Program komputerowy ALPHA wygrał wszystkie walki powietrzne z asem lotnictwa. Algorytm okazał się lepszy, choć dysponował gorszymi od człowieka parametrami lotu. Nowoczesne armie coraz szerzej korzystają z możliwości, jakie daje sztuczna inteligencja. Może być ona wykorzystywana w tzw. autonomicznych i półautonomicznych systemach bojowych.

Jak pokazują wyniki badań pod nazwą „Sztuczna inteligencja w życiu Polaków”, które na zlecenie Huawei przeprowadziła agencja badawcza Maison & Partners, większość ludzi sztuczną inteligencję (SI) kojarzy z czymś na kształt Terminatora z amerykańskich filmów science fiction. W powszechnym mniemaniu ma to być niekoniecznie życzliwa człowiekowi technologia w postaci Arnolda Schwarzeneggera za jego najlepszych lat. Tymczasem SI nie ma dziś nic wspólnego z filmowym androidem. W dodatku ma już tak powszechne zastosowanie, że właściwie każdy z nas codziennie się z nią styka.

Przykłady są nader liczne. Mogą to być algorytmy oceniające w bankach naszą zdolność kredytową czy filtry antyspamowe, decydujące o tym, która wiadomość ma wylądować w koszu poczty elektronicznej. Kiedy korzystamy z mediów społecznościowych, wyświetlają się nam tzw. spersonifikowane reklamy, mające związek z tym, jakie informacje wyszukiwaliśmy w sieci. Analogiczny system podsuwania treści funkcjonuje np. w serwisach VOD, gdzie na podstawie tego, co widz już oglądał i ocenił pozytywnie, proponowane są mu kolejne programy. W smartfonach z kolei mamy aplikacje służące do rozpoznawania obiektów sfotografowanych lub znajdujących się w obiektywie aparatu. Jeszcze innym przykładem SI są tzw. wirtualni asystenci. Służą oni pomocą np. w umówieniu terminu spotkania lub wizyty u dentysty czy fryzjera przez telefon (voicebot) albo za pomocą czatu (chatboty). Takie rozwiązanie ma być w najbliższym czasie wprowadzone m.in. do obsługi infolinii Narodowego Funduszu Zdrowia. To tylko kilka przykładów działania algorytmów SI, z którymi stykamy się właściwie na tyle często, że zupełnie nam spowszedniały. „Z algorytmów korzystamy, nawet o tym nie wiedząc. SI to dziś zysk dla użytkowników, zwykłych ludzi, nie tylko domena naukowców”, zaznacza płk dr inż. Mariusz Chmielewski, zastępca dziekana Wydziału Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie.

Przykłady, jak bardzo SI może być użyteczna, są czasami niezwykle spektakularne. Oto w 2019 roku inżynierowie z Instytutu Technologii w Massachusetts (MIT) opracowali algorytm, który spośród tysięcy opisanych związków chemicznych wytypował substancję o właściwościach silnego antybiotyku. Nadano jej nazwę „halicyna” – na cześć superkomputera HAL 9000 z filmu Stanleya Kubricka „2001: Odyseja kosmiczna”. Halicyna ma być skuteczna nawet przeciwko tym drobnoustrojom, które są odporne na inne znane antybiotyki, wykazuje przy tym niską toksyczność dla człowieka.

Sztuczna, czyli jaka?

Jak podpowiadają słowniki języka polskiego, inteligencja to „zdolność kojarzenia i uczenia się oraz rozumienia sytuacji i znajdowania na nie właściwych, celowych reakcji”. Jest cechą ludzką, ale wypracowano już sposoby, dzięki którym maszyny potrafią działać w analogiczny sposób. Algorytmy wprawdzie nie umieją samodzielnie myśleć i pracować na własną korzyść, mogą się jednak uczyć, są zdolne do identyfikowania zjawisk oraz znajdują odpowiednie sposoby reagowania na zaistniałą sytuację. Jak? Wyjaśnia to płk Chmielewski: „Sztuczna inteligencja to zbiór wszystkich metod, które albo udają procesy myślowe mózgu, albo też imitują struktury i funkcje w mózgu występujące lub realizowane, np. sieci neuronowe, mechanizmy wnioskowania. W takim kontekście SI może wykonywać różne czynności, np. klasyfikować obiekty, badać podobieństwo rzeczy lub osób poprzez ekstrakcję cech, na których podstawie jesteśmy w stanie to podobieństwo oceniać”.

