Eri tyyppisten miehittämättömien pinta- ja vedenalaisten ajoneuvojen sekä muiden robottijärjestelmien käyttö monenlaisten tehtävien ratkaisemiseen maailman johtavien maiden merivoimien ja rannikkovartioston etujen mukaisesti on yleistynyt viime vuosina ja se on nopean kehityksen jatkamiseksi.
Yksi syy siihen, että merivoimien asiantuntijat kiinnittävät huomiota vedenalaisten robottien luomiseen, on niiden taistelukäytön korkea hyötysuhde verrattuna perinteisiin keinoihin, jotka ovat olleet maailman maiden merivoimien komennon käytössä. Esimerkiksi Irakin hyökkäyksen aikana Yhdysvaltain laivastoryhmän komento Persianlahdella käytti itsenäisiä miehittämättömiä vedenalaisia ajoneuvoja selvittämään kaivokset ja muut vaaralliset esineet kaivoksista ja muista vaarallisista esineistä lahden vesialueelta. noin neljänneksen neliökilometrin alueella (noin 0,65 neliökilometriä) huolimatta siitä, että kuten yksi Yhdysvaltain laivaston edustajista totesi Associated Pressin kirjeenvaihtajalle, tyypillinen kaivoshyppääjä olisi ottanut 21 päivää aikaa tehdä tämä.
Samaan aikaan miehittämättömien vedenalaisten ajoneuvojen ratkaisemien tehtävien luettelo laajenee jatkuvasti, ja perinteisten ja yleisimpien tehtävien lisäksi - miinojen ja räjähteiden etsiminen, erilaisten vedenalaisten operaatioiden tarjoaminen sekä tiedustelu ja havainnointi - sisältää jo shokkitehtävien ratkaisun ja työskentelyn monimutkaisempien ja aiemmin käsittämättömien "olkahihnoissa olevien robottien" käsissä rannikkovyöhykkeellä, jossa niiden on tuhottava miinat ja muut vihollisen amfibio-puolustuksen osat. Niiden taistelukäytön erityisolosuhteita ovat matala vesi, voimakkaat vuorovirrat, aallot, vaikea pohjan topografia jne. - Tämän seurauksena ne luovat mekanismeja, joille on ominaista käytettyjen ratkaisujen tekninen monimutkaisuus ja omaperäisyys. Tämä omaperäisyys menee kuitenkin usein sivuttain: asiakas ei ole vielä valmis tällaisten ihmisen tekemien hirviöiden massiiviseen tuomiseen joukkoihin.
METALLI-KOMPOSITTI "syöpä"
Yksi ensimmäisistä sotilasroboteista, jotka luotiin toimimaan "ranta -alueella" valmisteltaessa amfibio -operaatiota, voidaan pitää pienenä äyriäisten itsenäisenä vedenalaisena robottina, joka tunnetaan nimellä Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, joka voidaan kääntää englannista "kävely pohjaeläimiksi" (pohja) itsenäinen vedenalainen ajoneuvo ".
Tämä vain 3,2 kg painava laite kehitettiin aloitteellisesti Northeastern Universityn meritieteellisen keskuksen asiantuntijoiden toimesta Bostonissa, Massachusettsissa (USA), tohtori Joseph Ayersin johdolla. Työn tilaajana olivat Yhdysvaltain laivaston tutkimusosasto (ONR) ja Yhdysvaltain puolustusministeriön puolustustutkimusprojektivirasto (DARPA).
Laite on ns. Biomimeettisten luokkien (robotit, jotka ovat samanlaisia kuin jotkut eläinmaailman näytteet. - V. Sch.) Alhaalta riippumaton robotti, joka näyttää syövältä ja on suunniteltu suorittamaan tiedustelu- ja miinatoimintoja rannalla alueella ja ensimmäisellä rantaviivalla sekä jokien, kanavien ja muiden matalien luonnollisten ja keinotekoisten altaiden pohjalla.
Robotissa on runko, joka on valmistettu kestävästä komposiittimateriaalista, 200 mm pitkä ja 126 mm leveä, kahdeksan mekaanista jalkaa, joissa molemmissa on kolme vapausastetta, sekä pari etujalkoja, jotka ovat samanlaisia kuin taskuravut tai rapu kynnet, ja yksi takaosa, Rapun häntää muistuttavat pinnat, jotka ovat robotin hydrodynaamisen vakauttamisen veden alla noin 200 mm pitkiä (eli jokainen pinta on pituudeltaan verrattavissa robotin runkoon). Mekaaniset jalat saavat liikkeelle keinotekoiset lihakset, jotka on valmistettu nikkeli-titaaniseoksesta, jossa on muodonmuistotehoste (NiTi-muotoinen muistiseos), ja kehittäjät päättivät käyttää pulssileveysmodulaatiota taajuusmuuttajissa.
