Интернет военных вещей

Интернет военных вещей (англ. Internet of Military Things, IoMT) — это класс интернета вещей (IoT), предназначенный для боевых операций и ведения войны. Он представляет собой сложную сеть взаимосвязанных сущностей или «вещей» в военной сфере, которые постоянно обмениваются информацией между собой для координации, обучения и взаимодействия с физической средой, чтобы эффективно выполнять широкий спектр задач на основе информированных решений[1][2]. Концепция IoMT основана на представлении о том, что будущие военные конфликты будут определяться машинным интеллектом и кибервойной, а основное место их проведения будет приходиться на городские территории[3][4]. Создавая миниатюрную экосистему интеллектуальных технологий, способных выделять необходимые сенсорные данные и самостоятельно управлять несколькими задачами одновременно, IoMT концептуально призван снизить физическую и умственную нагрузку на военнослужащих в условиях боя[5].

Со временем были введены различные термины для описания применения технологий IoT в разведке, наблюдении за окружающей средой, ведении боевых действий с использованием беспилотных систем и других военных целях. Эти термины включают «Военный интернет вещей» (англ. Military Internet of Things, MIoT)[6], «Интернет вещей поля боя» (англ. Internet of Battle Things)[7] и «Интернет вещей поля сражения» (англ. Internet of Battlefield Things, IoBT)[8].

Общее описание

Интернет военных вещей включает широкий спектр устройств, оснащённых интеллектуальными возможностями сбора, анализа и передачи данных, управления действиями через виртуальные или киберинтерфейсы, интегрированные в различные системы. К таким устройствам относятся датчики, транспортные средства, роботы, беспилотники, носимые устройства, биометрия, боеприпасы, броня, оружие и другие интеллектуальные технологии[9]. Обычно устройства IoMT можно отнести к одной из четырёх категорий[10] (в идеальной реализации — являются распространёнными настолько, что формируют своеобразную ткань данных)[11][12][13]:

  • Устройство-носитель данных: устройство, присоединённое к физическому объекту и косвенно соединяющее его с коммуникационной сетью.
  • Устройство для захвата данных: устройство для чтения/записи, взаимодействующее с физическими объектами.
  • Устройство сенсинга и управления: устройство, способное фиксировать параметры окружающей среды и переводить их в электрический сигнал или физическое действие.
  • Общее устройство: устройство, оснащённое возможностями обработки и передачи данных, способное обмениваться информацией с сетью.

Помимо объединения различных электронных устройств в единую сеть, учёные поднимают вопрос об интеграции и пассивных объектов вроде растений или камней, которые, снабжённые датчиками, могут превращаться в пункты сбора информации[14][15]. Эти попытки согласуются с реализацией проектов по созданию электронных растений (e-Plants)[16].

Применения IoMT включают тактическую разведку, интеллектуальное управление ресурсами, логистику (отслеживание оборудования и запасов), мониторинг умных городов, а также ведение информационной войны[17][18]. Ряд государств и представители НАТО проявляют интерес к потенциальным военным преимуществам внедрения IoT[19].

История

Продвижение технологий IoMT во многом связано с военными инициативами по развитию сенсорных сетей и маломощных вычислительных платформ в 1960-х годах для оборонных целей[10][20]. Во время холодной войны вооружённые силы США впервые применили технологии беспроводные сенсорные сети для слежения и обнаружения советских подлодок: примером служит система (SOSUS), представлявшая собой сеть акустических гидрофонов, размещённых на дне Атлантического и Тихого океана и связанных с наземными постами наблюдения[21]. Многие разработки Министерства обороны США в этот период стали фундаментом для современных IoT-систем. В конце 1960-х годов оборонное ведомство инициировало создание ARPANET, раннего прототипа интернета, применявшегося для удалённого обмена данными военными учёными[22].

