Lielāka autonomija zemes sistēmām
Slavenākā sistēmu klase ar autonomu funkcionalitāti, ko pašlaik izmanto dažu valstu bruņotie spēki, ir bruņutehnikas aktīvās aizsardzības sistēmas (SAZ), kas spēj patstāvīgi iznīcināt uzbrūkošās prettanku raķetes, nevadāmās raķetes un šāviņus. AES parasti ir radaru vai infrasarkano staru sensoru kombinācija, kas nosaka uzbrūkošos līdzekļus, un ugunsdrošības kontroles sistēma, kas izseko, novērtē un klasificē draudus.
Viss process no atklāšanas brīža līdz šāviņa izšaušanas brīdim ir pilnībā automatizēts, jo cilvēka iejaukšanās var to palēnināt vai savlaicīgu iedarbināšanu padarīt pilnīgi neiespējamu. Operatoram ne tikai fiziski nebūs laika dot komandu izšaut pretmetienu, viņš pat nevarēs kontrolēt atsevišķas šī procesa fāzes. Tomēr BACS vienmēr ir ieprogrammēts iepriekš, lai lietotāji varētu paredzēt precīzus apstākļus, kādos sistēmai būtu jāreaģē un kādos apstākļos nevajadzētu. Draudu veidi, kas izraisīs BAC reakciju, ir zināmi iepriekš vai vismaz ir paredzami ar augstu noteiktības pakāpi.
Līdzīgi principi regulē arī citu autonomu sauszemes ieroču sistēmu darbību, piemēram, vadāmo raķešu pārtveršanas sistēmas, artilērijas šāviņus un mīnas, ko izmanto, lai aizsargātu militārās bāzes kara zonās. Tādējādi gan APS, gan pārtveršanas sistēmas var uzskatīt par autonomām sistēmām, kurām pēc aktivizēšanas nav nepieciešama cilvēka iejaukšanās.
Izaicinājums: zemes mobilo robotu autonomija
Mūsdienās uz zemes izvietotas mobilās sistēmas parasti tiek izmantotas, lai atklātu sprāgstvielas un tās neitralizētu vai reljefa vai ēku iepazīšanu. Abos gadījumos robotus attālināti kontrolē un uzrauga operatori (lai gan daži roboti var veikt vienkāršus uzdevumus, piemēram, pārvietoties no punkta uz punktu bez pastāvīgas cilvēku palīdzības). “Iemesls, kāpēc cilvēku līdzdalība joprojām ir ļoti svarīga, ir tas, ka uz zemes esošajiem mobilajiem robotiem ir milzīgas grūtības darboties patstāvīgi sarežģītā un neparedzamā reljefā. Vadiet automašīnu, kas patstāvīgi pārvietojas pa kaujas lauku, kur tai jāapiet šķēršļi, jābrauc prom ar kustīgiem objektiem un jāatrodas ienaidnieka ugunī. daudz grūtāk - neparedzamības dēļ - nekā izmantot autonomas ieroču sistēmas, piemēram, iepriekšminēto SAZ,”sacīja Mareks Kalbarčiks no Eiropas Aizsardzības aģentūras (EDA). Tāpēc zemes robotu autonomija mūsdienās joprojām aprobežojas ar vienkāršām funkcijām, piemēram, "seko man" un navigāciju uz norādītajām koordinātām. Sekot man var izmantot bezpilota transportlīdzekļi, lai sekotu citam transportlīdzeklim vai karavīram, savukārt navigācija ceļa punktā ļauj transportlīdzeklim izmantot koordinātas (nosaka operators vai iegaumē sistēma), lai sasniegtu vēlamo galamērķi. Abos gadījumos bezpilota transportlīdzeklis izmanto GPS, radaru, vizuālos vai elektromagnētiskos parakstus vai radio kanālus, lai sekotu līderim vai konkrētam / iegaumētam maršrutam.
Karavīra izvēle
No darbības viedokļa šādu atsevišķu funkciju izmantošanas mērķis parasti ir:
• samazinot risku karavīriem bīstamās zonās, aizstājot vadītājus ar bezpilota transportlīdzekļiem vai bezpilota braukšanas komplektiem ar autonomu karavānas izsekošanu, vai
• atbalsta sniegšana karaspēkam attālos apgabalos.
