רפאל היא חברה עם הרבה היסטוריה, שמתחילה עוד לפני הקמת המדינה עם חיל המדע (חמ"ד), לאחר מכן האגף למחקר ותיכוּן (אמ"ת), הרשות לפיתוח אמצעי לחימה (רפא"ל) ולבסוף הקמת החברה הממשלתית רפאל-מערכות לחימה מתקדמות ב-2002. ולמרות 72 שנים ויותר של ותק, היא עוסקת בטכנולוגיות המתקדמות ביותר בחזית המדע והפיתוח. למשל בראייה ממוחשבת ובינה מלאכותית, שהן נושא הכתבה הזו.
מערכת "הדק חכם" בפעולה
(צילום: דובר צה"ל )
פורטפוליו המוצרים של רפאל מכיל מבחר מרשים של כלי משחית, שצריכים בהחלט להדאיג את מי שנמצא על הכוונת שלהם. אפשר למצוא שם למשל את "קטלנית" (שם מסחרי: Samson-RWS), עמדות נשק נשלטות מרחוק עם יכולת לירי במקלע כבד, תותח ושיגור טילי נ"ט "גיל" (Spike) אלקטרו-אופטיים מדויקים. נמצאת שם גם מערכת ההגנה לטנקים ונגמ"שים "מעיל רוח", שיודעת לחסל טילי נ"ט לפני שהם מתקרבים, טילי אוויר-קרקע “ברד” (SPICE) המצוידים בבינה מלאכותית אוטונומית, ומערכות הגנה כמו "שרביט קסמים", "כיפת ברזל", אפילו "כיפת רחפן" (Drone Dome) להגנה כנגד רחפנים עוינים. ואלה הדברים הבסיסיים.
קחו למשל את מערכת ImiSight, שמציגה בפני הלוחמים והמפקדים תמונת עולם מודיעין Visint מפורטת, על בסיס חיישנים מסוגים רבים, עיבוד תמונה וניתוח ויזואלי. או יותר מזה, מערכת "הדק חכם", שמייצגת את שדה הקרב העתידי, ושנרכשה כבר לשימוש בצה"ל. היא שהופכת את שדה הקרב למעין זירת משחק אסטרטגיות, רק עם חיילים בשר ודם ואויבים אמיתיים בשטח. כל הגורמים בשטח חולקים את אותה מפת מודיעין. לפי תפיסת הקרב, הלוחם בשטח מקבל בזמן אמת את כל המודיעין שהוא זקוק לו.
בשטח ינועו כלי הקרב האולטימטיביים מסוג “כרמל”, מבצרים משוריינים ממונעים, חמושים עד השיניים בכל כלי הנשק האפשריים, שמופעלים כל אחד על-ידי שני חיילים ללא כל חלון או צריח: תמונת העולם המלאה, רבודה בכל המידע הנדרש ללחימה, מוצגת בפניהם על "הקוקפיט השקוף", מסכי ההפעלה של הכלי. בין השאר הם ישתמשו במערכת "מראה דרך" לניווט ללא GPS (שאותו קל לשבש) שעושה שימוש ביכולות ניתוח תמונה מתקדמות של צילום תלת-ממדי של הזירה, שנקלט ועובד זמן קצר לפני כן באמצעות מצלמות על כלי הרכב בצירוף צילומי מל"טים, לוויינים ורחפנים.
הרכש החדש של רפאל היא חברת סייטקס (Sightx) שהוקמה בבעלות משותפת של רפאל וחלק מבעלי המניות של אניויז'ן (Anyvision), על בסיס החלק הצבאי של הטכנולוגיה של אניוויז'ן. לפני כמה חודשים רפאל הדגימה יישומים של הטכנולוגיה הזו: מערכת לזיהוי מטרה אוטומטי (ATR), שמסמנת את המטרות ומגדירה את מהותן, למשל האם אלה חמושים או אזרחים תמימים. חלק ממקורות המידע האלה הם רחפנים רובוטיים RAVEN או כלבים רובוטיים SPIRIT שנועדו לספק מודיעין מתוך מבנים. רפאל לא הצהירה על שימוש ביכולות הנוספות של אניויז'ן – זיהוי בני אדם – מה שהיה יכול למשל לאפשר לאתר מבוקשים במהירות.
