Utilizarea vehiculelor de suprafață și subacvatice fără pilot de diferite tipuri, precum și a altor sisteme robotizate în rezolvarea unei game largi de sarcini în interesul forțelor navale și al gărzilor de coastă din țările de frunte ale lumii s-a răspândit în ultimii ani și tinde pentru a continua dezvoltarea rapidă.
Unul dintre motivele pentru care specialiștii navali acordă atenție creării de roboți subacvatici este eficiența ridicată a utilizării lor în luptă în comparație cu mijloacele tradiționale de care dispune comanda forțelor navale ale țărilor lumii până acum. De exemplu, în timpul invaziei Irakului, comanda grupului US Navy din Golful Persic care folosea vehicule subacvatice fără pilot autonome a reușit să elimine minele și alte obiecte periculoase din mine și alte obiecte periculoase din zona de apă a golfului cu un o suprafață de un sfert de milă pătrată (aproximativ 0,65 km pătrați), în ciuda faptului că, așa cum a remarcat unul dintre reprezentanții marinei americane corespondentului Associated Press, un detașament tipic de scafandri miner ar fi luat 21 de zile pentru a face acest lucru.
În același timp, lista sarcinilor rezolvate de vehiculele subacvatice fără pilot este în continuă extindere și, pe lângă cele tradiționale și cele mai frecvente - căutarea minelor și obiectelor explozive, asigurarea diverselor operațiuni subacvatice, precum și recunoașterea și observarea - include deja soluția sarcinilor de șoc și lucrează la lucrări mai complexe și inaccesibile anterior „Roboților în curele de umăr” din zona litorală, unde trebuie să distrugă minele și alte elemente de apărare anti-amfibie a inamicului. Condițiile specifice folosirii lor în luptă sunt apa puțin adâncă, curenții puternici de maree, valurile, topografia dificilă a fundului etc. - Ca rezultat, acestea conduc la crearea de mecanisme caracterizate prin complexitate tehnică ridicată și originalitatea soluțiilor utilizate. Cu toate acestea, această originalitate merge adesea lateral pentru ei: clientul nu este încă pregătit pentru introducerea masivă a acestor monștri artificiali în trupe.
"CANCER" COMPOSIT METALIC
Unul dintre primii roboți militari creați pentru a lucra în zona „plajă” în pregătirea operației amfibii, poate fi considerat un mic robot subacvatic autonom de crustacee cunoscut sub numele de vehicul subacvatic autonom bentic ambulant, care poate fi tradus din engleză ca „mers bentic (jos) vehicul subacvatic autonom.
Acest aparat cântărind doar 3,2 kg a fost dezvoltat pe bază de inițiativă de specialiști de la Marine Science Center din Northeastern University, situat în Boston, Massachusetts (SUA), sub conducerea dr. Joseph Ayers. Clientul lucrării a fost Direcția de Cercetare a Marinei SUA (ONR) și Agenția de Proiecte de Cercetare Avansată în Apărare din Ministerul Apărării SUA (DARPA).
Dispozitivul este un robot autonom de jos din așa-numita clasă biomimetică (roboți similari cu unele mostre ale lumii animale. - V. Sch.), Care arată ca un cancer și este conceput pentru a efectua recunoașterea și acțiunea împotriva minelor în litoral. zona și pe prima linie de coastă, precum și la fundul râurilor, canalelor și altor rezervoare naturale și artificiale de mică adâncime.
Robotul are un corp dintr-un material compozit durabil, lung de 200 mm și lățime de 126 mm, opt picioare mecanice cu câte trei grade de libertate fiecare, precum și o pereche de picioare din față, asemănătoare cu crabul sau ghearele de crab, și una din spate, asemănătoare cozii unui crab, suprafețe pentru stabilizarea hidrodinamică a robotului sub apă lungime de aproximativ 200 mm fiecare (adică, fiecare suprafață este comparabilă ca lungime cu corpul robotului). Picioarele mecanice sunt puse în mișcare de mușchii artificiali din aliaj de nichel-titan cu efect de memorie de formă (aliaj de memorie de formă NiTi), iar dezvoltatorii au decis să utilizeze modulația lățimii impulsurilor în unități.