В 1980-х Агентство перспективных исследовательских проектов (DARPA) официально объединилось с учёными из MIT и Университет Карнеги — Меллона для развития распределённых беспроводных сенсорных сетей. Впоследствии данные разработки распространились в гражданском секторе, включая отрасли распределение электроэнергии, очистка сточных вод и автоматизация заводов[21][22]. Министерство обороны вкладывало значительные средства в миниатюризацию интегральных схем для внедрения микрочипов в объекты. Благодаря этим инвестициям коммерческая индустрия микроэлектроники смогла преодолеть кризис[22].

К концу 1990-х годов министерство объявило стратегию «сетевой войны», объединяющую физическую, информационную и когнитивную сферы для повышения эффективности обмена данными и совместной работы[22]. Примерами проектов, реализующих эту концепцию, стали Nett Warrior (ранее известная как Ground Soldier System или Mounted Soldier System)[23] и коммуникационная платформа Force XXI Battle Command Brigade and Below, использовавшиеся в начале 2000-х[24].

Однако дальнейшие разработки военных IoT-технологий уступили место коммерческому сектору[3]. Несмотря на продолжение исследований в области умных сенсоров, интеллектуальных информационных систем и сетей связи, малое число военных систем смогли в полной мере реализовать стек IoT из-за соображений безопасности[22]. К 2019 году интерес к внедрению современных IoT-решений со стороны армии США, флота и ВВС стал вновь значительным[25][26].

Программы

Министерством обороны США реализуется ряд инициатив для развития IoT-применений в военном секторе и сокращения разрыва между гражданским и военным использованием этих технологий.

Связанный солдат

Проект «Связанный солдат» (англ. Connected Soldier) поддерживался Исследовательским центром армии США по вопросам одежды, оснащения и инженерии (NSRDEC). Его целью стала разработка интеллектуального снаряжения для каждого военнослужащего, включая широкополосное радио, биосенсоры и интеллектуальные носимые системы в базовом комплекте. Эти устройства не только следят за физиологическим состоянием солдата, но и передают данные миссии, разведданные и важную информацию на военную технику, авиацию и другим подразделениям[27][28][29].

undefined

Интернет вещей поля сражения (IoBT)

В 2016 году Исследовательская лаборатория армии США (ARL) начала проект Интернет вещей поля сражения (англ. Internet of Battlefield Things, IoBT) в соответствии с инициативой армии США «Побеждать в сложном мире» (2020—2040 годы), предусматривающей усиленное внедрение передовых технологий для противодействия новым угрозам[30]. В рамках этой инициативы особое внимание уделялось подготовке к ведению боёв в городах и противодействию электронным и киберугрозам[31][32].

В 2017 году ARL учредила Консорциум по совместным исследованиям IoBT (IoBT-CRA), объединивший университеты, промышленные и государственные организации для теоретических и практических разработок IoBT[33][34].

По задумке ARL, IoBT рассчитан на активное взаимодействие с окружающей средой: получение информации, воздействие и непрерывное обучение. Исследования концентрируются на задачах сенсорики, исполнительных механизмов и машинного обучения[35]. Для успешной работы IoBT требуется удовлетворять ряду технологических, организационных и военных условий.

Связь

Все объекты IoBT должны эффективно обмениваться данными независимо от различий в архитектуре и происхождении. Если гражданский IoT может функционировать при отсутствии стандартов, то военное применение требует совместимости и наличия программных «трансляторов» для обработки разнообразной информации. IoBT также должно иметь возможность временного использования существующих сетей и устройств, не находящихся в собственности военных, например, гражданских коммуникационных инфраструктур в крупных городах[7]. Помимо этого, требуется критическая оценка надёжности всех источников данных[33].

Важнейшим фактором успеха выступает время: скорость передачи, обработки и анализа данных, а также применения управляющих воздействий и обучения алгоритмов критичны для выполнения задач[2]. Масштабируемость IoBT тоже имеет решающее значение[7].