Abas funkcijas parasti balstās uz tā saukto šķēršļu novēršanas elementu, lai novērstu sadursmes ar šķēršļiem. Sakarā ar sarežģītu reljefu un atsevišķu reljefa apgabalu formu (pauguri, ielejas, upes, koki utt.), Punktu platformās, ko izmanto zemes platformās, jāiekļauj lāzera radars vai lidar (LiDAR - gaismas noteikšana un diapazons) vai jāspēj izmantot iepriekš ielādētas kartes. Tomēr, tā kā lidar paļaujas uz aktīviem sensoriem un tāpēc to ir viegli noteikt, pētniecības uzmanības centrā tagad ir pasīvās attēlveidošanas sistēmas. Tomēr ar iepriekš ielādētām kartēm pietiek, ja bezpilota transportlīdzekļi darbojas labi zināmā vidē, kurai detalizētas kartes jau ir pieejamas (piemēram, robežu vai kritiskās infrastruktūras uzraudzība un aizsardzība). Tomēr katru reizi, kad zemes robotiem jāiekļūst sarežģītā un neparedzamā telpā, lidar ir būtisks, lai pārvietotos starppunktos. Problēma ir tā, ka lidar ir arī ierobežojumi, tas ir, tā uzticamību var garantēt tikai bezpilota transportlīdzekļiem, kas darbojas salīdzinoši vienkāršā apvidū.
Tāpēc šajā jomā ir nepieciešami turpmāki pētījumi un attīstība. Šim nolūkam ir izstrādāti vairāki prototipi, lai demonstrētu tehniskus risinājumus, piemēram, ADM-H vai EuroSWARM, lai izpētītu, pārbaudītu un demonstrētu uzlabotas funkcijas, tostarp autonomu navigāciju vai bezpilota sistēmu sadarbību. Tomēr šie paraugi joprojām ir izpētes sākuma stadijā.
Priekšā ir daudz grūtību
Lidara ierobežojumi nav vienīgā problēma, ar ko saskaras uz zemes esošie mobilie roboti (HMP). Saskaņā ar pētījumu "Terrain fit and bezpilota zemes sistēmu integrācija", kā arī pētījumu "Visu tehnisko un drošības pamatprasību noteikšana militārajiem bezpilota transportlīdzekļiem, strādājot kombinētā misijā, kurā iesaistītas pilotējamas un bezpilota sistēmas" (SafeMUVe), finansēts Eiropas Aizsardzības aģentūra izaicinājumus un iespējas var iedalīt piecās dažādās kategorijās:
1. Darbības: Ir daudz potenciālu uzdevumu, kurus var apsvērt mobilajiem zemes robotiem ar autonomām funkcijām (sakaru centrs, novērošana, zonu un maršrutu iepazīšana, ievainoto evakuācija, masu iznīcināšanas ieroču izlūkošana, sekošana vadītājam ar kravu, preču pavadīšana, maršrutu tīrīšana utt.), taču joprojām trūkst darbības koncepciju, lai to visu atbalstītu. Tādējādi uz zemes bāzētu mobilo robotu ar autonomām funkcijām izstrādātājiem ir grūti izstrādāt sistēmas, kas precīzi atbilstu militārpersonu prasībām. Forumu vai darba grupu organizēšana bezpilota transportlīdzekļu lietotājiem ar autonomām funkcijām varētu atrisināt šo problēmu.
2. Tehniskais: Pašpietiekamo HMP potenciālie ieguvumi ir ievērojami, taču ir tehniskie šķēršļi, kas vēl jāpārvar. Atkarībā no paredzētā uzdevuma KMR var aprīkot ar dažādiem borta aprīkojuma komplektiem (sensori izlūkošanai un masu iznīcināšanas ieroču novērošanai vai novērošanai un noteikšanai, manipulatori sprāgstvielu vai ieroču sistēmu apstrādei, navigācijas un vadības sistēmas), operatora vadības komplekti un vadības iekārtas …Tas nozīmē, ka dažas traucējošas tehnoloģijas ir ļoti nepieciešamas, piemēram, lēmumu pieņemšana / kognitīvā skaitļošana, cilvēka un mašīnas mijiedarbība, datora vizualizācija, akumulatora tehnoloģija vai sadarbības informācijas apkopošana. Jo īpaši nestrukturētā un apstrīdētā vide ļoti apgrūtina navigācijas un vadības sistēmu darbību. Šeit ir jādodas uz jaunu sensoru (siltuma neitronu detektori, interferometri, kuru pamatā ir atdzesēta atomu tehnoloģija, viedie izpildmehānismi uzraudzībai un kontrolei, uzlaboti elektromagnētiskās indukcijas sensori, infrasarkanie spektroskopi) izstrādes ceļu, piemēram, decentralizētu un kopīgu SLAM (Vienlaicīga lokalizācija un kartēšana). Lokalizācija un kartēšana) un trīsdimensiju reljefa izpēte, relatīvā navigācija, uzlabota esošo sensoru datu integrācija un saplūšana, kā arī mobilitātes nodrošināšana, izmantojot tehnisko redzējumu. Problēma slēpjas ne tik daudz tehnoloģiskajā būtībā, jo lielākā daļa šo tehnoloģiju jau tiek izmantotas civilajā jomā, bet gan regulējumā. Patiešām, šādas tehnoloģijas nevar uzreiz izmantot militāriem mērķiem, jo tās ir jāpielāgo īpašām militārām prasībām.
