IARPA: анализ текущих проектов

IARPA (Управление перспективных исследовательских проектов в области разведки) - это подразделение Управления директора Национальной разведки США (ODNI), которое занимается финансированием и координацией исследований и разработок в области передовых технологий, применимых для разведывательного сообщества (IC). Основной их целью является разработка высокотехнологичных решений для долгосрочных и сложных задач, стоящих перед разведывательными и аналитическими структурами.

В данном материале рассмотрены все четыре проекта, которые были представлены IARPA в 2024 году.

Программа TrojAI

В данном материале описывается проблема троянских атак на системы искусственного интеллекта (ИИ) и меры, предпринимаемые для их предотвращения в рамках программы TrojAI. Троянские атаки, также известные как атаки с «задней дверью» или «отравлением данных», основаны на обучении ИИ реагировать на определённый триггер, который злоумышленники могут контролировать. Такой триггер может быть редким или естественным элементом окружающей среды, например, символом на одежде, который изменяет поведение системы.

Для борьбы с этой угрозой IARPA инициировала программу TrojAI, направленную на разработку технологий для обнаружения и предотвращения троянских атак. Ключевая цель программы - создание систем, которые смогут идентифицировать уязвимости в ИИ ещё до их внедрения, что позволит снизить риски сбоев, особенно в критически важных задачах.

С момента запуска в 2019 году программа изучила различные области, включая обработку изображений, естественного языка, кибербезопасность и обучение с подкреплением. Особое внимание уделяется крупным языковым моделям (LLM), которые наиболее уязвимы для троянских атак, но их защиту сложно обеспечить из-за размера и сложности. Однако партнёры программы, включая ARM INC., Международный институт компьютерных наук, Peraton Labs и SRI International, достигли значительного прогресса. Наборы данных программы доступны всем исследователям, а результаты публикуются на платформе, поддерживаемой Национальным институтом стандартов и технологий США.

Программа Little Horned Owl («Маленькая рогатая сова»)

Статья описывает достижения программы Little Horned Owl (LHO) для создания ультратихих миниатюрных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Основная цель программы заключалась в разработке БПЛА с улучшенными характеристиками, включая низкий уровень шума, увеличенное время полёта и способность работать в различных условиях.

Программа, запущенная в 2018 году и завершённая в 2023 году, ориентировалась на мини-БПЛА с максимальной массой 55 фунтов, что соответствует стандартам Федерального управления гражданской авиации США (FAA). Для оценки эффективности были определены строгие метрики, включающие акустические параметры, вес аппарата и его продолжительность полёта.

В рамках программы было задействовано две команды разработчиков: Northrop Grumman (NG) и Boeing. Оба коллектива достигли значительных результатов. Boeing разработала четыре модели мини-БПЛА, каждая из которых обладает радиусом действия в 25 миль, временем нахождения на точке в 30 минут и способностью переносить полезную нагрузку до 10 фунтов.

В статье также подчеркивается важность дальнейшего совершенствования аккумуляторных технологий. Потенциал повышения характеристик заложен в программе RESILIENCE («Устойчивость»), разрабатывающей новые батареи, которые могут значительно улучшить время полёта и общую производительность аппаратов.

Программа LHO была протестирована независимыми командами, включая лаборатории ВВС США, исследовательские комплексы на полигоне Уайт-Сэндс и подразделения военно-морских сил.

Заключение статьи подчеркивает, что разработанные технологии мини-БПЛА могут быть адаптированы под различные задачи, в зависимости от потребностей государственных партнёров.

Программа Video LINCS («Связывание видеоданных и разведка из неконсолидированных датчиков»)

Следующей программой IARPA стало Video LINCS. Её целью является облегчение работы аналитиков в области разведки и безопасности с помощью предоставления инструментов для автоматического связывания объектов, людей и транспортных средств на видео, полученных от разнородных и неконсолидированных видеодатчиков.

Обилие видеоматериалов, создаваемых камерами наблюдения (CCTV), создает значительные трудности для аналитиков при поиске конкретных объектов или событий. При этом обработка данных осложняется отсутствием синхронизации между камерами, а также необходимостью вручную просматривать значительные объемы видеозаписей, особенно в ситуациях, требующих немедленных действий, например, при активной угрозе.

Video LINCS нацелен на разработку алгоритмов повторной идентификации (reID) и геолокации, которые смогут автоматически связывать объекты и события на видео, даже если камеры работают независимо друг от друга. Эти алгоритмы будут анализировать спатио-временные паттерны (закономерности или структуры, которые развиваются или изменяются как в пространстве, так и во времени), выделяя аномалии и угрозы без необходимости предварительно задавать галереи или библиотеки для сопоставления.

Программа будет реализована в течение четырех лет и разделена на три фазы:

• На первой фазе алгоритмы будут протестированы на повторной идентификации людей и их геолокации.

