Brugen af ubemandede overflade- og undersøiske køretøjer af forskellige typer samt andre robotsystemer til løsning af en lang række opgaver af hensyn til flådestyrker og kystvagter i de førende lande i verden er blevet udbredt i de seneste år og har en tendens til yderligere hurtig udvikling.
En af grundene til den opmærksomhed, som søspecialister lægger vægt på at skabe undervandsrobotter, er den høje effektivitet i deres kampanvendelse i sammenligning med de traditionelle midler, der har været til rådighed for kommandoen over flådestyrkerne i verdens lande indtil nu. For eksempel under invasionen af Irak lykkedes det kommandoen for den amerikanske flådegruppe i Den Persiske Golf ved hjælp af autonome ubemandede undervandskøretøjer at rydde miner og andre farlige genstande fra miner og andre farlige genstande fra bugtenes vandområde med en område på en kvadratkilometer (ca. 0,65 kvadratkilometer), på trods af det faktum, at som en af repræsentanterne for den amerikanske flåde bemærkede til korrespondenten for Associated Press, ville en typisk løsrivelse af minedykkere have taget 21 dage til at gøre dette.
Samtidig udvides listen over opgaver løst af ubemandede undervandsbiler konstant, og udover de traditionelle og mest almindelige - søgen efter miner og eksplosive objekter, levering af forskellige undervandsoperationer samt rekognoscering og observation - omfatter allerede løsningen af chokopgaver og arbejde med mere komplekse og tidligere utilgængelige for "Robotter i skulderstropper" i strandzonen, hvor de skal ødelægge miner og andre elementer i fjendens anti-amfibiske forsvar. De specifikke betingelser for deres kampbrug er lavt vand, stærke tidevandsstrømme, bølger, vanskelig bundtopografi osv. - Som et resultat fører de til oprettelse af mekanismer præget af høj teknisk kompleksitet og originalitet i de anvendte løsninger. Denne originalitet går imidlertid ofte sidelæns for dem: kunden er endnu ikke klar til den massive introduktion af sådanne menneskeskabte monstre i tropperne.
METAL-KOMPOSIT "CANCER"
En af de første militære robotter, der blev skabt til at arbejde i "strand" -området som forberedelse til den amfibiske operation, kan betragtes som en lille krebsdyr autonom undervandsrobot kendt som Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, som kan oversættes fra engelsk som "walking benthic (nederst) autonomt undervandskøretøj ".
Dette apparat, der kun vejer 3,2 kg, blev udviklet på initiativ af specialister fra Marine Science Center ved Northeastern University, der ligger i Boston, Massachusetts (USA), under ledelse af Dr. Joseph Ayers. Kunden til arbejdet var US Navy Research Directorate (ONR) og Defense Advanced Research Projects Agency i det amerikanske forsvarsministerium (DARPA).
Enheden er en autonom bund i den såkaldte biomimetiske klasse (robotter svarende til nogle prøver fra dyreverdenen. - V. Sch.), Der ligner en kræftsygdom og er designet til at udføre rekognoscering og mineaktion i den kystnære zone og på den første kystlinje samt i bunden af floder, kanaler og andre lavvandede naturlige og kunstige reservoirer.
Robotten har en krop lavet af et holdbart kompositmateriale, 200 mm langt og 126 mm bredt, otte mekaniske ben med hver tre frihedsgrader samt et par forben, der ligner krabber eller krabbeklør, og et bageste, ligner en krabbehale, overflader til hydrodynamisk stabilisering af robotten under vand hver cirka 200 mm lang (det vil sige, at hver overflade er sammenlignelig i længden med robotlegemet). Mekaniske ben sættes i gang af kunstige muskler lavet af nikkel-titaniumlegering med formhukommelseseffekt (NiTi-formhukommelseslegering), og udviklerne besluttede at bruge pulsbreddemodulation i drevene.
Robotens handlinger styres ved hjælp af en neural netværkskontroller, der implementerer en adfærdsmodel, som udviklerne har lånt fra hummerens liv og tilpasset betingelserne for kampbrug af disse robotter. Desuden valgte specialisterne ved Northeastern University den amerikanske hummer som kilde til udviklingen af den pågældende robots adfærdsmodel.
"De måder og adfærd, som hummer har brugt til at finde mad i årtusinder, kan lige så godt bruges af en robot til at finde miner," sagde projektleder Dr. Joseph Ayers fra Northeastern University's Marine Science Center.
