法国利用人工智能进行水声信号分析

文摘 2025-01-30 11:33 北京

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以下文章来源于国防科技要闻，转载自国防科技要闻

环球视点

美“防务新闻”网站，2024年5月17日发表了题为《法国在水声战争中求助于人工智能进行信号分析》的报道文章。文章介绍了法国海军正在进行的一个项目，即与人工智能初创公司合作，对水声信号进行分析。文章透露了人工智能进行水声信号分析的巨大潜能和法国已经取得的成绩。相关信息具有参考价值，现编译如下。

法国海军正求助于人工智能，以帮助其潜艇在不断增大的水声中探测敌舰。位于土伦的海军声学识别和解释中心（CIRA）负责人文森特·马格南在2024年5月16日的一次演讲中表示，该中心正在与法国初创公司 Preligens 合作，对水声信号进行人工智能分析。法国希望在 2024 年年底前在其潜艇上测试该技术，并计划在2025年投入使用。随着法国为更多舰船配备越来越强大的被动声学传感器，收集用于分析的数据量正呈现指数级增长。法国海军正期待人工智能帮助其声学分析师消除噪音，无论是在土伦中心，还是在潜艇上。

马格南说，更多的传感器和更大的探测范围将产生“庞大的数据流”。“为了能够分析所有这些数据，特别是能够从中分离出对我们作战行动有用和决定性的信息，我们需要求助于技术创新，包括人工智能。”根据马格南的说法，除了潜艇、护卫舰和装有被动传感器的飞机之外，在不久的将来还会有无人机和水下滑翔机来捕捉声学数据。CIRA收集的此类数据量已从2020年的1TB增加到 2024年的10TB左右，预计到2030年将接近100TB或者更多。

马格南说，人们对“被动声学战”的兴趣越来越浓，因为它使得水面舰艇和潜艇可以在海上作战期间进行有效的水声探测，并在对手不知情的情况下得出战术要素。一种特殊的推进模式可以让海军确定目标的速度，进而决定战术机动。土伦中心正在使用人工智能过滤出关注的声音信号，之后可以进行高附加值的人工分析。在海上，人工智能的目标将大致相似，人工智能使人工操作员可以专注于有用的信号。马格南说 :“因此，我们使用技术来丢弃或者过滤信号的标准部分，即几乎无用的部分，我们依靠人工开发有用的部分。”马格南说，筛选土伦附近水域记录的12天的声学数据需要2名声学分析师工作40多天。使用Preligens公司的人工智能演示系统，可以在4~5个小时内从相同的录音中提取有用的信号，另外还需要5~6天的人工分析。

据声学识别和解释中心负责人说，该中心在20世纪90年代和21世纪初分析的是针对特定威胁的大约5分钟的录音，而现在处理的数据长达40天，需要“大量的人力”。马格南说，在21世纪初，声呐操作员可以监听大约20千米的范围，同时监测10条音轨；到了2020年，这一范围已经扩大到200千米以上，可同时监测100条音轨。这位负责人说，法国的第三代弹道导弹潜艇将拥有更强大的传感器能力，这就更需要简化探测任务。法国目前拥有4艘“凯旋”级核动力弹道导弹潜艇，并正在用6艘“萨福伦”级潜艇取代其“红宝石”级攻击型核潜艇。马格南表示，该人工智能模型显示出“非常令人鼓舞的结果”，能够区分业余爱好者的船艇和商业船舶，并识别螺旋桨速度、推进系统，甚至螺旋桨叶片的数量。未来的措施是将应用于声学的人工智能模型与其它信息来源（包括卫星、雷达、视觉和电磁）相结合。

在马格南于2021年10月与Preligens公司高管会面后，该人工智能项目自2021 年以来一直在CIRA运行。法国军事情报部门已经在使用该公司的人工智能产品来分析卫星图像，马格南表示，他与Preligens公司的讨论让他产生一个想法，该模型可以被复制，以理解水下信号。马格南表示，最终人工智能算法将能够识别环境噪音，例如泵启动或者扳手落入货舱。他说，“从长远来看，我们的想法显然是找到对我们在海上遇到的整个声源的声学频谱有效和高效的模型。”

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