Обучение

Эффективность архитектуры IoBT во многом зависит от того, насколько слаженно взаимодействуют люди и автономные электронные компоненты. В боевых условиях системы должны не только собирать сведения и проводить кибератаки, но и уметь подстраиваться под изменяющиеся намерения человека, проявляя высокий уровень самостоятельной самоорганизации[36].

Технологии IoBT интегрируют предиктивный интеллект, машинное обучение и нейронные сети, чтобы понимать замыслы и задачи человека без необходимости ручного управления каждым элементом сети[30]. Kлючевым направлением исследований является развитие распределённого искусственного интеллекта и автономии для принятия решений[36][35].

IoBT должен проявлять развитую ситуационную осведомлённость. Цель — научить сеть правильно анализировать обстановку при ограниченных исходных данных, интегрируя огромные объёмы информации из разных источников[14][33][36]. Важно, чтобы система была устойчива к сбоям: одни компоненты могут быть более отказоустойчивыми (например, системы медицинских данных), другие — менее[37].

Когнитивная доступность

В полубеспилотных элементах ограничены возможности человека по обработке и анализу лавины поступающей информации. IoBT должен преобразовывать сложные потоки данных в краткие и значимые сообщения для оперативных решений военными, фильтруя избыточную или вводящую в заблуждение информацию[7]. Если люди не доверяют алгоритмам IoBT, вся система теряет эффективность[7].

Мозаичная война

«Мозаичная война» (англ. Mosaic Warfare) — термин, предложенный директорами DARPA Томом Бёрнсом и Дэном Паттом для описания «мозаичной» конфигурации оборонных систем, максимально адаптивной и быстрой в развёртывании[38][39]. Суть — разработка дешёвых многоразовых и многофункциональных модульных компонентов, способных налагать функции друг на друга и запутывать врага[40]. Эта идея противопоставляется централизованным, сложно управляемым системам управления войсками[39][41].

Концепция зародилась в DARPA в 2017 году и привела к созданию программ вроде System of Systems Integration Technology and Experimentation (SoSIT), объединяющей разрозненные наземные комплексы в единую сеть для обмена данными[42].

Океан вещей

В 2017 году DARPA объявила о запуске программы «Океан вещей» (англ. Ocean of Things) для создания обширной сенсорной сети над океанскими просторами[43]. В рамках этого проекта предполагалось развернуть тысячи малых дешёвых дрейфующих буёв с сенсорами, собирающими экологические и поведенческие данные (температура поверхности моря, состояние волн, перемещение судов и самолётов)[44]. Информация регулярно передавалась в облако для хранения и анализа[45]. Так DARPA рассчитывала создать автономную сеть для мониторинга нестандартной морской деятельности[46].

В проекте особое внимание уделялось надёжности, безопасности и стоимости буёв, а также облачным технологиям аналитики данных. Буи должны были функционировать минимум год, не представлять опасности для судов и быть изготовлены из экологичных материалов, утилизирующихся после окончания работы[46].

Вопросы безопасности

Одной из главных угроз IoMT выступают риски вражеских атак и системных сбоев, угрожающих целостности всей сети. Плохо защищённые IoT-устройства уязвимы для взлома, что ведёт к утечкам засекреченной информации, заражению вредоносным ПО, распространению дезинформации и получению доступа к разведданным[47].

По данным Министерства обороны США, вопросы безопасности определяют основные приоритеты исследований в области IoT. IoMT должен уметь предугадывать, предотвращать и восстанавливать работу после атак, саботажа или попыток уничтожения информации и инфраструктуры врагом. К угрозам относятся глушилки, электронная разведка, вредоносные программы и целенаправленные кампании дезинформации против военного персонала[1][7]. Потенциально большое число источников данных могут подвергнуться компрометации — и системы анализа угроз не всегда способны распознать поддельные показания[35].

