Uporaba brezpilotnih površinskih in podvodnih vozil različnih vrst ter drugih robotskih sistemov pri reševanju širokega spektra nalog v interesu pomorskih sil in obalne straže vodilnih držav sveta je v zadnjih letih postala zelo razširjena in se za nadaljnji hiter razvoj.
Eden od razlogov za pozornost, ki jo pomorski strokovnjaki namenjajo ustvarjanju podvodnih robotov, je visoka učinkovitost njihove bojne uporabe v primerjavi s tradicionalnimi sredstvi, ki so na voljo poveljstvu pomorskih sil držav sveta do zdaj. Na primer, med invazijo na Irak je poveljstvo ameriške mornarice v Perzijskem zalivu z uporabo avtonomnih podvodnih vozil brez posadke uspelo odstraniti mine in druge nevarne predmete iz min in drugih nevarnih predmetov z vodnega območja zaliva z površino četrt kvadratne milje (približno 0,65 kvadratnih kilometrov), kljub dejstvu, da bi, kot je zapisal eden od predstavnikov ameriške mornarice dopisniku Associated Pressa, značilna četa rudarskih potapljačev 21 dni za to.
Hkrati se seznam nalog, ki jih rešujejo podvodna vozila brez posadke, nenehno širi in poleg tradicionalnih in najpogostejših - iskanje min in eksplozivnih predmetov, opravljanje različnih podvodnih operacij ter izvidništvo in opazovanje - že vključuje reševanje udarnih nalog in delo na bolj zapletenih in prej nedostopnih za "Robote v naramnicah" v primorskem območju, kjer morajo uničiti mine in druge elemente sovražnikove protiamfibijske obrambe. Posebni pogoji njihove bojne uporabe so plitva voda, močni plimski tokovi, valovi, težka topografija dna itd. - Posledično vodijo k ustvarjanju mehanizmov, za katere je značilna visoka tehnična kompleksnost in izvirnost uporabljenih rešitev. Vendar jim ta izvirnost pogosto gre po strani: kupec še ni pripravljen na množično uvajanje takšnih pošasti, ki jih je ustvaril človek, v čete.
KOVINSKO-SESTAVLJENI "RAK"
Eden prvih vojaških robotov, ustvarjenih za delo na območju "plaže" v pripravah na amfibijsko operacijo, se lahko šteje za majhnega avtonomnega podvodnega robota rakov, znanega kot Ambulantno bentoško avtonomno podvodno vozilo, ki ga lahko iz angleščine prevedemo kot "hojo bentosa" (spodaj) avtonomno podvodno vozilo ".
Ta aparat, ki tehta le 3,2 kg, so na pobudo razvili strokovnjaki iz Centra za pomorsko znanost Northeastern University, ki se nahaja v Bostonu v Massachusettsu (ZDA), pod vodstvom dr. Josepha Ayersa. Naročnik dela je bil ameriški direktorat za mornariške raziskave (ONR) in agencija za obrambne napredne raziskovalne projekte ameriškega obrambnega ministrstva (DARPA).
Naprava je spodnji avtonomni robot tako imenovanega biomimetičnega razreda (roboti, podobni nekaterim vzorcem živalskega sveta. - V. Sch.), Ki je videti kot rak in je zasnovan za izvidovanje in razminiranje v primorju coni in na prvi obali, pa tudi na dnu rek, kanalov in drugih plitvih naravnih in umetnih rezervoarjev.
Robot ima telo iz trpežnega kompozitnega materiala, dolžine 200 mm in širine 126 mm, osem mehanskih nog s po tremi stopnjami svobode, pa tudi par sprednjih nog, podobnih rakovim ali rakovim krempljem, in eno zadnjo, podobne repu rakovice, površine za hidrodinamično stabilizacijo robota pod vodo dolžine približno 200 mm (to pomeni, da je vsaka površina po dolžini primerljiva s telesom robota). Mehanske noge sprožijo umetne mišice iz zlitine niklja in titana z učinkom spomina na obliko (zlitina spomina oblike NiTi), razvijalci pa so se odločili za uporabo impulzne širine v pogonih.
