A legkülönbözőbb típusú pilóta nélküli felszíni és víz alatti járművek, valamint más robotizált rendszerek használata a világ vezető országainak haditengerészetének és parti őreinek érdekében a feladatok széles skálájának megoldásában széles körben elterjedt az utóbbi években. a további gyors fejlődés érdekében.
Az egyik oka annak a figyelemnek, amelyet a haditengerészeti szakemberek a víz alatti robotok létrehozására fordítanak, harci felhasználásuk nagy hatékonysága a hagyományos eszközökhöz képest, amelyek a világ országainak haditengerészetének rendelkezésére állnak. Például Irak inváziója során az Egyesült Államok haditengerészeti csoportjának parancsnoksága a Perzsa -öbölben, önálló, pilóta nélküli víz alatti járművekkel sikerült bányákat és más veszélyes tárgyakat kitakarítani az aknákból és más veszélyes tárgyakból az öböl vízterületéről. negyed négyzetmérföld (kb. 0,65 négyzetkilométer), annak ellenére, hogy - amint az amerikai haditengerészet egyik képviselője megjegyezte az Associated Press tudósítójának - a bányászbúvárok tipikus különítménye 21 nap van erre.
Ugyanakkor a pilóta nélküli víz alatti járművek által megoldott feladatok listája folyamatosan bővül, és a hagyományos és leggyakoribbak mellett - az aknák és robbanóeszközök keresése, a különböző víz alatti műveletek biztosítása, valamint a felderítés és megfigyelés - már magában foglalja a sokkfeladatok megoldását és a bonyolultabb, korábban a vállpántokban nem hozzáférhető robotok számára hozzáférhető munkát a part menti övezetben, ahol el kell pusztítaniuk az aknákat és az ellenség kétéltű védekezésének más elemeit. Harci felhasználásuk különleges feltételei a sekély víz, az erős árapályáram, hullámok, nehéz fenékrajz stb. - Ennek eredményeként olyan mechanizmusok létrejöttéhez vezetnek, amelyeket az alkalmazott megoldások nagy műszaki összetettsége és eredetisége jellemez. Ez az eredetiség azonban gyakran oldalra fordul számukra: a vevő még nem áll készen arra, hogy az ilyen mesterséges szörnyeket tömegesen bevezessék a csapatokba.
FÉMKOMPOSIT "RÁK"
Az egyik első katonai robot, amelyet a "tengerparti" területen dolgoztak a kétéltű hadműveletre való felkészülés céljából, egy kis rákfélék autonóm víz alatti robotjának tekinthető, amely Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle néven ismert, és angolról "sétáló bentikus" -ra fordítható. (alsó) önálló víz alatti jármű."
Ezt a mindössze 3,2 kg súlyú készüléket kezdeményező jelleggel fejlesztették ki a Northeastern Egyetem Tengerészeti Tudományos Központjának (Boston, Massachusetts (USA)) szakemberei, Dr. Joseph Ayers vezetésével. A munka megrendelője az Egyesült Államok Haditengerészeti Kutatási Igazgatósága (ONR) és az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának Védelmi Kutatási Projektügynöksége (DARPA) volt.
A készülék az úgynevezett biomimetikus osztály alsó robotja (az állatvilág néhány mintájához hasonló robot. - V. Sch.), Amely ráknak látszik, és felderítésre és aknavégzésre szolgál a partvidéken övezetben és az első tengerparton, valamint a folyók, csatornák és más sekély természetes és mesterséges víztározók alján.
A robotnak tartós, kompozit anyagból készült teste van, 200 mm hosszú és 126 mm széles, nyolc mechanikus láb, egyenként három szabadságfokgal, valamint egy pár első láb, hasonlóan a rákhoz vagy a rák karmaihoz, és egy hátsó, egy rákfarkra emlékeztető felületek a robot hidrodinamikai stabilizálásához víz alatt, egyenként körülbelül 200 mm hosszúak (azaz minden felület hasonló hosszúságú a robot testével). A mechanikus lábakat nikkel-titán ötvözetből készült, formamemória-hatású (NiTi alakú memóriaötvözet) mesterséges izmok indítják el, és a fejlesztők úgy döntöttek, hogy impulzusszélesség-modulációt alkalmaznak a hajtásokban.
