Війна роботів поступово переходить на новий рівень: до бойових систем інтегрують елементи штучного інтелекту, у тому числі машинний зір. Це докорінно змінює характер війни, надаючи переваги тому, хто може виробляти та використовувати на полі бою дрони, здатні автоматично захоплювати та супроводжувати цілі у реальному часі. У Криму заявили про те, що команда винахідників створила мікрокомп’ютер для управління малими безпілотними апаратами (БПЛА).
Раніше керівництво призначеної Кремлем російської влади півострова заявляло про збирання бойових БПЛА в Криму та заснування центру з виробництва морських дронів у Севастополі. Операторів безпілотників готують на кримських військових полігонах і у так званому Кримському федеральному університеті (КФУ) імені В. Вернадського, створеному росіянами на базі українського Таврійського національного університету.
Згідно з отриманими журналістами Крим.Реалії від експертів прогнозами, Росія за чіпами та процесорами й надалі орієнтуватиметься на Китай, який, у свою чергу, здатний нарощувати постачання до Москви «копій власного виробництва». Що таке машинний зір і чому російська армія оснащує ним FPV-дрони? Хто, як і з яких деталей змайстрував для цього мікрокомп’ютер у Криму? Чи стало «проривом» в електроніці використання кримськими інженерами китайських мікропроцесорів та застарілих блоків японської комп’ютерної пам’яті? У цих питаннях розбиралися Крим.Реалії.
Введення в електроніку та робототехніку: визначення та категорії
«Квадрокоптер» – літальний апарат безпілотного типу, який будується на чотирьох окремих моторчиках, що керують пропелерами, які швидко обертаються: уповільнення або прискорення певних моторчиків нахиляє корпус пристрою в повітрі, що дозволяє техніці летіти.
«FPV-дрон» – квадрокоптер або мультироторний безпілотний літальний апарат (мультикоптер), оснащений камерою, яка передає відео в реальному часі на пристрій пілота.
«Електронна нейронна мережа» – метод у штучному інтелекті, який вчить комп’ютери обробляти дані таким же способом, як і людський мозок, а також тип процесу машинного навчання, що називається глибоким навчанням.
«Комп’ютерний зір» – область штучного інтелекту, пов’язана з аналізом зображень і відео, що включає набір методів, які наділяють комп’ютер здатністю «бачити» і витягувати інформацію з побаченого.
«Машинний зір» – технології отримання зображень, їх обробки та використання отриманих даних для вирішення різноманітних прикладних завдань без участі людини.
«Захоплення зображення (відео)» – процес перетворення відеосигналу із зовнішнього джерела на цифровий відеопотік за допомогою комп’ютера та запис такого потоку у відеофайл з метою подальшої його обробки, зберігання або відтворення.
«Мікрокомп’ютер» – універсальний електронний пристрій, який виконує функції, пов’язані з комп’ютерними системами, що відрізняється своїми компактними розмірами та низькою вартістю, здатний виконувати складні обчислення та обробляти значні обсяги даних завдяки інтегрованим процесору та оперативній пам’яті.
Як у Сімферополі розробили «новий» мікрокомп’ютер
«Ми розробили власний варіант однопалатного комп’ютера, який має всі необхідні нам інтерфейси, при цьому не містить нічого зайвого, що дозволяє суттєво зменшити не тільки його розміри, а й вартість», – розповів підконтрольному Росії агентству КИА керівник лабораторії «ФабЛаб» Кримського федерального університету імені В. Вернадського Володимир Овчаренко.
Комп’ютер, який кримські російські розробники назвали «Grape Pi 1» (з англ. виноградний пиріг, за аналогією із західними розробниками таких же продуктів: малиновий пиріг, апельсиновий пиріг, банановий пиріг – КР), має 4-ядерний процесор H616, який працює на частоті 1,5 ГГц, 1 Гб оперативної пам’яті, роз’єм для ssd-карти, три майданчики з контактами USB 2.0, HDMI та video-out роз’єми. У наступних версіях «Grape Pi 1» планують інтегрувати одноплатний комп’ютер в один корпус з USB-камерою, таким чином створивши повнофункціональний модуль управління малогабаритними безпілотними пристроями.
Серед розробок останніх років на сайті лабораторії «ФабЛаб» наведено: систему захисту об’єкта від несанкціонованої зйомки з коптера; інтелектуальну систему комп’ютерного зору з автоматичним регулюванням фокусу, діафрагми та фокусної відстані; адаптивну систему трекінгу довільних об’єктів. Ведеться активна робота із впровадження штучного інтелекту в розробки вчених університету, нібито досягнуто успіхів у створенні нейроінтерфейсу з управління екзокистю, розроблено новий формат гарнітури для електродів медичних приладів, який дозволяє знімати сигнали над моторною корою мозку.
В лабораторії «ФабЛаб» як електронну основу також використовують елементи та блоки радіоелектронного конструктора для початківців з Італії Arduino. Дистриб’ютор італійського виробника в Росії – ТОВ «Амперка Роботс», чий офіс розташований у Москві.
«Кримський» мікрокомп’ютер – «багато грому, мало дощу»
4-ядерний процесор H616 (на фото «кримського» мікрокомп’ютера він розташований під потужним металевим радіатором – ліворуч, позначений під номером 1) було випущено 2020 року китайською компанією Allwinner Technology Company Ltd. Процесор використовується в телевізійних (Smart TV) приставках, змонтованих на операційній системі Android 10.0. Цей процесор містить у собі спеціальне обладнання – новий графічний блок, який дозволяє працювати із зображенням, а також супроводжувати процеси російськомовним текстом.
