Den mest kjente klassen av systemer med autonom funksjonalitet som for tiden er utplassert av de væpnede styrkene i noen land, er aktive beskyttelsessystemer (SAZ) for pansrede kjøretøyer, som er i stand til uavhengig å ødelegge angripende antitank-missiler, ustyrte missiler og skjell. AES er vanligvis en kombinasjon av radarer eller infrarøde sensorer som oppdager angripende eiendeler, med et brannkontrollsystem som sporer, evaluerer og klassifiserer trusler.
Hele prosessen fra detekteringsøyeblikket til øyeblikket med avfyring av prosjektilet er fullstendig automatisert, siden menneskelig inngrep kan bremse det eller gjøre tidsriktig utløsning helt umulig. Operatøren vil ikke bare fysisk ikke ha tid til å gi kommandoen for å skyte motprosjektilet, han vil ikke engang kunne kontrollere individuelle faser av denne prosessen. Imidlertid er BACS alltid programmert på forhånd slik at brukerne kan forutsi de eksakte omstendighetene som systemet skal reagere under og under hvilket det ikke bør. Typer trusler som vil utløse BAC -responsen er kjent på forhånd, eller i det minste forutsigbare med høy grad av sikkerhet.
Lignende prinsipper styrer også driften av andre autonome bakkebaserte våpensystemer, for eksempel systemer for å avskjære ustyrte missiler, artilleriskjell og gruver som brukes til å beskytte militærbaser i krigssoner. Både APS og avlyttingssystemene kan dermed betraktes som autonome systemer som, etter aktivering, ikke krever menneskelig inngrep.
Utfordring: autonomi for mobile roboter på bakken
I dag brukes bakkebaserte mobile systemer vanligvis til å oppdage sprengstoff og nøytralisere dem eller rekognosering av terreng eller bygninger. I begge tilfeller blir roboter fjernstyrt og overvåket av operatører (selv om noen roboter kan utføre enkle oppgaver som å flytte fra punkt til punkt uten konstant menneskelig hjelp). “Grunnen til at menneskelig deltakelse fortsatt er svært viktig er at bakkebaserte mobile roboter har enorme vanskeligheter med å operere alene i vanskelig og uforutsigbart terreng. Kjør en bil som beveger seg uavhengig over slagmarken, der den må omgå hindringer, kjøre bort med objekter i bevegelse og være under fiendens ild. mye vanskeligere - på grunn av uforutsigbarhet - enn å bruke autonome våpensystemer, som for eksempel SAZ, sier Marek Kalbarczyk fra European Defense Agency (EDA). Derfor er autonomien til bakkeroboter i dag fremdeles begrenset til enkle funksjoner, for eksempel "følg meg" og navigering til gitte koordinater. Følg meg kan brukes av enten ubemannede kjøretøyer til å følge et annet kjøretøy eller en soldat, mens veipunktnavigering lar kjøretøyet bruke koordinater (bestemt av operatøren eller lagret av systemet) for å nå ønsket destinasjon. I begge tilfeller bruker det ubemannede kjøretøyet GPS, radar, visuelle eller elektromagnetiske signaturer eller radiokanaler for å følge lederen eller en bestemt / lagret rute.
Soldatens valg
Fra et operativt synspunkt er formålet med å bruke slike frittstående funksjoner generelt å:
• å redusere risikoen for soldater i farlige områder ved å bytte ut sjåfører med ubemannede kjøretøyer eller ubemannede kjøresett med autonome konvoysporing, eller
• gi støtte til tropper i fjerntliggende områder.
Begge funksjonene er generelt avhengige av et såkalt hinderelement for å forhindre kollisjoner med hindringer. På grunn av den komplekse topografien og formen på individuelle områder av terrenget (åser, daler, elver, trær, etc.), må punktnavigasjonssystemet som brukes på bakkeplattformer inneholde en laserradar eller lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) eller være i stand til å bruke forhåndslastede kart. Siden lidar imidlertid er avhengig av aktive sensorer og derfor er lett å oppdage, er fokus for forskning nå på passive bildesystemer. Forhåndslastede kart er imidlertid tilstrekkelig når ubemannede kjøretøyer opererer i velkjente miljøer som detaljerte kart allerede er tilgjengelige for (for eksempel overvåking og beskyttelse av grenser eller kritisk infrastruktur). Men hver gang bakkeroboter må gå inn i et komplekst og uforutsigbart rom, er en lidar avgjørende for å navigere mellompunkter. Problemet er at lidaren også har sine begrensninger, det vil si at påliteligheten bare kan garanteres for ubemannede kjøretøyer som kjører i relativt enkelt terreng.
Derfor er ytterligere forskning og utvikling på dette området nødvendig. For dette formål har flere prototyper blitt utviklet for å demonstrere tekniske løsninger, for eksempel ADM-H eller EuroSWARM, for å utforske, teste og demonstrere mer avanserte funksjoner, inkludert autonom navigasjon eller ubemannet systemsamarbeid. Disse prøvene er imidlertid fortsatt i de tidlige stadiene av forskningen.