Acțiunile robotului sunt controlate folosind un controler de rețea neuronală care implementează un model comportamental împrumutat de dezvoltatori din viața homarilor și adaptat condițiilor de utilizare în luptă a acestor roboți. Mai mult, specialiștii Universității Northeastern au ales homarul american ca sursă pentru dezvoltarea modelului comportamental al robotului în cauză.
„Modurile și comportamentele pe care le-au folosit homarii pentru a găsi hrană de milenii pot fi la fel de bine folosite de un robot pentru a găsi mine”, a declarat liderul proiectului, dr. Joseph Ayers, de la Centrul de Științe Marine ale Universității Northeastern.
Sistemul de control la bord al robotului pentru cancer se bazează pe un sistem de calcul de tip Persistor bazat pe un microprocesor Motorola MC68CK338, iar sarcina utilă a dispozitivului a inclus un sistem de comunicație hidroacustică, o busolă și un inclinometru / accelerometru bazat pe MEMS (MEMS - sistem microelectromecanic).
Un scenariu tipic pentru utilizarea în luptă a acestui robot arăta așa. Un grup de raci robotici este livrat în zona de aplicare folosind un transportor special în formă de torpilă (trebuia să creeze ceva de genul unei versiuni subacvatice a unui container mic de marfă folosit în Forțele Aeriene). După împrăștiere, roboții, conform unui program prestabilit, au trebuit să efectueze recunoașterea sau recunoașterea suplimentară a zonei desemnate, să identifice elemente ale sistemului de apărare anti-amfibiu al inamicului, în special în ceea ce privește minele și alte obiecte explozive etc. În cazul producției la scară largă, prețul de achiziție al unui cancer robotizat ar putea fi de aproximativ 300 USD.
Cu toate acestea, se pare că problema nu a depășit construcția mai multor prototipuri și testele lor scurte. Principalul client potențial, Marina, care a alocat inițial aproximativ 3 milioane de dolari pentru aceste studii, nu și-a exprimat interesul în continuare pentru proiect: ultima dată când dezvoltarea Universității Northeastern a fost demonstrată specialiștilor din comanda Marinei SUA, aparent, în 2003. Probabil că nu au existat clienți printre participanții la acele expoziții în care a fost demonstrată această invenție.
CRAB "ARIEL II"
O încercare de a crea un robot bazat pe caracteristicile structurale ale „fructelor de mare”, și mai precis - un crab, a fost întreprinsă și de specialiștii companiei americane „AyRobot”. Compania este astăzi unul dintre cei mai mari dezvoltatori și producători mondiali de roboți de diferite tipuri în scopuri militare și civile, iar volumul livrărilor lor a fost mult timp estimat în milioane. Înființată în 1990, compania a fost implicată în mod regulat din 1998 în interesele DARPA sau ale altor divizii ale agențiilor militare și de securitate ale Statelor Unite, precum și ale altor țări ale lumii.
Robotul dezvoltat de specialiștii companiei a fost numit Ariel II și este clasificat ca vehicul subacvatic cu picioare autonome (ALUV). Este conceput pentru a căuta și înlătura minele și diversele obstacole din sistemul de apărare anti-amfibiu al inamicului situat în zona de coastă a apelor puțin adânci și pe „plajă”. O caracteristică a robotului, potrivit dezvoltatorilor, este capacitatea sa de a rămâne funcțional chiar și într-o stare inversată.
„Ariel II” cântărește aproximativ 11 kg și poate suporta o sarcină utilă de până la 6 kg. Lungimea corpului aparatului este de 550 mm, lungimea maximă pentru manipulatorii cu busolă și inclinometru este de 1150 mm, lățimea este de 9 cm în poziție joasă și 15 cm - pe „picioare” ridicate. Robotul este capabil să funcționeze la adâncimi de până la 8 m. Sursă de energie - 22 de baterii nichel-cadmiu.
