Как беспилотники захватывают небо
1 Апреля 2017, 10:00

Как беспилотники захватывают небо

Книга о том, что слухи о восстании роботов слегка преувеличены

Человек и робот — где пролегает граница между ними, и какие опасности несет наша близость? Опираясь на личный опыт, многочисленные интервью и данные новейших исследований, наиболее авторитетный ученый в этой области Дэвид Минделл предлагает закулисный взгляд на самые инновационные области применения робототехники. Блестящий научный анализ, изложенный доступным языком, убедительно раскрывает мысль автора, что жесткие границы, которые мы прочертили между людьми и роботами, между ручным и автоматизированным управлением, только мешают пониманию наших взаимоотношений с робототехникой. Автор развенчивает идею автономных роботов, предлагая взамен обнадеживающее послание о центральной роли человека в технологическом ландшафте, который мы сейчас создаем.

Открытая Россия с разрешения издательства «Альпина нон-фикшн» публикует отрывок из книги Дэвида Минделла «Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации».

Из жаркой пустыни американского Запада вы попадаете в полутемный трейлер, где находится пункт управления беспилотным летательным аппаратом «Предейтор», и немедленно переноситесь в далекую зону военных действий. Мерцают экраны, шумят вентиляторы. Как в кабине пилотов самолета, в комнате есть два кресла — для пилота, который командует боевым вылетом, и для оператора средств обнаружения, который наблюдает за обстановкой. Пилот отслеживает находящихся рядом «друзей» и «врагов» и ведет общение с внешним миром при помощи радио, чатов, телефонов и прочих приспособлений. Оператор средств обнаружения командует камерой «Предейтора», выискивая и изучая цели. Третий человек — координатор боевой задачи сидит позади пилота и оператора средства обнаружения. Он находится в контакте с наземными войсками в зоне боевых действий, а также с аналитиками разведывательной службы и другими людьми в цепочке командования.

Чтобы начать миссию, бригада запуска и обслуживания, которая находится очень далеко, на театре военных действий, готовит беспилотный летательный аппарат (БПЛА) размером с самолет местных авиалиний и посылает его по маршруту.

Потом они передают управление самолетом по глобальной сети удаленным командам. Пока воздушный аппарат добирается до поля боя на автопилоте, операторы готовятся к выполнению боевой задачи. «Предейтор» — достаточно медленное воздушное судно, поэтому путь может занять несколько часов. Работа большей части удаленной команды в это время напоминает обычную офисную работу — вход в систему, введение паролей, настройка экранов и меню.

Несмотря на прозаичность всех этих настроек и проверок многочисленных систем, они служат для связи членов команды с аппаратом, а также для наблюдения и действий непосредственно в боевой обстановке. После того как члены команды настроят свои рабочие места и приборы, выберут рабочую раскладку своих мониторов и установят личные настройки, у них появляется ощущение погружения и присутствия. «Кто в чате? — спрашивают они. — Что происходит в поле? Что происходит в сети?»

Часто рабочие смены никак не привязаны к началу или концу миссии, поэтому новой команде приходится присутствовать при последних нескольких минутах предыдущей смены, чтобы войти в курс дела. В особенно напряженные периоды смена команды может быть отложена. «Концепция поменялась значительно», — говорил пилот истребителя F-16, ставший пилотом БПЛА «Предейтор». На своей прежней работе он привык перед боевым вылетом забираться в самолет на земле. А теперь: «Я захожу в кабину пилотов, а там уже находится экипаж, выполняющий задачу».

«Предейтор» имеет тенденцию к сбоям в работе компьютера и зависанию в критические периоды. Через непростой опыт команда учится не нажимать определенные комбинации клавиш, не вводить команды слишком быстро, не путать кнопки с соседними.

Самые элементарные вещи выполняются в несколько шагов. Например, нужно более двадцати нажатий клавиш, чтобы просто включить автопилот аппарата. «Мы, пилоты, предполагаем, — говорит один оператор, — что инженеры считали нас слишком глупыми, думали, что мы будем вести себя как идиоты, все время колотить по клавишам и творить черт знает что, поэтому они постарались сделать любой процесс двухшаговым».

Руководства написаны длинно и непонятно. Некоторые важные характеристики скрыты в системном коде и нигде не задокументированы. Среди операторов из уст в уста передаются традиционные истории о том, как они искали обходные решения, чтобы заставить систему работать. Немаловажной частью навыков оператора является умение вынудить систему сделать то, для чего она не была разработана.

Что представляет собой «полет» для пилотов «Предейтора»? После передачи управления автопилоту сразу после взлета большую часть вылета аппарат ведет автоматика. Пилот осуществляет наблюдение за воздушным судном, пока оно автоматически проходит через промежуточные пункты маршрута, заданные с помощью системы GPS. Тем не менее у пилота остается возможность управлять аппаратом вручную с помощью джойстика, используя дистанционную связь. При этом из-за отсутствия физических привязок — силы тяжести, ощущения поворота, даже гула двигателей, вибрации и запахов — ручное управление представляет собой непростую задачу.

Трудности дистанционного полета усложняются конструкцией БПЛА «Предейтор». Одна из самых основных систем управления летательного аппарата — от тренировочной «Сессны» до истребителя — это возможность «триммировать» его, то есть задать стабильное положение с помощью определенных параметров угла тангажа и скорости воздушного потока. Правильно триммированный аппарат требует от пилота только небольших касаний рычагов управления. Но у «Предейтора» чудовищный, громоздкий, многошаговый интерфейс, рукоятка управления (джойстик) и кнопки, чтобы триммировать управление и стабилизировать аппарат.

