Įvairių tipų nepilotuojamų antžeminių ir povandeninių transporto priemonių, taip pat kitų robotų sistemų naudojimas pastaraisiais metais tapo plačiai paplitęs sprendžiant įvairias užduotis, atsižvelgiant į pirmaujančių pasaulio šalių karinių jūrų pajėgų ir pakrančių apsaugos pajėgas. toliau sparčiai vystytis.
Viena iš priežasčių, dėl kurių jūrų laivyno specialistai atkreipia dėmesį į povandeninių robotų kūrimą, yra didelis jų kovinio naudojimo efektyvumas, palyginti su tradicinėmis priemonėmis, kuriomis iki šiol disponuoja pasaulio šalių karinės jūrų pajėgos. Pavyzdžiui, per invaziją į Iraką JAV karinio jūrų laivyno grupės Persijos įlankoje vadovybė, naudodama autonomines nepilotuojamas povandenines transporto priemones, sugebėjo iš minos ir kitų pavojingų objektų išvalyti minas ir kitus pavojingus objektus iš įlankos akvatorijos. kvadratinių mylių (apie 0,65 kv. km) ploto, nepaisant to, kad, kaip vienas iš JAV karinio jūrų laivyno atstovų pažymėjo „Associated Press“korespondentui, tipiškas būrys nardytojų būtų paėmęs 21 diena tai padaryti.
Tuo pat metu bepiločių povandeninių transporto priemonių sprendžiamų užduočių sąrašas nuolat plečiasi, be tradicinių ir dažniausiai pasitaikančių - minų ir sprogstamųjų objektų paieškos, įvairių povandeninių operacijų, taip pat žvalgybos ir stebėjimo. - jau apima šoko užduočių sprendimą ir darbą prie sudėtingesnių ir anksčiau neprieinamų „robotams ant petnešų“pakrantės zonoje, kur jie turi sunaikinti minas ir kitus priešo amfibijos gynybos elementus. Ypatingos jų kovos naudojimo sąlygos yra seklus vanduo, stiprios potvynio srovės, bangos, sudėtinga dugno topografija ir kt. - Dėl to jie sukuria mechanizmus, kuriems būdingas didelis techninis sudėtingumas ir naudojamų sprendimų originalumas. Tačiau šis originalumas jiems dažnai pakrypsta į šoną: klientas dar nėra pasirengęs tokiems žmogaus sukurtiems monstrams masiškai įvesti į kariuomenę.
METALO SUDĖTIS "VĖŽIS"
Vienas iš pirmųjų karinių robotų, sukurtų dirbti „paplūdimio“zonoje, ruošiantis amfibijos operacijai, gali būti laikomas mažu vėžiagyvių autonominiu povandeniniu robotu, žinomu kaip ambulatorinė bentoso autonominė povandeninė transporto priemonė, kurią iš anglų kalbos galima išversti kaip „vaikščiojantis bentosas“. (apačioje) autonominė povandeninė transporto priemonė “.
Šį tik 3,2 kg sveriantį aparatą iniciatyva sukūrė Šiaurės rytų universiteto Jūrų mokslo centro, esančio Bostone, Masačusetso valstijoje (JAV), specialistai, vadovaujami daktaro Josepho Ayerso. Darbo užsakovas buvo JAV karinio jūrų laivyno tyrimų direktoratas (ONR) ir JAV gynybos ministerijos Išplėstinė gynybos tyrimų projektų agentūra (DARPA).
Įrenginys yra vadinamosios biomimetinės klasės apatinis autonominis robotas (robotai panašūs į kai kuriuos gyvūnų pasaulio pavyzdžius. - V. Sch.), Kuris atrodo kaip vėžys ir yra skirtas žvalgybai ir minų veiksmams pakrantėje atlikti zonoje ir pirmoje pakrantėje, taip pat upių, kanalų ir kitų seklių natūralių ir dirbtinių rezervuarų apačioje.
Robotas turi korpusą, pagamintą iš patvarios kompozicinės medžiagos, 200 mm ilgio ir 126 mm pločio, aštuonias mechanines kojas su trimis laisvės laipsniais, taip pat porą priekinių kojų, panašių į krabų ar krabų nagus, ir vieną galinę, panašūs į krabų uodegą, paviršiai, skirti roboto hidrodinaminiam stabilizavimui po vandeniu, maždaug 200 mm ilgio (tai yra, kiekvieno paviršiaus ilgis yra panašus į roboto kūną). Mechanines kojas paleidžia dirbtiniai raumenys, pagaminti iš nikelio-titano lydinio su formos atminties efektu (NiTi formos atminties lydinys), o kūrėjai nusprendė pavarose naudoti impulsų pločio moduliaciją.
