Trí tuệ nhân tạo (AI), tàu không người lái và các cảm biến mới có thể khiến tàu ngầm bỗng chốc trở nên lồ lộ, không còn chỗ ẩn náu dưới đại dương.
Trong hơn một thế kỷ, đại dương là nơi ẩn náu tuyệt vời cho những ai muốn… biến mất. Từ loại tàu ngầm U-boat thời Thế chiến thứ nhất cho đến những “quái thú” khổng lồ chạy bằng năng lượng hạt nhân lướt qua vùng nước sâu ngày nay, tàu ngầm đã phát triển mạnh mẽ dựa trên một nguyên tắc đơn giản - tàng hình.
Tàu ngầm phóng ngư lôi. Đồ họa: Euasian Times.
Trong môi trường nước, sóng âm truyền đi xa hơn và nhanh hơn so với sóng ánh sáng hoặc sóng radar. Điều này có nghĩa là âm thanh là phương cách hiệu quả nhất để phát hiện các vật thể dưới nước. Tác chiến chống tàu ngầm (ASW) hiện đại là một trò mèo vờn chuột liên tục giữa phát hiện, theo dõi và ngăn chặn tàu ngầm đối phương. Khi âm thanh là ngôn ngữ đáng tin cậy duy nhất của đại dương, ASW chủ yếu là cuộc thi “lắng nghe”.
Nhưng “trò chơi này” đang thay đổi. Những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo (AI), mạng lưới cảm biến và phương tiện tự hành đang làm xói mòn thế độc quyền của âm thanh trong hoạt động tàu ngầm.
Một thế hệ máy móc mới không biết mệt mỏi, được kết nối mạng và ngày càng thông minh đang bắt đầu tuần tra trên biển, hứa hẹn một tương lai mà ở đó, ngay cả những chiếc tàu ngầm yên tĩnh nhất cũng khó lòng ẩn mình.
Khi môi trường âm thanh đại dương ngày càng trở nên đông đúc, các lực lượng hải quân đang ngày càng chuyển sang những phương pháp phi âm thanh. Những công nghệ này phát hiện tác động của tàu ngầm thay vì tiếng ồn của nó. Các vệ tinh được trang bị radar khẩu độ tổng hợp có thể phát hiện những gợn sóng nhỏ và sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt biển do chuyển động dưới mặt biển gây ra.
Cho đến gần đây, các máy đo từ trường, với khả năng đo những nhiễu loạn nhỏ mà tàu ngầm tạo ra trong từ trường Trái Đất, vẫn bị giới hạn về mặt vật lý và độ nhạy. Các máy dò dị thường từ trường được sử dụng cho ASW chỉ có thể hoạt động hiệu quả ở độ cao thấp và tầm ngắn.
Các máy đo từ trường lượng tử mới nổi, sử dụng cơ học lượng tử, hứa hẹn sẽ cải thiện độ nhạy lên rất nhiều lần. Về lý thuyết, chúng có thể phát hiện sự hiện diện của một vỏ tàu bằng thép cách xa hàng chục kilomet, đặc biệt là khi được triển khai theo nhóm trên máy bay không người lái hoặc tàu mặt nước.
Một kỹ thuật được gọi là cảm biến âm thanh phân tán (DAS) có thể biến các cáp ngầm dưới biển thông thường - chủ yếu được sử dụng cho truyền tín hiệu internet - thành các cảm biến rung động. Nó hoạt động bằng cách đo những thay đổi nhỏ về độ biến dạng trong các sợi cáp quang.
Thông qua DAS, một tuyến cáp xuyên đại dương đơn lẻ có thể trở thành một micro dưới nước khổng lồ (“ống nghe dưới nước”). Về nguyên tắc, điều này sẽ cho phép phát hiện tàu ngầm băng qua một bồn trũng đại dương lớn dựa trên các sóng áp suất nhỏ được ghi lại trong các sợi cáp bên dưới nó.
Tàu tự hành dưới biển
Cốt lõi của cuộc cách mạng trong lĩnh vực chống ngầm (ASW) là các phương tiện mặt nước không người lái (USV). Những tàu tự hành này đa dạng về loại, từ tàu nhỏ chạy bằng năng lượng mặt trời đến tàu lớn, có khả năng hoạt động lâu dài trên biển trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng.
Khác với tàu có người lái, USV có thể được chế tạo với chi phí thấp và số lượng lớn. Được trang bị sonar, radar, từ kế và các liên kết truyền thông, chúng là các nút di động của một mạng lưới cảm biến quy mô đại dương, có thể lắng nghe, học hỏi và thích ứng theo thời gian thực.
Tàu Sea Hunter của hải quân Mỹ - một tàu ba thân tự hành, đã chứng minh khả năng theo dõi một tàu ngầm diesel-điện trong thời gian dài mà không cần sự can thiệp của con người. Tại Anh, dự án Cetus của hải quân Hoàng gia và đội tàu không người lái thử nghiệm của họ tại Portsmouth đang khám phá những ý tưởng tương tự.
