Lisää itsenäisyyttä maajärjestelmille
Joidenkin maiden asevoimat ovat tällä hetkellä tunnetuimpia itsenäisten toimintojen järjestelmiä, jotka ovat panssaroitujen ajoneuvojen aktiivisia suojajärjestelmiä (SAZ), jotka kykenevät itsenäisesti tuhoamaan hyökkäävät panssarintorjuntaohjukset, ohjatut ohjukset ja kuoret. AES on yleensä yhdistelmä tutkoja tai infrapuna -antureita, jotka havaitsevat hyökkäävän omaisuuden, ja palontorjuntajärjestelmä, joka seuraa, arvioi ja luokittelee uhkia.
Koko prosessi havaitsemishetkestä ammuksen laukaisuhetkeen on täysin automatisoitu, koska ihmisen toiminta voi hidastaa sitä tai tehdä ajoissa tapahtuvan laukaisun täysin mahdottomaksi. Operaattorilla ei vain fyysisesti ole aikaa antaa komento ampua vastaiskua, eikä hän voi edes hallita tämän prosessin yksittäisiä vaiheita. BACS on kuitenkin aina ohjelmoitu etukäteen, jotta käyttäjät voivat ennustaa tarkat olosuhteet, joissa järjestelmän pitäisi reagoida ja missä ei. Uhkatyypit, jotka laukaisevat BAC -vasteen, ovat etukäteen tiedossa tai ainakin ennakoitavissa suurella varmuudella.
Samanlaisia periaatteita sovelletaan myös muiden itsenäisten maa-asejärjestelmien, kuten ohjaamattomien ohjusten, tykistökuorien ja sotatukikohtien suojaamiseen käytettävien miinojen, sota-alueiden toimintaan. Sekä APS: ää että sieppausjärjestelmiä voidaan siten pitää itsenäisinä järjestelminä, jotka aktivoituna eivät vaadi ihmisen toimia.
Haaste: maanpäällisten liikkuvien robottien itsenäisyys
Nykyään maanpäällisiä liikkuvia järjestelmiä käytetään yleensä räjähteiden havaitsemiseen ja niiden neutralointiin tai maaston tai rakennusten tutustumiseen. Molemmissa tapauksissa robotteja ohjaavat ja valvovat etäkäyttäjät (vaikka jotkut robotit voivat suorittaa yksinkertaisia tehtäviä, kuten siirtyä pisteestä toiseen ilman jatkuvaa ihmisen apua).”Syy siihen, miksi ihmisten osallistuminen on edelleen erittäin tärkeää, on se, että maalla olevilla mobiiliroboteilla on valtavia vaikeuksia toimia yksinään vaikeassa ja arvaamattomassa maastossa. Käytä autoa, joka liikkuu itsenäisesti taistelukentän poikki, missä sen on ohitettava esteet, ajettava pois liikkuvien esineiden kanssa ja oltava vihollisen tulen alla. paljon vaikeampaa - ennakoimattomuuden vuoksi - kuin käyttää itsenäisiä asejärjestelmiä, kuten edellä mainittua SAZ: ta”, sanoi Marek Kalbarczyk Euroopan puolustusvirastosta (EDA). Siksi maapohjarobottien itsenäisyys rajoittuu nykyään edelleen yksinkertaisiin toimintoihin, esimerkiksi "seuraa minua" ja navigointiin annettuihin koordinaatteihin. Seuraa minua voivat joko miehittämättömät ajoneuvot seurata toista ajoneuvoa tai sotilasta, kun taas reittipisteiden navigoinnin avulla ajoneuvo voi käyttää koordinaatteja (operaattorin määrittämiä tai järjestelmän muistissa olevia) päästäkseen haluttuun kohteeseen. Molemmissa tapauksissa miehittämätön ajoneuvo käyttää GPS: ää, tutkaa, visuaalisia tai sähkömagneettisia allekirjoituksia tai radiokanavia seuratakseen johtajaa tai tiettyä / muistiin merkittyä reittiä.
Sotilaan valinta
Operatiivisesta näkökulmasta tällaisten erillisten toimintojen käytön tarkoitus on yleensä:
• Sotilaille aiheutuvien riskien vähentäminen vaarallisilla alueilla korvaamalla kuljettajat miehittämättömillä ajoneuvoilla tai miehittämättömillä ajopakkauksilla autonomisella saattueiden seurannalla tai
• tukea joukkoja syrjäisillä alueilla.