Для снижения угроз необходимы масштабные усилия по совершенствованию кибербезопасности, внедрение средств контрразведки и мониторинга. В качестве мер используются «одноразовая» безопасность (компрометированные или подозрительные устройства сразу отключаются), ловушки для отвлечения атакующих и непрерывное самообучение систем защиты[7].

Особое внимание уделяется защите хранения информации. Ожидается лавинообразный рост объёмов данных — требуются новые архитектуры защищённых систем доступа[48]. Одной из инициатив Пентагона стала платформа Comply to Connect (C2C), автономно отслеживающая устройства и права доступа[31].

В дополнение к цифровым атакам остаётся проблема стабильности связи в удалённых боевых условиях. Недостаточная мощность сигнала и отсутствие надёжного подключения ограничивают полезность некоторых военных устройств, зависящих от интернета[49].

Примечания

  1. 1 2 Rowlands, Greg The Internet of Military Things & Machine Intelligence: A Winning Edge or Security Nightmare? (англ.). Australian Army (21 мая 2017). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 7 апреля 2018 года.
  2. 1 2 Cameron, Lori Internet of Things Meets the Military and Battlefield: Connecting Gear and Biometric Wearables for an IoMT and IoBT (англ.). IEEE Computer Society (2018). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 6 октября 2025 года.
  3. 1 2 Machi, Vivienne. Internet of Things to Provide Intelligence for Urban Warfare (англ.), National Defense (22 января 2018). Архивировано 2 августа 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  4. Kott, Alexander; Alberts, David; Wang, Cliff (декабрь 2015). “Will Cybersecurity Dictate the Outcome of Future Wars?”. Computer [англ.]. 48 (12): 98—101. DOI:10.1109/MC.2015.359. S2CID 2295481. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  5. Internet of Battlefield Things (IoBT) Collaborative Research Alliance (CRA) (англ.). GovTribe (5 апреля 2017). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 7 мая 2021 года.
  6. Lan, Yushi. Study on application modes of military Internet of Things (MIOT) // 2012 IEEE International Conference on Computer Science and Automation Engineering (CSAE) : [англ.] / Yushi Lan, Fei Jiang, Hui Yu. — 25 мая 2012. — P. 630–634. — ISBN 978-1-4673-0089-6. — doi:10.1109/CSAE.2012.6273031.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Kott, Alexander; Swami, Ananthram; West, Bruce (25 декабря 2017). “The Internet of Battle Things”. Computer [англ.]. 49 (12): 70—75. DOI:10.1109/MC.2016.355. S2CID 5729832.
  8. Castiglione, Aniello; Choo, Kim-Kwang; Nappi, Michele; Ricciardi, Stefano (ноябрь 2017). “Context Aware Ubiquitous Biometrics in Edge of Military Things”. IEEE Cloud Computing [англ.]. 4 (6): 16—20. DOI:10.1109/MCC.2018.1081072. S2CID 3406869. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  9. Kott, Alexander (20 марта 2018). “Challenges and Characteristics of Intelligent Autonomy for Internet of Battle Things in Highly Adversarial Environments”. Proceedings of the 2018 Spring Symposium of AAAI [англ.]. arXiv:1803.11256.
  10. 1 2 Russell, Stephen. The Internet of Battlefield Things: The Next Generation of Command, Control, Communications and Intelligence (C3I) Decision-Making // MILCOM 2018 – 2018 IEEE Military Communications Conference (MILCOM) : [англ.] / Stephen Russell, Tarek Abdelzaher. — 29 октября 2018. — P. 737–742. — ISBN 978-1-5386-7185-6. — doi:10.1109/MILCOM.2018.8599853.
  11. Freedberg, Sydney J. Project Rainmaker: Army Weaves ‘Data Fabric’ To Link Joint Networks (англ.). Breaking Defense (17 ноября 2020). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 5 октября 2025 года.
  12. Demarest, Colin Q&A: Army’s Jennifer Swanson talks data mesh and digital fluency (англ.). Defense News (26 декабря 2022). Дата обращения: 19 июня 2024.
