Dažādu veidu bezpilota virszemes un zemūdens transportlīdzekļu, kā arī citu robotizētu sistēmu izmantošana, lai risinātu visdažādākos uzdevumus pasaules vadošo valstu jūras spēku un krasta apsardzes interesēs, pēdējos gados ir kļuvusi plaši izplatīta un tendence. lai turpinātu strauju attīstību.
Viens no iemesliem, kāpēc jūras speciālisti pievērš uzmanību zemūdens robotu izveidei, ir to augstā kaujas izmantošanas efektivitāte salīdzinājumā ar tradicionālajiem līdzekļiem, kas līdz šim ir bijuši pasaules valstu jūras spēku vadības rīcībā. Piemēram, iebrukuma Irākā laikā ASV Jūras spēku grupējuma komandai Persijas līcī, izmantojot autonomus bezpilota zemūdens transportlīdzekļus, izdevās ar mīnām un mīnām un citiem bīstamiem objektiem no mīnām un citiem bīstamiem objektiem atbrīvoties no līča akvatorijas. ceturtdaļas kvadrātjūdzes (aptuveni 0,65 kv. km) platību, neskatoties uz to, ka, kā Associated Press korespondentam atzīmēja viens no ASV Jūras spēku pārstāvjiem, tipisks kalnraču nirējs būtu atdalījies 21 diena, lai to izdarītu.
Tajā pašā laikā bezpilota zemūdens transportlīdzekļu risināto uzdevumu saraksts nepārtraukti paplašinās, un papildus tradicionālajiem un izplatītākajiem - mīnu un sprādzienbīstamu priekšmetu meklēšana, dažādu zemūdens operāciju nodrošināšana, kā arī izlūkošana un novērošana - jau ietver šoka uzdevumu risināšanu un darbu pie sarežģītākiem un iepriekš nepieejamiem "Robotiem plecu siksnās" piekrastes zonā, kur tiem ir jāiznīcina mīnas un citi ienaidnieka pretspēku aizsardzības elementi. To kaujas izmantošanas īpašie nosacījumi ir sekla ūdens, spēcīga plūdmaiņu straume, viļņi, grūta grunts topogrāfija utt. - Rezultātā tiek radīti mehānismi, kuriem raksturīga augsta tehniskā sarežģītība un izmantoto risinājumu oriģinalitāte. Tomēr šī oriģinalitāte viņiem bieži vien iet uz sāniem: klients vēl nav gatavs šādu cilvēku radītu monstru masveida ieviešanai karaspēkā.
METĀLU SASTĀVS "VĒZIS"
Vienu no pirmajiem militārajiem robotiem, kas radīts darbam "pludmales" zonā, gatavojoties amfībijas operācijai, var uzskatīt par mazu vēžveidīgo autonomo zemūdens robotu, kas pazīstams kā Ambulatorā bentiskā autonomā zemūdens automašīna, ko no angļu valodas var tulkot kā "staigājošu bentiku" (apakšā) autonoms zemūdens transportlīdzeklis ".
Šo tikai 3,2 kg smago aparātu pēc iniciatīvas izstrādāja Ziemeļaustrumu universitātes Jūras zinātnes centra speciālisti, kas atrodas Bostonā, Masačūsetsā (ASV), doktora Džozefa Ajersa vadībā. Darba pasūtītājs bija ASV Jūras spēku pētniecības direktorāts (ONR) un ASV Aizsardzības ministrijas Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA).
Ierīce ir tā sauktās biomimētiskās klases apakšējais autonomais robots (roboti, kas līdzīgi dažiem dzīvnieku pasaules paraugiem. - V. Š.), Kas izskatās kā vēzis un ir paredzēts izlūkošanas un mīnu darbības veikšanai piekrastē zonā un pirmajā piekrastē, kā arī upju, kanālu un citu seklu dabisko un mākslīgo rezervuāru apakšā.
Robotam ir korpuss, kas izgatavots no izturīga kompozītmateriāla, 200 mm garš un 126 mm plats, astoņas mehāniskas kājas ar trim brīvības pakāpēm katrā, kā arī pāris priekšējās kājas, līdzīgas krabju vai krabju spīlēm, un viena aizmugure, kas atgādina krabja asti, virsmas robota hidrodinamiskai stabilizācijai zem ūdens, aptuveni 200 mm garas (tas ir, katra virsma ir garumā salīdzināma ar robota korpusu). Mehāniskās kājas iedarbina mākslīgie muskuļi, kas izgatavoti no niķeļa-titāna sakausējuma ar formas atmiņas efektu (NiTi formas atmiņas sakausējums), un izstrādātāji nolēma diskdziņos izmantot impulsa platuma modulāciju.
