Повече автономност за наземните системи
Най-известният клас системи с автономна функционалност, които понастоящем се разполагат от въоръжените сили на някои държави, са системи за активна защита (SAZ) за бронирани превозни средства, които са в състояние самостоятелно да унищожават атакуващи противотанкови ракети, неуправляеми ракети и снаряди. AES обикновено е комбинация от радари или инфрачервени сензори, които откриват атакуващи активи, със система за управление на огъня, която проследява, оценява и класифицира заплахите.
Целият процес от момента на откриване до момента на изстрелване на снаряда е напълно автоматизиран, тъй като човешката намеса може да го забави или да направи навременното задействане напълно невъзможно. Операторът не само физически няма да има време да даде команда за изстрелване на контра-снаряда, той дори няма да може да контролира отделните фази на този процес. BACS обаче винаги се програмират предварително, така че потребителите да могат да предскажат точните обстоятелства, при които системата трябва да реагира и при които не трябва. Видовете заплахи, които ще задействат отговора на BAC, са известни предварително или поне предвидими с висока степен на сигурност.
Подобни принципи регулират и работата на други автономни наземни оръжейни системи, като например системи за прехващане на неуправляеми ракети, артилерийски снаряди и мини, използвани за защита на военни бази във военните зони. По този начин както APS, така и системите за прихващане могат да се разглеждат като автономни системи, които, след като бъдат активирани, не изискват човешка намеса.
Предизвикателство: автономия за наземни мобилни роботи
Днес наземните мобилни системи обикновено се използват за откриване на експлозиви и неутрализирането им или разузнаване на терен или сгради. И в двата случая роботите се управляват дистанционно и се наблюдават от операторите (въпреки че някои роботи могат да изпълняват прости задачи, като например придвижване от точка до точка без постоянна човешка помощ). „Причината, поради която участието на хората остава много важно, е, че наземните мобилни роботи имат огромни трудности да работят самостоятелно в труден и непредсказуем терен. Управлявайте кола, движеща се независимо през бойното поле, където тя трябва да заобикаля препятствията, да се отдалечава с движещи се обекти и да бъде под огън на врага. много по -трудно - поради непредсказуемост - от използването на автономни оръжейни системи, като гореспоменатия SAZ “, каза Марек Калбарчик от Европейската агенция по отбрана (EDA). Следователно автономността на наземните роботи днес все още е ограничена до прости функции, например „следвайте ме“и навигация до зададени координати. Следвайте ме може да се използва от безпилотни превозни средства, за да последва друго превозно средство или войник, докато навигацията по пътната точка позволява на превозното средство да използва координати (определени от оператора или запаметени от системата), за да достигне желаната дестинация. И в двата случая безпилотното превозно средство използва GPS, радар, визуални или електромагнитни подписи или радиоканали, за да следва водача или определен / запаметен маршрут.
Избор на войник
От оперативна гледна точка целта на използването на такива самостоятелни функции обикновено е:
• намаляване на рисковете за войниците в опасни зони чрез замяна на шофьори с безпилотни превозни средства или безпилотни комплекти за управление с автономно проследяване на конвои, или
• осигуряване на подкрепа за войските в отдалечени райони.
И двете функции обикновено разчитат на т. Нар. Елемент за избягване на препятствия за предотвратяване на сблъсъци с препятствия. Поради сложната топография и форма на отделни зони на терена (хълмове, долини, реки, дървета и др.), Навигационната система за точка, използвана в наземните платформи, трябва да включва лазерен радар или лидар (LiDAR - Light Detection And Ranging) или може да използва предварително заредени карти. Въпреки това, тъй като lidar разчита на активни сензори и затова е лесен за откриване, фокусът на изследванията сега е върху пасивни системи за изобразяване. Предварително заредените карти обаче са достатъчни, когато безпилотни превозни средства работят в добре познати среди, за които вече са налични подробни карти (например наблюдение и защита на граници или критична инфраструктура). Въпреки това, всеки път, когато наземните роботи трябва да навлязат в сложно и непредсказуемо пространство, лидар е от съществено значение за навигация в междинни точки. Проблемът е, че лидарът също има своите ограничения, тоест надеждността му може да бъде гарантирана само за безпилотни превозни средства, работещи на относително прост терен.
Следователно са необходими допълнителни изследвания и разработки в тази област. За тази цел са разработени няколко прототипа за демонстриране на технически решения, като ADM-H или EuroSWARM, с цел изследване, тестване и демонстриране на по-усъвършенствани функции, включително автономна навигация или сътрудничество на безпилотни системи. Тези проби обаче все още са в ранен етап на изследване.