Structural, „Ariel II” este un aparat asemănător crabului, cu un corp principal și șase picioare atașate de acesta, care au două grade de libertate. Toate echipamentele electronice vizate plasate la bordul „crabului în uniformă” ar trebui, conform planului dezvoltatorilor, să fie amplasate într-un modul sigilat. Sistemul de gestionare a sarcinii țintă este distribuit. Lucrările la acest robot de acțiune împotriva minelor au fost efectuate în baza contractelor emise de agenția DARPA și de US Navy Research Office.
Scenariul pentru utilizarea în luptă a acestor roboți este în multe feluri similar cu cel descris mai sus, cu o singură diferență: robotul avea un mod de distrugere a minelor. După ce a găsit o mină, robotul s-a oprit și a luat o poziție în imediata apropiere a minei, așteptând comanda. La primirea semnalului corespunzător de la postul de comandă, robotul a detonat o mină. Astfel, „turma” acestor roboți ar putea distruge simultan aproape complet sau chiar complet câmpul minat antiamfibiu din zona debarcării planificate de asalt amfibiu. Dezvoltatorul a propus, de asemenea, o opțiune care nu prevedea rolul unui kamikaze: robotul a plasat pur și simplu o sarcină explozivă pe mină și s-a retras la o distanță sigură înainte de explozie.
Unul dintre prototipurile robotului - căutătorul de mine "Ariel". Fotografie de pe www.irobot.com
Ariel II și-a demonstrat capacitatea de a găsi mine în timpul a cel puțin trei teste. Primul a fost realizat într-o zonă de coastă superficială în zona Riviera Beach, lângă orașul Riviera, Massachusetts; al doilea se află în zona Panama City, Florida, finanțat de Boeing Corporation, iar al treilea se află în zona Monterey Bay pentru National Geographic Group. Aparent, acest proiect nu a mai avut o dezvoltare ulterioară (inclusiv datorită rezultatelor departe de a fi clare ale acestor teste), iar clientul militar, care a finanțat lucrările în prima etapă, ar fi considerat o altă dezvoltare a aceleiași companii mai promițătoare, cunoscută sub numele de „Transfibian” și discutat mai jos. Deși și aici, nu totul este atât de simplu.
„TRANSFIBIA” DIN MASSACHUSETS
Un alt vehicul subacvatic fără pilot pentru muncă în zona litorală, care este listat de compania „AyRobot”, nu a fost dezvoltat inițial de specialiștii săi, ci a fost moștenit de la compania „Nekton Corporation”, pe care a achiziționat-o în septembrie 2008 pentru 10 milioane USD
Acest dispozitiv a fost denumit „Transfibian” (Transfibian) și a fost creat în interesul armatei pentru a căuta și distruge minele de diferite tipuri prin auto-detonare folosind o încărcătură explozivă la bord cu o greutate de 6, 35 kg și un semnal furnizat de un operator la distanță.
„Transfibianul” este un vehicul subacvatic autonom fără echipaj de dimensiuni mici (portabil) de aproximativ 90 cm lungime. Diferența sa principală față de alte submersibile cu acțiune în mină din zona litorală este utilizarea unei metode combinate de mișcare: în coloana de apă, dispozitivul se mișcă cu ajutorul a două perechi de „aripioare”, precum un pește sau un mamifer piniped, și de-a lungul fundului, cu ajutorul aceloriași „aripioare”, se târăște deja. În același timp, în materialele dedicate acestei dezvoltări, se susține că „aripioarele” au șase grade de libertate. Așa cum a fost conceput de dezvoltatori, acest lucru oferă posibilitatea utilizării la fel de eficiente a aparatului luat în considerare atât în ape puțin adânci, cât și la adâncimi mari și, de asemenea, mărește semnificativ mobilitatea acestuia și capacitatea de a depăși obstacolele de natură diferită.
