Los modelos de lenguaje de IA están luchando para «obtener» matemáticas

Y ahora el juego de las escondidas de submarinos puede estar llegando al punto en el que los submarinos ya no pueden eludir la detección y simplemente desaparecer. puede venir
tan pronto como 2050de acuerdo a un estudio reciente por el Colegio de Seguridad Nacional de la Universidad Nacional de Australia, en Canberra. Este momento es particularmente significativo porque los enormes costos requeridos para diseñar y construir un submarino están destinados a extenderse durante al menos 60 años. Un submarino que entre en servicio hoy debería seguir en servicio en 2082. Los submarinos de propulsión nuclear, como el Virginiasubmarino de ataque rápido de clase, cada costo aproximadamente US $ 2.8 mil millones, según la Oficina de Presupuesto del Congreso de EE.UU. Y ese es solo el precio de compra; el costo total del ciclo de vida del nuevo ColumbiaSe estima que el submarino de misiles balísticos de clase supera los $ 395 mil millones.

Los problemas gemelos de detectar submarinos de países rivales y proteger los propios submarinos de la detección son enormes, y los detalles técnicos son secretos muy bien guardados. Muchos expertos navales están especulando sobre tecnologías de detección que podrían usarse junto con metodologías modernas de IA para neutralizar el sigilo de un submarino.
rosa gottemoellerexsecretario general adjunto de la OTAN, advierte que «el sigilo de los submarinos será difícil de mantener, ya que la detección de todo tipo, en múltiples espectros, dentro y fuera del agua se vuelve más omnipresente». y la detección se está volviendo cada vez más volátil a medida que estas nuevas tecnologías amenazan con derribar el equilibrio.

Tenemos nuevas formas de encontrar submarinos

Las tecnologías de detección actuales para detectar submarinos van más allá de simplemente escuchar a los submarinos para señalar su posición a través de una variedad de técnicas no acústicas. Los submarinos ahora se pueden detectar por las diminutas cantidades de radiación y productos químicos que emiten, por ligeras perturbaciones en los campos magnéticos de la Tierra y por la luz reflejada de pulsos de láser o LED. Todos estos métodos buscan detectar anomalías en el entorno natural, tal como se representan en modelos sofisticados de condiciones de referencia que se han desarrollado en la última década, gracias en parte a los avances de la Ley de Moore en el poder de cómputo.

Los modelos de lenguaje de IA estan luchando para obtener Los sensores aéreos basados ​​en láser pueden detectar submarinos que acechan cerca de la superficie.Espectro IEEE

Según expertos del Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales, en Washington, DC, dos métodos ofrecen
promesa particular. sensores lidar transmitir pulsos de láser a través del agua para producir escaneos 3D de objetos de alta precisión. Los instrumentos de detección de anomalías magnéticas (MAD) monitorean los campos magnéticos de la Tierra y pueden detectar perturbaciones sutiles causadas por el casco de metal de un submarino sumergido.

Ambos sensores tienen inconvenientes. MAD funciona solo a bajas altitudes o bajo el agua. A menudo no es lo suficientemente sensible para seleccionar el
perturbaciones causadas por submarinos de entre los muchos otros cambios sutiles en los campos electromagnéticos bajo el océano.

Lidar tiene mejor alcance y
resolución y se puede instalar en satélites, pero consume mucha energía: una unidad automotriz estándar con un alcance de varios cientos de metros puede quemar 25 vatios. LIDAR también es prohibidamente caro, especialmente cuando se opera en el espacio. En 2018, La NASA lanzó un satélite con tecnologÃa de imágenes láser para monitorear los cambios en la superficie de la Tierra, en particular los cambios en los patrones en la superficie del ocáano; el satélite costó más de mil millones de dólares.

De hecho, la ubicación de los sensores es crucial. Los conjuntos de sensores submarinos no pondrán fin al sigilo submarino por sí mismos. Contralmirante jubilado.
Juan Gower, excomandante de submarinos de la Royal Navy del Reino Unido, señala que los sensores “deben colocarse en un lugar libre de pesca o pesca, libre de actividad sísmica y cerca de lugares desde los que puedan ser monitoreados y a los que puedan transmitir los datos recopilados. Eso limita severamente las opciones disponibles”.