Det indbyggede kontrolsystem i kræftrobotten er baseret på et computersystem af Persistor-typen baseret på en Motorola MC68CK338 mikroprocessor, og enhedens nyttelast inkluderede et hydroakustisk kommunikationssystem, et kompas og et MEMS-baseret skråmåler / accelerometer (MEMS - mikroelektromekanisk system).
Et typisk scenario for kampbrug af denne robot så sådan ud. En gruppe robotkrebs bliver leveret til anvendelsesområdet ved hjælp af en speciel torpedoformet transportbærer (det skulle skabe noget som en undervandsversion af en lille lastcontainer, der blev brugt i luftvåbnet). Efter spredning skulle robotterne ifølge et forudbestemt program foretage rekognoscering eller yderligere rekognoscering af det udpegede område, identificere elementer i fjendens anti-amfibiske forsvarssystem, især med hensyn til miner og andre eksplosive objekter osv. I tilfælde af storstilet produktion kan købsprisen for en robotkræft være cirka $ 300.
Det ser imidlertid ud til, at sagen ikke gik ud over konstruktionen af flere prototyper og deres korte test. Den største potentielle kunde, flåden, som oprindeligt bevilgede omkring $ 3 millioner til disse undersøgelser, udtrykte ikke yderligere interesse for projektet: sidste gang udviklingen af Northeastern University blev demonstreret for specialisterne i den amerikanske flådekommando, tilsyneladende i 2003. Sandsynligvis var der ingen kunder blandt deltagerne i de udstillinger, hvor denne opfindelse blev demonstreret.
KRABB "ARIEL II"
Et forsøg på at skabe en robot baseret på de strukturelle træk ved "skaldyr", og specifikt - en krabbe, blev også foretaget af specialister fra det amerikanske firma "AyRobot". Virksomheden er i dag en af verdens førende udviklere og producenter af robotter af forskellige typer til militære og civile formål, og mængden af deres leverancer er længe blevet estimeret i millioner. Firmaet blev grundlagt i 1990 og har siden 1998 været regelmæssigt involveret i DARPA's interesser eller andre divisioner i militær- og sikkerhedsagenturer i USA samt andre lande i verden.
Robotten, der er udviklet af virksomhedens specialister, hed Ariel II og er klassificeret som et autonomt benet undervandskøretøj (ALUV). Det er designet til at søge efter og fjerne miner og forskellige forhindringer i fjendens anti-amfibiske forsvarssystem, der ligger i kystnær lavvandede zone og på "stranden". En egenskab ved robotten, ifølge udviklerne, er dens evne til at forblive funktionel selv i en omvendt tilstand.
"Ariel II" vejer cirka 11 kg og kan tage en nyttelast på op til 6 kg. Længden af apparatets krop er 550 mm, den maksimale længde for manipulatorer med et kompas og hældningsmåler er 1150 mm, bredden er 9 cm i en lav position og 15 cm - på hævede "ben". Robotten er i stand til at arbejde på op til 8 m dybder. Strømkilde - 22 nikkel -cadmium -batterier.
Strukturelt er "Ariel II" et krabbeagtigt apparat med en hovedkrop og seks ben fastgjort til det, som har to frihedsgrader. Alt elektronisk måleudstyr, der er placeret ombord på "krabben i uniform", skal ifølge udviklerens plan placeres i et forseglet modul. Målbelastningssystemet distribueres. Arbejdet med denne minehandlingsrobot blev udført under kontrakter udstedt af DARPA -agenturet og US Navy Research Office.
Scenariet for kampbrug af disse robotter ligner på mange måder det, der er beskrevet ovenfor, med kun en forskel: robotten havde en minedestruktionstilstand. Efter at have fundet en mine stoppede robotten og tog stilling i umiddelbar nærhed af minen og ventede på kommandoen. Efter at have modtaget det tilsvarende signal fra kommandoposten, detonerede robotten en mine. Således kunne "flokken" af disse robotter samtidigt næsten helt eller endda fuldstændig ødelægge det antiampfibiske minefelt i området for den planlagte amfibiske overfaldslanding. Udvikleren foreslog også en mulighed, der ikke gav rollen som en kamikaze: robotten placerede simpelthen en eksplosiv ladning på minen og trak sig tilbage i en sikker afstand før eksplosionen.
En af robotens prototyper - minesøgeren "Ariel". Foto fra www.irobot.com
Ariel II demonstrerede sin evne til at finde miner under mindst tre tests. Den første blev udført i et lavt kystområde i Riviera Beach -området, nær byen Riviera, Massachusetts; den anden er i Panama City, Florida -området, finansieret af Boeing Corporation, og den tredje er i Monterey Bay -området for National Geographic Group. Tilsyneladende modtog dette projekt ikke yderligere udvikling (herunder på grund af de langt fra entydige resultater af disse tests), og den militære kunde, der finansierede arbejdet i første fase, angiveligt betragtede en anden udvikling af samme virksomhed mere lovende, kendt som "Transfibisk" og diskuteret nedenfor. Selvom også her ikke alt er så enkelt.
