Bruken av ubemannede overflate- og undervannskjøretøyer av forskjellige typer, så vel som andre robotsystemer for å løse et bredt spekter av oppgaver av hensyn til marinestyrker og kystvakter i de ledende landene i verden har blitt utbredt de siste årene og har en tendens til rask utvikling videre.
En av grunnene til oppmerksomheten som marinespesialister legger vekt på opprettelsen av undervannsroboter er den høye effektiviteten av deres kampbruk i sammenligning med de tradisjonelle midlene til rådighet for kommandoen over marinestyrker i verdens land til nå. For eksempel, under invasjonen av Irak, klarte kommandoen for den amerikanske marinen i Persiabukta ved hjelp av autonome ubemannede undervannskjøretøyer å fjerne miner og andre farlige gjenstander fra gruver og andre farlige gjenstander fra vannområdet i bukten med en et område på en kvadratkilometer, til tross for at, som en av representantene for den amerikanske marinen bemerket korrespondenten til Associated Press, en typisk avdeling av gruvedykkere ville ha tatt 21 dager for å gjøre dette.
Samtidig utvides listen over oppgaver løst av ubemannede undervannskjøretøyer stadig, og i tillegg til de tradisjonelle og mest vanlige - søket etter gruver og eksplosive objekter, tilbud av ulike undervannsoperasjoner, samt rekognosering og observasjon - inkluderer allerede løsningen av sjokkoppgaver og arbeid med mer komplekse og tidligere utilgjengelige for "Roboter i skulderstropper" i strandsonen, der de må ødelegge gruver og andre elementer i fiendens anti-amfibiske forsvar. De spesifikke forholdene for deres kampbruk er grunt vann, sterke tidevannsstrømmer, bølger, vanskelig bunntopografi, etc. - Som et resultat fører de til opprettelse av mekanismer preget av høy teknisk kompleksitet og originalitet i løsningene som brukes. Imidlertid går denne originaliteten ofte sidelengs for dem: kunden er ennå ikke klar for den massive introduksjonen av slike menneskeskapte monstre i troppene.
METAL-KOMPOSIT "KREFT"
En av de første militære robotene som ble opprettet for å arbeide i "strand" -området som forberedelse til den amfibiske operasjonen, kan betraktes som en liten krepsdyr autonom undervannsrobot kjent som Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, som kan oversettes fra engelsk til "walking benthic (bunn) autonom undervannsbil ".
Dette apparatet som veier bare 3,2 kg ble utviklet på initiativ av spesialister fra Marine Science Center ved Northeastern University, som ligger i Boston, Massachusetts (USA), under ledelse av Dr. Joseph Ayers. Kunden til arbeidet var US Navy Research Directorate (ONR) og Defense Advanced Research Projects Agency i det amerikanske forsvarsdepartementet (DARPA).
Enheten er en bunn autonom robot av den såkalte biomimetiske klassen (roboter som ligner på noen prøver fra dyreverdenen. - V. Sch.), Som ser ut som en kreft og er designet for å utføre rekognosering og gruvehandling i sjøkanten sone og på den første kystlinjen, samt ved bunnen av elver, kanaler og andre grunne naturlige og kunstige reservoarer.
Roboten har et karosseri laget av et slitesterkt komposittmateriale, 200 mm langt og 126 mm bredt, åtte mekaniske ben med tre frihetsgrader hver, samt et par forben som ligner krabbe eller krabbeklør, og ett bak, som ligner en krabbehale, overflater for hydrodynamisk stabilisering av roboten under vann ca 200 mm lang hver (det vil si at hver overflate er sammenlignbar i lengde med robotlegemet). Mekaniske ben settes i gang av kunstige muskler laget av nikkel-titanlegering med formminneeffekt (NiTi-formminne-legering), og utviklerne bestemte seg for å bruke pulsbreddemodulasjon i stasjonene.
Robotens handlinger kontrolleres ved hjelp av en nevral nettverkskontroller som implementerer en atferdsmodell som utviklerne har lånt fra hummerens liv og tilpasset forholdene for kampbruk av disse robotene. Spesialistene ved Northeastern University valgte dessuten den amerikanske hummeren som en kilde for utviklingen av atferdsmodellen til den aktuelle roboten.
"Måtene og atferdene som hummer har brukt til å finne mat i årtusener kan like godt brukes av en robot for å finne gruver," sa prosjektleder Dr. Joseph Ayers fra Northeastern University's Marine Science Center.
Det innebygde kontrollsystemet til kreftroboten er basert på et datasystem av Persistor-typen basert på en Motorola MC68CK338 mikroprosessor, og nyttelasten til enheten inkluderte et hydroakustisk kommunikasjonssystem, et kompass og et MEMS-basert skråmåler / akselerometer (MEMS - mikroelektromekanisk system).