Una forma de eludir la necesidad de una ubicación precisa es hacer que los sensores sean móviles.
Enjambres de drones submarinos puede hacer precisamente eso, razón por la cual algunos expertos los han propuesto como la última capacidad antisubmarina.

Clark, por ejemplo, señala que estos drones ahora tienen una potencia informática mejorada y baterías que pueden durar dos semanas entre cargas. La Marina de los EE. UU. está trabajando en un dron que podría funcionar durante 90 días. Los drones ahora también están equipados con los sensores químicos, ópticos y geomagnéticos mencionados anteriormente. Los drones submarinos conectados en red, quizás trabajando en conjunto con drones aerotransportados, pueden ser útiles no solo para detectar submarinos sino también
destruyéndolosrazón por la cual varios militares están invirtiendo fuertemente en ellos.

Una foto de un avión en una pista.Un avión Poseidon P-8 de la Marina de los EE. UU., equipado para detectar submarinos, espera repostar en Okinawa, Japón, en 2020. Nosotros marina de guerra

Por ejemplo, la Armada china ha invertido en un barco con forma de pez
dron submarino conocido como Robo-Shark, que fue diseñado específicamente para la caza de submarinos. Mientras tanto, la Marina de los EE. UU. está desarrollando el Tecnología de enjambre de vehículos aéreos no tripulados de bajo costo, para la realización de misiones de vigilancia. Cada dron Locust pesa unos 6 kilogramos, cuesta 15.000 dólares y puede equiparse con sensores MAD; puede deslizarse bajo sobre la superficie del océano para detectar señales bajo el agua. Los militares estudian la opción de los drones porque podría funcionar. Por otra parte, es muy posible que no.

Una foto de un tiburón robótico. Se dice que Robo-Shark, un sumergible de 2,2 metros de largo fabricado por Boya Gongdao Robot Technology, de Beijing, es capaz de vigilancia submarina y operaciones antisubmarinas no especificadas. La compañía dice que el robot se mueve hasta a 5 metros por segundo (10 nudos) usando una estructura de tres articulaciones para agitar la aleta caudal, haciendo menos ruido que una hélice estándar. robosea.org

Gower considera que los drones submarinos son «la innovación con menos posibilidades de marcar la diferencia en el declive del sigilo submarino». . Los drones también son ruidosos y extremadamente fáciles de detectar. “Sin mencionar que controlar miles de drones submarinos supera con creces las capacidades tecnológicas actuales”, agrega.

Gower dice que podría ser posible “usar drones y redes de sonar juntos en puntos de estrangulamiento para detectar patrullas submarinas”. Entre los puntos de estrangulamiento de patrullas submarinas estratégicamente importantes se encuentran las rutas de salida a ambos lados de Irlanda, para los submarinos del Reino Unido; los que rodean las islas de Hainan y Taiwán, para submarinos chinos; en la cadena de islas Barents o Kuril, para submarinos rusos; y el Estrecho de Juan de Fuca, para submarinos estadounidenses del Pacífico. Por otro lado, señala, “podrían ser monitoreados y eliminados ya que estarían cerca de territorios soberanos. Como tal, los desafíos probablemente superarían las ganancias”.

Gower cree que un medio más poderoso de detección de submarinos se encuentra en la «cobertura persistente de la superficie de la Tierra por parte de satélites comerciales», que dice «representa el cambio más sustancial en nuestras capacidades de detección en comparación con el pasado».
Más de 2.800 de estos satélites ya están en órbita. Los gobiernos alguna vez dominaron el espacio porque el costo de construir y lanzar satélites era muy alto. En la actualidad, se dispone de tecnología satelital mucho más barata, y las empresas privadas están lanzando constelaciones de decenas a miles de satélites que pueden trabajar juntos para obtener imágenes de cada parte de la superficie de la Tierra. Están equipados con una amplia gama de tecnologías de detección, incluido el radar de apertura sintética (SAR), que escanea una escena debajo mientras se mueve a una gran distancia, brindando resultados como los que obtendría con una antena extremadamente larga. Dado que estas constelaciones de satélites ven las mismas ubicaciones varias veces al día, pueden capturar pequeños cambios en la actividad.