Det er mange vanskeligheter foran oss
Begrensningene til lidar er ikke det eneste problemet for bakkebaserte mobile roboter (HMP). I følge studien "Terrengtilpasning og integrering av ubemannede bakkesystemer", samt studien "Bestemmelse av alle grunnleggende tekniske og sikkerhetskrav for militære ubemannede kjøretøyer når de opererer i et kombinert oppdrag som involverer bemannede og ubemannede systemer" (SafeMUVe), finansiert av European Defense Agency, kan utfordringer og muligheter deles inn i fem forskjellige kategorier:
1. Operasjonell: Det er mange potensielle oppgaver som kan vurderes for mobile mobilroboter med autonome funksjoner (kommunikasjonssenter, observasjon, rekognosering av soner og ruter, evakuering av sårede, rekognosering av masseødeleggelsesvåpen, følge lederen med last, eskortering av utstyr, rydningsruter osv.), men operasjonelle konsepter for å støtte alt dette mangler fortsatt. Dermed er det vanskelig for utviklere av bakkebaserte mobilroboter med autonome funksjoner å utvikle systemer som nøyaktig vil tilfredsstille kravene til militæret. Organisering av forum eller arbeidsgrupper for ubemannede kjøretøysbrukere med autonome funksjoner kan løse dette problemet.
2. Teknisk: De potensielle fordelene med frittstående HMP-er er betydelige, men det er tekniske hindringer som fortsatt må overvinnes. Avhengig av den tiltenkte oppgaven kan NMR utstyres med forskjellige sett ombord utstyr (sensorer for rekognosering og observasjon eller overvåking og påvisning av masseødeleggelsesvåpen, manipulatorer for håndtering av eksplosiver eller våpensystemer, navigasjons- og veiledningssystemer), informasjonsinnsamlingssett, operatørkontrollsett og kontrollutstyr …Dette betyr at noen forstyrrende teknologier er sårt nødvendige, for eksempel beslutningstaking / kognitiv databehandling, interaksjon mellom mennesker og maskiner, datavisualisering, batteriteknologi eller innsamling av informasjon. Spesielt gjør det ustrukturerte og omstridte miljøet navigasjons- og veiledningssystemer svært vanskelige å betjene. Her er det nødvendig å gå videre for å utvikle nye sensorer (termiske nøytrondetektorer, interferometre basert på underkjølt atomteknologi, smarte aktuatorer for overvåking og kontroll, avanserte elektromagnetiske induksjonssensorer, infrarøde spektroskoper) og teknikker, for eksempel desentralisert og felles SLAM (Samtidig lokalisering og kartlegging. Problemet ligger ikke så mye i den teknologiske naturen, siden de fleste av disse teknologiene allerede er i bruk på den sivile sfæren, men i regulering. Slike teknologier kan ikke umiddelbart brukes til militære formål, siden de må tilpasses spesifikke militære krav.
Dette er nettopp formålet med EAOs OSRA Comprehensive Strategic Research Program, som er et verktøy som kan gi de nødvendige løsningene. Innen OSRA utvikles flere såkalte teknologiske byggesteiner eller TBB (Technology Building Block), som skal eliminere teknologiske hull knyttet til bakkeroboter, for eksempel: felles handlinger mellom bemannede og ubebodde plattformer, adaptivt samspill mellom en mann og en ubemannet system med forskjellige nivåer av autonomi; kontroll- og diagnosesystem; nye brukergrensesnitt; navigasjon i fravær av satellittsignaler; autonome og automatiserte veilednings-, navigasjons- og kontroll- og beslutningsalgoritmer for bemannede og ubemannede plattformer; kontroll av flere roboter og deres felles handlinger; høy presisjon veiledning og kontroll av våpen; aktive visualiseringssystemer; kunstig intelligens og big data for å støtte beslutningstaking. Hver TVB eies av en dedikert gruppe eller CapTech, som inkluderer eksperter fra myndigheter, industri og vitenskap. Utfordringen for hver CapTech -gruppe er å utvikle et veikart for deres TVB.
3. Lovgivende / lovlige: En betydelig hindring for innføringen av autonome systemer på den militære arenaen er mangelen på passende verifiserings- og vurderingsmetoder eller sertifiseringsprosesser som er nødvendige for å bekrefte at selv en mobil robot med de mest grunnleggende autonome funksjonene er i stand til å fungere riktig og trygt selv i fiendtlige og utfordrende miljøer. I den sivile verden står selvkjørende biler overfor de samme problemene. I følge SafeMUVe -studien er det viktigste etterslepet som er identifisert når det gjelder spesifikke standarder / beste praksis, i moduler knyttet til høyere nivåer av autonomi, nemlig automatisering og datasammenslåing. Moduler som for eksempel "Oppfatning av det ytre miljø", "Lokalisering og kartlegging", "Overvåking" (Beslutningstaking), "Trafikkplanlegging", etc., er fremdeles på middels nivå av teknologisk beredskap og, selv om det er flere løsninger og algoritmer designet for å utføre forskjellige oppgaver, men ingen standard er ennå tilgjengelig. I denne forbindelse er det også et etterslep når det gjelder verifikasjon og sertifisering av disse modulene, delvis behandlet av det europeiske initiativet ENABLE-S3. EAOs nyetablerte nettverk av testsentre var det første skrittet i riktig retning. Dette gjør at nasjonale sentre kan implementere felles initiativer for å forberede lovende teknologier, for eksempel innen robotteknologi.
