Използването на безпилотни надводни и подводни превозни средства от различни типове, както и други роботизирани системи за решаване на широк спектър от задачи в интерес на военноморските сили и бреговата охрана на водещите страни по света е широко разпространено през последните години и има тенденция за по -нататъшно бързо развитие.
Една от причините за вниманието, което военноморските специалисти обръщат на създаването на подводни роботи, е високата ефективност на бойното им използване в сравнение с традиционните средства, с които разполага командването на военноморските сили на страните по света досега. Например, по време на нахлуването в Ирак, командването на групата на ВМС на САЩ в Персийския залив с помощта на автономни безпилотни подводни превозни средства успя да изчисти мини и други опасни обекти от мини и други опасни обекти от акваторията на залива с площ от четвърт квадратна миля (около 0,65 кв. км), въпреки факта, че както отбелязва един от представителите на ВМС на САЩ пред кореспондента на Асошиейтед прес, типичен отряд от водолази миньори щеше да вземе 21 дни, за да направите това.
В същото време списъкът на задачите, решавани от безпилотни подводни превозни средства, непрекъснато се разширява и в допълнение към традиционните и най -често срещаните - търсенето на мини и взривни предмети, осигуряването на различни подводни операции, както и разузнаването и наблюдението - вече включва решаването на ударни задачи и работа по по-сложни и недостъпни преди това „Роботи в презрамки“в крайбрежната зона, където те трябва да унищожават мини и други елементи от противоамбибийната отбрана на противника. Специфичните условия на бойното им използване са плитки води, силни приливни течения, вълни, трудна топография на дъното и др. - В резултат на това те водят до създаването на механизми, характеризиращи се с висока техническа сложност и оригиналност на използваните решения. Тази оригиналност обаче често отива странично за тях: клиентът все още не е готов за масовото въвеждане на такива изкуствени чудовища във войските.
МЕТАЛ-КОМПОЗИТ "РАК"
Един от първите военни роботи, създадени да работят в зоната на „плажа“в подготовка за амфибийната операция, може да се счита за малък ракообразен автономен подводен робот, известен като амбулаторен бентонен автономен подводен автомобил, който може да се преведе от английски като „ходещ бентос“(отдолу) автономно подводно превозно средство “.
Този апарат с тегло само 3,2 кг е разработен инициативно от специалисти от Морския научен център на Североизточния университет, разположен в Бостън, Масачузетс (САЩ), под ръководството на д -р Джоузеф Айерс. Клиент на работата беше Дирекцията за изследвания на военноморските сили на САЩ (ONR) и Агенцията за напреднали изследователски проекти в отбраната на Министерството на отбраната на САЩ (DARPA).
Устройството е долен автономен робот от т. Нар. Биомиметичен клас (роботи, подобни на някои проби от животинския свят. - V. Sch.), Който прилича на рак и е предназначен за извършване на разузнаване и минно действие в крайбрежието зона и на първото крайбрежие, както и в дъното на реки, канали и други плитки естествени и изкуствени водоеми.
Роботът има тяло, изработено от здрав композитен материал, дълъг 200 мм и широк 126 мм, осем механични крака с по три степени на свобода, както и чифт предни крака, подобни на раци или ракови нокти, и един заден, наподобяваща опашка от раци, повърхности за хидродинамично стабилизиране на робота под вода с дължина приблизително 200 мм всяка (тоест всяка повърхност е сравнима по дължина с тялото на робота). Механичните крака се задвижват от изкуствени мускули, изработени от никел-титанова сплав с ефект на запаметяване на формата (сплав с памет NiTi форма), а разработчиците решиха да използват широчинно-импулсна модулация в устройствата.
Действията на робота се контролират с помощта на контролер на невронна мрежа, който реализира поведенчески модел, заимстван от разработчиците от живота на омарите и адаптиран към условията на бойно използване на тези роботи. Нещо повече, специалистите от Североизточния университет избраха американския омар като източник за разработване на поведенчески модел на въпросния робот.
„Начините и поведението, които омарите са използвали за намиране на храна в продължение на хилядолетия, могат също така да бъдат използвани от робот за намиране на мини“, каза ръководителят на проекта д -р Джоузеф Айърс от Центъра за морски науки на Североизточния университет.