Nhưng chính sự tích hợp AI với khả năng tự động hóa đã định hình lại bức tranh. Một USV đơn lẻ, kể cả loại tinh vi, chỉ có thể quan sát một vùng biển nhỏ. Một bầy đàn gồm hàng trăm USV, mỗi chiếc đều giao tiếp qua vệ tinh, laser hoặc liên kết âm thanh, có thể chia sẻ thông tin và phối hợp hành động với nhau.
Nhân tố thay đổi cuộc chơi
AI làm được những điều mà các trắc thủ và các hệ thống cũ không thể làm được. Nó kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn thành một bức tranh tổng thể mạch lạc. Một bất thường âm thanh đơn lẻ có thể không có ý nghĩa gì, nhưng khi kết hợp với các dữ liệu khác, nó có thể tạo ra một phát hiện có độ tin cậy cao.
AI hoạt động liên tục không biết mệt mỏi. Bền bỉ là yếu tố rất quan trọng khi săn lùng dấu hiệu thoáng qua của một tàu ngầm được thiết kế theo hướng hoạt động im lặng trong nhiều tuần.
Bằng việc học cách tàu ngầm định hướng, tránh bị phát hiện và khai thác các đặc điểm môi trường, các thuật toán có thể dự đoán các vị trí và chuyển động có thể xảy ra. Điều này có thể thúc đẩy ASW chuyển từ chủ yếu là phản ứng sang dự đoán - một chuyển đổi tương tự như ngành khí tượng phát triển từ quan sát sang dự báo.
Thông qua những khả năng này, AI có thể chuyển từ chỗ chỉ đơn thuần hỗ trợ phát hiện sang điều phối phát hiện.
Tuy nhiên, con người không thoát khỏi vòng lặp. Vai trò của trắc thủ đang chuyển từ phát hiện cụ thể sang giám sát, chiến lược và điều được gọi là quản lý niềm tin.
Niềm tin là một thách thức chủ chốt: trong bối cảnh này, đó là đảm bảo những người ra quyết định hiểu AI đang làm gì và tại sao nó lại đưa ra một số khuyến nghị hành động nhất định.
Do đó, lực lượng hải quân đang đầu tư mạnh vào các hệ thống AI có thể giải thích các quyết định của mình – và các hệ thống giao tiếp mạnh mẽ cho phép người vận hành can thiệp khi cần thiết.
Một đại dương kết nối
Đến thập niên 2030, các đại dương trên thế giới có thể trở nên trong suốt đối với các cảm biến tương tự như bầu trời trước radar trong thế kỷ 20. Với hỗ trợ từ AI, nhiều máy phát và máy thu được lắp trên tàu thủy, máy bay và USV - sẽ có thể lập lưới tam giác để định vị tàu ngầm theo thời gian thực.
Các bày đàn phương tiện tự hành dưới mặt nước - những drone robot tương đối nhỏ - sẽ tuần tra gần bờ, truyền dữ liệu đến tàu nổi. Vệ tinh sẽ đánh dấu các điểm bất thường để các mạng lưới cảm biến địa phương điều tra. Và cơ sở hạ tầng sợi cáp quang trải dài dưới đáy biển có thể đóng vai trò như một mạng lưới micro dưới nước toàn cầu.
Hiện tại, tầm nhìn như vậy vẫn còn đầy tham vọng về mặt kỹ thuật. Đại dương vô cùng phức tạp: sự thay đổi nhiệt độ, các lớp muối và địa hình đáy biển đều làm biến dạng tín hiệu và gây khó khăn cho các thuật toán. Nhưng với mỗi cải tiến gia tăng trong mô hình AI và sức mạnh tính toán, những trở ngại này sẽ giảm bớt.
Khi việc phát hiện ngày càng tinh vi hơn thì tàu ngầm cũng vậy. Tương lai có thể chứng kiến tàu ngầm sử dụng hệ thống đẩy và vật liệu trong thân tàu chỉ để lại dấu hiệu tối thiểu về nhiệt hoặc âm thanh. Người ta có thể triển khai máy bay không người lái dạng mồi nhử để gây nhầm lẫn cho các hệ thống phát hiện.
Một số nhà phân tích dự đoán rằng tàu ngầm sẽ hoạt động sâu hơn và chậm hơn để tránh sự theo dõi trên diện rộng. Không loại trừ tình huống huy động lượng lớn USV nhằm gây bão hòa cho hệ thống phòng thủ của đối phương.
Do vậy tác động từ AI là rất lớn, có thể theo 2 hướng khác nhau. Hướng thứ nhất là ổn định lớn hơn, giảm động lực tấn công bất ngờ. Hướng thứ hai, ngược lại, đó là tạo bất ổn lớn hơn, khiến các nước phải chạy đua tìm cách bảo mật, che chắn cho tàu ngầm quân sự của mình.
Tàu ngầm sẽ vẫn là thứ vũ khí đáng gờm, nhưng nó sẽ không còn di chuyển vô hình như trước nữa. Đại dương đang trở nên trong suốt trước mắt của máy móc.
Vietbf @ Sưu tầm
