Moderne KI-Klassifizierung ist die Grundlage für die neuesten Missionsunterstützungssysteme und Folgeeffekte, die die Effektivität und Kampfkraft auf dem Gefechtsfeld revolutionieren werden, so Thales. Dennoch können die meisten gepanzerten Plattformen sie nicht effektiv nutzen – nicht etwa, weil ihre Sensoren unzureichend wären oder die Algorithmen noch nicht ausgereift wären, sondern weil die dazwischenliegende Computerarchitektur für eine andere technologische Ära konzipiert wurde. „Der limitierende Faktor für den großflächigen Einsatz von KI ist nicht die Plattform selbst, sondern die darin verbaute Verarbeitungshardware“, so Stewart, Leiter der Digitalstrategie bei Thales. Darum ist Rechenleistung jetzt so wichtig.
Thales DigitalCrew bereits im Einsatz
Die Fähigkeiten von Thales DigitalCrew sind nach eigenen Angaben bereits im Einsatz und liefern operative Vorteile. DigitalCrew nutzt traditionelle mathematische Algorithmen zur Erkennung, Verfolgung und Bildfusion und laufen laut Thales einwandfrei auf der aktuellen Rechenleistung. Thales: „Diese Bausteine haben sich auf heutigen Plattformen bewährt und helfen den Besatzungen, potenzielle Bedrohungen in komplexen Gefechtsfeldern zu erkennen und zu verfolgen. Dies gilt nicht für die KI-Klassifizierung und die daraus resultierenden Folgeeffekte.“
Es geht hier nicht um inkrementelle Verbesserungen, sondern um die Erschließung völlig neuer Fähigkeiten durch bereits installierte Sensoren. Diese Folgeeffekte verwandeln Rohdaten in einen entscheidenden taktischen Vorteil. Ein solcher Fähigkeitssprung erfordert jedoch eine signifikante Steigerung der Rechenleistung. Thales sieht dabei aber eine strukturelle Herausforderung: Beschaffung versus Technologieentwicklung.
Die Verteidigungsbeschaffung in ihrer jetzigen Form legt technische Spezifikationen Jahre vor der Einführung fest. Die Entwicklungszyklen von Plattformen können 15 Jahre oder länger dauern, von der Konzeption bis zum Einsatz im Feld. Dieser Zeitrahmen ist ideal für Komponenten mit einer Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten – wie etwa Panzerung, Antriebsstränge und optische Systeme. Diese bleiben während der gesamten Einsatzdauer einer Plattform einsatzfähig.
Die GPU-Entwicklung folgt jedoch einem völlig anderen Rhythmus. Neue GPU-Architekturen erscheinen alle drei bis fünf Jahre und einige Hersteller stellen den Support in ähnlichen Abständen ein. Dies erschwert die Entwicklung von Algorithmen für ältere Hardware zunehmend. Die Folge ist eine unüberwindbare Diskrepanz zwischen der Spezifikation der Verarbeitungshardware in der Entwurfsphase und der Leistungsfähigkeit der Algorithmen bei der Einführung.
Die Wirtschaft hat sich an diese Realität angepasst und arbeitet mit drei- bis fünfjährigen Hardware-Aktualisierungszyklen, um mit der technologischen Entwicklung Schritt zu halten. Die Verteidigungsbeschaffung muss ähnliche Iterationszyklen für die Verarbeitungshardware einführen und gleichzeitig längere Lebenszyklen für die Plattformen selbst gewährleisten.
Die Folgen einer Nichtbeachtung sind bereits sichtbar. Man denke an eine Plattform, deren Computerhardware Anfang der 2010er-Jahre spezifiziert wurde und die nun Mitte der 2020er-Jahre eingesetzt wird. Die Sensoren sind weiterhin einsatzbereit und werden die gesamte Lebensdauer der Plattform überdauern. Die GPU stößt jedoch bereits jetzt an ihre Grenzen, wenn es um die Ausführung aktueller Algorithmen geht. Bei der Berechnung von Klassifizierungsalgorithmen erreicht sie lediglich 5–6 Bilder pro Sekunde (fps) anstatt der benötigten 30–60 fps. Die Folge sind ruckelige, für die Bediener unbrauchbare Darstellungen – geeignet nur für die maschinelle Datenübertragung, nicht aber für Echtzeit-Entscheidungen der Besatzung.
Die Auswirkungen dieser Diskrepanz sind gravierend. Moderne gepanzerte Kampffahrzeuge verfügen über Dutzende von Kameras, die eine 360-Grad-Rundumsicht ermöglichen. Dennoch können die Besatzungen maximal zwei Bildquellen gleichzeitig überwachen. Eine KI-gestützte Klassifizierung könnte alle Bildquellen parallel überwachen und die Besatzung bei Bedrohungen alarmieren. Die Algorithmen und Sensoren sind vorhanden. Die Verarbeitungshardware ist jedoch nicht in der Lage, sie in Echtzeit zu verbinden.
