Війна дронів: «кримський» мікрокомп'ютер для машинного зору російських безпілотників.

Війна роботів поступово переходить на новий рівень: до бойових систем інтегрують елементи штучного інтелекту, у тому числі машинний зір. Це докорінно змінює характер війни, надаючи переваги тому, хто може виробляти та використовувати на полі бою дрони, здатні автоматично захоплювати та супроводжувати цілі у реальному часі. У Криму заявили про те, що команда винахідників створила мікрокомп'ютер для управління малими безпілотними апаратами (БПЛА).

Раніше керівництво призначеної Кремлем російської влади півострова заявляло про збирання бойових БПЛА в Криму та заснування центру з виробництва морських дронів у Севастополі. Операторів безпілотників готують на кримських військових полігонах і у так званому Кримському федеральному університеті (КФУ) імені В. Вернадського, створеному росіянами на базі українського Таврійського національного університету.

Згідно з отриманими журналістами Крим.Реалії від експертів прогнозами, Росія за чіпами та процесорами й надалі орієнтуватиметься на Китай, який, у свою чергу, здатний нарощувати постачання до Москви «копій власного виробництва». Що таке машинний зір і чому російська армія оснащує ним FPV-дрони? Хто, як і з яких деталей змайстрував для цього мікрокомп'ютер у Криму? Чи стало «проривом» в електроніці використання кримськими інженерами китайських мікропроцесорів та застарілих блоків японської комп'ютерної пам'яті? У цих питаннях розбиралися Крим.Реалії .

Введення в електроніку та робототехніку: визначення та категорії

«Квадрокоптер» – літальний апарат безпілотного типу, який будується на чотирьох окремих моторчиках, що керують пропелерами, які швидко обертаються: уповільнення або прискорення певних моторчиків нахиляє корпус пристрою в повітрі, що дозволяє техніці летіти.

«FPV-дрон» – квадрокоптер або мультироторний безпілотний літальний апарат (мультикоптер), оснащений камерою, яка передає відео в реальному часі на пристрій пілота.

«Електронна нейронна мережа» – метод у штучному інтелекті, який вчить комп'ютери обробляти дані таким же способом, як і людський мозок, а також тип процесу машинного навчання, що називається глибоким навчанням.

«Комп'ютерний зір» – область штучного інтелекту, пов'язана з аналізом зображень і відео, що включає набір методів, які наділяють комп'ютер здатністю «бачити» і витягувати інформацію з побаченого.

«Машинний зір» – технології отримання зображень, їх обробки та використання отриманих даних для вирішення різноманітних прикладних завдань без участі людини.

«Захоплення зображення (відео)» – процес перетворення відеосигналу із зовнішнього джерела на цифровий відеопотік за допомогою комп'ютера та запис такого потоку у відеофайл з метою подальшої його обробки, зберігання або відтворення.

«Мікрокомп'ютер» – універсальний електронний пристрій, який виконує функції, пов'язані з комп'ютерними системами, що відрізняється своїми компактними розмірами та низькою вартістю, здатний виконувати складні обчислення та обробляти значні обсяги даних завдяки інтегрованим процесору та оперативній пам'яті.

Як у Сімферополі розробили «новий» мікрокомп'ютер

«Ми розробили власний варіант однопалатного комп'ютера, який має всі необхідні нам інтерфейси, при цьому не містить нічого зайвого, що дозволяє суттєво зменшити не тільки його розміри, а й вартість», – розповів підконтрольному Росії агентству КИА керівник лабораторії «ФабЛаб» Кримського федерального університету імені В. Вернадського Володимир Овчаренко .

Комп'ютер , який кримські російські розробники назвали «Grape Pi 1» ( з англ. виноградний пиріг, за аналогією із західними розробниками таких же продуктів: малиновий пиріг, апельсиновий пиріг, банановий пиріг – КР ), має 4-ядерний процесор H616 , який працює на частоті 1,5 ГГц, 1 Гб оперативної пам'яті, роз'єм для ssd-карти, три майданчики з контактами USB 2.0, HDMI та video-out роз'єми. У наступних версіях «Grape Pi 1» планують інтегрувати одноплатний комп'ютер в один корпус з USB-камерою, таким чином створивши повнофункціональний модуль управління малогабаритними безпілотними пристроями.