Ca sarcină utilă, a fost planificată utilizarea diferitelor echipamente de căutare până la o cameră optoelectronică de dimensiuni mari, care urma să fie suspendată pe suporturi speciale sub partea centrală a caroseriei vehiculului.
Situația dezvoltării nu este în prezent în totalitate clară, deoarece secțiunea dedicată vehiculului subacvatic fără pilot „Transfibian” este absentă chiar și pe site-ul companiei dezvoltatoare. Deși o serie de surse susțin că a fost în favoarea acestui dispozitiv, departamentul militar american a preferat, abandonând dezvoltarea considerată anterior a aceleiași companii - vehiculul subacvatic fără pilot Ariel II. Cu toate acestea, este probabil ca proiectul să fi fost închis sau înghețat, deoarece specialiștii navali americani erau, ca să spunem ușor, nemulțumiți de o serie de parametri importanți ai vehiculului subacvatic fără pilot în cauză.
PISTA AMFIBIEI
Ultimul eșantion de vehicule nelocuite conceput pentru a căuta și distruge minele, precum și pentru a efectua recunoașterea apărării inamice anti-amfibii în așa-numita zonă de surf, pe care o vom lua în considerare aici, a fost creat de specialiștii faimoasei companii americane Foster- Miller, care s-a specializat în dezvoltarea roboților militari și de poliție. Lucrările la acest dispozitiv, denumit Tactically Adaptable Robot, au fost efectuate în cadrul Programului MCM Very Shallow Water / Surf Zone MCM, finanțat de conducerea de cercetare a US Navy.
Acest eșantion a fost un vehicul amfibiu fără echipaj, urmărit, dezvoltat folosind dezvoltările obținute de Foster-Miller la crearea unui robot de sol de dimensiuni mici Lemming, comandat de DARPA. Astfel, acest dispozitiv este capabil să funcționeze atât pe fundul mării în apă puțin adâncă lângă coastă (într-un râu, lac etc.), cât și pe coastă. În același timp, dezvoltatorul a oferit posibilitatea echipării dispozitivului cu diverse opțiuni pentru elemente de alimentare (baterii reîncărcabile), senzori și alte sarcini utile, care a fost amplasat într-un compartiment cu un volum util de aproximativ 4500 de metri cubi. inci (aproximativ 0,07 metri cubi).
Prototipul construit al dispozitivului are următoarele caracteristici tactice și tehnice: lungime - 711 mm, lățime - 610 mm, înălțime - 279 mm, greutate (în aer) - 40, 91 kg, viteză maximă - 5,4 km / h, croazieră maximă autonomie - 10 mile. Ca sarcină utilă, a fost planificat dezvoltarea de senzori tactili (senzori tactili), un gradometru magnetic, un senzor magneto-inductiv pentru detectarea obiectelor fără contact etc.
Echipamentul de la bord al robotului amfibiu ar trebui să includă ajutoare de navigație (sistem cu senzori multipli pentru determinarea poziției spațiale a vehiculului utilizând filtrul Kalman; sistem de navigație pentru lucrul în apă SINS (Swimmer Inshore Navigation System); receptorul diferențialului subsistemul sistemului global de navigație prin satelit (DGPS); busolă pe trei axe; contoare; senzor giroscopic de rată de falci etc.) și comunicații (receptor radio ISM și modem acustic subacvatic), iar sistemul de control de la bord se bazează pe un PC / 104 computer standard.
Rezultatele sondajului zonei desemnate a zonei de apă (fundul mării) de către fiecare dintre roboții amfibi alocați pentru aceasta - și operațiunea este planificată folosind un grup de dispozitive similare - sunt transmise la consola operatorului, unde un dispozitiv digital harta acestei zone este formată pe baza lor.