Предстоят много трудности
Ограниченията на lidar не са единственият проблем, пред който са изправени наземните мобилни роботи (HMP). Според изследването „Теренно приспособяване и интегриране на безпилотни наземни системи“, както и изследването „Определяне на всички основни технически изисквания и изисквания за безопасност за военни безпилотни превозни средства при работа в комбинирана мисия, включваща пилотирани и безпилотни системи“(SafeMUVe), финансиран от Европейската агенция за отбрана предизвикателствата и възможностите могат да бъдат разделени на пет различни категории:
1. Оперативни: Има много потенциални задачи, които могат да бъдат разгледани за наземни мобилни роботи с автономни функции (комуникационен център, наблюдение, разузнаване на зони и маршрути, евакуация на ранените, разузнаване на оръжия за масово унищожение, следване на водача с товар, придружаване на доставки, изчистване на маршрути и др.), но все още липсват оперативни концепции в подкрепа на всичко това. Поради това за разработчиците на наземни мобилни роботи с автономни функции е трудно да разработят системи, които точно да отговарят на изискванията на армията. Организирането на форуми или работни групи за потребители на безпилотни превозни средства с автономни функции би могло да реши този проблем.
2. Технически: Потенциалните ползи от автономните ХМП са значителни, но има технически пречки, които все още трябва да бъдат преодолени. В зависимост от предвидената задача, ЯМР може да бъде оборудван с различни комплекти бордово оборудване (сензори за разузнаване и наблюдение или наблюдение и откриване на оръжия за масово унищожение, манипулатори за боравене с експлозиви или оръжейни системи, навигационни и насочващи системи), комплекти за събиране на информация, комплекти за управление на оператора и контролно оборудване …Това означава, че някои разрушителни технологии са крайно необходими, като вземане на решения / когнитивно изчисление, взаимодействие човек-машина, компютърна визуализация, технология на батерията или съвместно събиране на информация. По -специално, неструктурираната и оспорвана среда прави навигационните и навигационните системи много трудни за работа. Тук е необходимо да се премине по пътя на разработването на нови сензори (термични неутронни детектори, интерферометри, базирани на технология на преохладени атоми, интелигентни задвижващи механизми за наблюдение и управление, усъвършенствани сензори за електромагнитна индукция, инфрачервени спектроскопи) и техники, например децентрализирани и съвместни SLAM (Едновременно локализиране и картографиране). Локализация и картографиране) и триизмерно обследване на терена, относителна навигация, усъвършенствана интеграция и сливане на данни от съществуващи сензори, както и осигуряване на мобилност с помощта на техническо виждане. Проблемът не е толкова в технологичния характер, тъй като повечето от тези технологии вече се използват в гражданската сфера, а в регулацията. Всъщност такива технологии не могат да бъдат незабавно използвани за военни цели, тъй като те трябва да бъдат адаптирани към специфични военни изисквания.
Точно това е целта на цялостната стратегическа изследователска програма на EAO OSRA, която е инструмент, който може да осигури необходимите решения. В рамките на OSRA се разработват няколко така наречени технологични градивни елементи или TBB (Technology Building Block), които трябва да премахнат технологичните пропуски, свързани със земните роботи, например: съвместни действия на пилотирани и необитаеми платформи, адаптивно взаимодействие между човек и безпилотна система с различни нива на автономност; система за контрол и диагностика; нови потребителски интерфейси; навигация при липса на сателитни сигнали; автономни и автоматизирани алгоритми за насочване, навигация и контрол и вземане на решения за екипажни и безпилотни платформи; управление на няколко робота и техните съвместни действия; високо прецизно насочване и контрол на оръжията; системи за активна визуализация; изкуствен интелект и големи данни в подкрепа на вземането на решения. Всеки TVB е собственост на специална група или CapTech, която включва експерти от правителството, индустрията и науката. Предизвикателството за всяка група на CapTech е да разработи пътна карта за своя TVB.
3. Нормативно / правно: Значителна пречка за въвеждането на автономни системи на военната арена е липсата на подходящи методологии за проверка и оценка или процеси на сертифициране, които са необходими, за да се потвърди, че дори мобилен робот с най -основните автономни функции е способен да работи правилно и безопасно дори в враждебна и предизвикателна среда. В цивилния свят самоуправляващите се автомобили са изправени пред същите проблеми. Според проучването SafeMUVe основното изоставане, установено по отношение на специфични стандарти / най -добри практики, е в модули, свързани с по -високи нива на автономност, а именно автоматизация и сливане на данни. Модули като например „Възприемане на външната среда“, „Локализация и картографиране“, „Надзор“(вземане на решения), „Планиране на трафика“и т.н., все още са на средни нива на технологична готовност и въпреки че има няколко решения и алгоритми, предназначени за изпълнение на различни задачи, но все още няма стандарт. В тази връзка също има закъснения относно проверката и сертифицирането на тези модули, частично разгледани от европейската инициатива ENABLE-S3. Новосъздадената мрежа от тестови центрове на EAO беше първата стъпка в правилната посока. Това позволява на националните центрове да изпълняват съвместни инициативи за подготовка за тестване на обещаващи технологии, например в областта на роботиката.