Dadurch gehen wichtige taktische Vorteile verloren. Passive Entfernungsmessung beispielsweise würde es der Besatzung ermöglichen, die Entfernung zu einem Ziel ohne Laserortung zu bestimmen und so die eigene Position nicht preiszugeben. Algorithmen zur Bedrohungspriorisierung können mehrere Ziele anhand von Typ, Reichweite und Verhalten bewerten und anschließend empfehlen, welches Ziel zuerst angegriffen werden soll. Die Klassifizierung ermöglicht die Analyse der Fahrzeugkonfiguration, die Bestimmung der Geschützausrichtung und die Anomalieerkennung – alles Fähigkeiten, die Besatzungen dabei helfen, unter Druck schnellere und fundiertere Entscheidungen zu treffen.
Am wichtigsten ist jedoch, dass die KI-Klassifizierung die kognitive Belastung reduziert. Wenn die KI die Überwachungsaufgaben übernimmt, anstatt dass die Besatzungen alles im Blick behalten müssen, können sich die Besatzungen auf die Entscheidungsfindung und den Kampf konzentrieren.
Der Weg nach vorn mit DigitalCrew: Verarbeitungshardware als Verbrauchsmaterial betrachten
„Wir müssen erkennen, dass GPU-Hardware geplante Austauschzyklen von drei bis fünf Jahren erfordert, unabhängig vom Lebenszyklus der Plattform. Eine praktische Möglichkeit, dies zu realisieren, ist ein Hardware-as-a-Service-Modell für militärische Plattformen, bei dem die integrierte Rechenleistung im Rahmen eines Vertrags bereitgestellt, gewartet und in regelmäßigen Abständen erneuert wird, um die KI-Leistung über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten“, so Stewart.
Die Umsetzung in großem Maßstab erfordert eine gemeinsame, GPU-fähige Verarbeitungsarchitektur über alle Plattformen und Bereiche hinweg. Standardisierte Schnittstellen würden die Bausteine von DigitalCrew wirklich portabel machen – einmal entwickeln, überall einsetzen, ohne die Software für jedes neue System neu entwickeln zu müssen.
Die Vorteile der Bausteine von DigitalCrew liegen auf der Hand:
- Agilität: Der geplante GPU-Austausch alle drei bis fünf Jahre hält die Verarbeitungsleistung mit der Algorithmusentwicklung Schritt, ohne auf den Austausch der Plattform warten zu müssen.
- Portabilität: Die standardisierte Architektur ermöglicht die einmalige Entwicklung und den Einsatz auf beliebigen Plattformen, ohne Neuentwicklung für jede einzelne Plattform.
- Kosten: Reduzierte Integrationskosten und planbare Budgets für die Hardware-Erneuerung über die gesamte Lebensdauer der Plattform.
- Sofortiger Nutzen: Nutzung von KI-Funktionen in bestehenden Flotten ohne Fahrzeugaustausch.
Es geht nicht darum, zwischen neuen Plattformen und neuen Prozessoren zu wählen – es geht darum, zu erkennen, dass sie in unterschiedlichen Zeiträumen agieren. Neue Plattformen sind unerlässlich, aber ihre Verarbeitungsarchitektur muss von Anfang an für regelmäßige Hardware-Updates ausgelegt sein.
Sensoren und Fahrzeugplattformen bleiben über Jahrzehnte einsatzfähig. Der limitierende Faktor für ihre Wirksamkeit ist die Computerhardware zwischen den Sensoren und dem Schützen. Indem diese Hardware als Verschleißteil betrachtet wird, das regelmäßig erneuert werden muss, können Streitkräfte neue Leistungssteigerungen durch KI-Technologie erzielen, ohne die Fahrzeugflotten komplett umrüsten zu müssen.
Der nächste große Sprung in der Leistungsfähigkeit von gepanzerten Fahrzeugen wird nicht durch ein neues Turmdesign, einen neuen Motor oder eine neue Karosserie erreicht. Er wird durch die Aufrüstung der internen Grafikprozessoren (GPUs) ermöglicht – nicht weil die Plattform ersetzt werden muss, sondern weil der technologische Fortschritt dies erfordert. Die Armeen, die dies verstehen, werden KI-gestützte Vorteile auf bestehenden Plattformen nutzen, während andere auf die Beschaffungszyklen der nächsten Generation warten, um ähnliche Fähigkeiten zu erhalten.
Die Frage ist nicht, ob die Verarbeitungshardware modernisiert werden soll, sondern ob dies proaktiv im Rahmen einer geplanten Modernisierungsstrategie oder reaktiv geschieht, wenn die Fähigkeitslücke zu einem taktischen Nachteil wird.
Text: Redaktion/af
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