Molemmat toiminnot perustuvat yleensä niin sanottuun esteiden välttämisen elementtiin estääkseen törmäykset esteisiin. Maan yksittäisten alueiden (kukkulat, laaksot, joet, puut jne.) Monimutkaisen topografian ja muodon vuoksi maanpinnoilla käytettävän piste -navigointijärjestelmän on sisällettävä laser -tutka tai lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) tai pystyä käyttämään esiladattuja karttoja. Koska lidar perustuu kuitenkin aktiivisiin antureihin ja on siksi helppo havaita, tutkimuksen painopiste on nyt passiivisissa kuvantamisjärjestelmissä. Esiladatut kartat kuitenkin riittävät, kun miehittämättömät ajoneuvot toimivat tunnetuissa ympäristöissä, joista yksityiskohtaiset kartat ovat jo saatavilla (esimerkiksi rajojen tai kriittisen infrastruktuurin valvonta ja suojaaminen). Kuitenkin aina, kun maarobotit joutuvat monimutkaiseen ja arvaamattomaan tilaan, lidar on välttämätön välipisteiden navigoinnissa. Ongelmana on, että lidarilla on myös rajoituksensa, eli sen luotettavuus voidaan taata vain suhteellisen yksinkertaisessa maastossa toimiville miehittämättömille ajoneuvoille.
Siksi tällä alalla tarvitaan lisätutkimusta ja -kehitystä. Tätä tarkoitusta varten on kehitetty useita prototyyppejä, jotka esittelevät teknisiä ratkaisuja, kuten ADM-H tai EuroSWARM, jotta voidaan tutkia, testata ja esitellä kehittyneempiä ominaisuuksia, mukaan lukien itsenäinen navigointi tai miehittämätön järjestelmäyhteistyö. Nämä näytteet ovat kuitenkin vielä tutkimuksen alkuvaiheessa.
Edessä on monia vaikeuksia
Lidarin rajoitukset eivät ole ainoa ongelma, joka koskee maanpäällisiä mobiilirobotteja (HMP). Tutkimuksen "Maastosovitus ja miehittämättömien maajärjestelmien integrointi" sekä tutkimuksen "Kaikkien perustason teknisten ja turvallisuusvaatimusten määrittäminen miehittämättömille sotilaallisille ajoneuvoille käytettäessä yhdistettyä tehtävää, johon kuuluu miehitettyjä ja miehittämättömiä järjestelmiä" (SafeMUVe) mukaan rahoitettu Euroopan puolustusvirasto voi haasteet ja mahdollisuudet jakaa viiteen eri luokkaan:
1. Toiminnallinen: On olemassa monia mahdollisia tehtäviä, joita voidaan harkita maanpäällisille liikkuville roboteille, joilla on itsenäiset toiminnot (viestintäkeskus, tarkkailu, vyöhykkeiden ja reittien tiedustelu, haavoittuneiden evakuointi, joukkotuhoaseiden tiedustelu, johtajan seuranta kuormalla, tarvikkeiden saattaminen, reittien raivaus jne.), mutta operatiiviset konseptit tämän kaiken tukemiseksi puuttuvat edelleen. Näin ollen itsenäisten toimintojen maanpäällisten mobiilirobotien kehittäjien on vaikea kehittää järjestelmiä, jotka vastaavat tarkasti armeijan vaatimuksia. Foorumien tai työryhmien järjestäminen miehittämättömille ajoneuvojen käyttäjille, joilla on itsenäiset toiminnot, voisi ratkaista tämän ongelman.
2. Tekninen: Itsenäisten HMP: iden mahdolliset hyödyt ovat merkittäviä, mutta on olemassa teknisiä esteitä, jotka on vielä voitettava. Suunnitellusta tehtävästä riippuen NMR voidaan varustaa erilaisilla laitteilla (joukkotuhoaseiden tiedustelu- ja tarkkailu- tai seuranta- ja havaitsemisanturit, räjähteiden tai asejärjestelmien manipulaattorit, navigointi- ja ohjausjärjestelmät), tiedonkeruupakkauksilla, kuljettajan ohjaussarjat ja ohjauslaitteet …Tämä tarkoittaa, että joitain häiritseviä tekniikoita tarvitaan kipeästi, kuten päätöksentekoa / kognitiivista tietojenkäsittelyä, ihmisen ja koneen vuorovaikutusta, tietokoneen visualisointia, akkutekniikkaa tai tiedon keräämistä yhteistyössä. Erityisesti rakenteettoman ja kiistanalaisen ympäristön vuoksi navigointi- ja ohjausjärjestelmien käyttö on erittäin vaikeaa. Tässä on edettävä uusien antureiden (lämpöneutronitunnistimet, ylikuumennettuun atomitekniikkaan perustuvat interferometrit, älykkäät toimilaitteet seurantaan ja ohjaukseen, kehittyneet sähkömagneettiset induktioanturit, infrapunaspektroskoopit) ja tekniikoiden, kuten hajautetun ja yhteisen SLAM: n, kehittämiseen (Samanaikainen paikallistaminen ja kartoitus). Lokalisointi ja kartoitus) ja kolmiulotteinen maastotutkimus, suhteellinen navigointi, edistynyt integrointi ja olemassa olevien antureiden tietojen yhdistäminen sekä liikkuvuuden tarjoaminen teknisen näkemyksen avulla. Ongelma ei ole niinkään teknologisessa luonteessa, koska suurin osa näistä tekniikoista on jo käytössä siviili -alalla, vaan sääntelyssä. Tällaisia tekniikoita ei todellakaan voida käyttää välittömästi sotilaallisiin tarkoituksiin, koska ne on mukautettava erityisiin sotilaallisiin vaatimuksiin.