SI należy jednak przygotować do działania. Opracowano sposoby tzw. uczenia maszynowego, dzięki którym algorytmy są w stanie zdobyć nowe umiejętności. „Istnieje rozbudowana dziedzina nauki, zwana inżynierią wiedzy”, podkreśla płk Chmielewski. „Ludzie nauczyli się budować systemy, które na podstawie zbioru danych oraz zdefiniowanych reguł są w stanie wywnioskować nowe fakty”.

Uczenie maszynowe może się odbywać w rozmaity sposób. W tym procesie może uczestniczyć człowiek, który przeprowadza test sprawdzający, czy wszystko idzie w dobrym kierunku. Program może też uczyć się samodzielnie (to tzw. uczenie nienadzorowane), trzeba tylko dostarczać dane. „Mechanizmy SI wykorzystują analogiczne podejście jak w szkole na lekcji: proszę, to są przesłanki, to konkluzje wyciągane na bazie tych przesłanek, a ty masz się tego nauczyć. Podajemy dane wejściowe oraz wynikową decyzję, dane wyjściowe, i jeśli podajemy je we właściwy sposób, odpowiednio przygotowane, nie dojdzie do błędów. Dlatego inżynier wiedzy w odpowiedni sposób powinien konstruować zbiory uczące, bo w przeciwnym wypadku wynikowy model nie będzie działał lepiej”, opisuje płk Chmielewski.

W dużym uproszczeniu cały proces może wyglądać tak: jeśli mamy do czynienia np. z systemem do rozpoznawania twarzy, to uprzednio przygotowane algorytmy trzeba zaopatrzyć w możliwie dużą liczbę danych uczących. To są zdjęcia twarzy z przypisanymi do nich danymi osobowymi. Przez analizę ogromnej liczby portretów program wykrywa pewne cechy, identyfikuje charakterystyczne elementy, np. rozstaw i kolor oczu, kształt nosa, rozmieszczenie i kolor owłosienia na twarzy oraz głowie. Im więcej cech wskazujemy, tym dokładniej możemy przeprowadzić klasyfikację obiektów. Program identyfikuje charakterystyczne elementy, uczy się je rozróżniać, analizuje je i grupuje, a w konsekwencji przedstawia zależności. Aby wszystko przebiegało bez problemów, potrzebne są jednak dobrze skonstruowane zbiory uczące i dobrej jakości dane.

„Sztuczna inteligencja zasadniczo pozwala nam imitować czynności myślowe wykonywane przez ludzi na co dzień i związane z podejmowaniem decyzji. Różnica polega na tym, że człowiek ma umiejętność myślenia abstrakcyjnego oraz możliwości intuicyjnego i emocjonalnego podejmowania decyzji, nie zawsze więc jest w stanie wytłumaczyć, dlaczego podjął decyzję taką, a nie inną. SI natomiast wyznacza precyzyjną odpowiedź, a najnowsze metody pozwalają na objaśnienie procesu wnioskowania i analizy danych”, mówi płk Chmielewski.

Kto trzyma kontrolę?

W XXI wieku nikogo nie dziwią w pełni zautomatyzowane linie produkcyjne, w których pracę wykonują maszyny, a ludzie są jedynie nadzorcami. W transporcie używa się chociażby tzw. automatycznego pilota, czyli urządzenia, które potrafi wykonywać dość skomplikowany zestaw czynności związanych z kierowaniem samolotem lub statkiem. Są to czynności zautomatyzowane, mieszczące się jednak w wyznaczonym uprzednio przez człowieka zakresie: maszyny monitorują parametry trasy, czuwają nad tym, by wszystko przebiegało według procedur. Kiedy jednak dzieje się coś niestandardowego, wówczas kontrolę przejmuje człowiek, który jest w stanie, na podstawie własnego doświadczenia i wyszkolenia, reagować odpowiednio do sytuacji.

Obecnie dokonuje się kolejny etap rewolucji: powstają algorytmy, czyli programy komputerowe, które są w stanie się uczyć i na podstawie dostarczonych danych udoskonalać swe umiejętności do tego stopnia, że mogą reagować już nie tylko w sytuacjach standardowych, lecz także wobec przypadkowych wyzwań. „Na podstawie różnych symptomów, cech, atrybutów oraz przy wykorzystaniu danych wejściowych i wyjściowych SI wyciąga wnioski i może rekomendować niektóre decyzje albo po prostu działać samodzielnie”, zaznacza płk Chmielewski. „O SI można mówić wtedy, gdy program uczy się i, pozyskując nowe dane, poprawia dokładność swoich odpowiedzi”.