Los expertos saben desde hace décadas sobre la posibilidad de detectar submarinos con SAR en función de los patrones de estela que forman a medida que avanzan por el océano. Para detectar tales patrones, conocidos como jorobas de Bernoulli y estelas de Kelvin, la Marina de los EE. UU. ha invertido en el Sensor aerotransportado avanzado AN/APS-154, desarrollado por Raytheon. El radar montado en la aeronave está diseñado para operar a bajas altitudes y parece estar equipado con sensores SAR y lidar de alta resolución.

Los satélites comerciales equipados con SAR y otros instrumentos de generación de imágenes ahora están llegando resoluciones que pueden competir con las de los satélites gubernamentales y ofrecer acceso a los clientes a precios extremadamente asequibles. En otras palabras, hay muchos datos relevantes y sin clasificar disponibles para rastrear submarinos, y el volumen está creciendo exponencialmente.

Un día esta tendencia importará. Pero no todavía.

jeffrey lewisdirector del Programa de No Proliferación de Asia Oriental en el Centro James Martin para Estudios de No Proliferación, usa regularmente imágenes satelitales en su trabajo para rastrear desarrollos nucleares. Pero rastrear submarinos es un asunto diferente. «Aunque esta es una tecnología disponible comercialmente, todavía no vemos submarinos en tiempo real hoy en día», dice Lewis.

El día en que las imágenes satelitales comerciales reduzcan el sigilo de los submarinos bien podría llegar, dice Gower, pero “todavía no hemos llegado”. Incluso si localiza un submarino en tiempo real, 10 minutos después, es muy difícil volver a encontrarlo”.

La inteligencia artificial coordina otras tecnologías de subdetección

Aunque estos nuevos métodos de detección tienen el potencial de hacer que los submarinos sean más visibles, ninguno de ellos puede hacer el trabajo por sí solo. Lo que podría hacerlos trabajar juntos es la tecnología maestra de nuestro tiempo: la inteligencia artificial.

«Cuando vemos el potencial actual de las capacidades de detección ubicuas combinadas con el poder del análisis de big data», dice Gottemoeller, «es natural hacer la pregunta: ¿Es ahora finalmente posible?» Comenzó su carrera en la década de 1970, cuando la Marina de los EE. UU. ya estaba preocupada por la tecnología soviética de detección de submarinos.

Los submarinos ahora se pueden detectar por las diminutas cantidades de radiación y productos químicos que emiten, por ligeras perturbaciones en los campos magnéticos de la Tierra y por la luz reflejada de pulsos de láser o LED.

A diferencia del software tradicional, que debe programarse con anticipación, la estrategia de aprendizaje automático utilizada aquí, llamada aprendizaje profundo, puede encontrar patrones en los datos sin ayuda externa. El año pasado, el programa AlphaFold de DeepMind logró un gran avance en la predicción de cómo los aminoácidos se pliegan en proteínas, haciendo posible que los científicos identifiquen la estructura del 98,5 por ciento de las proteínas humanas. Trabajos anteriores en juegos, en particular Go y ajedrez, demostraron que el aprendizaje profundo podía superar lo mejor de las antiguas técnicas de software, incluso cuando se ejecutaba en un hardware que no era más rápido.

Para que la IA funcione en la detección de submarinos, se deben superar varios desafíos técnicos. El primer desafío es entrenar el algoritmo, lo que implica la adquisición de volúmenes masivos y variedades de datos de sensores de la cobertura satelital persistente de la superficie del océano, así como la recopilación submarina regular en ubicaciones estratégicas. Con esos datos, la IA puede establecer un modelo detallado de las condiciones de referencia y luego introducir nuevos datos en el modelo para encontrar anomalías sutiles. Tal investigación automatizada es lo que tiene más probabilidades de detectar la presencia de un submarino en cualquier parte del océano y predecir ubicaciones en función de los patrones de tránsito anteriores.