Бордовата система за управление на раковия робот се основава на изчислителна система тип Persistor, базирана на микропроцесор Motorola MC68CK338, а полезният товар на устройството включва хидроакустична комуникационна система, компас и базиран на MEMS инклинометър / акселерометър (MEMS - микроелектромеханична система).
Типичен сценарий за бойното използване на този робот изглеждаше така. Група роботизирани раци се доставя в района на приложение с помощта на специален транспортьор във формата на торпедо (трябваше да създаде нещо като подводна версия на малък товарен контейнер, използван във ВВС). След разпръскването роботите, съгласно предварително определена програма, трябваше да проведат разузнаване или допълнително разузнаване на определената зона, да идентифицират елементи от противоамбибиалната отбранителна система на противника, особено по отношение на мини и други взривни обекти и т.н. В случай на мащабно производство, покупната цена на един роботизиран рак може да бъде приблизително 300 долара.
Изглежда обаче, че въпросът не надхвърля изграждането на няколко прототипа и техните кратки тестове. Основният потенциален клиент, ВМС, който първоначално е отпуснал около 3 милиона долара за тези проучвания, не проявява допълнителен интерес към проекта: последният път, когато развитието на Североизточния университет беше демонстрирано пред специалистите от командването на ВМС на САЩ, очевидно, през 2003 г. Вероятно нямаше клиенти сред участниците в тези изложби, където беше демонстрирано това изобретение.
РАК "АРИЕЛ II"
Опит за създаване на робот, базиран на структурните особености на „морски дарове“, и по -конкретно - раци, е предприет и от специалисти на американската компания „AyRobot“. Днес компанията е един от водещите световни разработчици и производители на роботи от различни видове за военни и граждански цели, а обемът на техните доставки отдавна се изчислява на милиони. Основана през 1990 г., компанията редовно участва от 1998 г. в интерес на DARPA или други подразделения на военните и агенциите за сигурност на САЩ, както и на други страни по света.
Роботът, разработен от специалистите на компанията, е кръстен Ariel II и е класифициран като Автономно подводно превозно средство с крака (ALUV). Предназначена е за търсене и премахване на мини и различни препятствия в противоамбибийната отбранителна система на противника, разположена в крайбрежната плитка зона и на "плажа". Характеристика на робота, според разработчиците, е способността му да остане функционален дори в обърнато състояние.
"Ariel II" тежи около 11 кг и може да поеме полезен товар до 6 кг. Дължината на тялото на апарата е 550 мм, максималната дължина за манипулатори с компас и инклинометър е 1150 мм, ширината е 9 см в ниско положение и 15 см - на повдигнати "крака". Роботът е способен да работи на дълбочина до 8 м. Източник на захранване - 22 никел -кадмиеви батерии.
В структурно отношение „Ариел II“е апарат, подобен на раци, с основно тяло и прикрепени към него шест крака, които имат две степени на свобода. Цялото целево електронно оборудване, поставено на борда на „рака в униформа“, трябва, според плана на разработчиците, да бъде разположено в запечатан модул. Системата за управление на целевото натоварване е разпределена. Работата по този робот за противоминно действие беше извършена по договори, издадени от агенцията DARPA и Службата за изследвания на ВМС на САЩ.
Сценарият за бойното използване на тези роботи е в много отношения подобен на описания по -горе, само с една разлика: роботът е имал режим на унищожаване на мини. След като намерил мината, роботът спрял и заел позиция в непосредствена близост до мината, в очакване на командата. След като получи съответния сигнал от командния пункт, роботът взриви мина. По този начин "ятото" на тези роботи може едновременно почти напълно или дори напълно да унищожи противоамбибийното минно поле в района на планираното десантно десантно десантиране. Разработчикът предложи и вариант, който не предвижда ролята на камикадзе: роботът просто постави експлозивен заряд върху мината и се оттегли на безопасно разстояние преди експлозията.
Един от прототипите на робота - минотърсачът „Ариел“. Снимка от www.irobot.com
Ariel II демонстрира способността си да открива мини по време на поне три теста. Първият е проведен в плитка крайбрежна зона в района на Ривиера Бийч, близо до град Ривиера, Масачузетс; вторият е в района на Панама Сити, Флорида, финансиран от Boeing Corporation, а третият е в района на залива Монтерей за National Geographic Group. Очевидно този проект не е получил по -нататъшно развитие (включително поради далеч от недвусмислените резултати от тези тестове), а военният клиент, финансирал работата на първия етап, се смята, че друга разработка на същата компания е по -обещаваща, известна като „Transfibian“и обсъдени по -долу. Въпреки че и тук не всичко е толкова просто.
