FRA BUTIKKJØPTE DRONER TIL 24-TIMERS ROBOTPATRULJE

FRA BUTIKKJØPTE DRONER TIL 24-TIMERS ROBOTPATRULJE

Først er lyden bare en svak summing. Hva gjør en mygg her ute nå midt på vinteren? tenker du, og smiler litt for deg selv før du går videre. Men lyden blir sterkere. Nå er den rett over hodet ditt. Du titter opp og ser en drone sveve på stedet, før den flyr videre. I kveldslyset skimter du flere andre droner som flyr fram og tilbake.

At en slik dronesverm sendes opp for å erstatte vaktmannskaper og overvåkningskameraer er på ingen måte science fiction. Teknologien er der allerede.

Hva skjer når man tar en hel sverm med flygende enheter, gir dem kunstig intelligens og evnen til å samarbeide?

Forsker Sondre Engebråten og kollegaene hans ved FFI jobber for å få en vaktsverm til å fungere i praksis.

Hvordan forsvare seg mot droner?

Hvis det norske Forsvaret begynner å bruke dronesverm for å holde vakt blir spørsmålet: hva gjør vi hvis en fiende bruker samme metode til å angripe?

Jonas Moen er autonomiforsker og jobber blant annet med svermteknologi, radar og sensorer ved FFI.– Sverm eller metning, at du overrumpler noen med mange enheter, er ikke noe nytt i forsvarssammenheng. Det nye er at maskiner gjør jobben, sier Moen. Han mener teknologien har et enormt potensiale på lang sikt. Kanskje kan sverm bryte kostnadsspiralen i Forsvaret, der vi får stadig større, mer kompliserte og dyre fly og fartøyer? – Det er mange som forsker på temaet nå. Svermene kommer. Vi girer opp til å være med på løpet.

Autonomiforsker Jonas Moen.

– Men hva gjør vi hvis en sverm angriper? Hvordan kontre det?

– Det er skummelt hvis mange små enheter kan trenge gjennom et etablert forsvar. Det nærliggende er å svare med mange små enheter styrt av data. Da får du dronekrigen 2.0.

– Hva gjør FFI på dette området. Hvordan jobber vi?

– Foreløpig ser vi mest på hvordan svermer kan dekke store områder over lang tid. Det langsiktige målet er å ha en sverm som kan patruljere døgnet rundt og lete etter andre droner. Akkurat nå jobber vi med en sverm som kan se etter ting på bakken, men vi vil også jobbe med systemer som kan håndtere droner som kommer inn. Det viktigste blir å oppdage andre svermer. De er små og flyr lavt. Her har vi masse spennende og uløste problemer. Vi ser etter en løsning der dronene våre både har sensorer, muligheter for kommunikasjon og kan jamme, det vil si ødelegge kommunikasjonen mellom fremmede droner, i en og samme pakke.

– Hvordan kan en sverm uten våpen forsvare seg eller være et effektivt tiltak mot en annen sverm?

– Den som klarer å elektromagnetisk dominere et område, har muligheter til å gjøre mottiltak. Det viktige er å ha nærhet. Hvis en sverm kommer, er det for sent å sende ut noe. Du må allerede ha enheter i området. Du kan se for deg et dronegjerde der sensorene på dronene overvåker og leter etter ting som ikke skal være der. Det er framtidsvisjonen. Så får vi ta en diskusjon om hvordan vi skal håndtere innkommende enheter som vi ikke ønsker. Fra et militært perspektiv ønsker vi å ødelegge radarsignaler, og degradere navigasjon og kommunikasjonssignaler. Det er et spørsmål om å putte nok sensorer i lufta, så billige og tallrike som mulig, slik at du slipper å ha flere hundre mann på bakken som gjør jobben. Målet er å ødelegge for fiendens systemer, samtidig som vi selvklarer å kommunisere. Det er det ikke så mange andre alternativer enn ett sensornettverk i kontinuerlig bevegelse. 

HVORDAN TENKER SELVGÅENDE MASKINER?

FFI forsker på selvgående farkoster både på vann, på land og i luften. Alle skal utstyres med samme hjerne.

Systemet FFI jobber med gjør maskinene i stand til å hente informasjon fra omgivelsene, og bruke det til å bestemme hva som må gjøres for å løse en oppgave.

Systemet FFI utvikler har fire hoveddeler:

Situasjonsforståelse

– sensorer som ser og hører for maskinen

Dynamisk ruteplanlegging

– computer som kan lage en ny rute dersom det blir nødvendig 

Tilstandsovervåking

– at maskinen selv oppdager hvis noe ikke fungerer

Avansert beslutningstaging

- hva skal jeg gjøre for å løse oppgaven?