Tieši tāds ir EAO OSRA visaptverošās stratēģiskās izpētes programmas mērķis, kas ir instruments, kas var nodrošināt nepieciešamos risinājumus. OSRA ietvaros tiek izstrādāti vairāki tā sauktie tehnoloģiskie celtniecības bloki jeb TBB (Technology Building Block), kam vajadzētu novērst tehnoloģiskās nepilnības, kas saistītas ar zemes robotiem, piemēram: apkalpotu un neapdzīvotu platformu kopīgas darbības, adaptīva mijiedarbība starp cilvēku un cilvēku. bezpilota sistēma ar dažādiem autonomijas līmeņiem; kontroles un diagnostikas sistēma; jaunas lietotāja saskarnes; navigācija, ja nav satelīta signālu; autonomas un automatizētas vadības, navigācijas un vadības un lēmumu pieņemšanas algoritmi apkalpes un bezpilota platformām; vairāku robotu un to kopīgo darbību kontrole; augstas precizitātes ieroču vadība un kontrole; aktīvās vizualizācijas sistēmas; mākslīgais intelekts un lieli dati lēmumu pieņemšanas atbalstam. Katra TVB pieder īpašai grupai vai CapTech, kurā ir valdības, rūpniecības un zinātnes eksperti. Katras CapTech grupas uzdevums ir izstrādāt ceļvedi savai TVB.
3. Normatīvie / juridiskie: Būtisks šķērslis autonomo sistēmu ieviešanai militārajā arēnā ir piemērotu verifikācijas un novērtēšanas metodiku vai sertifikācijas procesu trūkums, kas nepieciešami, lai apstiprinātu, ka pat mobilais robots ar visvienkāršākajām autonomajām funkcijām spēj pareizi un droši darboties pat naidīgā un izaicinošā vidē. Civilā pasaulē pašbraucošās automašīnas saskaras ar tām pašām problēmām. Saskaņā ar SafeMUVe pētījumu galvenais ierobežojums, kas noteikts konkrētu standartu / labākās prakses ziņā, ir moduļos, kas saistīti ar augstāku autonomijas līmeni, proti, automatizāciju un datu apvienošanu. Tādi moduļi kā, piemēram, "Ārējās vides uztvere", "Lokalizācija un kartēšana", "Uzraudzība" (lēmumu pieņemšana), "Satiksmes plānošana" utt., Joprojām ir vidējā tehnoloģiskās sagatavotības līmenī un, lai gan ir vairāki risinājumi un algoritmi, kas paredzēti dažādu uzdevumu veikšanai, bet standarts vēl nav pieejams. Šajā sakarā ir arī kavēšanās saistībā ar šo moduļu pārbaudi un sertificēšanu, ko daļēji risina Eiropas iniciatīva ENABLE-S3. EAO jaunizveidotais testa centru tīkls bija pirmais solis pareizajā virzienā. Tas ļauj valstu centriem īstenot kopīgas iniciatīvas, lai sagatavotos daudzsološu tehnoloģiju testēšanai, piemēram, robotikas jomā.
4. Personāls: Plašāka bezpilota un autonomu zemes sistēmu izmantošana prasīs izmaiņas militārās izglītības sistēmā, tostarp operatoru apmācību. Pirmkārt, militārajam personālam ir jāsaprot sistēmas autonomijas tehniskie principi, lai vajadzības gadījumā to pareizi darbinātu un kontrolētu. Uzticēšanās radīšana starp lietotāju un autonomo sistēmu ir priekšnoteikums, lai plašāk piemērotu sauszemes sistēmas ar augstāku autonomijas līmeni.