Juuri tätä tarkoitusta varten EAOn OSRA Comprehensive Strategic Research Programme on työkalu, joka voi tarjota tarvittavat ratkaisut. OSRA: ssa kehitetään useita niin sanottuja teknisiä rakennuspalikoita tai TBB: tä (Technology Building Block), joiden pitäisi poistaa maarobotteihin liittyvät tekniset aukot, esimerkiksi: miehitettyjen ja asumattomien alustojen yhteistoiminta, mukautuva vuorovaikutus ihmisen ja ihmisen välillä miehittämätön järjestelmä, jolla on eri tasot itsenäisyyttä; valvonta- ja diagnostiikkajärjestelmä; uudet käyttöliittymät; navigointi satelliittisignaalien puuttuessa; itsenäiset ja automatisoidut opastus-, navigointi- ja ohjaus- ja päätöksentekoalgoritmit miehistön ja miehittämättömille alustoille; useiden robottien ja niiden yhteistoimien hallinta; erittäin tarkka aseiden ohjaus ja ohjaus; aktiiviset visualisointijärjestelmät; tekoäly ja big data päätöksenteon tueksi. Jokaisella TVB: llä on oma ryhmä tai CapTech, johon kuuluu hallituksen, teollisuuden ja tieteen asiantuntijoita. Kunkin CapTech -ryhmän haasteena on laatia etenemissuunnitelma TVB: lle.
3. Lainsäädäntö / laki: Merkittävä este itsenäisten järjestelmien käyttöönotolle armeijan areenalla on sopivien todentamis- ja arviointimenetelmien tai sertifiointiprosessien puute, joita tarvitaan sen varmistamiseksi, että jopa mobiilirobotti, jolla on perustason itsenäiset toiminnot, pystyy toimimaan oikein ja turvallisesti myös vihamielisiin ja haastaviin ympäristöihin. Siviilimaailmassa itse ajavat autot kohtaavat samoja ongelmia. SafeMUVe -tutkimuksen mukaan tärkein viive erityisten standardien / parhaiden käytäntöjen suhteen on moduuleissa, jotka liittyvät korkeampaan autonomian tasoon, eli automaatioon ja tietojen yhdistämiseen. Moduulit, kuten esimerkiksi "Ulkoisen ympäristön havaitseminen", "Lokalisointi ja kartoitus", "Valvonta" (päätöksenteko), "Liikenteen suunnittelu" jne., Ovat edelleen keskitasolla teknistä valmiutta ja, vaikka useita ratkaisuja ja algoritmeja, jotka on suunniteltu erilaisten tehtävien suorittamiseen, mutta standardia ei ole vielä saatavilla. Tältä osin näiden moduulien todentamisesta ja sertifioinnista on myös viivästystä, johon osittain liittyy eurooppalainen ENABLE-S3-aloite. EAO: n uusi testikeskusten verkosto oli ensimmäinen askel oikeaan suuntaan. Tämän ansiosta kansalliset keskukset voivat toteuttaa yhteisiä aloitteita lupaavien teknologioiden testaamiseen esimerkiksi robotiikan alalla.
4. Henkilöstö: Miehittämättömien ja itsenäisten maajärjestelmien laajennettu käyttö edellyttää muutoksia sotilaskoulutusjärjestelmään, mukaan lukien kuljettajien koulutus. Ensinnäkin sotilashenkilöstön on ymmärrettävä järjestelmän itsenäisyyden tekniset periaatteet voidakseen tarvittaessa toimia ja hallita sitä asianmukaisesti. Luottamuksen luominen käyttäjän ja autonomisen järjestelmän välille on edellytys korkeamman itsenäisyyden omaavien maanpäällisten järjestelmien laajemmalle soveltamiselle.