Deler opp jobben i små biter

Datamaskinen som tar beslutninger kalles HAL – Hybrid autonomi layer. HAL ble opprinnelig utviklet for ubåten Hugin, men er også tatt i bruk på FFIs testbil Olav, båten Odin og på dronene i FFIs svermprosjekt. Tanken er at HAL skal kunne brukes på alle slags autonome farkoster – både til havs, under vann, på land og i luften. Rammeverket i HAL vil være felles, men det må gjøres tilpasninger til hvert enkelt kjøretøy.



Når en drone får i oppdrag «overvåk dette området», deler HAL oppdraget opp i mindre oppgaver.
* Ta av
* Fly til et punkt
* Overvåk område
* Unngå kollisjon
* Lad batteri før det går tomt

Underveis kjører maskinen flere kontinuerlige prosesser som «unngå kollisjon» og «overvåk område». Disse prosessene gir små kommandoer til autopiloten. Kommandoene utgjør til sammen kjøretøyets «oppførsel».

Prosessene er rangert i et slags hierarki - etter viktighet. Hvis HAL oppdager at batteriet er i ferd med å gå tomt, vil den be autopiloten om å fly til ladestasjonen i stedet for å overvåke. Hvis den underveis holder på å kollidere med en annen drone, vil Hal be autopiloten om å endre kurs, før den fortsetter til ladestasjonen.

HAL er bygget slik at vi stadig kan utvikle og utvide hva slags prosesser den kjører. Dermed kan dronene, bilene og båtene som bruker bli stadig mer autonome og selvstendige etter hvert som FFI får testet ut nye algoritmer og koder.


Intelligente maskiner,
er ikke det farlig da?

Maskiner som tenker og handler på egen hånd er et yndet tema i science-fiction filmer. Det går sjelden særlig bra.

I det siste har profilerte folk som Bill Gates og Steven Hawking advart mot at maskinene kan bli for intelligente – at de kan utkonkurrere mennesker ved å videreutvikle og reprodusere seg selv. Hva med etikken i dette? Har vi kontroll? Hvor nær er vi ekte kunstig intelligens?

Rikke Amilde Løvlid jobber med HAL, den kunstige intelligensen i FFIs selvgående båter, biler og fly.


PRINTER SINE EGNE FLY

Militærteknologi er dyrt. Tendensen går mot stadig større, mer kompliserte og dyre enheter. Ett av målene med autonomiprosjektet og forskningen på svermer er å bryte denne kostnadsspiralen. 

I år skal FFI printe sine egne, skreddersydde droner og ubemannede fly til en brøkdel av prisen det koster å kjøpe fabrikkdroner.


Flyskredderen

Da Gjermund Kjerkreit var ferdig utdannet flyingeniør gikk han rett inn i jobb ved Forsvarets forskningsinstitutt.

I dag jobber han blant annet med F35 prosjektet, det nye kampflyet Norge skal kjøpe.

– Vi ser blant annet på hvordan vi best utnytter moderne droneteknologi for Forsvaret. Dette er et nytt fagfelt som spenner seg over flere forskningsområder.

I løpet av året skal FFI printe ut to typer ubemannede droner. Det ene er en helikopterdrone med 4 rotorer. Det andre er et mer konvensjonelt ubemannet fly med vinger. Gjermund har vært med på å designe dronen med vinger. Den har større rekkevidde, og kan fungere som en slags flygende antenne.

Dette er droneflyet Gjermund designet da han tok sin masteroppgave i England.

– Hvorfor skal Forsvaret printe sine egne droner?

– Da kan vi designe dronene slik at de er skreddersydd oppgavene vi skal løse. Hvis du kjøper en ferdig drone og monterer på en sensor, for eksempel et kamera, er det ikke sikkert at hverken dronen eller sensoren fungerer optimalt. Vi utvikler sensoren først, for å løse en oppgave, så bygger vi dronen rundt, forteller Kjerkreit.

I noen tilfeller er det også billigere å designe og bygge sine egne fly enn å betale for å fly eller flydeler andre har utviklet. Da har du også større kontroll på opphavsrettigheter og sensitiv teknologi. Et ubemannet dronefly kan koste rundt 600.000 kroner. Forsvaret kan printe sitt eget tilsvarende fly for ca 60.000, anslår Kjerkreit.

Bibliotek med flydeler

Planen på sikt er å bygge opp et bibliotek med fly- og dronedeler. Så kan vi bruke en programvare som setter sammen flyet eller dronen som passer best til den oppgaven vi skal løse. Flyet kan printes i et telt ute på oppdrag.

At FFI printer sine egne fly og deler handler ikke bare om å lage skreddersydde løsninger og spare penger, forklarer forsker Jonas Moen.

– Uansett må vi fornorske ting. Når Forsvaret skal kjøpe teknologi må de ha en kompetent rådgiver. Vi hjelper dem å kjøpe inn riktige systemer til riktig pris, med riktig kravspesifikasjon. Vi blir ikke kloke av bare å kjøpe ting. Vi må ha egenutvikling – slik avslører vi om leverandører er gode.