• На второй фазе повторной идентификации расширится на транспортные средства.

• Третья фаза будет сосредоточена на идентификации произвольных объектов без предварительных знаний о них.

Сложность задачи возрастёт с уменьшением доступной вспомогательной информации, такой как местоположение и ориентация камер.

На этапе предварительного планирования ещё не выбраны основные участники, однако уже определены партнёры по тестированию и оценке, включая MITRE (некоммерческая организация, которая работает в области исследований и разработки), Лабораторию Линкольна при MIT и Национальный институт стандартов и технологий (NIST).

Программа Video LINCS отражает стратегию IARPA, ориентированную на рискованные, но потенциально прорывные исследования. По словам руководителя программы, доктора Реувена Мета, Video LINCS создаст новую возможность, которая сейчас отсутствует, и предоставит аналитикам важный инструмент для обнаружения и предотвращения угроз, ранее остававшихся незамеченными.

Программа SOLSTICE («Преимущественные варианты для солнечных технологий с длительным сроком службы и высокой эффективностью преобразования»)

Эта программа направлена на разработку инновационных систем солнечного и гибридного энергоснабжения. Она ставит своей целью создать технологии с более высокой плотностью энергии и мощности по сравнению с существующими решениями, что позволит использовать их в отдалённых и сложных условиях, включая наземные, подводные и орбитальные среды.

Использование солнечной энергии давно зарекомендовало себя как надёжный способ обеспечения электричеством в местах, где отсутствует доступ к центральным электрическим сетям. Однако из-за рассеянной природы солнечного света и ограниченной эффективности современных фотоэлектрических систем выработка энергии на небольшой площади солнечных панелей остаётся относительно низкой. Это накладывает ограничения на использование устройств в автономных миссиях, особенно тех, которые требуют продолжительного и стабильного энергоснабжения. Для разведывательного сообщества такие ограничения создают серьёзные трудности, так как многие их операции зависят от надёжных и долговечных источников питания, которые часто невозможно обслуживать в полевых условиях.

Программа SOLSTICE предполагает разработку энергосистем, которые смогут повысить производительность и сохранять её в течение всего срока службы устройств. Системы, создаваемые в рамках программы, будут оптимизированы для работы в удалённых районах и суровых условиях эксплуатации, таких как космическая орбита или сложные наземные ландшафты. Современные автономные устройства разведывательного сообщества часто требуют переизбытка проектных мощностей, чтобы избежать сбоев в работе, но это приводит к увеличению массы, объёма и сложности развёртывания систем. В результате полезная нагрузка таких устройств может быть ограничена. Программа будет реализована в течение четырёх лет и состоит из трёх фаз. На первом этапе, рассчитанном на 18 месяцев, команды участников продемонстрируют доказательства концепций для новых компонентов энергосистем, основанных на рискованных инновационных подходах. В ходе второго этапа, который также займёт 18 месяцев, будет собран первый прототип системы энергоснабжения (PPS), в которой интегрируют компоненты, разработанные на первой фазе и одобренные IARPA. На третьем этапе, рассчитанном на 12 месяцев, разработчики доработают прототип на основе результатов второго этапа, чтобы увеличить его выходную мощность и эффективность.

Хотя программа не задаёт конкретных требований к типу или формату устройств, которые будут использовать разработанные энергосистемы, предполагается, что технологии SOLSTICE найдут применение в самых разных миссиях, требующих стабильного энергоснабжения для полезной нагрузки. В мае 2024 года прошёл «День предложений», на котором программа вызвала значительный интерес среди участников из частного сектора, академических институтов и государственных структур. В мероприятии приняли участие около 130 представителей различных организаций. В ближайшее время IARPA выберет команды разработчиков и партнёров для тестирования и оценки.

Руководитель программы, доктор Брайан Борак, отметил, что для достижения целей программы ключевым является системный подход к повышению эффективности. Интеграция новых компонентов и адаптация системы к различным условиям эксплуатации способны обеспечить значительные улучшения плотности мощности. По мнению доктора Борака, такой подход может оказать серьёзное влияние на развитие автономных энергосистем и расширить их возможности.

Все четыре программы охватывают широкий спектр исследований, включая защиту ИИ-систем от троянских атак, создание ультратихих мини-беспилотников, улучшение технологий обработки видеоданных с неколлаборативных датчиков и разработку солнечных энергетических систем с высокой эффективностью. Каждая программа ориентирована на решение конкретных проблем, стоящих перед разведывательным сообществом в США, таких как повышение безопасности и эффективности операций, улучшение автономности устройств и минимизация ограничений, связанных с нынешними технологиями. IARPA активно занимается поиском и развитием решений, которые помогут улучшить разведывательные и военные возможности США, снижая риски и улучшая функциональность критически важных систем.