensoritel allveelaevade avastamisel?

Hiina on välja töötanud ka droonide abil pardale kantavad kvantsensorid, mis on võimelised suure täpsusega tuvastama allveelaevade magnetilisi anomaaliaid. Need süsteemid kasutavad rubiidiumi aatomitega koherentseid populatsioonilõksu aatomimagnetomeetreid, mille energiataset mõjutavad magnetväljad.

Weihai lähedal avamerekatsetes saavutas süsteem tuvastustäpsuse 2,517 nanoteslat, mis pärast korrigeerimist paranes 0,849 nanoteslani. See tehnoloogia on eriti efektiivne madala laiuskraadiga piirkondades, näiteks Lõuna-Hiina meres, kus Maa magnetväli on peaaegu paralleelne pinnaga ja tavapärastel anduritel on nõrkusi.

Kuidas töötab allveelaevade jahi kolmekihiline tehisintellekti arhitektuur?

Hiina teadlaste väljatöötatud süsteem toimib keeruka kolmekihilise struktuuri kaudu. Tajukiht ühendab sonari, radari, magnetanomaaliate detektorite ja okeanograafiliste andurite reaalajas andmeid, et luua dünaamilisi veealuse keskkonna kaarte.

Otsustuskiht analüüsib neid andmeid ning määrab otsingustrateegiad ja vajalikud reageeringud allveelaeva manöövritele. Kolmas kiht võimaldab süsteemi ja inimeste vahelist loomulikku keelelist suhtlust, vähendades sõdurite kognitiivset koormust.

Süsteem suudab koordineerida erinevaid tehisintellekti agente automatiseeritud otsuste tegemiseks ja võimaldab täielikult integreeritud mitme domeeni jälgimist õhu-, pinna- ja veealustel platvormidel.

Turva- ja kaitsekeskus - pilt: xpert.digital

Turva- ja kaitsekeskus pakub hästi põhjendatud nõuandeid ja praegust teavet, et tõhusalt toetada ettevõtteid ja organisatsioone nende rolli tugevdamisel Euroopa julgeoleku- ja kaitsepoliitikas. Koondamisel SKE Connecti töörühmaga reklaamib ta eriti väikeseid ja keskmise suurusega ettevõtteid (VKEdes), kes soovivad veelgi laiendada oma uuenduslikku jõudu ja konkurentsivõimet kaitsevaldkonnas. Kontaktpunktina loob sõlmpunkt otsustava silla VKEde ja Euroopa kaitsestrateegia vahel.

Sobib selleks:

• VKEde ühenduse töörühma kaitse - VKEde tugevdamine Euroopa kaitses

Mida see tuumarelvastuse seisukohalt tähendab?

Allveelaevad on tuumatriaadi keskne komponent, mis koosneb maismaal baseeruvatest rakettidest, strateegilistest pommitajatest ja merel baseeruvatest süsteemidest. Ballistiliste rakettide allveelaevad (SSBN-id) peetakse selle triaadi kõige vastupidavamaks elemendiks, kuna neid on raske leida ja need pakuvad usutavat teise löögi võimekust.

Ameerika Ühendriikidel on praegu 14 Ohio-klassi SSBN-i, millest igaüks on võimeline kandma kuni 20 allveelaevalt startivat ballistilist raketti, millel on mitu iseseisvalt suunduvat lõhkepead. Need allveelaevad on spetsiaalselt loodud vargsi tegutsemiseks ja tuumalõhkepeade täpseks kohaletoimetamiseks.

Kui allveelaevad kaotavad võime suhteliselt märkamatult tegutseda, oleks sellel märkimisväärsed tagajärjed nende heidutuspotentsiaalile. Kaitseministeerium plaanib paigutada kuni 70 protsenti riigi tuumalõhkepeadest SSBN-idele, rõhutades nende strateegilist tähtsust.

Kuidas lääne mereväed sellele arengule reageerivad?

USA merevägi on juba alustanud oma tehisintellektil põhinevate allveelaevade tuvastussüsteemide väljatöötamist. Charles River Analyticsile anti miljoni dollari suurune leping MAGNETO süsteemi arendamiseks, mis kasutab tehisintellekti vaenlase allveelaevade tuvastamiseks nende magnetiliste signatuuride põhjal.

MAGNETO süsteem kasutab hierarhilist lähenemisviisi, mis täpsustab signaalide tuvastamist järk-järgult järjestikuste etappide kaudu. See võimaldab reaalajas andmetöötlust ja tagab, et üksikasjalikumaks analüüsiks edastatakse ainult asjakohased signaalid.

Ultra Maritime on välja töötanud Sea Speari, kerge ja teisaldatava sonarisüsteemi, mis parandab kiiresti ja kulutõhusalt allveelaevade avastamise võimekust. Süsteemi saab paigutada nii mehitatud kui ka mehitamata pinna- ja veealustelt platvormidelt ning seda saab laiendada suure jõudlusega laiaulatuslikuks sonarisüsteemiks.

Milline on selle tehnoloogia mõju meresõjale?

Tehisintellekti abil toimiva allveelaevavastase sõjapidamise kasutuselevõtt võib kuulutada "nähtamatute" allveelaevade ajastu lõppu. See kujutaks endast põhimõttelist muutust merendusstrateegias, kuna allveelaevad on Teisest maailmasõjast saadik mereväe domineerimises olulist rolli mänginud.

Tänapäevased vargusega allveelaevad, näiteks Saksa Type 212CD, mille nurgeline väliskere on konstrueeritud sonari signaali minimeerimiseks, või Rootsi A-26 Blekinge klass, võivad nende uute tuvastussüsteemide vastu vähem tõhusaks muutuda. Vargusega toimimise põhimõtete kohandamine lennundusest veealusesse valdkonda on osutunud keerulisemaks, kui algselt arvati.