"ТРАНСФИБИЯ" ОТ МАСАСУЗЕТИ
Друго безпилотно подводно превозно средство за работа в крайбрежната зона, което е включено в списъка на компанията "AyRobot", първоначално не е разработено от неговите специалисти, а е наследено от компанията "Nekton Corporation", която тя придоби през септември 2008 г. за 10 милиона щатски долара
Това устройство е наречено "Transphibian" (Transphibian) и е създадено в интерес на военните за търсене и унищожаване на мини от различен тип чрез самовзрив с помощта на бордов взривен заряд с тегло 6, 35 kg и сигнал, подаден от отдалечен оператор.
"Transfibian" е малък (преносим) автономен безпилотен подводен апарат с дължина около 90 см. Основната му разлика от другите подводни апарати за противоминно действие в крайбрежната зона е използването на комбиниран метод на движение: във водния стълб устройството се движи с помощта на два чифта „перки“, като риба или бозайник с пернати, а по дъното, с помощта на същите тези „перки“, вече пълзи. В същото време в материалите, посветени на това развитие, се твърди, че „перките“имат шест степени на свобода. Замислено от разработчиците, това предоставя възможност за еднакво ефективно използване на разглеждания апарат както в плитки води, така и на големи дълбочини, а също така значително увеличава неговата мобилност и способността да преодолява препятствия от различно естество.
Като полезен товар се планираше да се използва различно оборудване за търсене до широкоъгълна оптоелектронна камера, която трябваше да бъде окачена на специални опори под централната част на каросерията на превозното средство.
Състоянието на разработката в момента не е напълно ясно, тъй като разделът, посветен на безпилотното подводно превозно средство "Transfibian", липсва дори на уебсайта на компанията разработчик. Въпреки че редица източници твърдят, че в полза на това устройство американското военно ведомство е дало предпочитание, изоставяйки досега обмислената разработка на същата компания - безпилотния подводен кораб Ariel II. Въпреки това е вероятно проектът да е бил затворен или замразен, тъй като американските военноморски специалисти бяха меко казано недоволни от редица важни параметри на въпросния безпилотен подводен апарат.
ПЪТЕТЕ АМФИБИЯ
Последната извадка от необитаеми превозни средства, предназначени за търсене и унищожаване на мини, както и за провеждане на разузнаване на противниковата амфибийна отбрана в т. Нар. Зона за сърф, която ще разгледаме тук, е създадена от специалисти от известната американска компания Foster- Милър, специализирана в разработването на военни и полицейски роботи. Работата по това устройство, наречено Tactically Adaptable Robot, е извършена в рамките на MCM програмата за много плитка вода / зона за сърф, финансирана от ръководството за изследвания на ВМС на САЩ.
Тази проба е безпилотно, проследявано амфибийно превозно средство, разработено с помощта на разработките, получени от Фостър-Милър при създаването на малък по размер наземен робот Lemming, поръчан от DARPA. По този начин това устройство може да работи както на морското дъно в плитки води в близост до брега (в река, езеро и т.н.), така и на брега. В същото време разработчикът предвиждаше възможност за оборудване на устройството с различни опции за силови елементи (акумулаторни батерии), сензори и друг полезен товар, който се намираше в отделение с полезен обем от около 4500 кубически метра. инча (около 0,07 кубически метра).
Конструираният прототип на устройството има следните тактически и технически характеристики: дължина - 711 мм, ширина - 610 мм, височина - 279 мм, тегло (във въздуха) - 40, 91 кг, максимална скорост - 5.4 км / ч, максимална круизна скорост обхват - 10 мили. Като полезен товар се планираше разработването на тактилни сензори (сензори за докосване), магнитен градиометър, магнитоиндуктивен сензор за откриване на безконтактни обекти и др.
Бордовото оборудване на робота-амфибия трябва да включва навигационни средства (мултисензорна система за определяне на пространственото положение на превозното средство с помощта на филтъра Kalman; навигационна система за работа в плитки води SINS (Swimmer Inshore Navigation System); приемник на диференциала подсистема на глобалната навигационна спътникова система (DGPS); триосен компас; одометри; жироскоп сензор за ригане и др.) и комуникации (радиоприемник ISM и подводен акустичен модем), а бордовата система за управление е базирана на компютър / 104 стандартен компютър.
