Optoelektronika - jak się rozwija i jak ją „oszukać”

Zagadnienia doświadczeń z wojny na Ukrainie i rozwoju technologii optoelektronicznych, w szczególności termowizji, poruszone zostały w panelu pt. „Nowoczesne systemy umundurowania i oporządzenia – doświadczenia pola walki”, w którym udział wzięli: Przemysław Kurdej, prezes zarządu Green Side Material Matters; Jędrzej Mieszczak, prezes zarządu Entire M; Bogumił Wodyński, członek zarządu ds. handlu i innowacji, PCO S.A.

Do kwestii doświadczeń z Ukrainy i ich wpływu na rozwój technologii optoelektronicznych odniósł się wiceprezes Wodyński: „Monitorujemy sytuację (…) Główne innowacje, które teraz przyspieszają w termowizji, dotyczą programowania i obróbki informacji przechwytywanej przez matryce. Coraz śmielej wykorzystuje się oprogramowanie wyposażone w zaawansowaną automatykę wykrywającą cele – algorytmy, które, analizując cyfrowy obraz, pomagają wykryć to, czego oko człowieka może nie zauważyć, w tym perfekcyjnie zamaskowanych żołnierzy”. Głównym wyzwaniem, według przedstawiciela PCO, w kontekście bezzałogowców, jest dziś „(…)tania masowość produkcyjna. Skoro używa się ich w wielkiej liczbie, sprzęt taki musi być relatywnie tani”. To dotyczy również optoelektroniki. Muszą pojawić się tanie i masowo produkowane rozwiązania.

Wiceprezes Wodyński zwrócił też uwagę na prowadzone w PCO prace w obszarze wyposażenia pojedynczego żołnierza, dotyczące inteligentnego celownika modułowego na broń osobistą: „To wysoce zaawansowany prototyp, wręcz miniaturowy system kierowania ogniem montowany bezpośrednio na karabinku, który ma za zadanie ułatwić fizyczną eliminację bezzałogowców z poziomu piechura. (…) to jest nasza nadchodząca innowacja, na którą bardzo czeka polskie wojsko”.

Przedstawiciel PCO dodał, że obecnie maleje obawa przed użyciem „drogiej optoelektroniki” („by nie zepsuć, bo to drogie”). Rośnie też świadomość wśród żołnierzy i „(…)nie ma już żadnej obawy, jeżeli chodzi o wykorzystywanie; przeciwnie, żołnierze dopominają się, że w momencie, kiedy idą na patrol, to oni powinni mieć takie wyposażenie i to jest dla nich podstawowe narzędzie pracy (…)”. Jak zauważył wiceprezes Wodyński: „oficerowie operacyjni dzisiaj autentycznie dzwonią do techników fabryki, wypytując nagminnie o dopuszczalne granice możliwości i funkcjonalność celowników nocnych”.

Maskowanie w termowizji to walka o milisekundy

W kwestii maskowania przed optoelektronicznymi systemami obserwacyjnymi wypowiedział się również prezes Kurdej, stwierdzając, że „współczesna optoelektronika dysponuje dzisiaj sensorami tak czułymi, że stworzenie kamuflażu ukrywającego pojedynczego żołnierza w 100% (…) jest po prostu niemożliwe”. Dodał, że firma Green Side Material Matters prowadzi obecnie „(…)program rozwoju kamuflażu wspólnie z Wojskową Akademią Techniczną” i jak podkreślił, „(…)na ten moment walczymy dosłownie o zaledwie kilka milisekund opóźnienia w cyfrowej detekcji przez kamery drona. Abyśmy mieli jasność – te ugrane milisekundy sprawiają, że przykładowo na 100 analizujących pole dronów sztuczna inteligencja z powodu błędu pominie człowieka raptem dwa czy cztery razy, ratując tych kilku żołnierzy”. Stąd, jak zaznaczył Przemysław Kurdej, walka toczy się o milisekundy, „ponieważ możemy ukryć człowieka optycznie przed noktowizją oraz oszukać obrysem termowizję, ale przenigdy nie ukryjemy jego ruchu”. Wystarczy ułamek sekundy ruchu, by optoelektronika automatycznie wykryła aktywność.

Prezes Green Side Material Matters odniósł się również do kwestii komfortu termicznego w kontekście maskowania w termowizji: „System maskujący absolutnie nie może opierać się na chowaniu i blokowaniu ciepła wytwarzanego przez ciało. (…) to jest po prostu fizycznie ślepy zaułek. Temperatura na ciele żołnierza czy silniku wozu bezwzględnie musi się uwalniać. Zamiast tego skupiamy się wyłącznie na takim operowaniu falami elektromagnetycznymi uwalnianymi z materiału, by po prostu celowo wprowadzały one w błąd wrażliwą na zmiany optykę kamer, rozpraszając sygnaturę termiczną. (…) moglibyśmy zablokować ujście temperatury, podnosząc wskaźniki RCT odzieży, ale w starciu z kamerą termowizyjną wyłapującą zmiany o ułamek stopnia Celsjusza nie ma to większego znaczenia – ciepło i tak zawsze znajdzie lukę”.

Kwestie dostosowania umundurowania i wyposażenia do wymogów pola walki nasyconego systemami optoelektronicznymi poruszył również prezes Entire M, zauważając, że przemysł ma odpowiednie kompetencje oraz dostęp do najnowszych technologii oferowanych przez dostawców (krajowych i zagranicznych). Potrzeba mu tylko odpowiednich zachęt, w tym stabilności długoterminowych zamówień, zapewniających odpowiedni poziom finansowania i skali produkcji oraz przemyślanych wymagań i założeń projektowych po stronie zamawiającego. „Problemem jest krótkość terminów realizacji, krótkie umowy, szarpanie ilościami zamówień i tak naprawdę to wszystko powoduje, że biznes (…) nie jest w ogóle zachęcany do tego, żeby wychodzić naprzeciw takim realnym, powiedziałbym potrzebom. Aczkolwiek my oczywiście robimy swoje. (…) Pracujemy też nad rozwiązaniami termowizyjnymi, bo wiemy, że żołnierze są coraz bardziej świadomi i będą kupowali według konkretnych wymagań jakościowych ten swój sprzęt i będą chcieli polegać na sprzęcie, który po prostu nie zawodzi (…) i zapewni skuteczność na polu walki” - podsumował prezes Mieszczak.

Podsumowując dyskusję w kontekście systemów optoelektronicznych i doświadczeń z Ukrainy, należy podkreślić, że obecnie kluczowe stają się zaawansowane algorytmy przetwarzania obrazu i rozwój taniej termowizji używanej na dronach. Z kolei przed nowoczesną optoelektroniką nie da się w stu procentach ukryć sprzętu ani żołnierzy, gdyż ich obecność zawsze zdradzi ruch. Nowoczesne technologie kamuflażu termowizyjnego nie polegają na blokowaniu temperatury, ale na oszukiwaniu detektorów. Gra toczy się o milisekundy opóźnienia w detekcji celów, co w warunkach zmasowanego użycia dronów może decydować o przeżyciu poszczególnych żołnierzy.