מודעות מרחבית
יש מרכיב אחד משותף לכל המערכות האלה, מרכיב שבדרך כלל לא מקדישים לו תשומת לב מרובה: היכולות המתקדמות בתחום הראייה הממוחשבת, עיבוד המידע והבינה המלאכותית. אז הנה ההזדמנות לשים את הפוקוס על הטכנולוגיה. אנחנו משוחחים עם ירון, הטכנולוג הראשי של תחום הראייה הממוחשבת בחטיבת ההנדסה של רפאל, ומזווית הראייה שלו, הטכנולוגיות האלה הן החלק המעניין באמת. את היבטי הלחימה הוא משאיר לאחרים.
אומר ירון: "אנחנו מהנדסי חשמל, אנשי מדעי המחשב, הנדסת מחשבים, מתמטקאים ופיזיקאים. הפתרונות שלנו נועדו למערכות שמותקנות עליהן מצלמות, מערכות קרקעיות, טילים, מערכות יבשתיות, מערכות תצפית. הרבה פעמים מדובר על מצלמות מיוחדות, כאלה שעובדות בלילה, בתנאי מזג אוויר וטמפרטורות קיצוניות. האלגוריתמים שאנחנו מפתחים נועדו להתמודד עם האתגרים האלה".
למעשה, כלי לחימה כמו כרמל, כמו קטלנית, אפילו טיל כמו ספייק, הם היום מערכת ממוחשבת שמצוידת באמצעי ראייה וביכולות עיבוד של בינה מלאכותית. "לכל מערכת יש מטרות שמעניינות אותה, ואחרי שהיא גילתה מטרה, היא גם צריכה לשמור על מגע איתה ולדעת איפה היא נמצאת", הוא אומר, "מעבר לזה יש לה מודעות מרחבית - המצלמה שעליה רוצה לדעת איפה היא נמצאת ובאמצעות ראייה ממוחשבת עוזרים לכלי לדעת איפה הוא נמצא ומה הנ.צ. המדויק של כל מטרה".
לדבריו, מערכות כמו הדק חכם משתפות את המידע הזה בין כל הגורמים המעורבים. מטרה שסומנה על-ידי מישהו, תיראה אצל כולם. "זה יכול להיות רכב, אדם, הרבה דברים. ואם הוא נע, אז המיקום שלו נע במפה", הוא אומר, "המערכות האלה מספקות לכלים את המיקום העצמי, זה ווייז בשטח בכל רגע נתון, שלפיו אפשר לדעת לאן להתקדם ואיפה המטרה".
הוא מציין כי קבוצת סייטקס פועלת כקבוצה נפרדת ברפאל, עם שיתופי פעולה עם שאר המפתחים. "יש להם ניסיון גם בזיהוי פנים וגם באלגוריתמים של למידה עמוקה, כולל הפעלה על מחשבים קטנים, בעלי הספק נמוך ואנחנו נעזרים ביכולות האלה. יש הרבהשימושים במערכות האלה, אפשר רק לדמיין מה אפשר לעשות איתן, למשל הבחנה בין עמית לטורף או זיהוי בלתי מעורבים, וזה עוזר למערכות אוטונומיות לדעת לזהות את מה שמעניין אותן".
(מערכת Drone Dome של רפאל)
נכנסים למטריקס
אורית עדן היא מנהלת מחלקת הראייה הממוחשבת לתפיסה חזותית ברפאל. המחלקה שלה מפותחות כמה מהיכולות המעניינות יותר ואולי גם בעלות הפוטנציאל הגדול יותר לשימושים אזרחיים. "יצירת התמונות, העיבוד וניתוח התמונות הם תחומים שמייצרים אינסוף שימושים גם בתחומי המחקר האקדמי, גם בתעשייה האזרחית וגם בתעשייה הביטחונית", היא אומרת. עדן מקדמת שיתופי פעולה, ימי עיון ופרויקטים משותפים עם חוקרים מהאקדמיה ויזמים טכנולוגיים, ומאמינה שהקשר הזה מעודד חשיבה יצירתית ומוביל להישגים אצל כל השותפים.