Et typisk scenario for kampbruk av denne roboten så slik ut. En gruppe robotkreps blir levert til applikasjonsområdet ved hjelp av en spesiell torpedoformet transportbærer (den skulle lage noe som en undervannsversjon av en liten lastebeholder som ble brukt i luftvåpenet). Etter spredning måtte robotene, i henhold til et forhåndsbestemt program, utføre rekognosering eller ytterligere rekognosering av det angitte området, identifisere elementer i fiendens anti-amfibiske forsvarssystem, spesielt med hensyn til gruver og andre eksplosive gjenstander, etc. Ved storproduksjon kan kjøpesummen for en robotkreft være omtrent $ 300.
Det ser imidlertid ut til at saken ikke gikk utover konstruksjonen av flere prototyper og deres korte tester. Den viktigste potensielle kunden, marinen, som opprinnelig bevilget omtrent 3 millioner dollar til disse studiene, uttrykte ikke ytterligere interesse for prosjektet: siste gang utviklingen av Northeastern University ble demonstrert for spesialistene på den amerikanske marinen kommando, tilsynelatende i 2003. Sannsynligvis var det ingen kunder blant deltakerne på utstillingene der denne oppfinnelsen ble demonstrert.
KRABB "ARIEL II"
Et forsøk på å lage en robot basert på de strukturelle egenskapene til "sjømat", og spesielt - en krabbe, ble også utført av spesialister fra det amerikanske selskapet "AyRobot". Selskapet er i dag en av verdens ledende utviklere og produsenter av roboter av forskjellige typer for militære og sivile formål, og volumet av deres leveranser har lenge blitt estimert i millioner. Selskapet ble grunnlagt i 1990 og har siden 1998 vært regelmessig involvert i DARPAs interesser eller andre divisjoner i militær- og sikkerhetsbyråene i USA, så vel som andre land i verden.
Roboten utviklet av selskapets spesialister fikk navnet Ariel II og er klassifisert som et Autonomous Legged Underwater Vehicle (ALUV). Den er designet for å søke etter og fjerne gruver og forskjellige hindringer i fiendens anti-amfibiske forsvarssystem som ligger i den kystnære grunne vannsonen og på "stranden". Et trekk ved roboten, ifølge utviklerne, er dens evne til å forbli funksjonell selv i invertert tilstand.
"Ariel II" veier omtrent 11 kg og kan ta en nyttelast på opptil 6 kg. Lengden på apparatets kropp er 550 mm, maksimal lengde for manipulatorer med kompass og skråningsmåler er 1150 mm, bredden er 9 cm i lav posisjon og 15 cm - på hevede "ben". Roboten er i stand til å arbeide på opptil 8 m dyp. Strømkilde - 22 nikkel -kadmiumbatterier.
Strukturelt er "Ariel II" et krabbeaktig apparat med en hovedkropp og seks ben festet til den, som har to frihetsgrader. Alt elektronisk målutstyr som er plassert ombord på "krabben i uniform" skal, i henhold til utviklerens plan, være plassert i en forseglet modul. Mållaststyringssystemet distribueres. Arbeidet med denne gruvehandlingsroboten ble utført under kontrakter utstedt av DARPA -byrået og US Navy Research Office.
Scenariet for kampbruk av disse robotene ligner på mange måter det som er beskrevet ovenfor, med bare en forskjell: roboten hadde en gruvedestruksjonsmodus. Etter å ha funnet en gruve, stoppet roboten og tok en posisjon i umiddelbar nærhet av gruven og ventet på kommandoen. Etter å ha mottatt det tilsvarende signalet fra kommandoposten, detonerte roboten en gruve. Dermed kan "flokken" til disse robotene samtidig nesten helt eller til og med fullstendig ødelegge det antiampfibiske minefeltet i området for den planlagte amfibiske overfallslandingen. Utvikleren foreslo også et alternativ som ikke ga rollen som en kamikaze: roboten plasserte ganske enkelt en eksplosiv ladning på gruven og trakk seg tilbake i sikker avstand før eksplosjonen.
En av prototypene til roboten - gruvesøkeren "Ariel". Foto fra www.irobot.com
Ariel II demonstrerte sin evne til å finne miner under minst tre tester. Den første ble utført i et grunt kystområde i Riviera Beach -området, nær byen Riviera, Massachusetts; den andre er i Panama City, Florida -området, finansiert av Boeing Corporation, og den tredje er i Monterey Bay -området for National Geographic Group. Tilsynelatende fikk dette prosjektet ikke videreutvikling (inkludert på grunn av de langt fra entydige resultatene av disse testene), og den militære kunden, som finansierte arbeidet i det første stadiet, antok angivelig at en annen utvikling av det samme selskapet var mer lovende, kjent som "Transfibisk" og diskutert nedenfor. Selv om også her ikke alt er så enkelt.