"TRANSFIBIEN" FRA MASSACHUSETS
Et andet ubemandet undervandskøretøj til arbejde i strandzonen, som er noteret af firmaet "AyRobot", blev ikke oprindeligt udviklet af dets specialister, men arvet fra virksomheden "Nekton Corporation", som det erhvervede i september 2008 for USD 10 mio.
Denne enhed blev navngivet "Transphibian" (Transphibian) og blev skabt i militærets interesse for at søge efter og ødelægge miner af forskellige typer ved selvdetonation ved hjælp af en indbygget eksplosiv ladning på 6, 35 kg og et signal leveret af en fjernoperatør.
"Transfibian" er et lille (bærbart) autonomt ubemandet undervandskøretøj, der er cirka 90 cm langt. Dens største forskel fra andre minedrifts nedsænkninger i strandzonen er brugen af en kombineret bevægelsesmetode: i vandsøjlen bevæger enheden sig ved hjælp af to par "finner", som en fisk eller et pinned pattedyr, og langs bunden, ved hjælp af de samme "finner", kravler den allerede. På samme tid hævdes det i de materialer, der er afsat til denne udvikling, at "finnerne" har seks frihedsgrader. Som opfattet af udviklerne giver dette mulighed for lige så effektiv brug af det pågældende apparat både på lavt vand og i store dybder, og øger også dets mobilitet betydeligt og evnen til at overvinde forhindringer af forskellig art.
Som nyttelast var det planlagt at bruge forskellige søgeudstyr op til et stort optoelektronisk kamera, som skulle suspenderes på særlige beslag under den centrale del af køretøjets karosseri.
Status for udviklingen er i øjeblikket ikke helt klar, da sektionen dedikeret til det ubemandede undersøiske køretøj "Transfibian" er fraværende selv på udviklervirksomhedens websted. Selvom en række kilder hævder, at det var til fordel for denne enhed, at den amerikanske militærafdeling gav præference, opgav den tidligere overvejet udvikling af det samme selskab - det ubemandede undersøiske køretøj Ariel II. Imidlertid er det sandsynligt, at projektet blev lukket eller frosset, da amerikanske flådespecialister mildt sagt var utilfredse med en række vigtige parametre for det pågældende ubemandede undervandskøretøj.
SPOR AMFIBIEN
Den sidste prøve af ubeboede køretøjer designet til at søge efter og ødelægge miner samt foretage rekognoscering af fjendtligt anti-amfibisk forsvar i den såkaldte surfzone, som vi vil overveje her, blev oprettet af specialister fra det berømte amerikanske firma Foster- Miller, som specialiserede sig i udviklingen af militære og politirobotter. Arbejdet med denne enhed, kaldet Tactically Adaptable Robot, blev udført inden for rammerne af Very Shallow Water / Surf Zone MCM -programmet, finansieret af forskningsledelsen i den amerikanske flåde.
Denne prøve var et ubemandet, sporet amfibiekøretøj udviklet ved hjælp af udviklingen opnået af Foster-Miller, da han lavede en lille jordrobot Lemming, bestilt af DARPA. Denne enhed er således i stand til at fungere både på havbunden på lavt vand nær kysten (i en flod, sø osv.) Og på kysten. På samme tid gav udvikleren mulighed for at udstyre enheden med forskellige muligheder for strømelementer (genopladelige batterier), sensorer og anden nyttelast, som var placeret i et rum med et nyttigt volumen på omkring 4500 kubikmeter. tommer (ca. 0,07 kubikmeter).
Enhedens konstruerede prototype har følgende taktiske og tekniske egenskaber: længde - 711 mm, bredde - 610 mm, højde - 279 mm, vægt (i luft) - 40, 91 kg, maksimal hastighed - 5,4 km / t, maksimal krydstogt rækkevidde - 10 miles. Som nyttelast var det planlagt at udvikle taktile sensorer (berøringssensorer), et magnetisk gradiometer, en magneto-induktiv sensor til kontaktfri objektdetektering osv.