Osiągnięcia w tej dziedzinie są już imponujące: opracowany na Uniwersytecie Cincinnati program ALPHA był w 2016 roku w stanie zwyciężyć w symulowanej walce z Gene’em Lee, asem lotnictwa amerykańskiego, emerytowanym pułkownikiem o ogromnym doświadczeniu zdobytym podczas misji i szkoleń. Program wygrywał pojedynek za każdym razem, choć wprowadzano mu ograniczenia w postaci mniejszych prędkości, zwrotności i mocy silników niż w symulatorze pilotowanym przez człowieka.

To, co SI udało się w symulatorze, na razie nie jest jeszcze możliwe do zrealizowania w rzeczywistości. Wprawdzie amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (Defense Advanced Research Projects Agency – DARPA) prowadzi program „Air Combat Evolution” (ACE), ale nie zakłada przy tym, że SI całkowicie wyeliminuje pilotów z lotnictwa bojowego. Wręcz przeciwnie, systemy będą dla nich wsparciem. „Wyobrażamy sobie, że w przyszłości SI zajmie się ułamkami sekund podczas walki powietrznej na krótkich dystansach, dzięki czemu piloci będą bezpieczniejsi i bardziej skuteczni w sytuacji, gdy jednocześnie będą musieli nadzorować dużą liczbę systemów bezzałogowych”, mówił Dan Javorsek, nadzorujący projekt ACE. Szybkość działania jako atut SI podkreślają niemal wszyscy. Zwraca na to uwagę również płk dr hab. Tadeusz Zieliński, prorektor do spraw naukowych Akademii Sztuki Wojennej: „Sztuczna inteligencja rozwiązuje mnóstwo problemów, ułatwia wiele spraw, bo w ciągu milisekund system jest w stanie przeanalizować ogromną ilość danych i podjąć decyzję szybciej niż człowiek, a ona może zaważyć o ludzkim życiu”.

Zautomatyzowany i autonomiczny

Przewiduje się, że SI będzie można wykorzystywać w tzw. autonomicznych i półautonomicznych systemach bojowych. Wskazuje się tu m.in. takie programy jak ten dotyczący loyal wingmana. Chodzi o uzbrojony dron (prowadzi się badania nad maszyną XQ-58A Valkyrie), który ma wykonywać zadania wspólnie z załogowymi samolotami bojowymi, wspierając je niczym skrzydłowy. Sterowane przez SI bezzałogowce będą w stanie nauczyć się stylu pracy konkretnego pilota, z którym mają współdziałać, po to, by zoptymalizować współpracę podczas misji bojowej i odciążyć człowieka w najtrudniejszych zadaniach. Bezzałogowce tego typu mają się znaleźć również w wyposażeniu polskiego lotnictwa w ramach programu „Harpii szpon”.

„Autonomiczność w działaniach bojowych ma polegać na tym, że system, nie mając wcześniej zapisanych algorytmów na różne sytuacje, będzie w stanie podejmować decyzje na podstawie tego, co w danym miejscu i w danej sytuacji zaobserwuje. Mówimy tutaj już o sztucznej inteligencji, która będzie w stanie samodzielnie podejmować decyzje, niezależnie od człowieka”, podkreśla płk Zieliński. Wśród rozważanych scenariuszy zastosowania takich systemów uwzględnia się również i te, w których SI np. będzie mogła po zidentyfikowaniu terrorysty podjąć decyzję o jego wyeliminowaniu czy o przeprowadzeniu ataku na bazę przeciwnika.

Systemy podejmujące decyzję, w kogo uderzyć i w jaki sposób tego dokonać, budzą poważne zastrzeżenia etyczne i prawne. To jednak sprawa przyszłości. „Wojskowe badania nad SI nie do końca są jawne. Niemniej na podstawie dostępnej literatury mogę powiedzieć, że nie są mi obecnie znane systemy bojowe w pełni autonomiczne, takie, które osiągnęłyby już gotowość operacyjną”, zaznacza płk Zieliński. I od razu dodaje: „Czy pozwolimy sobie jako ludzkość na to, aby decyzje o zabijaniu podejmowały maszyny? Uważam, że w wypadku zastosowań bojowych, a mówimy tutaj o tych śmiercionośnych, zawsze ostatnim ogniwem powinien być człowiek. Myślę, że to musi być bezwarunkowe”.