5. Finanšu: Kamēr globālie komerciālie spēlētāji, piemēram, Uber, Google, Tesla vai Toyota, iegulda miljardiem eiro pašbraucošās automašīnās, militārpersonas tērē daudz pieticīgākas summas bezpilota sistēmām, kuras tiek sadalītas arī starp valstīm, kurām ir savi nacionālie plāni. šādu platformu izstrādi. Jaunajam Eiropas Aizsardzības fondam vajadzētu palīdzēt konsolidēt finansējumu un atbalstīt sadarbības pieeju, lai izstrādātu uz zemes esošus mobilos robotus ar modernākām autonomām funkcijām.
Eiropas aģentūras darbs
EOA jau vairākus gadus aktīvi darbojas zemes mobilo robotu jomā. Sadarbības pētniecības projektos, piemēram, SAM-UGV vai HyMUP, ir izstrādāti īpaši tehnoloģiju aspekti, piemēram, kartēšana, maršruta plānošana, sekošana līderim vai izvairīšanās no šķēršļiem; abus līdzfinansē Francija un Vācija.
Projekta SAM-UGV mērķis ir izstrādāt atsevišķu tehnoloģiju demonstrācijas modeli, kura pamatā ir mobila zemes platforma, kurai raksturīga gan aparatūras, gan programmatūras modulāra arhitektūra. Jo īpaši tehnoloģiju demonstrācijas paraugs apstiprināja mērogojamas autonomijas koncepciju (pārslēgšanās starp tālvadības pulti, daļēji autonomu un pilnībā autonomu režīmu). Projekts SAM-UGV tika tālāk attīstīts projekta HyMUP ietvaros, kas apstiprināja iespēju veikt kaujas misijas ar bezpilota sistēmām, saskaņojot ar esošajiem pilotējamiem transportlīdzekļiem.
Turklāt patlaban PASEI projekts un SafeMUVe un SUGV pētījumi risina patstāvīgo sistēmu aizsardzību pret apzinātu iejaukšanos, drošības prasību izstrādi jauktiem uzdevumiem un HMP standartizāciju.
Uz ūdens un zem ūdens
Automātiskās jūras sistēmas (AMS) būtiski ietekmē kara būtību un visur. Militārajās sistēmās izmantojamo sastāvdaļu un tehnoloģiju plašā pieejamība un izmaksu samazināšana ļauj arvien lielākam skaitam valsts un nevalstisku dalībnieku piekļūt pasaules okeānu ūdeņiem. Pēdējos gados ekspluatēto AWS skaits ir vairākkārt palielinājies, un tāpēc ir obligāti jāīsteno atbilstošas programmas un projekti, kas nodrošinātu flotes ar nepieciešamajām tehnoloģijām un iespējām, lai garantētu drošu un brīvu navigāciju jūrās un okeānos.
Pilnībā autonomu sistēmu ietekme jau ir tik spēcīga, ka jebkurai aizsardzības nozarei, kas palaidīs garām šo tehnoloģisko izrāvienu, pietrūks arī nākotnes tehnoloģiskā attīstība. Bezpilota un autonomas sistēmas ar lieliem panākumiem var izmantot militārajā jomā, lai veiktu sarežģītus un smagus uzdevumus, jo īpaši naidīgos un neparedzamos apstākļos, ko jūras vide skaidri un ilustrē. Jūras pasauli ir viegli apstrīdēt, tā bieži nav atrodama kartēs un tajā ir grūti orientēties, un šīs autonomās sistēmas var palīdzēt pārvarēt dažas no šīm problēmām. Viņiem ir iespēja veikt uzdevumus bez tiešas cilvēka iejaukšanās, izmantojot darbības režīmus, jo datorprogrammas mijiedarbojas ar ārējo telpu.
Var droši apgalvot, ka AMS izmantošanai jūras operācijās ir visplašākās izredzes, un tas viss ir "pateicoties" jūras telpas naidīgumam, neparedzamībai un lielumam. Ir vērts atzīmēt, ka nepārvaramās slāpes iekarot jūras telpas kopā ar vissarežģītākajiem un progresīvākajiem zinātniskajiem un tehnoloģiskajiem risinājumiem vienmēr ir bijušas panākumu atslēga.
AMS iegūst arvien lielāku popularitāti jūrnieku vidū, kļūstot par flotu neatņemamu sastāvdaļu, kur tās galvenokārt tiek izmantotas misijās, kas nav nāvējošas, piemēram, mīnu darbībā, izlūkošanai, novērošanai un informācijas vākšanai. Bet autonomajām jūras sistēmām ir vislielākais potenciāls zemūdens pasaulē. Zemūdens pasaule kļūst par arvien sīvāku strīdu arēnu, cīņa par jūras resursiem saasinās, un tajā pašā laikā ir liela nepieciešamība nodrošināt jūras ceļu drošību.