  13. Williams, Lauren C. Become Interoperable or Disappear, Former DOD Data Chief Tells Contractors (англ.). Defense One (16 июня 2023). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 18 июня 2025 года.
  14. 1 2 Parker, Paul. The internet of battlefield things is coming. Are IT pros ready? (англ.), C4ISRNET (3 октября 2018). Архивировано 10 июля 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  15. Russell, Stephen Internet of Battlefield things (IoBT) Collaborative Research Alliance Opportunity Day (англ.). U.S. Army Research Laboratory (27 марта 2017). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 8 сентября 2025 года.
  16. Saxena, Shalini. Researchers create electronic rose complete with wires and supercapacitors (англ.), Ars Technica (1 марта 2017). Архивировано 11 октября 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  17. Wassell, Pete 3 Military Applications of The Internet of Things (англ.). Augmate (27 апреля 2018). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 8 августа 2025 года.
  18. Stone, Adam. The answer to battlefield logistics problems could be IoT (англ.), C4ISRNET (11 октября 2018). Архивировано 11 декабря 2024 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  19. Seffers, George. NATO Studying Military IoT Applications (англ.), SIGNAL Magazine (1 марта 2017). Архивировано 16 июня 2020 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  20. Suri, Niranjan. Analyzing the applicability of Internet of Things to the battlefield environment // 2016 International Conference on Military Communications and Information Systems (ICMCIS) : [англ.] / Niranjan Suri, Mauro Tortonesi, James Michaelis … [et al.]. — 23 мая 2016. — P. 1–8. — ISBN 978-1-5090-1777-5. — doi:10.1109/ICMCIS.2016.7496574.
  21. 1 2 The Evolution of Wireless Sensor Networks (англ.). Silicon Labs (2013). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 15 сентября 2025 года.
  22. 1 2 3 4 5 Zheng, Denise. Leveraging the Internet of Things for a More Efficient and Effective Military : [англ.] / Denise Zheng, William Carter. — Lanham, MD : Rowman & Littlefield Publishers, 7 октября 2015. — ISBN 978-1-4422-5890-7.
  23. Nett Warrior (formerly Ground Soldier System) (англ.). The Office of the Director, Operational Test and Evaluation. Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 2 ноября 2013 года.
  24. Force XXI Battle Command Brigade and Below – FBCB2 (англ.), Defense Update (23 июля 2005). Архивировано 7 августа 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  25. Breeden II, John. The Internet of Things' Role on Battlefields and at Sea (англ.), Nextgov (1 мая 2018). Архивировано 9 июля 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  26. Beinart, Matthew. Air Force Improving Data Control, Cyber Security Before Deploying New Sensors For IoT Devices (англ.), Defense Daily (24 апреля 2018). Архивировано 24 марта 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  27. ANSYS Inc. Connected Soldier (англ.). ANSYS (19 августа 2019). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 6 июня 2016 года.
  28. Engineering the Internet of Things: The Connected Soldier (англ.) (PDF). ANSYS (2016). Дата обращения: 19 июня 2024.
  29. Stackpole, Beth. Keeping the Connected Soldier Connected with Simulation (англ.), Digital Engineering 24/7 (1 сентября 2016). Архивировано 25 мая 2024 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  30. 1 2 Army Takes on Wicked Problems With the Internet of Battlefield Things (англ.), MeriTalk (30 января 2018). Архивировано 31 октября 2019 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  31. 1 2 Quach, Katyanna. Get ready for the Internet of Battle Things, warns US Army AI boffin (англ.), The Register (11 апреля 2018). Архивировано 14 апреля 2018 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  32. Tucker, Patrick. US Army Seeks Internet-of-Battlefield-Things, Distributed Bot Swarms (англ.), Defense One (18 июля 2017). Архивировано 8 июля 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  33. 1 2 3 Gudeman, Kim Next-Generation Internet of Battle Things (IoBT) Aims to Help Keep Troops and Civilians Safe (англ.). ECE Illinois (6 октября 2017). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 11 мая 2018 года.