A robot akcióit egy neurális hálózati vezérlő segítségével irányítják, amely a fejlesztők által a homárok életéből kölcsönzött viselkedési modellt valósítja meg, és igazodik e robotok harci felhasználásának feltételeihez. Sőt, az Északkeleti Egyetem szakemberei az amerikai homárt választották forrásnak a szóban forgó robot viselkedési modelljének kidolgozásához.
„Azokat a módszereket és viselkedést, amelyekkel a homárok évezredek óta táplálékot találtak, ugyanúgy jól tudja használni egy robot, hogy bányákat találjon” - mondta a projekt vezetője, Dr. Joseph Ayers, az Északkeleti Egyetem Tengerészeti Tudományos Központja.
A rákos robot fedélzeti vezérlőrendszere egy Motorola MC68CK338 mikroprocesszoron alapuló Persistor típusú számítástechnikai rendszeren alapul, és az eszköz hasznos terhelése tartalmazott egy hidroakusztikus kommunikációs rendszert, egy iránytűt és egy MEMS-alapú inclinométert / gyorsulásmérőt (MEMS - mikroelektromechanikus rendszer).
A robot harci felhasználásának tipikus forgatókönyve így nézett ki. A robotrákok egy csoportját egy speciális torpedó alakú szállítóhordozó segítségével szállítják az alkalmazási területre (a légierőben használt kisméretű teherszállító tartály víz alatti változatát kellett létrehozni). A szétszóródást követően a robotoknak egy előre meghatározott program szerint felderítést vagy kiegészítő felderítést kellett végezniük a kijelölt területen, azonosítaniuk kellett az ellenség kétéltű védelmi rendszerének elemeit, különös tekintettel az aknákra és más robbanóanyagokra. Nagyüzemi gyártás esetén egy robotrák beszerzési ára megközelítőleg 300 dollár lehet.
Úgy tűnik azonban, hogy a dolog nem lépett túl több prototípus felépítésén és azok rövid tesztelésén. A fő potenciális megrendelő, a haditengerészet, amely kezdetben körülbelül 3 millió dollárt különített el ezekre a tanulmányokra, nem fejezte ki további érdeklődését a projekt iránt: utoljára az északkeleti egyetem fejlesztését mutatták be az amerikai haditengerészet parancsnoksága szakembereinek. 2003. Valószínűleg nem volt vásárló azon kiállítások résztvevői között, ahol ezt a találmányt bemutatták.
RÁK "ARIEL II"
Az "AyRobot" amerikai cég szakemberei egy kísérletet tettek egy robot létrehozására, amely a "tenger gyümölcsei" és különösen a rák szerkezeti jellemzőire épül. A vállalat ma a világ egyik vezető fejlesztője és gyártója különféle típusú katonai és polgári célú robotok számára, szállításuk mennyiségét már régóta millióra becsülik. Az 1990 -ben alapított társaság 1998 óta rendszeresen részt vesz a DARPA vagy az Egyesült Államok, valamint a világ más országainak katonai és biztonsági ügynökségeinek más részlegei érdekében.
A cég szakemberei által kifejlesztett robot Ariel II nevet kapta, és az Autonomous Legged Underwater Vehicle (ALUV) kategóriába tartozik. Úgy tervezték, hogy felkutassa és eltávolítsa az aknákat és különféle akadályokat az ellenség kétéltű védelmi rendszerében, amely a part menti sekély vizű övezetben és a "strandon" található. A robot egyik jellemzője a fejlesztők szerint, hogy képes fordított állapotban is működőképes maradni.
Az "Ariel II" körülbelül 11 kg súlyú, és akár 6 kg hasznos teherbírást is képes elviselni. A készülék testének hossza 550 mm, az iránytűvel és dőlésmérővel rendelkező manipulátorok maximális hossza 1150 mm, szélessége 9 cm alacsony helyzetben és 15 cm - felemelt "lábakon". A robot akár 8 m mélységben is képes dolgozni. Áramforrás - 22 nikkel -kadmium akkumulátor.
