Des données à la domination
HENSOLDT mise depuis longtemps sur l'apprentissage automatique (ML) et l'intelligence artificielle (IA) pour améliorer ses produits et ses solutions. Une coopération étroite avec les forces armées allemandes et l'OTAN a permis d'acquérir une connaissance approfondie des besoins et procédures spécifiques des militaires. Cette connaissance, associée à la grande quantité de données disponibles, offre de vastes possibilités de développement de nouvelles capacités pour l'avenir.
L'importance de l'intelligence artificielle
Les logiciels sont une composante essentielle des opérations militaires modernes, au sens d'opérations multi-domaines (MDO). Les thèmes liés à l'intelligence artificielle font partie des tendances technologiques les plus importantes de ces dernières années et constituent donc l'une des technologies clés nationales les plus importantes. L'IA offre de grandes opportunités dans le secteur de la défense en particulier et joue logiquement un rôle majeur chez HENSOLDT.
En effet, les réseaux neuronaux profonds ont désormais trouvé une large application grâce à leurs capacités impressionnantes, aidées par de grandes quantités de données d'entraînement et un matériel optimisé.
Le document de position sur la défense définie par logiciel du BDSV, du BDLI, du Bitkom et du BMVg souligne l'importance du sujet :
"Pour les services basés sur l'IA, de nouveaux modèles (par exemple, camouflage, signaux radio) doivent être générés et identifiés, les services doivent être recyclés, testés, certifiés et déployés au niveau tactique. Il devrait être possible de mettre en œuvre ces modèles rapidement et avec peu d'efforts d'intégration dans la plateforme concernée. Un cas d'utilisation, par exemple, est l'utilisation de données provenant de tous les capteurs et d'autres sources (systèmes C4I) pour des fonctions basées sur l'IA (connectivité et interopérabilité)".
Libérer les potentiels
HENSOLDT utilise des méthodes d'intelligence artificielle depuis des décennies, en particulier des méthodes d'apprentissage automatique. Récemment, des algorithmes d'apprentissage profond et des méthodes d'IA générative ont été ajoutés. Ceux-ci améliorent à bien des égards l'analyse automatisée des données des capteurs et renforcent le portefeuille de produits grâce au développement de technologies dans des domaines tels que le radar, la domination du spectre, l'optronique et l'avionique.
Les énormes quantités de données (des gigaoctets en quelques secondes) générées par les radars AESA modernes, les récepteurs numériques ou les capteurs multispectraux peuvent difficilement être converties en informations utilisables ("actionable intelligence") sans processus d'IA.
Les experts d'HENSOLDT utilisent des algorithmes de pointe pour structurer les données filtrées des capteurs dans un modèle de données, entraînent les méthodes d'IA les plus récentes et interprètent les informations sur la base d'une connaissance approfondie du domaine des opérations militaires. Cette interaction en termes d'intégration de l'IA permet à HENSOLDT d'extraire de manière fiable et rapide des informations à partir de données qui peuvent contribuer à la supériorité de l'information sur le champ de bataille et faire la différence décisive.
Exploiter le potentiel de ces volumes de données est un défi : d'une part, ils constituent la base indispensable d'informations sur lesquelles des décisions peuvent être prises. D'autre part, les données sont initialement non structurées et la recherche d'informations pertinentes peut s'apparenter à la recherche d'une aiguille dans une botte de foin. Pour limiter la complexité des systèmes de capteurs et des solutions, il est nécessaire d'intégrer une puissance de calcul suffisante dans le capteur pour garantir que le volume de données est au moins prétraité et filtré à proximité ou à l'intérieur du capteur.
Les données prétraitées provenant des différents capteurs sont compilées en une image opérationnelle commune complète de la situation grâce à la fusion des données des capteurs et à l'enrichissement par des métadonnées supplémentaires, ce qui ne serait pas possible sans algorithmes sophistiqués et sans intelligence artificielle en raison de la grande quantité de données.