Roboto veiksmai valdomi naudojant neuroninio tinklo valdiklį, įgyvendinantį elgesio modelį, kurį kūrėjai pasiskolino iš omarų gyvenimo ir pritaikė šių robotų kovinio naudojimo sąlygoms. Be to, Šiaurės rytų universiteto specialistai pasirinko amerikietišką omarą kaip šaltinį atitinkamo roboto elgesio modeliui kurti.
„Metus ir elgseną, kuriais omarai naudojo ieškodami maisto tūkstantmečius, robotas taip pat gali panaudoti ieškodamas minų“, - sakė projekto vadovas dr. Joseph Ayers iš Šiaurės Rytų universiteto Jūrų mokslo centro.
Borto vėžio roboto valdymo sistema yra pagrįsta Persistor tipo skaičiavimo sistema, pagrįsta „Motorola MC68CK338“mikroprocesoriumi, o į naudingąją įrenginio apkrovą įeina hidroakustinė ryšio sistema, kompasas ir MEMS pagrįstas nuolydžio / akselerometras (MEMS - mikroelektromechaninė sistema).
Tipiškas šio roboto kovinio naudojimo scenarijus atrodė taip. Robotų vėžių grupė pristatoma į taikymo sritį naudojant specialų torpedos formos transportavimo nešiklį (jis turėjo sukurti kažką panašaus į povandeninę mažo krovininio konteinerio, naudojamo oro pajėgose, versiją). Pasibaigus išsklaidymui, robotai pagal iš anksto nustatytą programą turėjo atlikti žvalgybą ar papildomą žvalgybą pagal paskirtą teritoriją, nustatyti priešo priešgaisrinės gynybos sistemos elementus, ypač minų ir kitų sprogstamųjų objektų atžvilgiu ir kt. Didelės apimties gamybos atveju vieno roboto vėžio pirkimo kaina gali būti maždaug 300 USD.
Tačiau atrodo, kad reikalas neapsiribojo kelių prototipų konstravimu ir trumpais jų bandymais. Pagrindinis potencialus klientas, karinis jūrų laivynas, iš pradžių šiems tyrimams skyręs apie 3 mln. JAV dolerių, tolesnio susidomėjimo projektu neparodė: paskutinį kartą Šiaurės Rytų universiteto plėtra buvo pademonstruota JAV karinio jūrų laivyno vadovybės specialistams 2003 m. Tikriausiai tarp tų parodų, kuriose buvo demonstruojamas šis išradimas, dalyvių nebuvo klientų.
KRABAS „ARIEL II“
Bandymo sukurti robotą, pagrįstą „jūros gėrybių“struktūrinėmis savybėmis, o konkrečiai - krabu, taip pat ėmėsi amerikiečių kompanijos „AyRobot“specialistai. Šiandien bendrovė yra viena iš pirmaujančių pasaulyje įvairių tipų robotų, skirtų kariniams ir civiliniams tikslams, kūrėjų ir gamintojų, o jų pristatymo apimtis jau seniai įvertinta milijonais. Įmonė, įkurta 1990 m., Nuo 1998 m. Reguliariai dalyvauja DARPA ar kitų JAV, taip pat kitų pasaulio šalių karinių ir saugumo agentūrų padalinių interesuose.
Įmonės specialistų sukurtas robotas buvo pavadintas „Ariel II“ir klasifikuojamas kaip autonominė kojų povandeninė transporto priemonė (ALUV). Jis skirtas minų ir įvairių kliūčių paieškai ir pašalinimui priešo priešgaisrinėje gynybos sistemoje, esančioje pakrantės seklių vandenų zonoje ir „paplūdimyje“. Pasak kūrėjų, roboto ypatybė yra jo gebėjimas išlikti funkcionalus net ir apverstos būsenos.
„Ariel II“sveria apie 11 kg ir gali atlaikyti iki 6 kg naudingą krovinį. Aparato korpuso ilgis yra 550 mm, maksimalus manipuliatorių su kompasu ir nuolydžio matuokliu ilgis yra 1150 mm, plotis 9 cm žemoje padėtyje ir 15 cm - ant pakeltų „kojų“. Robotas gali dirbti iki 8 m gylyje. Maitinimo šaltinis - 22 nikelio -kadmio baterijos.