Серед розробок останніх років на сайті лабораторії «ФабЛаб» наведено: систему захисту об'єкта від несанкціонованої зйомки з коптера; інтелектуальну систему комп'ютерного зору з автоматичним регулюванням фокусу, діафрагми та фокусної відстані; адаптивну систему трекінгу довільних об'єктів. Ведеться активна робота із впровадження штучного інтелекту в розробки вчених університету, нібито досягнуто успіхів у створенні нейроінтерфейсу з управління екзокистю, розроблено новий формат гарнітури для електродів медичних приладів, який дозволяє знімати сигнали над моторною корою мозку.

В лабораторії «ФабЛаб» як електронну основу також використовують елементи та блоки радіоелектронного конструктора для початківців з Італії Arduino . Дистриб'ютор італійського виробника в Росії – ТОВ «Амперка Роботс» , чий офіс розташований у Москві.

«Кримський» мікрокомп'ютер – «багато грому, мало дощу»

4-ядерний процесор H616 (на фото «кримського» мікрокомп'ютера він розташований під потужним металевим радіатором – ліворуч, позначений під номером 1) було випущено 2020 року китайською компанією Allwinner Technology Company Ltd . Процесор використовується в телевізійних ( Smart TV ) приставках, змонтованих на операційній системі Android 10.0 . Цей процесор містить у собі спеціальне обладнання – новий графічний блок, який дозволяє працювати із зображенням, а також супроводжувати процеси російськомовним текстом.

Allwinner Technology Company Ltd. – китайський виробник напівпровідників, компанія заснована в 2007 році, штаб-квартира розташована в Чжухай, провінція Гуандун, технологічний центр – Шеньчжень, логістичний центр – в Гонконгу. Allwinner виробляє переважно однокристальні процесори та одноплатні комп'ютери, які використовують у смартфонах, планшетних комп'ютерах, приставках, відеокамерах та відеосистемах в автомобільному транспорті. Оперативну пам'ять (на збільшеному зображенні плати елемент під номером 2) для «кримського» мікрокомп'ютера «винахідники» запозичили у японської компанії, яка існувала, однак, на ринку в 1999-2012 роках. У травні 2012 року цю компанію через банкрутство поглинула американська компанія – виробник комп'ютерної пам'яті Micron Technology зі штаб-квартирою в штаті Айдахо. Після злиття назва Elpida більше не використовувалась для маркування виробів Micron. Застосування старої японської пам'яті все ж таки не виключає необхідність використання мікродиска – на зображенні під номером 4. Під номером 3 на зображенні можна побачити роз'єм USB, щоб мати змогу візуально уявити реальні розміри «кримського» одноплатного комп'ютера: близько 8 см за шириною і 7,5 см за висотою.

Кримський одноплатний мікрокомп'ютер керується операційною системою Linux , на збільшеному зображенні плати під номером 5 можна чітко побачити фірмовий знак цієї операційної системи – пінгвіна, – а також відповідний напис.

Linux користується популярністю у всьому світі, особливо у державних структурах. На замовлення Міністерства оборони Росії було розроблено дистрибутив «Linux МСВС», який у 2002 році став основною платформою загального призначення. У 2013 році в Міністерстві оборони РФ була прийнята для постачання у війська і почала поетапно впроваджуватись операційна система «Astra Linux», планувалося переведення всіх службових комп'ютерів та засобів комунікації відомства на роботу під її управлінням. Дистрибутив «GosLinux» використовують у Федеральній службі судових приставів РФ.

Red Hat, розробник Linux-дистрибутива RHEL, у березні 2022 року повідомив про вихід з Росії та припинення співпраці зі своїми партнерами з РФ та Білорусі. Причина – повномасштабна російська агресія в Україні.