Szerkezetileg az "Ariel II" egy rákszerű készülék, amelynek fő teste és hat lába van hozzá rögzítve, amelyek két szabadságfokúak. A "egyenruhás" fedélzeten elhelyezett összes cél elektronikai berendezést a fejlesztők terve szerint egy lezárt modulban kell elhelyezni. A célterhelés -kezelési rendszer el van osztva. Az aknavédelmi robot kidolgozását a DARPA ügynökség és az amerikai haditengerészeti kutatóhivatal által kiadott szerződések alapján végezték.
Ezen robotok harci felhasználásának forgatókönyve sok tekintetben hasonlít a fent leírtakhoz, egyetlen különbséggel: a robotnak aknapusztító módja volt. Miután megtalálta az aknát, a robot megállt, és a bánya közvetlen közelében állást foglalt, várva a parancsra. Miután megkapta a megfelelő jelet a parancsnokságról, a robot felrobbantott egy aknát. Így ezeknek a robotoknak a "nyája" egyidejűleg szinte teljesen vagy akár teljesen megsemmisítheti a kétéltű rohamoszállás területén a kétéltű aknamezőt. A fejlesztő olyan lehetőséget is javasolt, amely nem írta elő a kamikaze szerepét: a robot egyszerűen egy robbanótöltetet helyezett a bányára, és biztonságos távolságba vonult vissza a robbanás előtt.
A robot egyik prototípusa - az "Ariel" bányakereső. Fotó: www.irobot.com
Az Ariel II legalább három teszt során bizonyította, hogy képes aknákat találni. Az elsőt egy sekély part menti területen végezték a Riviera Beach térségében, Riviera város közelében, Massachusetts; a második a floridai Panama City területén található, a Boeing Corporation finanszírozásával, a harmadik pedig a Monterey Bay területén, a National Geographic Group számára. Úgy tűnik, ez a projekt nem fejlődött tovább (többek között azért, mert e tesztek messze nem egyértelmű eredményei), és a katonai megrendelő, aki az első szakaszban finanszírozta a munkát, állítólag ugyanannak a vállalatnak egy másik fejlesztését ígéretesebbnek tartotta, az úgynevezett „Transfibian” és az alábbiakban tárgyaljuk. Bár itt sem minden ilyen egyszerű.
"TRANSFIBIA" MASSACHUSETS -ből
Egy másik pilóta nélküli víz alatti jármű a part menti övezetben való munkavégzéshez, amelyet az "AyRobot" cég jegyzett, eredetileg nem a szakemberei fejlesztették ki, hanem a "Nekton Corporation" társaságtól örökölték, amelyet 2008 szeptemberében vásárolt meg 10 millió dollárért
Ezt az eszközt "Transphibian" (Transphibian) névre keresztelték, és a hadsereg érdekében hozták létre, hogy különböző típusú aknákat keressen és pusztítson el önrobbanással, 6, 35 kg súlyú fedélzeti robbanótöltet és egy távoli kezelő által küldött jel segítségével..
A "Transfibian" egy kisméretű (hordozható), önálló, személyzet nélküli víz alatti jármű, körülbelül 90 cm hosszú. Fő különbsége a tengerparti zónában lévő más aknamentes merülőkhöz képest a kombinált mozgásmód alkalmazása: a vízoszlopban a készülék mozog két pár "uszony" segítségével, mint egy hal vagy egy csípős emlős, és az alja mentén, ugyanazon "uszonyok" segítségével már mászik. Ugyanakkor az ennek a fejlesztésnek szentelt anyagokban azt állítják, hogy az "uszonyoknak" hat szabadságfokuk van. A fejlesztők elképzelései szerint ez lehetővé teszi a vizsgált készülék egyformán hatékony használatát sekély vízben és nagy mélységekben, és jelentősen növeli annak mobilitását és a különböző jellegű akadályok leküzdésének képességét.
Hasznos teherként különféle keresőberendezéseket terveztek használni egy nagyméretű optoelektronikus kameráig, amelyet a jármű karosszériájának központi része alatti speciális tartókon kellett felfüggeszteni.