Struktūriškai „Ariel II“yra į krabus panašus aparatas su pagrindiniu korpusu ir prie jo pritvirtintomis šešiomis kojomis, turinčiomis du laisvės laipsnius. Visa tikslinė elektroninė įranga, įdėta į „uniformuotą krabą“, pagal kūrėjų planą, turėtų būti sandariame modulyje. Tikslinė apkrovos valdymo sistema yra paskirstyta. Darbas prie šio minų roboto buvo atliktas pagal DARPA agentūros ir JAV karinio jūrų laivyno tyrimų biuro sudarytas sutartis.
Šių robotų kovinio naudojimo scenarijus daugeliu atžvilgių yra panašus į aprašytą aukščiau, tik vienas skirtumas: robotas turėjo minų naikinimo režimą. Radęs miną, robotas sustojo ir užėmė poziciją visai šalia minos, laukdamas komandos. Gavęs atitinkamą signalą iš komandų posto, robotas susprogdino miną. Taigi šių robotų „pulkas“tuo pačiu metu beveik visiškai ar net visiškai galėjo sunaikinti antiafibrinį minų lauką planuojamo amfibinio šturmo zonoje. Kūrėjas taip pat pasiūlė variantą, kuriame nebuvo numatytas kamikadzės vaidmuo: robotas tiesiog uždėjo sprogstamąjį užtaisą ant minos ir prieš sprogimą atsitraukė į saugų atstumą.
Vienas iš roboto prototipų - minų ieškotojas „Ariel“. Nuotrauka iš www.irobot.com
„Ariel II“bent tris bandymus pademonstravo savo sugebėjimą rasti minas. Pirmasis buvo atliktas seklioje pakrantės zonoje Riviera paplūdimio rajone, netoli Rivjeros miesto, Masačusetsas; antrasis yra Panamos mieste, Floridos rajone, finansuojamas „Boeing Corporation“, o trečias - Monterey Bay rajone, skirtas „National Geographic Group“. Matyt, šis projektas nebuvo toliau plėtojamas (taip pat ir dėl toli gražu ne vienareikšmių šių bandymų rezultatų), o karinis užsakovas, kuris finansavo darbus pirmajame etape, tariamai laikė kitą tos pačios įmonės plėtrą perspektyvesne, vadinamąja „Transfibian“ir aptariamas toliau. Nors ir čia ne viskas taip paprasta.
„TRANSFIBIA“IŠ MASAČIŲ
Kita nepilotuojama povandeninė transporto priemonė darbui pakrantės zonoje, kurią įtraukia bendrovė „AyRobot“, iš pradžių nebuvo sukurta jos specialistų, o paveldėta iš bendrovės „Nekton Corporation“, kurią ji įsigijo 2008 m. Rugsėjo mėn. Už 10 mln.
Šis prietaisas buvo pavadintas „Transphibian“(Transphibian) ir buvo sukurtas siekiant kariuomenės ieškoti ir sunaikinti įvairių tipų minas savaiminio susprogdinimo būdu, naudojant laive esantį sprogstamąjį užtaisą, sveriantį 6, 35 kg ir nuotolinio operatoriaus signalą..
„Transfibian“yra nedidelio dydžio (nešiojama) autonominė nepilotuojama povandeninė transporto priemonė, kurios ilgis apie 90 cm. Pagrindinis jos skirtumas nuo kitų povandeninių minų povandeninių pajūrio zonų yra kombinuoto judėjimo metodo naudojimas: vandens stulpelyje prietaisas juda padedamas dviejų porų „pelekų“, kaip žuvis ar žvirblis žinduolis, o palei dugną, padedamas tų pačių „pelekų“, jau šliaužia. Tuo pačiu metu medžiagose, skirtose šiam vystymuisi, teigiama, kad „pelekai“turi šešis laisvės laipsnius. Kaip suprato kūrėjai, tai suteikia galimybę vienodai efektyviai naudoti aptariamą aparatą tiek sekliame vandenyje, tiek dideliame gylyje, taip pat žymiai padidina jo mobilumą ir gebėjimą įveikti įvairaus pobūdžio kliūtis.