4. Personell: Den utvidede bruken av ubemannede og autonome bakkesystemer vil kreve endringer i det militære utdanningssystemet, inkludert opplæring av operatører. Først og fremst må militært personell forstå de tekniske prinsippene for systemets autonomi for å kunne fungere og kontrollere det om nødvendig. Skapelse av tillit mellom brukeren og det autonome systemet er en forutsetning for en bredere anvendelse av terrestriske systemer med et høyere autonomi.
5. Økonomi: Mens globale kommersielle aktører som Uber, Google, Tesla eller Toyota investerer milliarder av euro i selvkjørende biler, bruker militæret mye mer beskjedne beløp på ubemannede bakkesystemer, som også er fordelt på land som har sine egne nasjonale planer for utvikling av slike plattformer. Det nye europeiske forsvarsfondet bør hjelpe til med å konsolidere finansiering og støtte en samarbeidende tilnærming til utvikling av bakkebaserte mobilroboter med mer avanserte autonome funksjoner.
European Agency -arbeid
EOA har aktivt jobbet innen mobile mobile roboter i flere år. Spesielle teknologiske aspekter som kartlegging, ruteplanlegging, følge lederen eller unngå hindringer er utviklet i samarbeidende forskningsprosjekter som SAM-UGV eller HyMUP; begge er medfinansiert av Frankrike og Tyskland.
SAM-UGV-prosjektet tar sikte på å utvikle en frittstående teknologidemonstrasjonsmodell basert på en mobil bakkeplattform, som er preget av en modulær arkitektur av både maskinvare og programvare. Spesielt bekreftet teknologidemonstrasjonseksemplet konseptet med skalerbar autonomi (bytte mellom fjernkontroll, semi-autonomi og fullt autonom modus). SAM-UGV-prosjektet ble videreutviklet innenfor rammen av HyMUP-prosjektet, som bekreftet muligheten for å utføre kampoppdrag med ubemannede systemer i koordinering med eksisterende bemannede kjøretøyer.
I tillegg behandles for tiden beskyttelsen av autonome systemer mot bevisst interferens, utvikling av sikkerhetskrav for blandede oppgaver og standardisering av HMP i henholdsvis PASEI -prosjektet og SafeMUVe- og SUGV -studiene.
På vann og under vann
Automatiske maritime systemer (AMS) har en betydelig innvirkning på krigføringens art, og overalt. Den utbredte tilgjengeligheten og kostnadsreduksjonen av komponenter og teknologier som kan brukes i militære systemer tillater et økende antall statlige og ikke-statlige aktører å få tilgang til vannet i verdenshavene. De siste årene har antallet opererte AWS -er økt flere ganger, og derfor er det avgjørende at det implementeres passende programmer og prosjekter som vil gi flåtene den nødvendige teknologien og evnen til å garantere sikker og gratis navigasjon i hav og hav.
Innflytelsen fra helt autonome systemer er allerede så sterk at enhver forsvarsindustri som går glipp av dette teknologiske gjennombruddet, også vil savne fremtidens teknologiske utvikling. Ubemannede og autonome systemer kan med stor suksess brukes på militærområdet for å utføre komplekse og tøffe oppgaver, spesielt under fiendtlige og uforutsigbare forhold, som det maritime miljøet tydelig og illustrerer. Den maritime verden er lett å utfordre, den er ofte fraværende på kart og vanskelig å navigere, og disse autonome systemene kan hjelpe til med å overvinne noen av disse utfordringene. De har evnen til å utføre oppgaver uten direkte menneskelig inngrep, ved bruk av driftsmåter på grunn av samspillet mellom dataprogrammer og det eksterne rommet.
Det er trygt å si at bruk av AMS i maritime operasjoner har de bredeste utsiktene og all "takk" til fiendtligheten, uforutsigbarheten og størrelsen på havrommet. Det er verdt å merke seg at den uopprettelige tørsten etter å erobre havområder, kombinert med de mest komplekse og avanserte vitenskapelige og teknologiske løsningene, alltid har vært nøkkelen til suksess.
AMS blir stadig mer populær blant sjømenn, og blir en integrert del av flåter, der de hovedsakelig brukes i ikke-dødelige oppdrag, for eksempel i gruvehandlinger, for rekognosering, overvåking og informasjonsinnhenting. Men autonome maritime systemer har det største potensialet i undervannsverdenen. Undervannsverdenen blir en arena for stadig hardere tvister, kampen for marine ressurser intensiveres, og samtidig er det et stort behov for å sikre sikkerheten til sjøveier.