A fejlesztés állása jelenleg nem teljesen világos, mivel a "Transfibian" pilóta nélküli víz alatti járművel foglalkozó rész még a fejlesztő cég honlapján sem található. Bár számos forrás azt állítja, hogy az amerikai katonai minisztérium előnyben részesítette ezt az eszközt, elhagyva ugyanazon cég korábban megfontolt fejlesztését - az Ariel II pilóta nélküli víz alatti járművet. Valószínű azonban, hogy a projektet lezárták vagy lefagyasztották, mivel az amerikai haditengerészeti szakemberek enyhén szólva elégedetlenek voltak a kérdéses pilóta nélküli víz alatti jármű számos fontos paraméterével.
Pálya kétéltű
Az utolsó minta lakatlan járművekről, amelyeket aknák felkutatására és megsemmisítésére, valamint az ellenség kétéltű védekezésének felderítésére végeztek az úgynevezett szörfövezetben, amelyet itt vizsgálunk, a híres amerikai Foster- cég szakemberei készítették. Miller, amely katonai és rendőrségi robotok fejlesztésére szakosodott. A taktikailag alkalmazkodó robotnak nevezett eszközön végzett munkákat a nagyon sekély víz / szörfövezet MCM program keretében végezték, amelyet az amerikai haditengerészet kutatási vezetősége finanszírozott.
Ez a minta egy pilóta nélküli, lánctalpas kétéltű jármű, amelyet a Foster-Miller fejlesztéseinek felhasználásával fejlesztettek ki, amikor a DARPA megbízásából kisméretű földi robotot, Lemminget hoztak létre. Így ez az eszköz képes működni mind a tengerfenéken, a part közelében lévő sekély vízben (folyóban, tóban stb.), Mind a parton. Ugyanakkor a fejlesztő lehetőséget biztosított arra, hogy a készüléket különféle opciókkal szerelje fel tápelemekhez (újratölthető elemek), érzékelőkhöz és egyéb hasznos terheléshez, amely egy körülbelül 4500 köbméter hasznos térfogatú rekeszben helyezkedett el. hüvelyk (körülbelül 0,07 köbméter).
A készülék prototípusának taktikai és műszaki jellemzői a következők: hosszúság - 711 mm, szélesség - 610 mm, magasság - 279 mm, súly (levegőben) - 40, 91 kg, maximális sebesség - 5,4 km / h, maximális utazás hatótávolság - 10 mérföld. Hasznos teherként tervezték tapintható érzékelők (érintésérzékelők), mágneses gradiométer, mágneses induktív érzékelő kifejlesztését az érintés nélküli tárgyak észlelésére stb.
A kétéltű robot fedélzeti berendezése tartalmazhat navigációs segédeszközöket (többérzékelő rendszer a jármű térbeli helyzetének meghatározásához a Kalman-szűrő segítségével; navigációs rendszer sekély vízben végzett munkához SINS (Swimmer Inshore Navigation System); differenciálmű vevője) a globális navigációs műholdas rendszer (DGPS) alrendszere; háromtengelyes iránytű; kilométer-számlálók; elfordulási sebességű giroszkóp-érzékelő stb.) és kommunikáció (ISM rádióvevő és víz alatti akusztikus modem), a fedélzeti vezérlőrendszer pedig PC / 104-en alapul szabványos számítógép.
Az erre kijelölt kétéltű robotok által a vízterület (tengerfenék) kijelölt területének felmérésének eredményeit - és a műveletet hasonló eszközök egy csoportjával tervezik - továbbítják a kezelői konzolra, ahol egy digitális térkép alapján készül ez a terület.
A Foster-Miller és az amerikai haditengerészet felszíni hadviselési központjának tengerparti rendszerekkel foglalkozó részlegének szakemberei közösen elvégezték a szóban forgó rendszer prototípusának tesztciklusát, amelynek során bizonyítaniuk kellett egy kétéltű robot képességét a következő feladatok megoldására:
- különböző tárgyak keresése a vízterület kijelölt területén;
- a tengerfenéken lévő tárgyak keresése és azonosítása;
- a part menti zóna (szörfövezet) teljes és alapos felmérése a közelgő kétéltű támadási helyszínen;
- kétirányú kommunikáció fenntartása a szállítóhajó vagy a part menti parancsnoki állomás üzemeltetőjével;
- a szükséges feladatok offline megoldása.