5. Talous: Vaikka globaalit kaupalliset toimijat, kuten Uber, Google, Tesla tai Toyota, investoivat miljardeja euroja itseohjautuviin autoihin, armeija käyttää paljon vaatimattomampia summia miehittämättömiin maajärjestelmiin, jotka jaetaan myös maiden kesken, joilla on omat kansalliset suunnitelmansa tällaisten alustojen kehittäminen. Kehittyvän Euroopan puolustusrahaston pitäisi auttaa rahoituksen yhdistämisessä ja tukemaan yhteistyöhön perustuvaa lähestymistapaa kehitettäessä maanpäällisiä mobiilirobotteja, joilla on kehittyneemmät itsenäiset toiminnot.
Euroopan viraston työ
EOA on työskennellyt aktiivisesti maanpäällisten mobiilirobotien alalla useita vuosia. Yhteistyöhankkeissa, kuten SAM-UGV tai HyMUP, on kehitetty erityisiä teknologisia näkökohtia, kuten kartoitus, reittisuunnittelu, johtajan seuraaminen tai esteiden välttäminen. Molemmat osarahoittavat Ranska ja Saksa.
SAM-UGV-hankkeen tavoitteena on kehittää itsenäinen teknologian esittelymalli, joka perustuu mobiiliin maapohjaan, jolle on ominaista sekä laitteiston että ohjelmiston modulaarinen arkkitehtuuri. Erityisesti teknologian esittelynäyte vahvisti skaalautuvan autonomian käsitteen (vaihtaminen kaukosäätimen, puoliautomaattisen ja täysin itsenäisen tilan välillä). SAM-UGV-hanketta kehitettiin edelleen HyMUP-hankkeen puitteissa, mikä vahvisti mahdollisuuden suorittaa taistelutehtäviä miehittämättömillä järjestelmillä koordinoiden olemassa olevien miehitettyjen ajoneuvojen kanssa.
Lisäksi PASEI -hanke ja SafeMUVe- ja SUGV -tutkimukset käsittelevät parhaillaan autonomisten järjestelmien suojaamista tarkoituksellisilta häiriöiltä, turvallisuusvaatimusten kehittämistä eri tehtäville ja HMP: n standardointia.
Veden päällä ja veden alla
Automaattisilla merijärjestelmillä (AMS) on merkittävä vaikutus sodankäynnin luonteeseen ja kaikkialla. Sotilasjärjestelmissä käytettävien komponenttien ja tekniikoiden laaja saatavuus ja kustannusten alentaminen mahdollistavat yhä useamman valtion ja valtiosta riippumattoman toimijan pääsyn maailman valtamerien vesille. Viime vuosina toimivien AWS -laitteiden määrä on lisääntynyt useita kertoja, ja siksi on välttämätöntä toteuttaa asianmukaisia ohjelmia ja hankkeita, jotka antaisivat laivastoille tarvittavat tekniikat ja valmiudet turvallisen ja vapaan navigoinnin takaamiseksi merillä ja valtamerillä.
Täysin itsenäisten järjestelmien vaikutus on jo niin voimakas, että jokainen puolustusteollisuus, joka kaipaa tätä teknologista läpimurtoa, kaipaa myös tulevaisuuden teknologista kehitystä. Miehittämättömiä ja itsenäisiä järjestelmiä voidaan käyttää menestyksekkäästi sotilasalueella monimutkaisten ja vaikeiden tehtävien suorittamiseen erityisesti vihamielisissä ja arvaamattomissa olosuhteissa, jotka meriympäristö selvästi ja havainnollistaa. Merimaailma on helppo haastaa, se on usein poissa kartoista ja sitä on vaikea navigoida, ja nämä itsenäiset järjestelmät voivat auttaa ratkaisemaan osan näistä haasteista. Heillä on kyky suorittaa tehtäviä ilman suoraa ihmisen väliintuloa ja käyttää toimintatapoja tietokoneohjelmien ja ulkoisen tilan välisen vuorovaikutuksen vuoksi.
On turvallista sanoa, että AMS: n käytöllä merenkulussa on laajimmat mahdollisuudet ja kaikki "kiitos" vihamielisyydestä, arvaamattomuudesta ja meren tilan koosta. On syytä huomata, että meritilojen valloittamaton jano yhdistettynä monimutkaisimpiin ja kehittyneimpiin tieteellisiin ja teknologisiin ratkaisuihin ovat aina olleet menestyksen avain.
AMS-järjestelmät ovat saaneet yhä enemmän suosiota merimiesten keskuudessa, ja niistä on tullut kiinteä osa laivastoja, joissa niitä käytetään pääasiassa ei-tappavissa tehtävissä, esimerkiksi miinatoiminnassa, tiedusteluun, valvontaan ja tiedonkeruuseen. Mutta autonomisilla merijärjestelmillä on suurin potentiaali vedenalaisessa maailmassa. Vedenalaisesta maailmasta on tulossa yhä kiivaampien kiistojen areena, taistelu meren luonnonvaroista kiristyy, ja samalla on suuri tarve varmistaa merireittien turvallisuus.