מערכות ראייה ממוחשבות נמצאות על מרבית כלי הלחימה שבקטלוג של רפאל. לא רק על כלים ממונעים ורובוטים מצלמים, אלא גם על טילים שמשוגרים במהירות אדירה לעבר המטרה. המצלמות פועלות ביום ובלילה, בכל תנאי מזג האוויר, בכל טווחי המרחק, בכל הטמפרטורות, לפעמים הן מצלמות תוך תנועה במהירויות מטורפות. במרבית המקרים התמונות לא משובחות כמו אלה שצילמתם באייפון 12 פרו החדש שלכם ועדיין הדרישה היא לזהות במידה המרבית נוכחות של אנשים, מבנים, כלי רכב, כלי מלחמה.
כדי לעשות את זה פיתחו ברפאל טכנולוגיה לשיפור תמונה, שמסוגלת להגביר רזולוציה של תמונה, למזג בין תמונות שצולמו בטכנולוגיות שונות ולהביא לכך שהתוצאה הסופית ניתנת לזיהוי טוב יותר על-ידי אדם או על-ידי הבינה המלאכותית. "הטכנולוגיה של עיבוד התמונה מאפשרת לנו למקסם את המידע שזמין לנו על ידי שיפור איכות התמונה ולהבין טוב יותר מה אנחנו רואים בתמונה", אומרת עדן, "זה מאפשר לשלב אותן במערכות אוטונומיות וזולות כמו רחפנים או רובוטים וגם בכלי רכב אוטונומיים. הרעיון הוא להביא את התמונה לאיכות כזו, שנוכל להבחין מה רואים בה ולהפיק ממנה מסקנות, גם בעין אנושית וגם בעיבוד באמצעות ראיית ממוחשבת ולמידת מכונה שהמטרה שלה היא הבנה אוטומטית של התמונה".
למידת מכונה היא סוג של בינה מלאכותית שדורש הרבה אימון, מה שאומר כמות אדירה של נתונים שעל פיהם המערכת לומדת לזהות את העולם שלה. הבעיה היא שבעולמות הצבאיים יש פחות כמויות נתונים מאשר בעולמות האזרחיים. רפאל נעזרת בנתונים שצברו כל המערכות שלה עד כה, אבל לזה היא מוסיפה נתוני סימולציה, שמיוצרים על ידי מערכות מחשב, על מנת לאמן מערכות מחשב.
כלי רכב אוטונומי לא יעלה על הכביש לפני שהבינה המלאכותית שלו סיימה את לימודי הנהיגה. בכלי לחימה צבאיים ההכשרה מסובכת בהרבה. המקום לאמן את הבינה המלאכותית היא מערכת סימולציה שפיתחו ברפאל, שמציגה עולם וירטואלי בדיוק פוטו-ריאליסטי. בין השאר שולבו בעולם הוירטואלי הזה יכולות מעולמות הגיימינג, שגם הם מתמקדים בבניית סימולציה של המציאות. אם תרצו, זה ה"מטריקס" של רפאל.
עכשיו תארו לעצמכם שהעלתם רכב קרקעי משוריין חמוש בטילים על גבעה וירטואלית, הכל קורה בתוך מערכת מחשב. ואתם רוצים ללמד אותו להיזהר ולא ליפול לתהום שלפניו. עדן אומרת שלשם כך פיתחו ברפאל טכנולוגיה של למידה מחיזוקים: "הרעיון הבסיסי הוא שהמכונה תלמד להתנהג בסביבה שבה היא תצטרך לפעול באמצעות שכר ועונש על הצלחות וכשלונות", היא אומרת, "המכונה תקבל ציון רע על התנגשות במכשול או דריסה של הולך רגל. זה כמו ילד שלומד ללכת בפעם הראשונה, באמצעות ניסוי וטעייה".
כשהמערכת מגיעה לבשלות גבוהה היא יוצאת לעולם האמיתי, מנווטת את דרכה על גבעות אמיתיות. אבל אם תשאלו אותנו, בשלב הזה של לבחור בין הגלולה הכחולה לאדומה, אולי עדיף להחליט להישאר בעולם הווירטואלי היפה כל כך ולא להיקלע למלחמה אמיתית חס ושלום.