L'intégration de l'intelligence artificielle dans les solutions HENSOLDT : Le portefeuille basé sur l'IA
Les solutions HENSOLDT sont encore améliorées par l'exploitation de systèmes intégrés avancés qui peuvent déployer efficacement des capacités d'intelligence artificielle en particulier. Les systèmes de capteurs s'appuient traditionnellement sur une unité de prétraitement des données proche du capteur ou sur des serveurs situés dans un quartier général pour l'analyse des données.
L'idée pour les systèmes de la prochaine génération est que chaque capteur puisse prendre en charge une grande partie de l'analyse des données. À cette fin, un pool de données dédié, composé de données réelles et de données de simulation, est utilisé et développé, ce qui permet d'entraîner et de valider les processus d'IA. Des optimisations spécifiques permettent un fonctionnement efficace sur différents matériels, de sorte que les capteurs et les systèmes plus complexes bénéficient de la même manière des fonctions soutenues par l'IA.
L'expertise dans le domaine et les énormes quantités de données déjà disponibles après des décennies de développement de matériel constituent un avantage majeur par rapport aux fournisseurs qui ne s'occupent que d'IA. Dans le même temps, il est important de garder un œil sur l'environnement et de construire un écosystème innovant grâce à des partenariats intelligents.
Ainsi, HENSOLDT travaille en étroite collaboration avec des partenaires externes, par exemple divers instituts Fraunhofer, dans les domaines de l'analyse des données de capteurs, de l'IA explicable et des considérations éthiques pour l'utilisation militaire des fonctions de l'IA. En outre, HENSOLDT participe activement à une série de projets de recherche dans le cadre de l'initiative du Fonds européen de défense, en travaillant sur des sujets militaires et de sécurité émergents et en coopérant avec des institutions de recherche et des acteurs commerciaux renommés.
L'écosystème de l'IA est complété par des partenariats avec de grandes entreprises de transformation numérique et des start-ups proposant des technologies inédites mais déjà industrialisées.
L'IA dans les solutions HENSOLDT : La supériorité de l'information pour l'utilisateur
SETAS - See through Armour System (système de blindage transparent)
Le système de vision panoramique à 360° See-Through Armour System (SETAS) associé au système d'évaluation et de fusion des données CERETRON permet d'observer et d'analyser simultanément toute la zone autour d'un véhicule blindé. Les algorithmes d'apprentissage profond pour la reconnaissance des objets augmentent le degré d'automatisation de l'évaluation des données. Cela peut permettre la détection précoce des dangers, par exemple.
L'une des compétences clés de la division Optronics & Land Solutions consiste à exécuter de tels processus directement intégrés dans le capteur. Dans le cas des caméras, il s'agit de vision artificielle intégrée, qui apporte "l'intelligence directement dans la caméra" et réduit les problèmes tels que les temps de latence, explique le Dr Michael Teutsch, responsable de l'IA : "Le traitement des données à proximité de la caméra augmente l'efficacité et réduit généralement les exigences en matière de taille, de poids et de consommation d'énergie des systèmes et solutions de capteurs."
La maturité de ce développement de produit a été démontrée de manière impressionnante en mai 2023 lors d'un exercice de combat en conditions réelles au Centre d'entraînement au combat de la Bundeswehr (GÜZ) à Gardelegen. Les véhicules terrestres camouflés de l'ennemi ont été automatiquement détectés et reconnus sur le terrain. Ces informations de reconnaissance ont été géoréférencées en quelques secondes et distribuées aux troupes alliées.
Des approches similaires sont également poursuivies pour les systèmes de mâts optroniques (OMS) installés dans les sous-marins ainsi que pour les systèmes d'autoprotection et de caméras aéroportés. À cette fin, la professionnalisation de l'acquisition et de l'utilisation des données pertinentes fait l'objet d'efforts constants. Outre l'automatisation de l'annotation des données d'entraînement réelles à l'aide de modèles de base de pointe, l'accent est également mis sur l'IA générative pour générer des données d'entraînement synthétiques à partir de la simulation hautement évolutive.