Robotin toimintaa ohjataan hermoverkko -ohjaimella, joka toteuttaa käyttäytymismallin, jonka kehittäjät ovat lainanneet hummerien elämästä ja mukautettu näiden robottien taistelukäytön olosuhteisiin. Lisäksi Koillis -yliopiston asiantuntijat valitsivat amerikkalaisen hummerin lähteeksi kyseisen robotin käyttäytymismallin kehittämiselle.
"Robotit voivat yhtä hyvin käyttää tapoja ja käyttäytymistä, joilla hummerit ovat löytäneet ruokaa vuosituhansien ajan, löytääkseen kaivoksia", sanoi projektipäällikkö tohtori Joseph Ayers Koillis -yliopiston meritieteellisestä keskuksesta.
Syöpärobotin ohjausjärjestelmä perustuu Persistor-tyyppiseen tietokonejärjestelmään, joka perustuu Motorola MC68CK338 -mikroprosessoriin, ja laitteen hyötykuormaan sisältyi hydroakustinen viestintäjärjestelmä, kompassi ja MEMS-pohjainen kallistus- / kiihtyvyysmittari (MEMS - mikroelektromekaaninen järjestelmä).
Tyypillinen skenaario tämän robotin taistelukäytöstä näytti tältä. Ryhmä robottiravuja toimitetaan käyttöalueelle käyttämällä erityistä torpedon muotoista kuljetusalustaa (sen piti luoda jotain vedenalaista versiota ilmavoimissa käytettävästä pienestä rahtikontista). Hajaantumisen jälkeen robotit joutuivat ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti suorittamaan tiedustelun tai lisätiedustelun määrätylle alueelle, tunnistamaan vihollisen amfibio-puolustusjärjestelmän elementit, erityisesti miinojen ja muiden räjähdysalttiiden kohteiden suhteen. Suurtuotannon tapauksessa yhden robottisyövän ostohinta voi olla noin 300 dollaria.
Näyttää kuitenkin siltä, että asia ei ylittänyt useiden prototyyppien rakentamista ja niiden lyhyitä testejä. Suurin mahdollinen asiakas, laivasto, joka alun perin myönsi näille tutkimuksille noin 3 miljoonaa dollaria, ei ilmaissut kiinnostusta hanketta kohtaan: viimeksi Koillis -yliopiston kehittäminen osoitettiin ilmeisesti Yhdysvaltain laivaston komennon asiantuntijoille 2003. Luultavasti ei ollut asiakkaita niiden näyttelyiden osallistujien joukossa, joissa tämä keksintö esiteltiin.
RAUHU "ARIEL II"
Amerikkalaisen "AyRobot" -yhtiön asiantuntijat yrittivät luoda robotin "merenelävien" ja erityisesti rapun rakenteellisten ominaisuuksien perusteella. Yhtiö on nykyään yksi maailman johtavista erityyppisten robottien kehittäjistä ja valmistajista sotilas- ja siviilitarkoituksiin, ja niiden toimitusmäärät on jo pitkään arvioitu miljooniksi. Vuonna 1990 perustettu yritys on ollut säännöllisesti mukana vuodesta 1998 lähtien DARPAn tai muiden Yhdysvaltain ja muiden maiden sotilas- ja turvallisuusvirastojen osastojen edun mukaisesti.
Yhtiön asiantuntijoiden kehittämä robotti nimettiin Ariel II: ksi ja se on luokiteltu ALUV: ksi (Autonomous Legged Underwater Vehicle). Se on suunniteltu etsimään ja poistamaan miinoja ja erilaisia esteitä vihollisen amfibian vastaisessa puolustusjärjestelmässä, joka sijaitsee rannikkoalueen matalan veden vyöhykkeellä ja "rannalla". Kehittäjien mukaan robotin ominaisuus on sen kyky pysyä toiminnassa myös käänteisessä tilassa.
