UAV επόμενης γενιάς : αξιοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη (ΑΙ) για αναβαθμισμένες επιχειρήσεις Πληροφοριών, Επιτήρησης, Απόκτησης Στόχου και Αναγνώρισης (ISTAR)

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία επικεντρώνεται στην αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης (Artificial Intelligence, AI) για την αναβάθμιση των μη επανδρωμένων αεροσκαφών (UAV) επόμενης γενιάς, με στόχο την ενίσχυση των επιχειρήσεων ISTAR (Intelligence, Surveillance, Target Acquisition and Reconnaissance). Οι επιχειρήσεις ISTAR αποτελούν κεντρικό πυλώνα των σύγχρονων στρατιωτικών επιχειρήσεων, παρέχοντας κρίσιμες πληροφορίες για τη λήψη στρατηγικών αποφάσεων. Σε αυτό το πλαίσιο, η χρήση των UAV προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα λόγω της δυνατότητάς τους να επιχειρούν σε επικίνδυνα ή δυσπρόσιτα περιβάλλοντα, μειώνοντας ταυτόχρονα τον κίνδυνο για το ανθρώπινο δυναμικό. Η εργασία ξεκινά με μια λεπτομερή ανάλυση των αποστολών ISTAR και τη σημασία των UAV σε αυτές. Στη συνέχεια, επεξηγείται η Τεχνητή Νοημοσύνη και η σημασία της για τις Ένοπλες Δυνάμεις, ενώ αναφέρονται τα πεδία όπου το ΑΙ αναδύεται ως στρατιωτική τεχνολογία. Αναλύονται ακόμα τα βασικά εξαρτήματα ενός UAV και του σταθμού ελέγχου εδάφους (Ground Control Station, GCS), περιγράφοντας τα κύρια υποσυστήματα και τις επιχειρησιακές παραμέτρους έκαστου. Περνώντας στο πιο ζωτικό κομμάτι της εργασίας αυτής, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στις τεχνολογίες AI που ενισχύουν και αναβαθμίζουν τις δυνατότητες των UAV στις επιχειρήσεις ISTAR, αναφέροντας τα εργαλεία ΑΙ (ΑΙ Τools) και τις τεχνικές που ενσωματώνουν ΑΙ (AI-Powered Techniques) κάθε μίας από αυτές. Ξεκινώντας με την αναγνώριση και ταξινόμηση αντικειμένων, γίνεται λεπτομερής ανάλυση του αλγορίθμου YOLO (You Only Look Once) όπου αναφέρονται οι απαιτήσεις και τα βήματα ενσωμάτωσής του σε ένα UAV, αποσκοπώντας στην παροχή μιας εναλλακτικής και οικονομικά αποδοτικής λύσης για την αναβάθμιση υπαρχόντων ή φθηνών UAV σε προηγμένα συστήματα κυρίως ISR δυνατοτήτων. Στη συνέχεια εξερευνώνται τα στρατιωτικά ISTAR UAVs, αναφέροντας τις βασικές κατηγορίες, τα έντυπα τυποποίησης και προδιαγραφών κατά ΝΑΤΟ ενώ τέλος παρουσιάζονται μέλετες περιπτώσεων (Case Studies) τέτοιων UAVs που ενσωματώνουν τεχνολογίες ΑΙ. Η εργασία εξετάζει επίσης τα ηθικά ζητήματα και θέματα κανονιστικής συμμόρφωσης που συνδέονται με τη χρήση AI σε στρατιωτικά UAVs, αναλύοντας τις προκλήσεις και τις προοπτικές για τη διασφάλιση της υπεύθυνης και αποδοτικής χρήσης της τεχνολογίας. Επιπλέον, αναλύονται οι μελλοντικές τάσεις των βασικών εξαρτημάτων του UAV, καθώς και ορισμένες μελλοντικές προοπτικές όσον αφορά την ενσωμάτωση Τεχνητής Νοημοσύνης σε τεχνολογίες ISTAR UAVs. Τέλος, αντί επιλόγου παρουσιάζονται δύο σχεδιαγράμματα, ένα για το UAV και ένα για το GCS. Απεικονίζουν τα βασικά εξαρτήματά τους με τα υποσυστήματα έκαστου, καθώς και τα ΑΙ Τools που χρησιμοποιούνται σε αυτά, συσσωρεύοντας έτσι απεικονιστικά ολοκληρωμένα συστήματα UAV και GCS.