Amfibierobotens indbyggede udstyr formodes at omfatte navigationshjælpemidler (multisensorsystem til bestemmelse af køretøjets rumlige position ved hjælp af Kalman-filteret; navigationssystem til arbejde i lavt vand SINS (Swimmer Inshore Navigation System); modtager af differentialet delsystem til det globale navigationssatellitsystem (DGPS); tre-akset kompas; kilometertællere; yy rate gyrosensor osv.) og kommunikation (ISM radiomodtager og undervandsakustisk modem), og det indbyggede kontrolsystem er baseret på en PC / 104 standard computer.
Resultaterne af undersøgelsen af det udpegede område af vandområdet (havbunden) af hver af de amfibierobotter, der er tildelt til dette - og operationen er planlagt ved hjælp af en gruppe lignende enheder - overføres til operatørens konsol, hvor en digital kort over dette område dannes på deres grundlag.
Specialister fra Foster-Miller og kystsystemdivisionen i US Navy's Surface Warfare Center gennemførte i fællesskab en testcyklus af en prototype af det pågældende system, hvor de skulle demonstrere en amfibierobots evne til at løse følgende opgaver:
- søgning efter forskellige objekter i det udpegede område af vandområdet;
- søgning og identifikation af objekter på havbunden
- fuldstændig og grundig undersøgelse af kystzonen (surfzone) på stedet for den kommende amfibieoverfaldsoperation;
- opretholdelse af tovejskommunikation med operatøren på bådskibet eller kystkommandoposten
- løsning af de nødvendige opgaver offline.
I juli 2003 blev denne amfibiske robot vist for alle i Boston som en del af en udstilling arrangeret af US Navy Research Directorate under Boston Harborfest, og tidligere, i 2002, brugte det amerikanske militær disse enheder i en version optimeret til brug på land, under en operation for at undersøge huler i Afghanistans bjerge.
Systemets status er angivet som "under udvikling", kontrakter om enhver serieproduktion af amfibierobotter er endnu ikke indgået (i det mindste er oplysninger om dette ikke blevet offentliggjort), derfor er det sandsynligt, at kunden, repræsenteret ved US Navy kommando, har endnu ikke vist en aktiv interesse for at fortsætte arbejdet med projektet. Derudover er der ingen omtale af dette robotsystem på US Navy -webstedet i afsnittet dedikeret til Mine Action Forces and Facilities for Very Shallow Water Areas and Surf Zone Program.
POTENTIAL FARE
Generelt kan det erklæres, at opgaven med at søge, opdage, klassificere og ødelægge miner i kystzonen og på den første kystlinje ("strand") samt at opdage forskellige elementer i fjendens anti-amfibiske forsvar fortsat er en af de de vigtigste komponenter i den komplekse proces for flådene i de førende lande i verden støtte til amfibiske overfaldsoperationer. Især dem, der finder sted på ukendte strækninger af kysten.
I denne henseende kan vi forvente yderligere udvikling af arbejdet med oprettelse af robotværktøjer designet til at løse ovenstående problemer. Selvom det som det fremgår af ovenstående oplysninger, er opgaven med at skabe ubeboede og især autonome køretøjer, der er i stand til at køre under ekstremt vanskelige forhold i kystzonen (surfzone, på den første kystlinje), karakteriseret ved en kompleks bundtopografi, lavvandede dybder og stærke strømme, er på ingen måde enkel og fører ikke altid til de ønskede og tilfredsstillende resultater for kunden.
På den anden side, tilbage i 2008, på siderne i online -ressourcen NewScientist.com, blev der offentliggjort materiale baseret på prognosen fra britiske og amerikanske eksperter vedrørende de alvorligste videnskabelige og tekniske trusler, som menneskeheden kan stå over for i en overskuelig fremtid. … Og hvad der er bemærkelsesværdigt, ifølge forfatterne til prognosen, kan en af truslerne med en høj grad af sandsynlighed være den alt for hurtige udvikling af biomimetiske robotter - systemer skabt på grundlag af at låne visse prøver af planetens natur. Såsom for eksempel autonome ubemandede undersøiske køretøjer, der er skabt på samme måde som visse prøver af havdyr både i konstruktiv forstand og i forhold til de adfærdsmodeller, der er implementeret i deres kontrolsystemer.
Ifølge britiske forskere kan den hurtige "avl" af denne slags biomimetiske robotter blive en ny art på vores planet og indgå i en konfrontation om besiddelse af boligareal med deres tidligere skabere. Fantastisk? Ja, sandsynligvis. Men for et par århundreder siden virkede Nautilus -ubåden, rumraketter og kamplasere fantastisk. Og den biomimetiske robotspecialist Robert Full, der arbejder ved University of California i Berkeley, understreger: "Efter min mening ved vi på dette tidspunkt for lidt om de mulige trusler for at planlægge vores udvikling korrekt."