Robota darbības tiek kontrolētas, izmantojot neironu tīkla kontrolieri, kas īsteno uzvedības modeli, ko izstrādātāji ir aizņēmušies no omāru dzīves un pielāgoti šo robotu kaujas izmantošanas apstākļiem. Turklāt Ziemeļaustrumu universitātes speciālisti izvēlējās amerikāņu omāru kā avotu attiecīgā robota uzvedības modeļa izstrādei.
"Veidi un uzvedība, ko omāri ir izmantojuši, lai atrastu pārtiku tūkstošiem gadu, tikpat labi var tikt izmantots robotam, lai atrastu mīnas," sacīja projekta vadītājs Dr Joseph Ayers no Ziemeļaustrumu universitātes Jūras zinātnes centra.
Vēža robota borta kontroles sistēma ir balstīta uz Persistor tipa skaitļošanas sistēmu, kuras pamatā ir Motorola MC68CK338 mikroprocesors, un ierīces lietderīgajā kravā bija hidroakustiskā sakaru sistēma, kompass un uz MEMS balstīts inclinometrs / akselerometrs (MEMS - mikroelektromehāniskā sistēma).
Tipisks šī robota kaujas izmantošanas scenārijs izskatījās šādi. Robotu vēžu grupa tiek nogādāta lietošanas zonā, izmantojot īpašu torpēdveida transporta nesēju (tam vajadzēja radīt kaut ko līdzīgu gaisa spēkos izmantotam neliela kravas konteinera zemūdens variantam). Pēc izkliedēšanas robotiem saskaņā ar iepriekš noteiktu programmu bija jāveic izlūkošana vai papildu iepazīšanās ar noteikto teritoriju, jāidentificē ienaidnieka pret amfībiju aizsardzības sistēmas elementi, īpaši attiecībā uz mīnām un citiem sprādzienbīstamiem priekšmetiem utt. Liela apjoma ražošanas gadījumā viena robota vēža iegādes cena varētu būt aptuveni 300 USD.
Tomēr šķiet, ka lieta nepārsniedza vairāku prototipu konstruēšanu un to īsos testus. Galvenais potenciālais klients, Jūras spēki, kas sākotnēji šiem pētījumiem piešķīra aptuveni 3 miljonus ASV dolāru, neizteica turpmāku interesi par projektu: pēdējo reizi Ziemeļaustrumu universitātes attīstība tika demonstrēta ASV Jūras spēku komandas speciālistiem, acīmredzot, 2003. gads. Iespējams, to izstāžu dalībnieku vidū, kur tika demonstrēts šis izgudrojums, nebija klientu.
KRABI "ARIEL II"
Mēģinājumu izveidot robotu, pamatojoties uz "jūras velšu" strukturālajām iezīmēm, un konkrēti - krabju, uzņēmās arī amerikāņu kompānijas "AyRobot" speciālisti. Uzņēmums šodien ir viens no pasaules vadošajiem dažādu veidu robotu izstrādātājiem un ražotājiem militāriem un civiliem mērķiem, un to piegādes apjoms jau sen tiek lēsts miljonos. Uzņēmums, kas dibināts 1990. gadā, kopš 1998. gada regulāri ir iesaistījies DARPA vai citu ASV, kā arī citu pasaules valstu militāro un drošības aģentūru nodaļu interesēs.
Uzņēmuma speciālistu izstrādātais robots tika nosaukts par Arielu II un ir klasificēts kā autonoms kāju zemūdens transportlīdzeklis (ALUV). Tas ir paredzēts, lai meklētu un likvidētu mīnas un dažādus šķēršļus ienaidnieka pret-amfībijas aizsardzības sistēmā, kas atrodas piekrastes sekla ūdens zonā un "pludmalē". Robota iezīme, pēc izstrādātāju domām, ir tā spēja saglabāt funkcionalitāti pat apgrieztā stāvoklī.
"Ariel II" sver aptuveni 11 kg un var izturēt līdz 6 kg kravnesību. Aparāta korpusa garums ir 550 mm, maksimālais garums manipulatoriem ar kompasu un slīpuma mērītāju ir 1150 mm, platums ir 9 cm zemā stāvoklī un 15 cm - uz paceltām "kājām". Robots spēj strādāt dziļumā līdz 8 m. Barošanas avots - 22 niķeļa -kadmija baterijas.