Specialiștii de la Foster-Miller și de la divizia de sisteme costiere ale Centrului de război de suprafață al US Navy au efectuat împreună un ciclu de testare a unui prototip al sistemului în cauză, în timpul căruia au trebuit să demonstreze capacitatea unui robot amfibiu de a rezolva următoarele sarcini:
- căutați diverse obiecte în zona desemnată a zonei de apă;
- căutarea și identificarea obiectelor de pe fundul mării;
- inspecție completă și aprofundată a zonei litorale (zona de surf) la locul viitoarei operațiuni de asalt amfibiu;
- menținerea unei comunicări bidirecționale cu operatorul de pe nava de transport sau de pe postul de comandă de coastă;
- rezolvarea sarcinilor necesare offline.
În iulie 2003, acest robot amfibiu a fost arătat tuturor din Boston ca parte a unei expoziții organizate de Direcția de Cercetare a Marinei SUA în timpul Boston Harborfest și mai devreme, în 2002, armata SUA a folosit aceste dispozitive într-o versiune optimizată pentru utilizare pe uscat, în timpul unei operații de cercetare a peșterilor din munții Afganistanului.
Starea sistemului este indicată ca „în curs de dezvoltare”, contractele pentru orice producție în serie de roboți amfibi nu au fost încă încheiate (cel puțin informații despre acest lucru nu au fost făcute publice), prin urmare este probabil ca clientul, reprezentat de Comandamentul US Navy nu și-a manifestat încă un interes activ pentru continuarea lucrărilor la proiect. În plus, nu există nicio mențiune asupra acestui sistem robotizat pe site-ul US Navy în secțiunea dedicată Forțelor și facilităților de acțiune a minelor pentru programul zonelor cu apă foarte superficială și a zonei de surf.
PERICOL POTENȚIAL
În general, se poate afirma că sarcina de a căuta, detecta, clasifica și distruge minele din zona litorală și de pe prima linie de coastă („plajă”), precum și de a detecta diferite elemente de apărare inamică anti-amfibie rămâne una dintre cele mai importante componente ale procesului complex pentru navele din țările de frunte ale lumii susțin operațiunile de asalt amfibiu. Mai ales cele care au loc pe întinderi necunoscute de coastă.
În acest sens, ne putem aștepta la dezvoltarea în continuare a lucrărilor privind crearea instrumentelor robotizate concepute pentru a rezolva problemele de mai sus. Deși, după cum se poate observa din informațiile de mai sus, sarcina de a crea vehicule nelocuite și mai ales autonome capabile să funcționeze în condiții extrem de dificile ale zonei litorale (zona de surf, pe prima linie de coastă), caracterizată printr-o topografie de fund complexă, adâncimi superficiale și curenți puternici, nu este nicidecum simplu și nu duce întotdeauna la rezultatele dorite și satisfăcătoare pentru client.
Pe de altă parte, în 2008, pe paginile resursei online NewScientist.com, a fost publicat material pe baza previziunilor făcute de experții britanici și americani cu privire la cele mai grave amenințări științifice și tehnice cu care se poate confrunta omenirea în viitorul previzibil. … Și ceea ce este remarcabil, potrivit autorilor prognozei, una dintre amenințările cu un grad ridicat de probabilitate poate fi dezvoltarea excesiv de rapidă a roboților biomimetici - sisteme create pe baza împrumutului anumitor eșantioane ale naturii planetei. Cum ar fi, de exemplu, vehiculele subacvatice fără pilot autonome, create similar cu anumite eșantioane de faună marină atât în sens constructiv, cât și în raport cu modelele comportamentale implementate în sistemele lor de control.
Potrivit oamenilor de știință britanici, „reproducerea” rapidă a acestui tip de roboți biomimetici poate deveni o nouă specie ocupantă pe planeta noastră și poate intra într-o confruntare pentru posesia spațiului de locuit cu foștii lor creatori. Fantastic? Da, probabil. Dar acum câteva secole, submarinul Nautilus, rachetele spațiale și laserele de luptă păreau fantastice. Și specialistul în robot biomimetic Robert Full, care lucrează la Universitatea din California la Berkeley, subliniază: „În opinia mea, în această etapă, știm prea puțin despre posibilele amenințări pentru a ne planifica în mod corespunzător evoluțiile”.