Allwinner Technology Company Ltd. – китайський виробник напівпровідників, компанія заснована в 2007 році, штаб-квартира розташована в Чжухай, провінція Гуандун, технологічний центр – Шеньчжень, логістичний центр – в Гонконгу. Allwinner виробляє переважно однокристальні процесори та одноплатні комп’ютери, які використовують у смартфонах, планшетних комп’ютерах, приставках, відеокамерах та відеосистемах в автомобільному транспорті. Оперативну пам’ять (на збільшеному зображенні плати елемент під номером 2) для «кримського» мікрокомп’ютера «винахідники» запозичили у японської компанії, яка існувала, однак, на ринку в 1999-2012 роках. У травні 2012 року цю компанію через банкрутство поглинула американська компанія – виробник комп’ютерної пам’яті Micron Technology зі штаб-квартирою в штаті Айдахо. Після злиття назва Elpida більше не використовувалась для маркування виробів Micron. Застосування старої японської пам’яті все ж таки не виключає необхідність використання мікродиска – на зображенні під номером 4. Під номером 3 на зображенні можна побачити роз’єм USB, щоб мати змогу візуально уявити реальні розміри «кримського» одноплатного комп’ютера: близько 8 см за шириною і 7,5 см за висотою.
Кримський одноплатний мікрокомп’ютер керується операційною системою Linux, на збільшеному зображенні плати під номером 5 можна чітко побачити фірмовий знак цієї операційної системи – пінгвіна, – а також відповідний напис.
Linux користується популярністю у всьому світі, особливо у державних структурах. На замовлення Міністерства оборони Росії було розроблено дистрибутив «Linux МСВС», який у 2002 році став основною платформою загального призначення. У 2013 році в Міністерстві оборони РФ була прийнята для постачання у війська і почала поетапно впроваджуватись операційна система «Astra Linux», планувалося переведення всіх службових комп’ютерів та засобів комунікації відомства на роботу під її управлінням. Дистрибутив «GosLinux» використовують у Федеральній службі судових приставів РФ.
Red Hat, розробник Linux-дистрибутива RHEL, у березні 2022 року повідомив про вихід з Росії та припинення співпраці зі своїми партнерами з РФ та Білорусі. Причина – повномасштабна російська агресія в Україні.
«Кримські хлопці» нічого не винайшли, зібравши виріб із готових деталей – експерт
Першим про застосування FPV-дронів з машинним зором ще в січні заявив у своєму Telegram-каналі український військовий експерт, спеціаліст і консультант у галузі військових радіотехнологій Сергій «Флеш» Бескрестнов: «Вперше на власні очі побачив перехоплене відео з російського FPV з машинним зором і автозахопленням цілі. Більше того, в режимі тепловізора. Поки що все сире, але вже на фронті». Крим.Реалії звернулися до Сергія «Флеша» з проханням прокоментувати новизну та актуальність «винайденого кримськими російськими вченими мікрокомп’ютера».
Вони створили один із різновидів таких комп'ютерів, яких у світі десятки точно є Сергій «Флеш» Бескрестнов
«Подібні електронні пристрої сьогодні стають актуальними, тому що на FPV-дронах в перспективі будуть системи захоплення цілей з машинним зором. І ось ці системи вимагають наявності на борту БПЛА мікрокомп’ютера. Мікрокомп’ютери, так звані одноплатні комп’ютери, давно відомі у світі, і випускаються великими партіями. Найпопулярнішими є Расберрі Пай (англ. Raspberry Pi – малиновий пиріг – КР), є Оранж Пай (англ. Orange Pi – апельсиновий пиріг – КР), є Банана Пай (англ. Banana Pi – банановий пиріг – КР). Їх дуже багато у світі. Тому ці «кримські хлопці» не розробили повністю свій комп’ютер, вони розробили плату і змогли зібрати мікрокомп’ютер з готових деталей: мікропроцесора та інших комплектуючих. Вони створили один із різновидів таких комп’ютерів, яких у світі десятки точно є. Коли полетять дрони з машинним зором, щоб дрон захоплював ціль, обробляв ціль, потрібен цей комп’ютер. Основне завдання зробити такий комп’ютер маленьким, потужним і при цьому, щоб він міг обробляти зображення та відеосигнали», – заявив Сергій «Флеш» журналісту Крим.Реалії.
В українській інформаційно-консалтинговій компанії Defense Express вважають, що й технологія машинного зору на дронах загалом не є «ноу-хау», оскільки на цивільних квадрокоптерах вона почала з’являтися ще у 2017 році: на Mavic компанії DJI першої версії вже була функція «ActiveTrack ».
Якщо така система умовно коштує кілька тисяч доларів, то її складно інтегрувати у FPV-дрони, які коштують 500 доларів Олег Катков
«Такі елементи, як машинний зір, складно інтегрувати у FPV-дрони, бо вони дорогі. І якщо така система умовно коштує кілька тисяч доларів, то її складно інтегрувати у FPV-дрони, які коштують 500 доларів. Собівартість значно збільшується», – заявив Донбас.Реалії головний редактор військового порталу Defense Express Олег Катков.
У виданні наголошують, що російські війська почали використовувати FPV-дрони з машинним зором, що дозволяє дрону «автоматично тримати ціль у перехресті й рухатися в її напрямку». Така технологія дозволяє вивести війну на новий рівень та вирішити дві основні проблеми: суттєво зменшити залежність результату застосування FPV-дронів від навичок оператора; нівелювати роботу засобів радіоелектронної боротьби на передовій, оскільки і без сигналу від оператора дрон долетить і вразить ціль у виділеному квадраті. IT-галузь у Росії посіла перше місце за темпами зростання ключових показників. За чотири роки в галузі збільшились усі основні показники: внесок у ВВП, обсяг реалізації продукції та послуг власної розробки, інвестиції в основний капітал.