Strukturāli "Ariel II" ir krabjiem līdzīgs aparāts ar galveno korpusu un tam piestiprinātām sešām kājām, kurām ir divas brīvības pakāpes. Visam mērķa elektroniskajam aprīkojumam, kas novietots uz "krabja formas tērpā", saskaņā ar izstrādātāju plānu jāatrodas noslēgtā modulī. Mērķa slodzes vadības sistēma ir izplatīta. Darbs pie šī mīnu novēršanas robota tika veikts saskaņā ar aģentūras DARPA un ASV Jūras spēku izpētes biroja noslēgtajiem līgumiem.
Šo robotu kaujas izmantošanas scenārijs daudzējādā ziņā ir līdzīgs iepriekš aprakstītajam, tikai ar vienu atšķirību: robotam bija mīnu iznīcināšanas režīms. Atradis mīnu, robots apstājās un ieņēma pozīciju mīnas tiešā tuvumā, gaidot komandu. Saņemot atbilstošo signālu no komandpunkta, robots uzspridzināja mīnu. Tādējādi šo robotu "ganāmpulks" vienlaikus varētu gandrīz pilnībā vai pat pilnībā iznīcināt pretminkozo mīnu lauku plānotās desanta desanta teritorijā. Izstrādātājs arī ierosināja variantu, kas neparedzēja kamikadzes lomu: robots vienkārši uzlika raktuvei sprādzienbīstamu lādiņu un pirms sprādziena atkāpās drošā attālumā.
Viens no robota prototipiem - mīnu meklētājs "Ariel". Foto no www.irobot.com
Ariel II demonstrēja spēju atrast mīnas vismaz trīs testu laikā. Pirmais tika veikts seklajā piekrastes zonā Rivjēras pludmales rajonā, netālu no Rivjēras pilsētas, Masačūsetsā; otrais atrodas Panamasitijā, Floridas apgabalā, ko finansē korporācija Boeing, bet trešais atrodas Monterejas līča rajonā, kas paredzēts National Geographic Group. Acīmredzot šis projekts netika tālāk attīstīts (tai skaitā tāpēc, ka šo testu rezultāti bija tālu no nepārprotamiem), un militārais pasūtītājs, kurš finansēja darbu pirmajā posmā, it kā uzskatīja par daudzsološāku citu tā paša uzņēmuma attīstību, kas pazīstams kā “Transfibian” un apspriests tālāk. Lai gan arī šeit viss nav tik vienkārši.
"TRANSFIBIA" NO MASSACHUSETS
Vēl viens bezpilota zemūdens transportlīdzeklis darbam piekrastes zonā, kuru uzskaita uzņēmums "AyRobot", sākotnēji nebija tā speciālistu izstrādāts, bet tika mantots no uzņēmuma "Nekton Corporation", kuru tas iegādājās 2008. gada septembrī par 10 miljoniem ASV dolāru.
Šī ierīce tika nosaukta par "Transphibian" (Transphibian) un tika izveidota militārpersonu interesēs, lai meklētu un iznīcinātu dažāda veida mīnas, pašdetonējot, izmantojot borta sprāgstvielu lādiņu, kas sver 6, 35 kg un tālvadības operatora piegādātu signālu..
"Transfibian" ir maza izmēra (pārnēsājams) autonoms bezpilota zemūdens transportlīdzeklis, kura garums ir aptuveni 90 cm. Tās galvenā atšķirība no citiem mīnu darbības zemūdens elementiem piekrastes zonā ir kombinētas kustības metodes izmantošana: ūdens kolonnā ierīce pārvietojas ar divu "spuru" pāru palīdzību, piemēram, zivim vai roņveidīgajam zīdītājam, un gar dibenu ar to pašu "spuru" palīdzību tas jau rāpo. Tajā pašā laikā materiālos, kas veltīti šai attīstībai, tiek apgalvots, ka "spurām" ir sešas brīvības pakāpes. Kā uzskata izstrādātāji, tas nodrošina iespēju vienlīdz efektīvi izmantot apskatāmo aparātu gan seklā ūdenī, gan lielā dziļumā, kā arī ievērojami palielina tā mobilitāti un spēju pārvarēt dažāda rakstura šķēršļus.