«Кримські хлопці» нічого не винайшли, зібравши виріб із готових деталей – експерт

Першим про застосування FPV-дронів з машинним зором ще в січні заявив у своєму Telegram-каналі український військовий експерт, спеціаліст і консультант у галузі військових радіотехнологій Сергій «Флеш» Бескрестнов : «Вперше на власні очі побачив перехоплене відео з російського FPV з машинним зором і автозахопленням цілі. Більше того, в режимі тепловізора. Поки що все сире, але вже на фронті». Крим.Реалії звернулися до Сергія «Флеша» з проханням прокоментувати новизну та актуальність «винайденого кримськими російськими вченими мікрокомп'ютера».

Вони створили один із різновидів таких комп'ютерів, яких у світі десятки точно є

Сергій «Флеш» Бескрестнов

«Подібні електронні пристрої сьогодні стають актуальними, тому що на FPV-дронах в перспективі будуть системи захоплення цілей з машинним зором. І ось ці системи вимагають наявності на борту БПЛА мікрокомп'ютера. Мікрокомп'ютери, так звані одноплатні комп'ютери, давно відомі у світі, і випускаються великими партіями. Найпопулярнішими є Расберрі Пай ( англ. Raspberry Pi – малиновий пиріг – КР ), є Оранж Пай ( англ. Orange Pi – апельсиновий пиріг – КР ), є Банана Пай ( англ. Banana Pi – банановий пиріг – КР ). Їх дуже багато у світі. Тому ці «кримські хлопці» не розробили повністю свій комп'ютер, вони розробили плату і змогли зібрати мікрокомп'ютер з готових деталей: мікропроцесора та інших комплектуючих. Вони створили один із різновидів таких комп'ютерів, яких у світі десятки точно є. Коли полетять дрони з машинним зором, щоб дрон захоплював ціль, обробляв ціль, потрібен цей комп'ютер. Основне завдання зробити такий комп'ютер маленьким, потужним і при цьому, щоб він міг обробляти зображення та відеосигнали», – заявив Сергій «Флеш» журналісту Крим.Реалії .

В українській інформаційно-консалтинговій компанії Defense Express вважають, що й технологія машинного зору на дронах загалом не є «ноу-хау», оскільки на цивільних квадрокоптерах вона почала з'являтися ще у 2017 році: на Mavic компанії DJI першої версії вже була функція «ActiveTrack ».

Якщо така система умовно коштує кілька тисяч доларів, то її складно інтегрувати у FPV-дрони, які коштують 500 доларів

Олег Катков

«Такі елементи, як машинний зір, складно інтегрувати у FPV-дрони, бо вони дорогі. І якщо така система умовно коштує кілька тисяч доларів, то її складно інтегрувати у FPV-дрони, які коштують 500 доларів. Собівартість значно збільшується», – заявив Донбас.Реалії головний редактор військового порталу Defense Express Олег Катков .

У виданні наголошують, що російські війська почали використовувати FPV-дрони з машинним зором, що дозволяє дрону «автоматично тримати ціль у перехресті й рухатися в її напрямку». Така технологія дозволяє вивести війну на новий рівень та вирішити дві основні проблеми: суттєво зменшити залежність результату застосування FPV-дронів від навичок оператора; нівелювати роботу засобів радіоелектронної боротьби на передовій, оскільки і без сигналу від оператора дрон долетить і вразить ціль у виділеному квадраті. IT-галузь у Росії посіла перше місце за темпами зростання ключових показників. За чотири роки в галузі збільшились усі основні показники: внесок у ВВП, обсяг реалізації продукції та послуг власної розробки, інвестиції в основний капітал.

Роскомнагляд (Роскомнадзор) намагається заблокувати доступ до сайту Крим.Реалії . Безперешкодно читати Крим.Реалії можна за допомогою дзеркального сайту : https://dfs0qrmo00d6u.cloudfront.net . Також слідкуйте за основними подіями в Telegram , Instagram та Viber Крим.Реалії . Рекомендуємо вам встановити VPN .