Dejanja robota se nadzorujejo s krmilnikom nevronskega omrežja, ki izvaja vedenjski model, ki so si ga razvijalci sposodili iz življenja jastogov in prilagojen pogojem bojne uporabe teh robotov. Poleg tega so strokovnjaki Northeastern University izbrali ameriškega jastoga kot vir za razvoj vedenjskega modela zadevnega robota.
"Načine in vedenje, ki so jih jastogi uporabljali pri iskanju hrane tisočletja, lahko enako dobro uporabi robot za iskanje min," je dejal vodja projekta dr. Joseph Ayers iz Centra za pomorsko znanost severovzhodne univerze.
Vgrajeni nadzorni sistem robota za raka temelji na računalniškem sistemu tipa Persistor, ki temelji na mikroprocesorju Motorola MC68CK338, nosilnost naprave pa vključuje hidroakustični komunikacijski sistem, kompas in inklinometer / merilnik pospeška na osnovi MEMS (MEMS - mikroelektromehanski sistem).
Tipičen scenarij za bojno uporabo tega robota je bil videti tako. Skupino robotskih rakov dostavljajo na področje uporabe s posebnim transportnim nosilcem v obliki torpeda (ustvaril naj bi nekaj podobnega podvodni različici majhnega tovornega zabojnika, ki se uporablja v letalskih silah). Po razpršitvi so morali roboti v skladu z vnaprej določenim programom izvesti izvidnico ali dodatno izvidovanje določenega območja, prepoznati elemente sovražnikovega protiamfibijskega obrambnega sistema, zlasti v zvezi z minami in drugimi eksplozivnimi predmeti itd. V primeru obsežne proizvodnje bi lahko bila odkupna cena enega robotskega raka približno 300 dolarjev.
Zdi pa se, da zadeva ni presegla konstrukcije več prototipov in njihovih kratkih preskusov. Glavni potencialni kupec, mornarica, ki je sprva namenila približno 3 milijone dolarjev za te študije, ni izrazila nadaljnjega zanimanja za projekt: zadnjič so strokovnjaki poveljstva ameriške mornarice demonstrirali razvoj severovzhodne univerze. 2003. Verjetno med udeleženci tistih razstav ni bilo kupcev, kjer je bil predstavljen ta izum.
RAK "ARIEL II"
Poskus ustvarjanja robota na podlagi strukturnih značilnosti "morskih sadežev", natančneje - rakovice, so izvedli tudi strokovnjaki ameriškega podjetja "AyRobot". Družba je danes eden vodilnih svetovnih razvijalcev in proizvajalcev robotov različnih vrst za vojaške in civilne namene, obseg njihovih dobav pa že dolgo ocenjujejo na milijone. Podjetje, ustanovljeno leta 1990, je od leta 1998 redno sodelovalo v interesu DARPA ali drugih oddelkov vojaških in varnostnih agencij Združenih držav ter drugih držav po svetu.
Robot, ki so ga razvili strokovnjaki podjetja, se je imenoval Ariel II in je uvrščen med avtonomno podvodno vozilo z nogami (ALUV). Zasnovan je za iskanje in odstranjevanje min in različnih ovir v sovražnikovem proti-amfibijskem obrambnem sistemu, ki se nahaja v obalnem območju plitvih voda in na "plaži". Značilnost robota je po mnenju razvijalcev njegova sposobnost, da ostane funkcionalen tudi v obrnjenem stanju.
"Ariel II" tehta približno 11 kg in lahko prenese nosilnost do 6 kg. Dolžina telesa aparata je 550 mm, največja dolžina za manipulatorje s kompasom in naklonom je 1150 mm, širina 9 cm v nizkem položaju in 15 cm - na dvignjenih "nogah". Robot lahko deluje na globinah do 8 m. Vir energije - 22 nikelj -kadmijevih baterij.
Strukturno je "Ariel II" aparat, podoben rakovicem, z glavnim telesom in na njem pritrjenimi šestimi nogami, ki imajo dve stopnji svobode. Vsa ciljna elektronska oprema, nameščena na krovu "rakovice v uniformi", bi morala biti po načrtu razvijalcev v zaprtem modulu. Sistem za upravljanje ciljnega bremena je porazdeljen. Dela na tem robotu za razminiranje so potekala v skladu s pogodbami, ki sta jih izdala agencija DARPA in urad za raziskave mornarice ZDA.