Kā derīgo kravu bija paredzēts izmantot dažādas meklēšanas iekārtas līdz liela izmēra optoelektroniskajai kamerai, kuru vajadzēja apturēt uz īpašiem stiprinājumiem zem transportlīdzekļa virsbūves centrālās daļas.
Izstrādes statuss pašlaik nav pilnīgi skaidrs, jo sadaļa, kas veltīta bezpilota zemūdens transportlīdzeklim "Transfibian", nav pat izstrādātāja uzņēmuma vietnē. Lai gan vairāki avoti apgalvo, ka tieši par labu šai ierīcei Amerikas militārais departaments deva priekšroku, atsakoties no iepriekš apsvērtās tā paša uzņēmuma - bezpilota zemūdens transportlīdzekļa Ariel II - attīstības. Tomēr, visticamāk, projekts tika slēgts vai iesaldēts, jo amerikāņu jūras spēku speciālisti, maigi izsakoties, bija neapmierināti ar vairākiem svarīgiem attiecīgā bezpilota zemūdens transportlīdzekļa parametriem.
TRACK AMFĪBAS
Pēdējo neapdzīvoto transportlīdzekļu paraugu, kas paredzēts mīnu meklēšanai un iznīcināšanai, kā arī ienaidnieka pret-amfībijas aizsardzības izlūkošanai tā sauktajā sērfošanas zonā, ko mēs šeit apskatīsim, izveidoja slavenās amerikāņu kompānijas Foster- speciālisti. Millers, kas specializējās militāro un policijas robotu izstrādē. Darbs pie šīs ierīces, ko sauc par taktiski pielāgojamo robotu, tika veikts ļoti sekla ūdens / sērfošanas zonas MCM programmas ietvaros, ko finansēja ASV Jūras spēku pētniecības vadība.
Šis paraugs bija bezpilota, kāpurķēžu amfībijas transportlīdzeklis, kas izstrādāts, izmantojot Foster-Millera sasniegumus, veidojot maza izmēra zemes robotu Lemming, pēc DARPA pasūtījuma. Tādējādi šī ierīce spēj darboties gan jūras gultnē seklā ūdenī netālu no krasta (upē, ezerā utt.), Gan piekrastē. Tajā pašā laikā izstrādātājs paredzēja iespēju aprīkot ierīci ar dažādām barošanas elementu (uzlādējamu bateriju), sensoru un citas lietderīgās slodzes iespējām, kas atradās nodalījumā ar lietderīgo tilpumu aptuveni 4500 kubikmetru. collas (apmēram 0,07 kubikmetri).
Konstruētajam ierīces prototipam ir šādas taktiskās un tehniskās īpašības: garums - 711 mm, platums - 610 mm, augstums - 279 mm, svars (gaisā) - 40, 91 kg, maksimālais ātrums - 5,4 km / h, maksimālais kreisēšanas ātrums diapazons - 10 jūdzes. Kā derīgo slodzi bija paredzēts izstrādāt taustes sensorus (pieskāriena sensorus), magnētisko gradiometru, magnetoinduktīvo sensoru bezkontakta objektu noteikšanai u.c.
Amfībijas robota borta aprīkojumā ir jāiekļauj navigācijas palīglīdzekļi (vairāku sensoru sistēma transportlīdzekļa telpiskā stāvokļa noteikšanai, izmantojot Kalmana filtru; navigācijas sistēma darbam seklā ūdenī SINS (Swimmer Inshore Navigation System); diferenciāļa uztvērējs) globālās navigācijas satelītu sistēmas (DGPS) apakšsistēma; trīs asu kompass; odometri; griešanās ātruma žiroskopa sensors utt.) un sakari (ISM radio uztvērējs un zemūdens akustiskais modems), un borta vadības sistēma ir balstīta uz datoru / 104 standarta dators.
Katra šim mērķim piešķirtā amfībijas robota veiktās ūdens zonas (jūras dibena) apsekošanas rezultāti - un operācija tiek plānota, izmantojot līdzīgu ierīču grupu - tiek pārsūtīti uz operatora konsoli, kur tiek uz to pamata tiek veidota šīs teritorijas karte.