Reconnaissance automatique de cibles par radar
Dans le secteur des radars, des méthodes d'apprentissage automatique sont utilisées pour permettre une classification automatique des cibles et donc un aperçu rapide de la situation pour l'opérateur. Cela va des méthodes de classification de l'effet de modulation des moteurs à réaction, pour une identification sans ambiguïté des avions/combattants, aux méthodes micro-Doppler pour différencier les différentes cibles aériennes et terrestres, en passant par les méthodes conventionnelles et modernes de reconnaissance automatique des cibles sur les images des radars à synthèse d'ouverture (SAR).
Par exemple, le radar SPEXER 2000 3D MkIII permet la classification d'objets petits et lents dans un contexte urbain. En particulier, la différenciation entre les petits drones et les oiseaux permet d'obtenir une image complète de la situation, ce qui facilite considérablement le travail de l'opérateur. En outre, la différenciation d'un grand nombre de types de cibles pour différents types de radars fait partie du portefeuille de HENSOLDT et est constamment développée.
Dans le domaine de la reconnaissance automatique des cibles sur les images SAR, il a également été démontré que les méthodes modernes d'apprentissage profond peuvent être utilisées non seulement pour détecter et classer les cibles, mais aussi pour segmenter avec succès des scènes SAR entières. Cela permet d'utiliser des méthodes d'analyse sémantique de scénarios pour lesquels des images SAR sont disponibles, par exemple pour reconnaître automatiquement des formations de combat ou des formations d'attaque.
Les développements actuels permettent la détection d'essaims de drones, la détection quasi instantanée de cibles qui ne sont visibles que pendant une courte période, comme les hélicoptères de combat qui ne montent que brièvement pour larguer leurs armes, ou la suppression de l'encombrement causé par les éoliennes, les structures urbaines complexes et l'occupation croissante du spectre électromagnétique. Il peut même être utilisé avec des radars à faible résolution Doppler, de sorte que l'ensemble du portefeuille HENSOLDT en bénéficie et permet d'obtenir une vue d'ensemble rapide et fiable de la situation.
Kalaetron Integral
L'IA peut également soutenir les systèmes SIGINT tels que le Kalaetron Integral dans toutes les phases de la mission. Des algorithmes intelligents aident à paramétrer les capteurs SIGINT très complexes. Ils s'appuient sur des processus cognitifs d'IA qui reposent sur le cycle perception-action et utilisent des méthodes d'apprentissage par renforcement pour optimiser la technologie des capteurs.
Au cours de la mission, des algorithmes intelligents de regroupement et de classification reconnaissent les impulsions des systèmes radar qui vont ensemble ou utilisent des analyses spectrales pour détecter et classer les signaux de communication et les signaux radar. Dans les étapes suivantes, les dispositifs et les modes radar peuvent être identifiés en reconnaissant les modèles d'impulsions.
L'intelligence artificielle dans l'industrie de la défense est synonyme de responsabilité
En tant qu'entreprise de l'industrie de la défense, HENSOLDT se demande non seulement comment utiliser l'IA, mais aussi comment l'utiliser de manière responsable. Dans des scénarios de menace complexes, la dissuasion et la supériorité - et donc la survivabilité et l'efficacité - ne peuvent être atteintes que si les propres forces sont capables de parcourir le cycle "trouver, réparer, suivre, cibler, engager, évaluer" plus rapidement et plus efficacement que l'ennemi. La responsabilité signifie que l'être humain reste toujours impliqué dans le processus de contrôle, mais qu'il est néanmoins soutenu à tout moment par l'automatisation afin d'agir de manière opportune, efficace et économe en ressources et d'éviter autant que possible les effets collatéraux.
HENSOLDT est conscient de sa responsabilité : afin de mettre en œuvre de manière optimale des systèmes de défense hautement complexes, l'intelligence artificielle doit être maîtrisée dans tout son spectre. Les systèmes de défense de demain sont créés à l'interface de l'intelligence artificielle et de la connaissance approfondie des scénarios d'application de nos clients.