"Ariel II" painaa noin 11 kg ja kestää jopa 6 kg: n hyötykuorman. Laitteen rungon pituus on 550 mm, kompassin ja kaltevuusmittarin manipulaattoreiden enimmäispituus on 1150 mm, leveys 9 cm matalassa asennossa ja 15 cm - korotetuissa "jaloissa". Robotti pystyy työskentelemään jopa 8 metrin syvyydessä. Virtalähde - 22 nikkeli -kadmium -akkua.
Rakenteellisesti "Ariel II" on taskuravun kaltainen laite, jossa on runko ja siihen kiinnitetyt kuusi jalkaa, joilla on kaksi vapausastetta. Kaikkien "univormun rapuille" asetettujen kohde -elektronisten laitteiden tulisi suunnittelijoiden suunnitelman mukaan sijaita suljetussa moduulissa. Kohdekuormituksen hallintajärjestelmä on jaettu. Työt tämän miinanraivausrobotin parissa tehtiin DARPA -viraston ja Yhdysvaltain laivaston tutkimustoimiston sopimusten mukaisesti.
Näiden robottien taistelukäytön skenaario on monin tavoin samanlainen kuin edellä kuvattu, ja sillä on vain yksi ero: robotilla oli miinojen tuhoustila. Löydettyään kaivoksen robotti pysähtyi ja otti aseman kaivoksen välittömässä läheisyydessä odottaen komentoa. Vastaanotettuaan vastaavan signaalin komentoasemalta robotti räjäytti miinan. Siten näiden robottien "lauma" voisi samanaikaisesti melkein kokonaan tai jopa kokonaan tuhota amfibiinivastaisen miinakentän suunnitellun amfibiohyökkäyksen alueella. Kehittäjä ehdotti myös vaihtoehtoa, joka ei sisältänyt kamikaze -roolia: robotti yksinkertaisesti asetti räjähtävän varauksen kaivokselle ja vetäytyi turvalliselle etäisyydelle ennen räjähdystä.
Yksi robotin prototyypeistä - miinanetsijä "Ariel". Kuva osoitteesta www.irobot.com
Ariel II osoitti kykynsä löytää miinoja vähintään kolmen testin aikana. Ensimmäinen suoritettiin matalalla rannikkoalueella Riviera Beach -alueella, lähellä Rivieran kaupunkia, Massachusettsissa; toinen on Panama Cityssä Floridan alueella, Boeing Corporationin rahoittama, ja kolmas on Monterey Bayn alueella National Geographic Groupille. Ilmeisesti tätä hanketta ei kehitetty edelleen (mukaan lukien näiden testien kaukana yksiselitteisten tulosten vuoksi), ja sotilasasiakas, joka rahoitti työn ensimmäisessä vaiheessa, väitti pitävänsä saman yrityksen toista kehitystä lupaavampana, ns. "Transfibian" ja siitä keskustellaan alla. Vaikka täälläkään kaikki ei ole niin yksinkertaista.
"TRANSFIBIA" MASSACHUSETSISTA
Toinen miehittämätön vedenalainen ajoneuvo rannikkovyöhykkeellä työskentelyyn, jonka yhtiö "AyRobot" on listannut, ei alun perin ollut sen asiantuntijoiden kehittämä, vaan se perittiin yhtiöltä "Nekton Corporation", jonka se osti syyskuussa 2008 10 miljoonalla dollarilla
Tämän laitteen nimi oli "Transphibian" (Transphibian) ja se luotiin armeijan etujen mukaisesti etsimään ja tuhoamaan erityyppisiä miinoja itseräjähdyksellä käyttäen 6, 35 kg: n painoista räjähdysainetta ja etäkäyttäjän antamaa signaalia..
"Transfibian" on pienikokoinen (kannettava) itsenäinen miehittämätön vedenalainen ajoneuvo, jonka pituus on noin 90 cm. Sen tärkein ero muihin miinanraivaussukelluksiin rannikkoalueella on yhdistetyn liikkumismenetelmän käyttö: laite liikkuu vesipatsaassa kahden parin "evien", kuten kalan tai sorkkaeläimen, avulla ja pohjaa pitkin, samojen "evien" avulla, se jo ryömii. Samaan aikaan tähän kehitykseen omistetuissa materiaaleissa väitetään, että "eväillä" on kuusi vapausastetta. Kehittäjien käsityksen mukaan tämä tarjoaa mahdollisuuden tarkasteltavan laitteen yhtä tehokkaaseen käyttöön sekä matalassa vedessä että suurissa syvyyksissä ja lisää myös merkittävästi sen liikkuvuutta ja kykyä voittaa luonteeltaan erilaisia esteitä.