Speciālisti no Fostera-Millera un ASV Jūras spēku Virsmas kara centra piekrastes sistēmu nodaļas kopīgi veica attiecīgās sistēmas prototipa pārbaudes ciklu, kura laikā viņiem bija jāpierāda abinieku robota spēja atrisināt šādus uzdevumus:
- dažādu objektu meklēšana akvatorijas noteiktajā zonā;
- objektu meklēšana un identificēšana jūras gultnē;
- pilnīga un rūpīga piekrastes zonas (sērfošanas zonas) apsekošana gaidāmās amfībijas uzbrukuma vietā;
- divvirzienu sakaru uzturēšana ar pārvadātāja kuģa vai piekrastes komandpunkta operatoru;
- nepieciešamo uzdevumu risināšana bezsaistē.
2003. gada jūlijā šis amfībijas robots tika parādīts ikvienam Bostonā izstādes ietvaros, ko Bostonas ostas laikā organizēja ASV Jūras spēku pētniecības direktorāts, un agrāk, 2002. gadā, ASV armija izmantoja šīs ierīces versijā, kas optimizēta lietošanai uz sauszemes., operācijas laikā, lai apsekotu alas Afganistānas kalnos.
Sistēmas statuss ir norādīts kā "izstrādes stadijā", līgumi par jebkādu sērijveida amfībijas robotu ražošanu vēl nav noslēgti (vismaz informācija par to nav publiskota), tāpēc ir iespējams, ka klients, ko pārstāv ASV Jūras spēku komanda vēl nav izrādījusi aktīvu interesi turpināt darbu pie projekta. Turklāt šajā robotu sistēmā nav minēts ASV Jūras spēku tīmekļa vietnes sadaļā, kas veltīta pretmīnu spēkiem un iekārtām ļoti sekla ūdens teritorijām un sērfošanas zonas programmai.
POTENCIĀLS APDRAUDĒJUMS
Kopumā var apgalvot, ka uzdevums meklēt, atklāt, klasificēt un iznīcināt mīnas piekrastes zonā un pirmajā piekrastē ("pludmalē"), kā arī atklāt dažādus ienaidnieka pret-amfībijas aizsardzības elementus pasaules vadošo valstu flotēm sarežģītā procesa svarīgākās sastāvdaļas atbalsta amfībiju uzbrukuma operācijas. Īpaši tie, kas notiek nepazīstamos piekrastes posmos.
Šajā sakarā mēs varam sagaidīt turpmāku darbu pie robotu rīku izveides, kas paredzēti, lai atrisinātu iepriekš minētās problēmas. Lai gan, kā redzams no iepriekš minētās informācijas, uzdevums izveidot neapdzīvotus un īpaši autonomus transportlīdzekļus, kas spēj darboties ārkārtīgi sarežģītos piekrastes zonas apstākļos (sērfošanas zona, pirmajā piekrastē), ko raksturo sarežģīta grunts topogrāfija, sekls dziļums un spēcīgas straumes, nebūt nav vienkārša un ne vienmēr noved pie vēlamiem un klientam apmierinošiem rezultātiem.
No otras puses, vēl 2008. gadā tiešsaistes resursa NewScientist.com lapās tika publicēts materiāls, pamatojoties uz britu un amerikāņu ekspertu prognozēm par visnopietnākajiem zinātniskajiem un tehniskajiem draudiem, ar kuriem cilvēce varētu saskarties pārskatāmā nākotnē. … Un kas ir ievērojams, pēc prognozes autoru domām, viens no draudiem ar lielu varbūtības pakāpi var būt pārmērīgi strauja biomimētisko robotu attīstība - sistēmas, kas izveidotas, pamatojoties uz konkrētu planētas dabas paraugu aizņemšanos. Piemēram, autonomi bezpilota zemūdens transportlīdzekļi, kas radīti līdzīgi noteiktiem jūras faunas paraugiem gan konstruktīvā nozīmē, gan attiecībā uz uzvedības modeļiem, kas ieviesti to kontroles sistēmās.
Pēc britu zinātnieku domām, šāda veida biomimētisko robotu strauja "vairošanās" var kļūt par jaunu iemītnieku sugu uz mūsu planētas un nonākt konfrontācijā par dzīvojamās telpas valdīšanu ar saviem bijušajiem radītājiem. Fantastiski? Jā, droši vien. Bet pirms pāris gadsimtiem zemūdene Nautilus, kosmosa raķetes un kaujas lāzeri šķita fantastiski. Un biomimētisko robotu speciālists Roberts Fils, kurš strādā Kalifornijas Universitātē Bērklijā, uzsver: "Manuprāt, šajā posmā mēs pārāk maz zinām par iespējamiem draudiem, lai pareizi plānotu mūsu attīstību."