Ezt a kétéltű robotot 2003 júliusában mutatták meg mindenkinek Bostonban egy kiállítás keretében, amelyet az Egyesült Államok haditengerészeti kutatási igazgatósága szervezett a Boston Harborfest során, és korábban, 2002 -ben az amerikai hadsereg ezeket az eszközöket szárazföldi használatra optimalizált változatban használta., az afganisztáni hegyek barlangjainak felmérésére irányuló művelet során.
A rendszer állapotát "fejlesztés alatt" jelzik, a kétéltű robotok sorozatgyártására vonatkozó szerződéseket még nem kötötték meg (legalábbis az erről szóló információkat nem hozták nyilvánosságra), ezért valószínű, hogy az ügyfél, Az amerikai haditengerészet parancsnoksága még nem mutatott aktív érdeklődést a projekt folytatása iránt. Ezenkívül az amerikai haditengerészet honlapján nincs szó erről a robotrendszerről a Bánya -erők és Létesítmények a nagyon sekély vizű területeken és a szörfözési program számára című részben.
LEHETSÉGES VESZÉLY
Általánosságban elmondható, hogy a part menti övezetben és az első tengerparton ("tengerpart") lévő aknák felkutatása, felderítése, osztályozása és megsemmisítése, valamint az ellenséges kétéltű védelem különböző elemeinek felderítése továbbra is az egyik feladat. a világ vezető országainak haditengerészete számára a komplex folyamat legfontosabb elemei a kétéltű támadások támogatása. Különösen azok, amelyek a part ismeretlen szakaszain játszódnak.
Ebben a tekintetben a fenti problémák megoldására tervezett robotizált eszközök létrehozásával kapcsolatos munka további fejlődésére számíthatunk. Bár, amint a fenti információkból kitűnik, a lakatlan és különösen autonóm járművek létrehozásának feladata a part menti zóna (szörfövezet, az első partvonal) rendkívül nehéz körülményei között való működés, amelyet összetett fenékrajz, sekély mélység jellemez. és erős áramok, egyáltalán nem egyszerű, és nem mindig vezet a kívánt és kielégítő eredményekhez az ügyfél számára.
Másrészt, még 2008 -ban a NewScientist.com online erőforrás oldalain anyagot tettek közzé a brit és amerikai szakértők előrejelzése alapján, amelyek a legkomolyabb tudományos és műszaki fenyegetésekre vonatkoznak, amelyekkel az emberiség belátható időn belül szembesülhet. … És ami figyelemre méltó, az előrejelzés szerzői szerint az egyik nagy valószínűséggel fenyegető veszély lehet a biomimetikus robotok - a bolygó természetének bizonyos mintáinak kölcsönzése alapján létrehozott rendszerek - túl gyors fejlődése. Ilyenek például az autonóm, pilóta nélküli víz alatti járművek, amelyeket a tengeri állatvilág bizonyos mintáihoz hasonlóan hoztak létre mind konstruktív értelemben, mind a vezérlőrendszereikben megvalósított viselkedési modellekkel kapcsolatban.
Brit tudósok szerint az ilyen típusú biomimetikus robotok gyorsan "tenyésztése" új lakófajgá válhat bolygónkon, és konfrontációba léphetnek az életterület birtoklása érdekében korábbi alkotóikkal. Fantasztikus? Igen valószínűleg. De néhány évszázaddal ezelőtt a Nautilus tengeralattjáró, űrrakéták és harci lézerek fantasztikusnak tűntek. A biomimetikus robotok specialistája, Robert Full, aki a Berkeley -i Kaliforniai Egyetemen dolgozik, hangsúlyozza: "Véleményem szerint ebben a szakaszban túl keveset tudunk a lehetséges veszélyekről ahhoz, hogy megfelelően meg tudjuk tervezni a fejlesztéseinket."