4. Персонал: Разширеното използване на безпилотни и автономни наземни системи ще изисква промени във военно -образователната система, включително обучение на оператори. На първо място, военнослужещите трябва да разберат техническите принципи на автономността на системата, за да работят правилно и да я контролират, ако е необходимо. Създаването на доверие между потребителя и автономната система е предпоставка за по -широкото приложение на наземни системи с по -високо ниво на автономност.
5. Финансови: Докато световните търговски играчи като Uber, Google, Tesla или Toyota инвестират милиарди евро в самоуправляващи се автомобили, военните харчат много по-скромни суми за безпилотни наземни системи, които също се разпределят между държави, които имат свои национални планове за разработването на такива платформи. Възникващият Европейски фонд за отбрана трябва да помогне за консолидиране на финансирането и да подкрепи съвместния подход за разработване на наземни мобилни роботи с по-модерни автономни функции.
Работа на Европейската агенция
EOA работи активно в областта на наземните мобилни роботи от няколко години. Специални технологични аспекти като картографиране, планиране на маршрут, следване на лидера или избягване на препятствия са разработени в съвместни изследователски проекти като SAM-UGV или HyMUP; и двете са съфинансирани от Франция и Германия.
Проектът SAM-UGV има за цел да разработи самостоятелен демонстрационен модел на технология, базиран на мобилна наземна платформа, който се характеризира с модулна архитектура както на хардуер, така и на софтуер. По-специално, примерната демонстрационна технология потвърди концепцията за мащабируема автономност (превключване между дистанционно управление, полуавтономност и напълно автономен режим). Проектът SAM-UGV беше допълнително развит в рамките на проекта HyMUP, който потвърди възможността за изпълнение на бойни задачи с безпилотни системи в координация със съществуващите пилотирани превозни средства.
В допълнение, защитата на автономните системи от умишлена намеса, разработването на изисквания за безопасност при смесени задачи и стандартизацията на HMP понастоящем се разглеждат от проекта PASEI и съответно проучванията SafeMUVe и SUGV.
На вода и под вода
Автоматичните морски системи (AMS) оказват значително влияние върху естеството на войната и навсякъде. Широко разпространената наличност и намаляване на разходите за компоненти и технологии, които могат да се използват във военните системи, позволяват на все по-голям брой държавни и недържавни участници да получат достъп до водите на световния океан. През последните години броят на експлоатираните AWS се е увеличил няколко пъти и затова е наложително да се прилагат подходящи програми и проекти, които да предоставят на флота необходимите технологии и възможности, за да гарантират безопасно и безплатно плаване в моретата и океаните.
Влиянието на напълно автономни системи вече е толкова силно, че всяка отбранителна индустрия, която пропусне този технологичен пробив, ще пропусне и технологичното развитие на бъдещето. Безпилотните и автономни системи могат да се използват с голям успех във военната сфера за изпълнение на сложни и трудни задачи, особено при враждебни и непредсказуеми условия, които морската среда ясно илюстрира. Морският свят е лесен за оспорване, често отсъства от картите и е труден за навигация и тези автономни системи могат да помогнат за преодоляване на някои от тези предизвикателства. Те имат способността да изпълняват задачи без пряка човешка намеса, като използват режими на работа поради взаимодействието на компютърни програми с външното пространство.
Със сигурност може да се каже, че използването на AMS в морските операции има най -широки перспективи и всичко "благодарение" на враждебността, непредсказуемостта и размера на морското пространство. Заслужава да се отбележи, че неудържимата жажда за завладяване на морските пространства, съчетана с най -сложните и напреднали научни и технологични решения, винаги са били ключът към успеха.
AMS набират все по-голяма популярност сред моряците, превръщайки се в неразделна част от флотите, където се използват главно в несмъртоносни мисии, например при противоминни действия, за разузнаване, наблюдение и събиране на информация. Но автономните морски системи имат най -голям потенциал в подводния свят. Подводният свят се превръща в арена на все по -ожесточени спорове, борбата за морски ресурси се засилва и в същото време има голяма нужда да се гарантира безопасността на морските пътища.