Wtóruje mu płk pil. dr inż. Władysław Leśnikowski, adiunkt w Katedrze Zarządzania Lotnictwem Cywilnym ASzWoj, który w książce „Bezzałogowe platformy w cyberprzestrzeni” napisał tak: „Wśród znawców tematu są i takie opinie, że te bezzałogowe autonomiczne platformy nie będą w stanie odróżnić uzasadnionych celów militarnych od postronnych cywilów, stwarzając poważne zagrożenie dla niezaangażowanych w działania bojowe. Jeśli SI obsługująca bezzałogowe autonomiczne systemy broni nie jest w stanie odróżnić celów militarnych od niemilitarnych, to jest to z mocy prawa konfliktów militarnych zabronione”.

A jednak decyzje…

Maszyny nie powinny decydować same, ale mogą wspierać procesy decyzyjne, np. podczas analizy konkretnej sytuacji bojowej. Można sobie wyobrazić sytuację, w której, dysponując danymi zbieranymi w czasie rzeczywistym przez żołnierzy pododdziału, z wykorzystaniem dronów obserwacyjnych, oraz łącząc dane z systemów dowodzenia, SI przygotuje warianty działania i zaproponuje dowódcy optymalne scenariusze postępowania. W ten sposób SI może wyznaczyć możliwe sposoby wykonania zadania i zaproponować najmniej ryzykowną drogę patrolu w trudnym terenie. „SI pozwala wykorzystać zapisane wzorce i dobierać je do bieżącej sytuacji, aby rozwiązywać m.in. problemy dowodzenia w sytuacjach kryzysowych”, zaznacza płk Chmielewski. „Dla przykładu: nie znając modelu zachowania przeciwnika, możemy wykorzystać bazę wzorców działania tworzoną z wykorzystaniem dotychczasowych doświadczeń bojowych i analiz doktrynalnych. SI może rekomendować najlepszy wariant na podstawie posiadanych w bazie danych historycznych. Można się wobec tego odnieść do podobnej sytuacji z przeszłości. To są wartościowe narzędzia, które z pewnością pomogą w rozwiązaniu problemów stojących przed dowódcami, a na pewno zwiększą efektywność działania”, dodaje. Należy zatem oczekiwać, że SI znajdzie szerokie zastosowanie w systemach wsparcia dowodzenia, i to na różnych szczeblach, nie tylko taktycznym, lecz także operacyjnym oraz strategicznym.

Sztuczna inteligencja może być przydatna szczególnie tam, gdzie analiza obszernych baz danych pozwala dostrzec pewne prawidłowości lub też przeciwnie: nieregularności – i zarekomendować człowiekowi możliwe rozwiązania istniejących problemów. Analiza ruchu sieciowego, wykrywanie zachowania oprogramowania złośliwego to dobre przykłady takich zastosowań. Sztuczną inteligencję można wykorzystywać bardzo szeroko, również w wojsku. „Przychodzą mi na myśl zautomatyzowane systemy transportu, śmigłowce autonomiczne czy bezzałogowe statki autonomiczne przeznaczone do ewakuacji medycznej. Do tego transport medykamentów oraz narządów do przeszczepu. Można ją zastosować bez względu na to, czy będzie chodziło o działanie na polu walki, czy w środowisku cywilnym”, podsumowuje płk Zieliński. Szczególnie użyteczna może być SI w medycynie, zwłaszcza we wsparciu diagnostyki i w monitoringu. Już dziś istnieją systemy wykorzystujące SI, które dysponując ogromnymi bazami danych prac medycznych, są w stanie postawić trafne diagnozy dotyczące schorzeń rzadkich i nieswoistych, a także np. chorób onkologicznych.

Również u nas

O wykorzystaniu sztucznej inteligencji coraz częściej mówi się również w Polsce. Podkreśla to płk Zieliński: „Powstały dwa dokumenty strategiczne. W 2018 opublikowano »Założenia do strategii AI w Polsce, plan działań Ministerstwa Cyfryzacji«, rok później powstała »Polityka rozwoju sztucznej inteligencji w Polsce na lata 2019–2027«. Z obu wynika jedno główne stwierdzenie: to mianowicie, że Polska musi być twórcą, a nie konsumentem SI. Myślę, że nasze ośrodki intelektualne i inżynierskie mają odpowiedni potencjał. Jest znacząca liczba instytutów badawczych i firm, które tę problematykę rozwijają. Jesteśmy jednak jeszcze na etapie budowania tych zdolności, a to wymaga czasu. Na początku marca w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju powstał zespół do spraw SI, czyli dopiero teraz będziemy się mogli spodziewać konkursów, również pewnie w dziedzinie bezpieczeństwa i obronności, związanych z rozwojem SI w zastosowaniach cywilnych czy wojskowych”.