"TRANSFIBIA" FRA MASSACHUSETS
Et annet ubemannet undervannskjøretøy for arbeid i strandsonen, som er notert av selskapet "AyRobot", ble ikke opprinnelig utviklet av spesialistene, men arvet fra selskapet "Nekton Corporation", som det kjøpte i september 2008 for USD 10 millioner
Denne enheten fikk navnet "Transphibian" (Transphibian) og ble opprettet i militærets interesse for å lete etter og ødelegge gruver av forskjellige typer ved selvdetonasjon ved hjelp av en eksplosiv ladning ombord på 6, 35 kg og et signal levert av en fjernoperatør.
"Transfibian" er en liten (bærbar) autonom ubemannet undervannskjøretøy som er omtrent 90 cm lang. Hovedforskjellen fra andre gruvedrifts nedsenkbare dumper i strandsonen er bruk av en kombinert bevegelsesmetode: i vannsøylen beveger enheten seg ved hjelp av to par "finner", som en fisk eller et pinniped pattedyr, og langs bunnen, ved hjelp av de samme "finnene", kryper den allerede. På samme tid, i materialene som er viet til denne utviklingen, blir det hevdet at "finnene" har seks frihetsgrader. Slik det er utviklet av utviklerne, gir dette muligheten for like effektiv bruk av apparatet som vurderes både på grunt vann og på store dybder, og øker også dets mobilitet og evnen til å overvinne hindringer av forskjellig art.
Som nyttelast var det planlagt å bruke forskjellige søkeutstyr opp til et stort optoelektronisk kamera, som skulle henges på spesielle fester under den sentrale delen av kjøretøyets karosseri.
Statusen for utviklingen er foreløpig ikke helt klar, siden delen dedikert til det ubemannede undervannskjøretøyet "Transfibian" er fraværende selv på nettstedet til utviklerfirmaet. Selv om en rekke kilder hevder at det var til fordel for denne enheten at den amerikanske militærdepartementet foretrakk å forlate den tidligere vurderte utviklingen av det samme selskapet - det ubemannede undervannskjøretøyet Ariel II. Imidlertid er det sannsynlig at prosjektet ble lukket eller frosset, siden amerikanske marinespesialister mildt sagt var misfornøyd med en rekke viktige parametere for det aktuelle ubemannede undervannskjøretøyet.
TRACK AMPHIBIA
Den siste prøven av ubebodde kjøretøyer designet for å lete etter og ødelegge gruver, samt utføre rekognosering av fiendtlig anti-amfibisk forsvar i den såkalte surfsonen, som vi vil vurdere her, ble opprettet av spesialister fra det berømte amerikanske selskapet Foster- Miller, som spesialiserte seg på utvikling av militære og politiroboter. Arbeidet med denne enheten, kalt Tactically Adaptable Robot, ble utført innenfor rammen av Very Shallow Water / Surf Zone MCM Program, finansiert av forskningsledelsen ved den amerikanske marinen.
Denne prøven var et ubemannet, sporet amfibiekjøretøy utviklet ved hjelp av utviklingen oppnådd av Foster-Miller da han opprettet en liten bakkerobot Lemming, bestilt av DARPA. Dermed er denne enheten i stand til å fungere både på havbunnen på grunt vann nær kysten (i en elv, innsjø, etc.) og på kysten. Samtidig ga utvikleren muligheten til å utstyre enheten med forskjellige alternativer for kraftelementer (oppladbare batterier), sensorer og annen nyttelast, som var plassert i et rom med et nyttig volum på ca 4500 kubikkmeter. tommer (ca. 0,07 kubikkmeter).
Den konstruerte prototypen til enheten har følgende taktiske og tekniske egenskaper: lengde - 711 mm, bredde - 610 mm, høyde - 279 mm, vekt (i luft) - 40, 91 kg, maksimal hastighet - 5,4 km / t, maksimal cruising rekkevidde - 10 miles. Som nyttelast var det planlagt å utvikle taktile sensorer (berøringssensorer), et magnetisk gradiometer, en magneto-induktiv sensor for berøring av objektfri kontakt, etc.