El segundo desafío es recopilar, transmitir y procesar las masas de datos en tiempo real. Esa tarea requeriría mucho más poder de cómputo del que tenemos ahora, tanto en plataformas de recolección fijas como móviles. Pero incluso la tecnología actual puede comenzar a unir las distintas piezas del rompecabezas técnico.

La disuasión nuclear depende de la capacidad de los submarinos para esconderse

Durante algunos años, la inmensidad del océano seguirá protegiendo el sigilo de los submarinos. Pero la perspectiva misma de una mayor transparencia de los océanos tiene implicaciones para la seguridad mundial. Los submarinos ocultos que llevan misiles balísticos representan la amenaza de represalia contra un primer ataque nuclear. ¿Y si eso cambia?

“Damos por hecho el grado en que confiamos en que una parte importante de nuestras fuerzas exista en una posición esencialmente invulnerable”, dice Lewis. Incluso si los nuevos desarrollos no redujeron mucho el sigilo de los submarinos, la mera percepción de tal reducción podría socavar la estabilidad estratégica.

Un helicóptero gris no tripulado, notablemente sin cabina ni ningún tipo de ventana, se muestra flotando contra un cielo azul claro.  Lleva un sensor que apunta hacia abajo debajo de su nariz. Un Northrop Grumman MQ-8C, un helicóptero no tripulado, ha sido desplegado recientemente por la Marina de los EE. UU. en el área del Indo-Pacífico para su uso en vigilancia. En el futuro, también se utilizará para operaciones antisubmarinas. Northrop Grumman

Gottemoeller advierte que “cualquier percepción de que los submarinos con armas nucleares se han vuelto más fáciles de atacar generará dudas sobre la capacidad de supervivencia de las fuerzas de segundo ataque. En consecuencia, los países van a hacer todo lo posible para contrarrestar dicha vulnerabilidad”.

Los expertos discrepan sobre la irreversibilidad de la transparencia de los océanos. Debido a que los avances tecnológicos no se implementarán de la noche a la mañana, «las naciones deberían tener tiempo suficiente para desarrollar contramedidas». [that] cancelar cualquier capacidad de detección mejorada”, dice
mate kordainvestigador asociado principal de la Federación de Científicos Estadounidenses, en Washington, DC Sin embargo, Roger Bradbury y ocho colegas del Colegio de Seguridad Nacional de la Universidad Nacional de Australia discreparafirmando que cualquier capacidad técnica para contrarrestar las tecnologías de detección comenzará a disminuir para 2050.

Korda también señala que la transparencia de los océanos, en la medida en que ocurra, “no afectará a los países por igual. Y eso plantea algunas preguntas interesantes”.
Por ejemplo, los submarinos estadounidenses de propulsión nuclear son “los más silenciosos del planeta”. Son virtualmente imperceptibles. Incluso si los submarinos se vuelven más visibles en general, esto puede no tener un efecto significativo en la capacidad de supervivencia de los submarinos estadounidenses”.

Silvia Mishra, oficial nuclear de nuevas tecnologías en la Red Europea de Liderazgo, un grupo de expertos con sede en Londres, dice que está «más preocupada por el problema general de la ambigüedad bajo el mar». Hasta hace poco, dice, el movimiento bajo los océanos era competencia de los gobiernos. Ahora, sin embargo, hay un creciente presencia de la industria bajo el mar. Por ejemplo, las empresas están colocando muchos cables de comunicación de fibra óptica bajo el agua, dice Mishra, «lo que puede provocar una mayor congestión de los vehículos de inspección bajo el agua y la posibilidad de confusión».