Еще хуже расположение кнопок на самой рукоятке управления: на самолетах военно-воздушных сил США кнопка сброса бомб для удобства расположена сверху и слева от рукоятки управления. На «Предейторе» нажатие кнопки, расположенной в этом месте, отключает систему стабилизации, из-за чего аппарат может легко выйти из-под контроля.

Дистанционное ручное управление также осложняется задержкой сигнала в 1,8 секунды, которая требуется, чтобы передать команду на воздушное судно и получить ответ. Можно логически предположить, что эта задержка проистекает из необходимости отправлять команды через полмира по спутниковой связи. Но только задержка сигнала в полсекунды обусловлена пределом скорости света. Остальное время тратится компрессорами видеосигналов, роутерами и другим оборудованием для обработки данных. Система связи была разработана для улучшения качества изображения, а не скорости ответа.

Пилоты могут отдать аппарату команду лететь и придерживаться определенного маршрута, они даже могут использовать рукоятку управления, чтобы внести изменения в работу автопилота (это похоже на электродистанционную технику, с помощью которой управляется большинство современных авиалайнеров). Более поздние версии имеют особенности, напоминающие устройство с указательным интерфейсом, которое позволяет пилоту определить точку, обвести ее кружком, и самолет автоматически облетает эту точку. Это полезно, когда нужно быстро задать параметры курса во время наблюдательных вылетов.

Однако же автопилот БПЛА «Предейтор» может только отдать аппарату команду накрениться не более чем на 14 градусов, что ограничивает скорость разворота. Иногда пилоты берут управление на себя, чтобы отдать команды о крене в 20 или 30 градусов для более резких маневров. Проблема с такими углами крена и причина, по которой автопилот не дает соответствующую команду, связана не столько с самим аппаратом, сколько с сервомеханизмами, которые направляют бортовую спутниковую антенну в космос. При больших углах крена «Предейтор» потеряет сигнал (по той же самой причине иногда теряется сигнал спутникового телевидения на борту современного авиалайнера, когда он поворачивает). Если пилоты отдают команду о крене на слишком большой угол, они должны знать, что их «птичка» может на несколько секунд оказаться вне сети, тогда они лишатся графической обратной связи и полномочий управления, пока автопилот не включится и не восстановит связь, то есть это рискованный маневр.

Пилоты БПЛА «Предейтор» во время публичных выступлений и в своих воспоминаниях склонны подчеркивать, что их навыки ручного управления летательным аппаратом по-прежнему необходимы в особых ситуациях, таких как обход областей плохой погоды, препятствий или другого воздушного судна. Но в военно-воздушных силах есть люди, которые называют их джойстики просто «моральной поддержкой» и полагают, что управлять «Предейтором» вручную через спутниковый канал «глупо». Как сказал бывший начальник штаба военно-воздушных сил генерал Майкл Райан: «У нас не должно быть пилотов, которые управляют при помощи джойстиков беспилотными летательными аппаратами». Скорее, по его словам, пилоты должны использовать автопилот и навигацию по промежуточным пунктам, контролируя аппарат на более абстрактном уровне.

Напротив, получение изображений и видеозаписей — это «вопрос жизни и смерти», но он находится непосредственно в ведении операторов средств обнаружения, а не пилотов. Те обнаруживают, что развивают в себе новые навыки, не связанные с авиацией. Они калибруют камеры и инфракрасные детекторы в соответствии с актуальной температурой, условиями окружающей среды и временем суток. Они работают вместе с пилотами, чтобы вывести летательный аппарат на лучшую позицию, чтобы все разглядеть, а затем выставляют фокус, диафрагму и направляют камеру так, чтобы создать «статистически достоверный кадр», из которого можно извлечь значимую информацию. Операторы средств обнаружения называют эту работу «выращиванием» качественных «видеозаписей», они относятся к этим записям «как к живым существам, которым время от времени нужно уделять внимание» и гордятся качеством своего видео.

Система формирования изображений имеет некоторые автоматические функции, позволяющие выполнить эту настройку, но зачастую операторам удается сделать это лучше, чем компьютерам, благодаря пониманию тонкостей контекста. Например, они могут различить работающий и остановленный двигатели, отличить людей от домашнего скота или приспособиться ко времени суток или пустынной жаре. Операторы средств обнаружения могут соотносить все эти данные и изображения с информацией, получаемой по радио или в чате. Пропускная способность спутниковой линии связи ограничена, и операторы вынуждены жертвовать некоторыми видами информации и отдавать приоритет другим, в критические периоды они предпочитают видеосигналы изображениям высокого качества.

Паря над землей и разглядывая свою цель с высоты, операторы средств обнаружения БПЛА «Предейтор» начинают «чувствовать себя так, как будто сами являются приборами обнаружения», имея в виду маленький купол с камерами, лазерами и сервомеханизмами, который находится под носом летательного аппарата. Сидя в своем трейлере, пилоты и операторы средств обнаружения выворачивают шеи и двигаются так, будто пытаются рассмотреть объект на экране сверху или заглянуть за него. Иногда во время напряженных моментов они начинают переговариваться шепотом, хотя даже их самый громкий крик невозможно услышать там, где находится аппарат. Инструкторы думают, что такое ощущение присутствия позволяет операторам средств обнаружения сосредоточивать внимание на месте действия, испытывать больший интерес к тому, что они видят, быстро обнаруживать движение и реагировать на аномалии.

Летчики-истребители, которые действительно летают над полем боя, признают, что не испытывают такого реального ощущения присутствия, как операторы средств обнаружения. Из-за сочетания различных факторов — от размера экрана до наличия других людей — приборы обнаружения на их реактивных самолетах не дают такого эффекта присутствия.

Минделл Д. Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации / Перевод с английского Виктория Краснянская — М.: Альпина нон-фикшн, 2016

util