Młodzi naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej opracowali system, który wykorzystuje zaawansowaną analizę sygnałów radiowych i sztuczną inteligencję do namierzania bezzałogowców, a następnie ich autonomicznego zwalczania. Według twórców AQUILA jest jednym z pierwszych na świecie projektów, w którym AI realizuje misję bojową na tak niskim poziomie sterowania, wykonując manewry analogicznie do doświadczonego operatora.
Zespół w składzie: Jakub Kołodziej (lider), Maciej Kawka, Szymon Kwiecień oraz Mikołaj Szewko w rozmowie z Pauliną Arciszewską-Siek i Marcinem Wrzosem opowiada o projekcie AQUILA, który zdobył I nagrodę w Konkursie o Nagrodę Ministra Obrony Narodowej za realizację projektu Bezzałogowego Systemu Powietrznego, Lądowego lub Morskiego do zastosowań obronnych.
Wasz projekt wygrał w kategorii zwalczania systemów bezzałogowych. Co stało u jego podstaw?
Jakub Kołodziej: Pomysł na projekt zrodził się z obserwacji współczesnego pola walki oraz codziennej pasji – budowy i użytkowania bezzałogowców, których w przestrzeni powietrznej pojawia się coraz więcej.
Maciej Kawka: Zauważyliśmy lukę w systemach obronnych. Potrzebne było rozwiązanie, które nie tylko wykrywa zagrożenie, ale potrafi je skutecznie i precyzyjnie zneutralizować w sposób autonomiczny, szczególnie w przypadku mniejszych dronów, na które skierowany jest projekt. Nasz system łączy w sobie zaawansowaną analizę sygnałów radiowych z kinetyczną neutralizacją przy użyciu innego drona, co stanowi kompleksową odpowiedź na rosnące zagrożenie ze strony bezzałogowców.
Jak to działa?
MK: AQUILA to kompletny system antydronowy, którego działanie składa się z trzech etapów. Pierwszym jest detekcja i klasyfikacja – system nasłuchuje otoczenie i wykrywa komunikację radiową wrogich dronów. Następnie następuje lokalizacja – wykorzystujemy aktywne sterowanie wiązką radiową, aby precyzyjnie określić kierunek, z którego nadlatuje zagrożenie. Ostatnim etapem jest neutralizacja – najbardziej efektowna część systemu. Wysyłany jest własny dron, zwany efektorem, sterowany przez sztuczną inteligencję, który działa jak autonomiczny pocisk przechwytujący i neutralizujący cel.
Co wyróżnia Wasze rozwiązanie na tle innych projektów i jakie widzicie perspektywy jego dalszego rozwoju?
JK: System cechuje się zastosowaniem sztucznej inteligencji realizującej misję lotu na bardzo niskim poziomie sterowania, co w pełni wpisuje się w paradygmat autonomicznych misji bojowych. To rozwiązanie wydaje się ewenementem na skalę światową.
Szymon Kwiecień: Nasz projekt wyróżnia się przede wszystkim poziomem integracji oraz zastosowaniem sztucznej inteligencji bezpośrednio w procesie sterowania lotem efektora. Zamiast podejmować decyzje jedynie na poziomie wysokich komend, algorytmy uczące się realizują manewry w sposób zbliżony do manualnego pilotażu. W dalszym rozwoju widzimy potencjał zarówno w zwiększaniu autonomii systemu, jak i w jego skalowaniu lub adaptacji do różnych scenariuszy operacyjnych.
Jakie były największe wyzwania badawcze przy realizacji projektu?
JK: Myślę, że mogę odpowiedzieć w imieniu całego zespołu. Najtrudniejsze było utworzenie i wytrenowanie sieci neuronowej, która potrafi sterować dronem FPV (ang. First Person View) z precyzją porównywalną do doświadczonego operatora.
SK: Dodatkowym wyzwaniem było przeniesienie rozwiązań testowanych w środowisku symulacyjnym do rzeczywistych warunków lotu, z zachowaniem stabilności, bezpieczeństwa i skuteczności działania całego systemu.
Weryfikacja projektu nastąpiła na poligonie. Były nerwy?
SK: Weryfikacja w warunkach rzeczywistych to zawsze największy sprawdzian. Oczywiście, towarzyszył nam stres. W warunkach laboratoryjnych testy są łatwiejsze, czynniki takie jak wiatr, zakłócenia czy ukształtowanie terenu nie wpływają na działanie drona. Ostatecznie był to jednak nasz kolejny udział w konkursie i więcej napięcia odczuwaliśmy przed rozpoczęciem, niż w trakcie samych pokazów.
Jak wyglądała współpraca w zespole? Kto za co był odpowiedzialny?
MK: Podział ról wynikał z naszych specjalizacji. Część zespołu skupiała się na warstwie radiowej i antenowej, czyli namierzaniu, a część na algorytmach sztucznej inteligencji, sterowaniu platformą latającą oraz fizycznej implementacji i testach systemu.
Przynajmniej dla części zespołu nie był to pierwszy udział w konkursie? Jak oceniacie konkurencję w tym roku? Jak wypadł WAT?
JK: Ja i Szymon czujemy się już weteranami konkursu. Nie była to nasza pierwsza nagroda. Poziom konkurencji z roku na rok wyraźnie rośnie: projekty są coraz bardziej przemyślane i zaawansowane technicznie. Coraz lepiej widać też współpracę zespołów reprezentujących poszczególne uczelnie. Na tym tle WAT wypadł bardzo dobrze, co potwierdzają zdobyte nagrody i liczne wyróżnienia. Jednocześnie uważamy, że dalsze wzmacnianie współpracy zespołowej wewnątrz uczelni mogłoby jeszcze bardziej podnieść jakość realizowanych projektów.
Jak długo pracowaliście nad projektem?
SK: Intensywne prace koncepcyjno-weryfikacyjne trwały praktycznie od momentu ogłoszenia konkursu na wiosnę, aż do jesiennych testów poligonowych. Było to kilka miesięcy wytężonej pracy, obejmującej projektowanie, budowę prototypu, programowanie oraz serię testów wewnętrznych, zanim pojechaliśmy na oficjalną weryfikację do Gdyni.
Zastanawialiście się już nad tym, co dalej?
Mikołaj Szewko: Naszym głównym celem była współpraca w zespole, dobra zabawa i praca nad pasjonującymi zagadnieniami, dlatego trudno dziś jednoznacznie przewidzieć dalsze działania. Ogromne podziękowania należą się naszemu opiekunowi, dr. inż. Pawłowi Skokowskiemu, za wsparcie merytoryczne i motywację do działania – nawet nad pomysłami, które początkowo wydawały się niemożliwe do realizacji.
Dziękujemy za rozmowę.
fot. Mariusz Maciejewski