Kaip naudingą krovinį buvo planuojama naudoti įvairią paieškos įrangą iki didelio dydžio optoelektroninės kameros, kuri turėjo būti pakabinta ant specialių laikiklių po centrine transporto priemonės kėbulo dalimi.
Kūrinio statusas šiuo metu nėra visiškai aiškus, nes skyriaus, skirto nepilotuojamai povandeninei transporto priemonei „Transfibian“, nėra net kūrėjo įmonės svetainėje. Nors nemažai šaltinių tvirtina, kad Amerikos karinis departamentas pirmenybę teikė būtent šiam įrenginiui, atsisakydamas anksčiau svarstytos tos pačios kompanijos - nepilotuojamos povandeninės transporto priemonės „Ariel II“- kūrimo. Tačiau tikėtina, kad projektas buvo uždarytas arba įšaldytas, nes Amerikos karinio jūrų laivyno specialistai, švelniai tariant, buvo nepatenkinti daugeliu svarbių aptariamos nepilotuojamos povandeninės transporto priemonės parametrų.
STABDŽIO AMFIBIJOS
Paskutinį negyvenamų transporto priemonių pavyzdį, skirtą minoms ieškoti ir sunaikinti, taip pat priešo priešgaisrinės gynybos žvalgybai vadinamojoje banglenčių zonoje, kurį mes čia svarstysime, sukūrė žinomos amerikiečių kompanijos „Foster-“specialistai. Milleris, kuris specializavosi kuriant karinius ir policijos robotus. Darbas su šiuo prietaisu, vadinamu taktiškai pritaikomu robotu, buvo atliktas vykdant labai seklaus vandens / banglenčių zonos MCM programą, kurią finansavo JAV karinio jūrų laivyno tyrimų vadovybė.
Šis pavyzdys buvo nepilotuojama, vikšrinė amfibija, sukurta naudojant Foster-Miller pasiekimus kuriant mažo dydžio antžeminį robotą Lemming, užsakytą DARPA. Taigi šis prietaisas gali veikti tiek jūros dugne, esančiame negiliame vandenyje netoli kranto (upėje, ežere ir pan.), Tiek pakrantėje. Tuo pačiu metu kūrėjas numatė galimybę įrenginį aprūpinti įvairiomis maitinimo elementų (įkraunamų baterijų), jutiklių ir kitos naudingos apkrovos galimybėmis, esančiomis skyriuje, kurio naudingasis tūris yra apie 4500 kubinių metrų. colių (apie 0,07 kubinio metro).
Sukurtas prietaiso prototipas turi šias taktines ir technines charakteristikas: ilgis - 711 mm, plotis - 610 mm, aukštis - 279 mm, svoris (ore) - 40, 91 kg, maksimalus greitis - 5,4 km / h, maksimalus kreiserinis diapazonas - 10 mylių. Kaip naudingąją apkrovą buvo planuojama sukurti lytėjimo jutiklius (lietimo jutiklius), magnetinį gradiometrą, magnetoindukcinį jutiklį, skirtą nekontaktiniams objektams aptikti ir kt.
Į amfibinio roboto borto įrangą turėtų būti įtrauktos navigacijos priemonės (kelių jutiklių sistema, skirta transporto priemonės erdvinei padėčiai nustatyti naudojant Kalmano filtrą; navigacijos sistema darbui sekliuose vandenyse SINS (Swimmer Inshore Navigation System); diferencialo imtuvas) pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos (DGPS) posistemis; trijų ašių kompasas; odometrai; posūkio dažnio giroskopo jutiklis ir kt.) ir ryšiai (ISM radijo imtuvas ir povandeninis akustinis modemas), o borto valdymo sistema pagrįsta kompiuteriu / 104 standartinis kompiuteris.
Kiekvieno tam skirto varliagyvio roboto - o operacija planuojama naudojant grupę panašių prietaisų - vandens telkinio (jūros dugno) apklausos rezultatai perduodami į operatoriaus pultą, kur skaitmeninis jų pagrindu sudaromas šios srities žemėlapis.
