На земле присутствует множество магнитных аномалий по которым можно осуществлять навигацию. Объединение компаса с компьютером дает хорошие результаты.
Впервые для Министерства обороны США исследователи из Исследовательских лабораторий ВВС (AFRL) и Массачусетского технологического института (MIT) успешно продемонстрировали возможности магнитной навигации с улучшенным ИИ под названием MagNav.
Передовую технологию, которая использует изменения магнитного поля Земли для навигации, трудно подделать или подделать, что делает ее необходимым инструментом для ВВС. Успех MagNav потенциально является первым важным шагом к внедрению системы на ряде военных и гражданских платформ, включая самолеты, подводные лодки, беспилотники и даже гиперзвуковые планирующие аппараты.
Магнитная навигация менее точная, но более надежная, чем GPS
Поскольку системы глобального позиционирования стали невероятно точными и эффективными навигационными инструментами как для военных, так и для гражданских авиаторов, пилоты стали все больше зависеть от этой технологии.
Эта чрезмерная зависимость от единой системы беспокоит военных командиров, которые считают сеть GPS особенно уязвимой для атак. Фактически, эта зависимость была определена генералом Майком Миниханом из авиамобильного командования как один из четырех критических пробелов в возможностях , которые могут быть использованы противником.
Оборудование MagNav загружается в заднюю часть C-17A Globemaster III, готового к первой демонстрации в реальном времени на самолете Министерства обороны во время учений Golden Phoenix, 11-15 мая 2023 года.
Надеясь уменьшить эту зависимость от GPS, AFRL объединилась с людьми из Массачусетского технологического института и Линкольнской лаборатории Массачусетского технологического института, чтобы выяснить, является ли практической альтернативой сочетание концепции магнитной навигации с передовыми навыками машинного обучения ИИ. Их работа, кульминацией которой стало это первое испытание в реальном времени концептуальной системы, которую они назвали MagNav, показывает, что магнитная навигация с улучшенным ИИ не только возможна, но и предлагает некоторые важные преимущества по сравнению с GPS.
Успешное испытание выявило значительные преимущества и ограниченные недостатки магнитной навигации
Чтобы проверить свою потенциально революционную концепцию MagNav, команды AFRL и MIT, работающие под эгидой Ускорителя искусственного интеллекта (AIA), установили специальное оборудование на C-17A Globemaster III, дислоцированном на базе ВВС Трэвис в Калифорнии.
Согласно пресс-релизу ВВС, магнитная навигационная система «использовала возможности искусственного интеллекта и машинного обучения через нейронную сеть калибровки и позиционирования AIA, которая была обучена во время полета за считанные минуты на имеющемся в продаже ноутбуке».
Способности системы так быстро обучаться помогают исследователи, десятилетиями собирающие очень подробную карту магнитного поля Земли , предоставляя исследователям и инженерам базовый набор данных для создания своей системы MagNav. Конечно, магнитное поле Земли постоянно меняется, и сам самолет также испытывает широкий спектр магнитных помех, поэтому система зависит от машинного обучения, чтобы отделить магнитный сигнал от шума.
Цифровая карта магнитных аномалий мира.
С этой целью ВВС отмечают, что команда MagNav воспользовалась глобальным сотрудничеством в рамках открытого конкурса Magnetic Navigation, в котором участвуют участники со всего мира, отправляющие данные через свою библиотеку программного обеспечения с открытым исходным кодом. Согласно пресс-релизу, «это сотрудничество улучшило архитектуру нейронной сети AIA, которая устраняет магнитный шум, создаваемый самолетом, для определения местоположения по сравнению с известной магнитной картой».
К сожалению, необходимость постоянно обновлять и дополнять данные о магнитном поле для поддержания точности системы MagNav и магнитный шум, который ИИ должен отфильтровывать, являются отмеченными недостатками. Кроме того, система, испытанная на C-17, имела точность около одного километра. Это значительное понижение по сравнению с более точным GPS, который может доставить самолет в пределах нескольких футов от целевого пункта назначения.
Тем не менее, команда MagNav отмечает, что для большинства миссий навигация с точностью до одного километра — это все, что необходимо, прежде чем традиционные инструменты, такие как визуальная навигация или распознавание ориентиров, возьмут верх и направят самолет к конечному пункту назначения.
Альтернативы GPS имеют решающее значение для будущей военной и гражданской навигации
Возможно, самым важным преимуществом магнитной навигации является тот факт, что ее практически невозможно подделать или подделать, особенно с любого значительного расстояния. Кроме того, в отличие от GPS, система опирается только на оборудование на борту самолета, а не на такие вещи, как спутники или средства связи, которые могут быть нацелены или заглушены.
«Каждый пилот боится единой точки отказа», — объяснил майор Кайл Макалпин, представитель AIA MagNav. «В наших стратегических документах сетуют на то, что Министерство обороны слишком полагается на GPS, единственную точку отказа в нашей способности точно ориентироваться».
Тем не менее, как отметил Макальпин, каждый полет требует «непревзойденного позиционирования и навигации».
«Мы можем добиться этого, дополнив GPS такими альтернативами, как астрономическая навигация, сигналы возможности, визуальная навигация и магнитная навигация», — заключил он. «На этой неделе мы сделали важный шаг к тому, чтобы воплотить в жизнь одну из этих модальностей, перенеся MagNav из умов Массачусетского технологического института и лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института на действующий самолет, проложив путь для наших родственных услуг и расширения на новые платформы».