Резултатите от проучването на определената зона на акваторията (морското дъно) от всеки от амфибийните роботи, предназначени за това - и операцията се планира с помощта на група подобни устройства - се предават на конзолата на оператора, където цифров на тяхна база е оформена карта на тази област.
Специалисти от Фостър-Милър и отдела за крайбрежни системи на Центъра за повърхностна война на ВМС на САЩ съвместно проведоха изпитателен цикъл на прототип на въпросната система, по време на който трябваше да демонстрират способността на робот-амфибия да решава следните задачи:
- търсене на различни обекти в определената зона на акваторията;
- търсене и идентификация на обекти на морското дъно;
- цялостно и задълбочено проучване на крайбрежната зона (зона за сърф) на мястото на предстоящата десантно -десантна операция;
- поддържане на двупосочна комуникация с оператора на кораба-превозвач или крайбрежния команден пункт;
- решаване на необходимите задачи офлайн.
През юли 2003 г. този робот -амфибия беше показан на всички в Бостън като част от изложба, организирана от дирекцията за изследвания на ВМС на САЩ по време на Бостънския Харбърфест, а по -рано, през 2002 г., американските военни използваха тези устройства във версия, оптимизирана за използване на сушата, по време на операция за проучване на пещери в планините на Афганистан.
Състоянието на системата е посочено като „в процес на разработка“, договори за всяко серийно производство на роботи -амфибии все още не са сключени (поне информацията за това не е оповестена публично), поради което е вероятно клиентът, представляван от Командването на ВМС на САЩ все още не е проявило активен интерес да продължи работата по проекта. В допълнение, няма споменаване на тази роботизирана система на уебсайта на ВМС на САЩ в раздела, посветен на силите и съоръженията за противоминно действие за много плитки водни зони и програма за зона за сърф.
ПОТЕНЦИАЛНА ОПАСНОСТ
Като цяло може да се констатира, че задачата за търсене, откриване, класифициране и унищожаване на мини в крайбрежната зона и на първото крайбрежие („плаж“), както и откриване на различни елементи на противниковата отбрана на противника остава една от най -важните компоненти на сложния процес за военноморските сили на водещите страни в света подпомагане на десантно -щурмови операции. Особено тези, които се случват на непознати участъци от брега.
В тази връзка можем да очакваме по -нататъшно развитие на работата по създаването на роботизирани инструменти, предназначени за решаване на горните проблеми. Въпреки че, както може да се види от горната информация, задачата за създаване на необитаеми и особено автономни превозни средства, способни да работят в изключително трудни условия на крайбрежната зона (зона на сърф, на първото крайбрежие), характеризираща се със сложна релеф на дъното, плитки дълбочини и силни течения, в никакъв случай не е просто и не винаги води до желаните и удовлетворяващи резултати за клиента.
От друга страна, още през 2008 г. на страниците на онлайн ресурса NewScientist.com бяха публикувани материали въз основа на прогнозата на британски и американски експерти относно най -сериозните научни и технически заплахи, с които човечеството може да се сблъска в обозримо бъдеще. … И това, което е забележително, според авторите на прогнозата, една от заплахите с висока степен на вероятност може да бъде прекалено бързото развитие на биомиметични роботи - системи, създадени въз основа на заемане на определени образци от природата на планетата. Като например автономни безпилотни подводни превозни средства, създадени подобно на определени образци от морска фауна както в конструктивен смисъл, така и във връзка с поведенческите модели, внедрени в техните системи за управление.
Според британски учени бързото „размножаване“на този вид биомиметични роботи може да се превърне в нов обитател на нашата планета и да влезе в конфронтация за притежаването на жизнено пространство с бившите си създатели. Фантастично? Да, вероятно. Но преди няколко века подводницата Nautilus, космическите ракети и бойните лазери изглеждаха фантастични. А специалистът по биомиметични роботи Робърт Фул, който работи в Калифорнийския университет в Бъркли, подчертава: "Според мен на този етап ние знаем твърде малко за възможните заплахи, за да планираме правилно развитието си."