  34. IoBT: Empowering Readiness to Meet Commander Intent (англ.). IoBT REIGN. Дата обращения: 19 июня 2024.
  35. 1 2 3 Abdelzaher, Tarek; Ayanian, Nora (ноябрь 2018). “Toward an Internet of Battlefield Things: A Resilience Perspective”. Computer [англ.]. 51 (11): 24—36. DOI:10.1109/MC.2018.2876048. S2CID 59525160. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  36. 1 2 3 Artificial Intelligence for the Internet of Everything : [англ.]. — Cambridge, MA : Academic Press, 2019. — ISBN 9780128176368.
  37. Stone, Adam. The internet of battlefield things will depend on modernized networks (англ.), C4ISRNET (3 августа 2018). Архивировано 25 мая 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  38. Magnuson, Stew. DARPA Pushes 'Mosaic Warfare' Concept (англ.), National Defense (16 ноября 2018). Архивировано 19 июня 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  39. 1 2 Weerts, Gwen. Mosaic Warfare (англ.), SPIE (7 марта 2019). Архивировано 6 декабря 2024 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  40. DARPA Tiles Together a Vision of Mosaic Warfare (англ.). DARPA. Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 17 мая 2019 года.
  41. Naegele, Tobias. Mosaic Warfare: DARPA's Answer to Combating America's Advanced Foes (англ.), Air Force Magazine (10 сентября 2019). Дата обращения: 19 июня 2024.
  42. Hitchens, Theresa. DARPA's Mosaic Warfare — Multi Domain Ops, But Faster (англ.), Breaking Defense (10 сентября 2019). Архивировано 5 октября 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  43. Barry, Mark. DARPA & The Ocean of Things (англ.), Aberdeen (21 декабря 2017). Дата обращения: 19 июня 2024.
  44. Hill, Kelly. DARPA wants an "ocean of things" (англ.), RCR Wireless News (19 декабря 2017). Архивировано 22 декабря 2017 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  45. Ocean of Things Aims to Expand Maritime Awareness across Open Seas (англ.). DARPA (6 декабря 2017). Дата обращения: 19 июня 2024. Архивировано 10 декабря 2017 года.
  46. 1 2 DARPA Floats a Proposal for the Ocean of Things (англ.), MeriTalk (3 января 2018). Архивировано 7 августа 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  47. Cenciotti, David. Cybersecurity In The Sky: Internet of Things Capabilities Making Aircraft More Exposed To Cyber Threats Than Ever Before (англ.), The Aviationist (20 июня 2017). Архивировано 9 июля 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  48. Seffers, George. Defense Department Awakens to Internet of Things (англ.), SIGNAL Magazine (1 января 2015). Архивировано 19 апреля 2021 года. Дата обращения: 19 июня 2024.
  49. Sternstein, Aliya. A more connected military means new battlefield glitches, too (англ.), The Christian Science Monitor (31 марта 2017). Архивировано 7 февраля 2025 года. Дата обращения: 19 июня 2024.

Литература

  • Suri, Niranjan. Analyzing the applicability of Internet of Things to the battlefield environment // 2016 International Conference on Military Communications and Information Systems (ICMCIS) : [англ.] / Niranjan Suri, Mauro Tortonesi, James Michaelis … [et al.]. — 2016. — P. 1–8. — ISBN 978-1-5090-1777-5. — doi:10.1109/ICMCIS.2016.7496574.
  • Chudzikiewicz, Jan. Fault-tolerant techniques for the Internet of Military Things // 2015 IEEE 2nd World Forum on Internet of Things (WF-IoT) : [англ.] / Jan Chudzikiewicz, Janusz Furtak, Zbigniew Zielinski. — 2015. — P. 496–501. — ISBN 978-1-5090-0366-2. — doi:10.1109/WF-IoT.2015.7389104.