Specialistai iš Foster-Miller ir JAV karinio jūrų laivyno „Surface Warfare Centre“pakrančių sistemų skyriaus kartu atliko bandomosios sistemos prototipo bandymų ciklą, kurio metu jie turėjo pademonstruoti amfibinio roboto sugebėjimą išspręsti šias užduotis:
- įvairių objektų paieška tam skirtoje akvatorijos zonoje;
- objektų paieška ir identifikavimas jūros dugne;
- išsamus ir išsamus pakrantės zonos (banglenčių zonos) tyrimas būsimos amfibijos puolimo operacijos vietoje;
- palaikyti abipusį ryšį su vežėjo laivo ar pakrančių vadavietės operatoriumi;
- reikiamų užduočių sprendimas neprisijungus.
2003 m. Liepos mėn. Šis amfibijos robotas buvo parodytas visiems Bostone, kaip paroda, kurią surengė JAV karinio jūrų laivyno tyrimų direkcija Bostono uosto metu, o anksčiau, 2002 m., JAV kariuomenė šiuos įrenginius naudojo versijoje, optimizuotoje naudoti sausumoje., per operaciją, skirtą tyrinėti urvus Afganistano kalnuose.
Sistemos būsena nurodoma kaip „kuriama“, bet kokios serijinės amfibijos robotų gamybos sutartys dar nėra sudarytos (bent jau informacija apie tai nebuvo paviešinta), todėl tikėtina, kad klientas, atstovaujamas JAV karinio jūrų laivyno vadovybė kol kas neparodė aktyvaus susidomėjimo tęsti projekto įgyvendinimą. Be to, apie šią robotizuotą sistemą JAV karinio jūrų laivyno svetainės skyrelyje, skirtame minų veiksmų pajėgoms ir įrenginiams labai sekliame vandenyje ir banglenčių zonai, neužsimenama.
GALIMAS PAVOJUS
Apskritai galima teigti, kad užduotis-ieškoti, aptikti, klasifikuoti ir sunaikinti minas pakrantės zonoje ir pirmojoje pakrantėje („paplūdimyje“), taip pat aptikti įvairius priešo amfibijos gynybos elementus. svarbiausi sudėtingo proceso komponentai pirmaujančių pasaulio šalių kariniams jūrų laivynams remia varliagyvių puolimo operacijas. Ypač tie, kurie vyksta nepažįstamuose pakrantės ruožuose.
Šiuo atžvilgiu galime tikėtis tolesnio darbo, susijusio su robotų įrankių, skirtų pirmiau minėtoms problemoms spręsti, kūrimo. Nors, kaip matyti iš aukščiau pateiktos informacijos, užduotis sukurti negyvenamas ir ypač autonomiškas transporto priemones, galinčias veikti nepaprastai sunkiomis pakrantės zonos sąlygomis (banglenčių zona, pirmoje pakrantėje), kuriai būdinga sudėtinga dugno topografija, nedidelis gylis ir stiprios srovės, anaiptol nėra paprasta ir ne visada lemia norimus ir klientą tenkinančius rezultatus.
Kita vertus, dar 2008 m., Interneto ištekliaus „NewScientist.com“puslapiuose, buvo paskelbta medžiaga, pagrįsta britų ir amerikiečių ekspertų prognozėmis dėl rimčiausių mokslinių ir techninių grėsmių, su kuriomis žmonija gali susidurti artimiausioje ateityje. … Ir kas yra nuostabu, anot prognozės autorių, viena iš grėsmių su didele tikimybe gali būti pernelyg sparti biomimetinių robotų - sistemų, sukurtų remiantis tam tikrų planetos gamtos pavyzdžių pasiskolinimu, kūrimas. Pavyzdžiui, autonominės nepilotuojamos povandeninės transporto priemonės, sukurtos panašios į tam tikrus jūrų faunos pavyzdžius tiek konstruktyvia prasme, tiek atsižvelgiant į elgesio modelius, įdiegtus jų valdymo sistemose.
Britų mokslininkų teigimu, sparčiai „veisiantis“tokio tipo biomimetinius robotus mūsų planetoje gali tapti nauja rūšis ir užmegzti gyvenamosios erdvės konfrontaciją su savo buvusiais kūrėjais. Fantastinis? Taip, tikriausiai. Tačiau prieš porą šimtmečių povandeninis laivas „Nautilus“, kosminės raketos ir koviniai lazeriai atrodė fantastiškai. O biomimetinių robotų specialistas Robertas Fullas, dirbantis Kalifornijos Berklio universitete, pabrėžia: „Mano nuomone, šiame etape mes per mažai žinome apie galimas grėsmes, kad galėtume tinkamai planuoti savo pokyčius“.