Hyötykuormana oli tarkoitus käyttää erilaisia hakulaitteita aina suurikokoiseen optoelektroniseen kameraan asti, joka oli tarkoitus ripustaa erityisiin kiinnikkeisiin ajoneuvon korin keskiosan alle.
Kehityksen tilanne ei ole tällä hetkellä täysin selvä, koska miehittämättömälle vedenalaiselle ajoneuvolle "Transfibian" omistettu osio puuttuu jopa kehittäjäyrityksen verkkosivuilta. Vaikka useat lähteet väittävät, että Yhdysvaltain sotilasosasto suosii tätä laitetta, luopumalla saman yrityksen aiemmin harkitusta kehityksestä - miehittämättömästä vedenalaisesta Ariel II -koneesta. Hanke on kuitenkin todennäköisesti suljettu tai jäädytetty, koska amerikkalaiset laivaston asiantuntijat olivat lievästi sanoen tyytymättömiä kyseisen miehittämättömän vedenalaisen ajoneuvon useisiin tärkeisiin parametreihin.
TRACK AMPHIBIA
Kuuluisan yhdysvaltalaisen Foster- Miller, joka on erikoistunut armeijan ja poliisin robottien kehittämiseen. Työskentely tällä laitteella, jota kutsutaan taktisesti mukautuvaksi robotiksi, suoritettiin Yhdysvaltain laivaston tutkimusjohdon rahoittaman Very Shallow Water / Surf Zone MCM -ohjelman puitteissa.
Tämä näyte oli miehittämätön, telaketjuinen amfibiajoneuvo, joka on kehitetty Foster-Millerin kehitystyön avulla DARPAn tilaaman pienikokoisen maasrobotin Lemmingin luomisen yhteydessä. Siten tämä laite pystyy toimimaan sekä merenpohjassa matalassa vedessä lähellä rannikkoa (joessa, järvessä jne.) Että rannikolla. Samaan aikaan kehittäjä tarjosi mahdollisuuden varustaa laite erilaisilla vaihtoehdoilla tehoelementteille (ladattavat akut), antureille ja muulle hyötykuormalle, joka sijaitsi lokerossa, jonka tilavuus oli noin 4500 kuutiometriä. noin 0,07 kuutiometriä).
Laitteen rakennetulla prototyypillä on seuraavat taktiset ja tekniset ominaisuudet: pituus - 711 mm, leveys - 610 mm, korkeus - 279 mm, paino (ilmassa) - 40, 91 kg, suurin nopeus - 5,4 km / h, suurin risteily kantama - 10 mailia. Hyötykuormana suunniteltiin kehittää kosketusantureita (kosketusanturit), magneettinen gradiometri, magnetoinduktiivinen anturi koskettamattomien kohteiden havaitsemiseksi jne.
Amfibiorobotin aluksen varusteiden on tarkoitus sisältää navigointilaitteet (monianturijärjestelmä ajoneuvon tila-aseman määrittämiseksi Kalman-suodattimen avulla; navigointijärjestelmä matalassa vedessä työskentelyyn SINS (Swimmer Inshore Navigation System); differentiaalivastaanotin) maailmanlaajuisen satelliittinavigointijärjestelmän (DGPS) osajärjestelmä; kolmiakselinen kompassi; matkamittarit; kääntymisnopeuden gyrosensori jne.) ja tietoliikenne (ISM-radiovastaanotin ja vedenalainen akustinen modeemi), ja sisäinen ohjausjärjestelmä perustuu PC / 104: een tavallinen tietokone.
Kunkin tähän varatun amfibiorobotin suorittaman vesialueelle (merenpohjalle) tehdyn tutkimuksen tulokset - ja toimenpide suunnitellaan käyttämällä vastaavia laitteita - lähetetään käyttäjän konsoliin, jossa digitaalinen niiden perusteella muodostetaan tämän alueen kartta.
Foster-Millerin ja Yhdysvaltain laivaston Surface Warfare Centerin rannikkojärjestelmät-divisioonan asiantuntijat tekivät yhdessä testisyklin kyseisen järjestelmän prototyypistä, jonka aikana heidän täytyi osoittaa amfibiorobotin kyky ratkaista seuraavat tehtävät:
- etsiä erilaisia esineitä vesialueelle osoitetulta alueelta;
- merenpohjassa olevien esineiden etsiminen ja tunnistaminen;
- täydellinen ja perusteellinen selvitys rannikkoalueesta (surffausvyöhyke) tulevan amfibiohyökkäyksen paikassa;
- ylläpitää kaksisuuntaista viestintää kuljettajan kanssa aluksella tai rannikkokomennossa;
- tarvittavien tehtävien ratkaiseminen offline -tilassa.