Mehitamata allveesõidukite (UUV) integreerimine tuumajõul töötavate Virginia-klassi allveelaevadega on juba muutmas veealust sõjapidamist. See läbimurdeline tehnoloogia parandab autonoomseid stardi- ja päästeoperatsioone ning tugevdab elektroonilist sõjapidamist ja luure-, seire- ja rekeoperatsioone.

Kuidas arenevad vastumeetmed ja kaitsestrateegiad?

Täiustatud tuvastustehnoloogiate arendamine viib samaaegselt uuenduslike vastumeetmete väljatöötamiseni. Nii nagu radarsüsteemid arenesid varjatud õhusõidukite vastu võitlemiseks, muutuvad ka sonarisüsteemid varjatud allveelaevade avastamisel üha keerukamaks.

Hiina töötab tehisintellekti abil juhitavate torpeedode kallal, mis suudavad eristada päris allveelaevu veealustest peibutistest. Varased testid näitavad, et süsteem suudab eristada päris sihtmärke peibutistest keskmise täpsusega 92,2 protsenti. Süsteem parandas avastamismäära umbes 61 protsendilt üle 80 protsendi isegi täiustatud peibutiste puhul.

Kuninglik merevägi kavandab projekti CABOT, mis on Põhja-Atlandi piirkonnas püsiv tõke, mis koosneb võrku ühendatud mehitamata sõidukitest koos täiustatud andurisüsteemidega. See tõke tõotab strateegiliselt olulist muutust ja revolutsioonilist arenduskiirust.

Millised on rakendamise väljakutsed?

Tehisintellektil põhinevate allveelaevatõrjesüsteemide rakendamine tekitab mitmesuguseid tehnilisi ja strateegilisi väljakutseid. Allveelaevade magnetvälja signaalid on äärmiselt nõrgad – umbes 0,2 nanoteslat 600 meetri kaugusel või 13,33 nanoteslat 500 meetri kaugusel 100 meetri pikkuse allveelaeva puhul.

Teise probleemi tekitab teiste metallesemete ja elektriseadmete tekitatud häired. Tehisintellekt ja masinõpe aitavad ümbritsevast mürast olulisi signaale isoleerida ja eraldada.

USA merevägi järgib etapiviisilist lähenemisviisi taktikalise ja evolutsioonilise tehisintellektil põhineva allveelaevavastase sõjapidamise rakendamisel. Akustiliste operaatorite asendamise masinatega asemel on eesmärk neid väljaõppe ja operatsioonide ajal tehisintellektil põhineva tehnoloogiaga toetada.

Millist rahvusvahelist mõju võib oodata?

Hiina täiustatud allveelaevade vastaste tehnoloogiate väljatöötamine on juba tekitanud rahvusvahelist reaktsiooni. Eksperdid peavad neid süsteeme ülioluliseks Hiina võime jaoks kaitsta oma lennukikandjaid ja tagada edukad amfiiboperatsioonid.

Samuti on oluline, et Hiina õhust startivate allveelaevade jälitajate ülesanne on kaitsta Hiina ballistiliste rakettidega allveelaevu, kui need teel oma patrull- ja stardialadele. Hiina peab õhust startivat allveelaevade vastast sõjapidamist oma merel toimuva tuumaheidutuse oluliseks vahendiks.

Thales on välja töötanud BlueScani, integreeritud akustilise süsteemi, mis võimaldab reaalajas mitme anduriga andmete liitmist ja heterogeensete andmete analüüsi. Tehisintellektil põhinev süsteem täiustab koostööd allveelaevade vastases sõjapidamises, et merevägesid strateegiliselt positsioneerida homseteks keerukateks väljakutseteks.

Milline võiks olla veealuse sõjapidamise tulevik?

Veealuse sõjapidamise tulevikku muudavad autonoomsete platvormide integreerimine ja reaalajas andmete integreerimine revolutsiooniliselt. Tehisintellekt, autonoomsed platvormid ja reaalajas andmete integreerimine muudavad seda, kuidas merevägi allveelaevu tuvastab, jälgib ja kahjutuks teeb.

Varjatud lendavate autonoomsete veealuste droonide arendamine avab uusi võimalusi. Need sõidukid saavad kasutada omaenda tekitatud heli passiivse sonariallikana merepõhja kaardistamiseks ilma aktiivseid sonarisignaale kiirgamata.

Kõige olulisem vastus AUV platvormidele ja süsteemidele oleks merekontrolli tugevdamine praeguste pinna-, veealuste ja õhuvõimekuste ajakohastamise ja laiendamise kaudu. See nõuab merekaitsestrateegiate põhjalikku ümberkorraldamist ja märkimisväärseid investeeringuid uutesse tehnoloogiatesse.

"Nähtamatute" allveelaevade ajastu, mis on pikka aega olnud merelise heidutuse nurgakivi, võib nende tehnoloogiliste arengute tõttu tõepoolest lõppeda. See muudaks põhjalikult mitte ainult meresõda, vaid ka kogu tuumaheidutuse tasakaalu, nõudes kõigilt maailma merevägedelt uusi strateegilisi kaalutlusi.

Markus Becker

Aitan teid hea meelega isikliku konsultandina.

Äriarenduse juht

Esimees VKE Connecti kaitserühm

Linkedin

Konrad Wolfenstein

Aitan teid hea meelega isikliku konsultandina.

minuga ühendust võtta Wolfenstein ∂ xpert.digital

Helistage mulle lihtsalt alla +49 89 674 804 (München)

Linkedin