Se muestra un gran vehículo cilíndrico tal como ha sido bajado por debajo de la superficie del agua, suspendido por dos cables verdes.Un Snakehead, un gran dron submarino diseñado para ser lanzado y recuperado por submarinos de propulsión nuclear de la Marina de los EE. UU., se muestra en su ceremonia de bautizo en Narragansett Bay en Newport, Rhode Island.Nosotros marina de guerra

La confusión puede provenir del hecho de que los drones, a diferencia de los barcos de superficie, no llevan la bandera de un país y, por lo tanto, su propiedad puede no estar clara. Esta incertidumbre, junto con la posibilidad de que los drones también puedan transportar cargas útiles letales, aumenta el riesgo de que una fuerza naval pueda ver a un drone comercial inocuo como hostil. “Cualquier acción que ponga en riesgo los activos estratégicos de los adversarios puede producir nuevos puntos de contacto para el conflicto y exacerbar el riesgo de guerra”, dice Mishra.

Dada la importancia estratégica del sigilo de los submarinos, Gower pregunta: “¿Por qué querría un país detectar y rastrear submarinos? Solo es algo que harías si quieres poner nerviosa a una potencia con armas nucleares”. Incluso en la Guerra Fría, cuando Estados Unidos y el Reino Unido rastreaban rutinariamente los submarinos soviéticos con misiles balísticos, lo hacían solo. porque sabían que sus actividades pasarían desapercibidas, es decir, sin correr el riesgo de escalar. Gower postula que esto fue peligrosamente arrogante: «Rastrear activamente las fuerzas nucleares del segundo ataque es tan escalofriante como se puede imaginar».

“Todos los estados con armas nucleares otorgan un gran valor a sus fuerzas de segundo ataque”, dice Gottemoeller. Si una mayor transparencia de los océanos genera nuevos riesgos para su capacidad de supervivencia, reales o percibidos, dice, los países pueden responder de dos maneras: aumentar aún más sus fuerzas nucleares y tomar nuevas medidas para protegerlas y defenderlas, lo que generará una nueva carrera armamentista; o bien mantener el número de armas nucleares limitado y encontrar otras formas de reforzar su viabilidad.

En última instancia, tales consideraciones no han empañado el entusiasmo de ciertos gobiernos por adquirir submarinos. En septiembre de 2021, el gobierno australiano anunció una asociación trilateral mejorada con los Estados Unidos y el Reino Unido. El nuevo acuerdo, conocido como AUKUS, proporcionará a Australia hasta ocho submarinos de propulsión nuclear con la tecnología de propulsión más codiciada del mundo. Sin embargo,
pueden ser por lo menos 20 años antes de que la Royal Australian Navy pueda desplegar el primero de sus nuevos submarinos.

1665640999 601 Los modelos de lenguaje de IA estan luchando para obtenerEl Boeing Orca, el dron submarino más grande en el inventario de la Marina de los EE. UU., fue bautizado en abril en Huntington Beach, California. La nave está diseñada, entre otras cosas, para su uso en guerra antisubmarina. la compañía boeing

Como parte de sus planes de modernización nuclear, Estados Unidos ha iniciado
reemplazando toda su flota de 14 submarinos de misiles balísticos clase Ohio con nuevos barcos de la clase Columbia. Se proyecta que el programa de reemplazo cueste más de $ 128 mil millones para la adquisición y $ 267 mil millones durante sus ciclos de vida completos. Funcionarios y expertos del gobierno de EE. UU. justificar el alto costo de estos submarinos con su papel fundamental en el refuerzo de la disuasión nuclear a través de su invulnerabilidad percibida.

Para proteger el sigilo de los submarinos, Mishra dice: “Se necesita un pensamiento creativo. Una posibilidad es explorar un código de conducta para el empleo de tecnologías emergentes para misiones de vigilancia”.

Hay precedentes de tal cooperación. Durante la Guerra Fría, los Estados Unidos y la Unión Soviética establecieron un sistema de comunicaciones seguro, una línea directa, para ayudar a evitar que un malentendido se convierta en un desastre. Los dos países también desarrollaron un cuerpo de reglas y procedimientos, como nunca lanzar un misil a lo largo de una trayectoria potencialmente amenazante. Las potencias nucleares podrían acordar ejercer una moderación similar en la detección de submarinos. El submarino sigiloso no se ha ido; aun le quedan años de vida. Eso nos da tiempo suficiente para encontrar nuevas formas de mantener la paz.

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