Heinäkuussa 2003 tämä amfibiorobotti esitettiin kaikille Bostonissa osana Yhdysvaltain laivaston tutkimusosaston järjestämää näyttelyä Boston Harborfestin aikana, ja aikaisemmin, vuonna 2002, Yhdysvaltain armeija käytti näitä laitteita maalla käytettäväksi optimoidussa versiossa, Afganistanin vuorilla olevien luolien kartoitusoperaation aikana.
Järjestelmän tilaksi ilmoitetaan "kehitteillä", sopimuksia amfibiorobottien sarjatuotannosta ei ole vielä tehty (ainakaan tietoja ei ole julkistettu), joten on todennäköistä, että asiakas, jota edustaa Yhdysvaltain laivaston komento, ei ole vielä osoittanut aktiivista kiinnostusta jatkaa työtä projektin parissa. Lisäksi tätä robottijärjestelmää ei mainita Yhdysvaltain laivaston verkkosivustolla osiossa, joka on omistettu miinatoimintajoukkoille ja -laitteille erittäin matalille vesialueille ja Surf Zone -ohjelmalle.
MAHDOLLINEN VAARA
Yleisesti voidaan todeta, että tehtävänä on etsiä, havaita, luokitella ja tuhota miinat rannikkoalueella ja ensimmäisellä rannalla ("rannalla") sekä havaita vihollisen amfibismin vastaisen puolustuksen eri osia. maailman johtavien maiden laivaston monimutkaisen prosessin tärkeimmät osat tukevat amfibiohyökkäyksiä. Varsinkin ne, jotka tapahtuvat tuntemattomilla rannikon osilla.
Tältä osin voidaan odottaa, että edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi suunniteltujen robottityökalujen luomiseen liittyvän työn kehittämistä jatketaan. Vaikka, kuten edellä olevista tiedoista voidaan nähdä, tehtävänä on luoda asumattomia ja erityisesti itsenäisiä ajoneuvoja, jotka kykenevät toimimaan erittäin vaikeissa olosuhteissa rannikkoalueella (surffausalue, ensimmäisellä rantaviivalla), jolle on ominaista monimutkainen pohjan topografia, matala syvyys ja voimakkaat virrat, ei ole missään tapauksessa yksinkertaista eikä aina johda asiakkaan toivottuihin ja tyydyttäviin tuloksiin.
Toisaalta vuonna 2008 NewScientist.com -verkkoresurssin sivuilla julkaistiin materiaalia, joka perustuu brittiläisten ja amerikkalaisten asiantuntijoiden ennusteeseen vakavimmista tieteellisistä ja teknisistä uhista, joita ihmiskunta voi kohdata lähitulevaisuudessa. … Ja mikä on huomionarvoista, ennusteiden laatijoiden mukaan yksi uhkista, joilla on suuri todennäköisyys, voi olla biomimeettisten robottien liian nopea kehitys - järjestelmät, jotka on luotu lainaamalla tiettyjä näytteitä planeetan luonnosta. Kuten esimerkiksi itsenäiset miehittämättömät vedenalaiset ajoneuvot, jotka on luotu samanlaisiksi kuin tietyt meren eläimistön näytteet sekä rakentavassa mielessä että suhteessa niiden ohjausjärjestelmissä toteutettuihin käyttäytymismalleihin.
Brittiläisten tutkijoiden mukaan tällaisten biomimeettisten robottien nopeasti "lisääntymisestä" voi tulla uusi matkustajalaji planeetallamme ja ryhtyä vastakkainasetteluun asuintilan hallussapidosta entisten luojansa kanssa. Fantastinen? Kyllä, ehkä. Mutta pari vuosisataa sitten Nautilus -sukellusvene, avaruusraketit ja taistelulaserit näyttivät fantastisilta. Ja biomimeettisten robottien asiantuntija Robert Full, joka työskentelee Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä, korostaa: "Mielestäni tässä vaiheessa tiedämme liian vähän mahdollisista uhista suunnitellaksemme kehityksemme oikein."
