Kamery widzą tylko powierzchnię. Termowizja bywa zdradliwa. Radar ma swoje ograniczenia, a dron nadal nie przeciska się przez ściany i blachę. Właśnie w tym miejscu rodzą się pomysły, które brzmią jak żywcem wyjęte z popkultury, a nawet gier wideo, bo czy ktoś z Was nie kojarzy oszustwo w postaci wall-hacka? DARPA, czyli agencja znana z tego, że lubi zadawać inżynierom niewygodne pytania, chce opracować właśnie “typowe WH”, bo odpaliła program XENA, który ma doprowadzić do sytuacji, w której “rentgen” przestaje być narzędziem do pracy na metr i staje się narzędziem do pracy na kilometr. Nie w sensie ładnego obrazka jak z tomografu w szpitalu, tylko sprawdzania tego, czy w środku jest ukryta komora, broń, ładunek, albo element konstrukcji, który zmienia ocenę ryzyka.
“Widzenie” czy raczej “zgadywanie” przez ściany?
“Rentgen na kilometr” łatwo sobie wyobrazić jako potężny skaner, który po prostu robi to samo co dziś, ale z większej odległości. Tyle że DARPA opisuje to wyzwanie technologiczne inaczej, bo w gruncie rzeczy chodzi o długodystansowe obrazowanie transmisyjne promieniami X, gdzie dochodzą dwa dodatkowe kłopoty – dramatycznie mało danych (sygnał jest słaby i zaszumiony) oraz rozmycie ruchu, które przy pracy z ziemi, pojazdu albo platformy powietrznej jest niemal pewne. Do tego dochodzi trzeci klocek: brak wiedzy o wnętrzu obiektu, czyli praca “w ciemno”, a więc bez komfortu, że algorytm wie, czego szuka.
Czytaj też: Zdradzili coś, co miało zostać tajemnicą? USA chronią myśliwiec F-47 jak tajemnicę państwową
W klasycznym tomografie albo w przemysłowej kontroli prześwietleniowej w grę wchodzi stabilny układ, znane parametry ekspozycji, precyzyjna kalibracja oraz powtarzalne warunki. DARPA wprost porównuje stan sztuki do tomografii na dystansie pojedynczych metrów i mówi o ambicji przesunięcia granicy o trzy rzędy wielkości, bo do zakresu kilometra. Jest to z kolei przeogromny przeskok i właśnie dlatego firma RTX, czyli wykonawca prac w ramach XENA, akcentuje nie “nowy skaner”, tylko nowe algorytmy. W jego opisie kluczowy jest pomysł łączenia kilku słabych, ziarnistych ujęć w jeden bardziej użyteczny wynik. Oznacza to, że w zamiast liczyć na jeden perfekcyjny skan, zbiera się garść nieidealnych “migawek” i szuka wspólnych wzorców, które pozwolą odtworzyć geometrię obiektów stworzonych przez człowieka.
Jeśli kojarzysz tryb nocny w smartfonach, to intuicja jest podobna, choć stawka i ograniczenia są inne. Tam też nie wygrywa pojedyncze zdjęcie, tylko fuzja wielu klatek i matematyka, która wyciąga strukturę z szumu. Różnica polega na tym, że tu nie walczysz z niedoborem światła widzialnego, tylko z niedoborem fotonów o energii, którą DARPA klasyfikuje jako “twarde” promieniowanie X (co najmniej 150 keV).
Problemów z “widzeniem przez ściany na kilometr” jest cała masa
W tym miejscu warto się zatrzymać i postawić najważniejsze pytanie: co dokładnie oznacza “rentgen z kilometra” w tym konkretnym przypadku? DARPA używa sformułowania “non-imaging analysis” i pisze o “użytecznych wnioskach”, a nie o klasycznym obrazie jak z CT. To może być celowy wybór, bo w praktyce na polu walki albo w dynamicznej sytuacji kryzysowej często nie potrzebujesz pięknego przekroju 3D, a odpowiedzi typu “tu jest pustka, której nie powinno być”, “tu są gęstości pasujące do czegoś metalowego”, “to wygląda jak wnęka”, “to ma symetrię typową dla komory”. Innymi słowy, w grę wchodzi bardziej analiza i klasyfikacja niż fotografia.
Czytaj też: Venom zaskoczył. Zbudowali bezzałogowy samolot uderzeniowy w 71 dni
Druga rzecz sprowadza się do tego, że przy promieniowaniu X nie ma darmowych cudów. Im dalej jest od obiektu, tym słabszy sygnał na detektorze (choćby przez rozchodzenie się wiązki i rozpraszanie), a do tego obiekt sam w sobie pochłania i miesza informację. Algorytmy potrafią dużo, ale nie stworzą szczegółu z niczego. Mogą za to wycisnąć maksimum z danych, które dziś uznalibyśmy za bezużyteczne. Dokładnie to DARPA opisuje jako “wykorzystanie nierozdzielonych” promieniowań (nie tylko X, ale też gamma czy nawet mionów) jako potencjalnie nową dziedzinę rozpoznania.
Właśnie dlatego w komunikacie firmy RTX mocno wybija się też wątek symulacji. Zamiast budować gigantyczne zbiory treningowe z realnych pomiarów na ekstremalnych dystansach (co byłoby drogie, ryzykowne i logistycznie trudne), zespół ma opierać się na modelowaniu i testowaniu w środowiskach symulacyjnych, a dopiero potem weryfikować to praktycznie. Takie podejście ma sens, ale ma też klasyczny haczyk: symulacja jest tak dobra, jak założenia. Jeśli modele nie obejmą kluczowych efektów (ruch, rozpraszanie, nietypowe materiały, nietypowa geometria), algorytm nie będzie odpowiednio precyzyjny.
Jest jeszcze trzeci, najbardziej niewygodny obszar: bezpieczeństwo i konsekwencje uboczne. Program dotyczy transmisyjnego obrazowania promieniami X, więc prędzej czy później pojawia się temat dawek, ekspozycji i tego, jak projektuje się system, żeby nie zamienić “narzędzia rozpoznania” w problem dla własnych ludzi i cywilów w pobliżu celu. DARPA publicznie nie opisuje parametrów sprzętowych ani geometrii przyszłych systemów (możliwe, że nie chce ich opisywać) ale sam fakt, że nacisk kładzie na algorytmy, może sugerować chęć pracy na możliwie niskich liczbach fotonów i na danych, które powstają w trudnych warunkach.
Czytaj też: Okręty rodem z legend to już teraźniejszość. Niszczycielskie floty widmo nadchodzą
Na dziś wiemy natomiast, kto to robi i gdzie. RTX prowadzi prace z udziałem Georgia Institute of Technology, a działania mają toczyć się na dwóch różnych uniwersytetach. Reszta (harmonogram, docelowa konfiguracja sprzętowa, to, jak bardzo “obraz” będzie obrazem) zostaje w dużej mierze po stronie programu i jego kolejnych etapów.