Det innebygde utstyret til den amfibiske roboten skal inkludere navigasjonshjelpemidler (multisensorsystem for å bestemme kjøretøyets romlige posisjon ved bruk av Kalman-filteret; navigasjonssystem for arbeid på grunt vann SINS (Swimmer Inshore Navigation System); mottaker av differensialen delsystem for det globale navigasjonssatellittsystemet (DGPS); tre-akset kompass; kilometertellere; girhastighets gyrosensor, etc.) og kommunikasjon (ISM-radiomottaker og akustisk undervannsmodem), og det innebygde kontrollsystemet er basert på en PC / 104 standard datamaskin.
Resultatene av undersøkelsen av det angitte området i vannområdet (havbunnen) av hver av de amfibiske robotene som er tildelt for dette - og operasjonen er planlagt ved hjelp av en gruppe lignende enheter - overføres til operatørkonsollen, hvor en digital kart over dette området er dannet på grunnlag av dem.
Spesialister fra Foster-Miller og kystsystemdivisjonen i US Navy's Surface Warfare Center gjennomførte i fellesskap en testsyklus av en prototype av det aktuelle systemet, hvor de måtte demonstrere evnen til en amfibisk robot til å løse følgende oppgaver:
- søk etter forskjellige objekter i det angitte området i vannområdet;
- søk og identifisering av objekter på havbunnen;
- fullstendig og grundig undersøkelse av strandsonen (surfesonen) på stedet for den kommende amfibiske angrepsoperasjonen;
- opprettholde toveiskommunikasjon med operatøren på lasteskipet eller kystkommandoposten;
- løse de nødvendige oppgavene offline.
I juli 2003 ble denne amfibiske roboten vist for alle i Boston som en del av en utstilling organisert av US Navy Research Directorate under Boston Harborfest, og tidligere, i 2002, brukte det amerikanske militæret disse enhetene i en versjon optimalisert for bruk på land, under en operasjon for å kartlegge huler i fjellene i Afghanistan.
Systemets status er angitt som "under utvikling", kontrakter for seriell produksjon av amfibieroboter er ennå ikke inngått (i det minste har informasjon om dette ikke blitt offentliggjort), derfor er det sannsynlig at kunden, representert av US Navy -kommandoen, har ennå ikke vist en aktiv interesse for å fortsette arbeidet med prosjektet. I tillegg er det ingen omtale av dette robotsystemet på nettstedet til US Navy i delen dedikert til Mine Action Forces and Facilities for Very Shallow Water Areas and Surf Zone Program.
POTENSIAL FARE
Generelt kan det sies at oppgaven med å søke, oppdage, klassifisere og ødelegge gruver i strandsonen og på den første kystlinjen ("stranden"), samt å oppdage ulike elementer i fiendtlig anti-amfibisk forsvar fortsatt er en av de de viktigste komponentene i den komplekse prosessen for marinen i de ledende landene i verden, støtter amfibiske angrep. Spesielt de som finner sted på ukjente strekninger av kysten.
I denne forbindelse kan vi forvente videre utvikling av arbeidet med å lage robotverktøy designet for å løse problemene ovenfor. Selv om oppgaven med å lage ubebodde og spesielt autonome kjøretøyer som er i stand til å operere under ekstremt vanskelige forhold i strandsonen (surfesone på den første kystlinjen), preget av en kompleks bunntopografi, grunne dybder, som det fremgår av informasjonen ovenfor. og sterke strømmer, er på ingen måte enkelt og fører ikke alltid til ønsket og tilfredsstillende resultat for kunden.
På den annen side, tilbake i 2008, på sidene til den elektroniske ressursen NewScientist.com, ble det publisert materiale basert på prognosen fra britiske og amerikanske eksperter om de alvorligste vitenskapelige og tekniske truslene som menneskeheten kan møte i overskuelig fremtid. … Og det som er bemerkelsesverdig, ifølge forfatterne av prognosen, kan en av truslene med høy grad av sannsynlighet være den altfor raske utviklingen av biomimetiske roboter - systemer opprettet på grunnlag av å låne visse prøver av planetens natur. Slik som for eksempel autonome ubemannede undervannskjøretøyer, skapt lignende visse prøver av marin fauna både i konstruktiv forstand og i forhold til atferdsmodellene implementert i kontrollsystemene deres.
Ifølge britiske forskere kan den raske "avl" av denne typen biomimetiske roboter bli en ny art på vår planet og inngå en konfrontasjon om besittelse av boareal med sine tidligere skapere. Fantastisk? Ja sannsynligvis. Men for et par århundrer siden virket Nautilus -ubåten, romraketter og kamplasere fantastisk. Og den biomimetiske robotspesialisten Robert Full, som jobber ved University of California i Berkeley, understreker: "Etter min mening vet vi på dette stadiet for lite om de mulige truslene for å planlegge utviklingen vår."