Scenarij bojne uporabe teh robotov je v marsičem podoben zgoraj opisanemu, le z eno razliko: robot je imel način uničevanja min. Ko je našel minu, se je robot ustavil in zavzel položaj v neposredni bližini rudnika ter čakal na ukaz. Ko je z komandnega mesta prejel ustrezen signal, je robot aktiviral minu. Tako bi lahko "jata" teh robotov hkrati skoraj v celoti ali celo popolnoma uničila protiambibijsko minsko polje na območju načrtovanega desantnega desantnega desanta. Razvijalec je predlagal tudi možnost, ki ni predvidela vloge kamikaza: robot je preprosto postavil eksplozivno polnilo na rudnik in se pred eksplozijo umaknil na varno razdaljo.
Eden od prototipov robota - iskalec rudnikov "Ariel". Fotografija s spletnega mesta www.irobot.com
Ariel II je dokazal svojo sposobnost iskanja min med najmanj tremi testi. Prvi je bil izveden na plitkem obalnem območju na območju plaže Riviera, v bližini mesta Riviera, Massachusetts; druga je na območju Panama City na Floridi, ki jo financira Boeing Corporation, tretja pa na območju zaliva Monterey za skupino National Geographic Group. Očitno ta projekt ni dobil nadaljnjega razvoja (tudi zaradi daleč od nedvoumnih rezultatov teh preskusov), vojaški kupec, ki je delo financiral na prvi stopnji, pa je domneval, da je še en razvoj istega podjetja obetaven, znan kot "Transfibijski" in obravnavano spodaj. Čeprav tudi tukaj ni vse tako preprosto.
"TRANSFIBIA" IZ MASAŽUSETOV
Še enega podvodnega vozila brez posadke za delo v obalnem pasu, ki ga uvršča podjetje "AyRobot", niso razvili njegovi strokovnjaki, ampak so ga podedovali od podjetja "Nekton Corporation", ki ga je septembra 2008 kupilo za 10 milijonov USD
Ta naprava je dobila ime "Transphibian" (Transphibian) in je bila ustvarjena v interesu vojske za iskanje in uničenje min različnih vrst s samoetonacijo z uporabo vgrajenega eksplozivnega naboja, težkega 6, 35 kg in signalom, ki ga je dal daljinski operater.
"Transfibian" je majhno (prenosno) avtonomno podvodno vozilo brez posadke, dolgo približno 90 cm. Njegova glavna razlika od drugih podmornic za razminiranje v primorskem pasu je uporaba kombinirane metode gibanja: v vodnem stolpu se naprava premika s pomočjo dveh parov "plavuti", kot je riba ali plavuti sesalec, po dnu pa s pomočjo istih "plavuti" že plazi. Hkrati v materialih, namenjenih temu razvoju, trdijo, da imajo "plavuti" šest stopenj svobode. Kot so razvili razvijalci, to ponuja možnost enako učinkovite uporabe obravnavane aparature tako v plitvi vodi kot na velikih globinah, prav tako pa znatno poveča njeno mobilnost in sposobnost premagovanja ovir različne narave.
Kot nosilnost je bila predvidena uporaba različne iskalne opreme do optoelektronske kamere velike velikosti, ki naj bi jo obesili na posebne nosilce pod osrednjim delom karoserije vozila.
Stanje razvoja trenutno ni povsem jasno, saj odsek, namenjen podvodnemu vozilu brez posadke "Transfibian", ni na spletni strani podjetja za razvijalce. Čeprav številni viri trdijo, da je ameriška vojaška služba dala prednost tej napravi, pri čemer je opustila prej obravnavani razvoj istega podjetja - podvodnega vozila brez posadke Ariel II. Verjetno pa je bil projekt zaprt ali zamrznjen, saj so bili ameriški mornariški specialisti, milo rečeno, nezadovoljni s številnimi pomembnimi parametri zadevnega podvodnega vozila brez posadke.
Sledite AMFIBIJI
Zadnji vzorec nenaseljenih vozil, namenjenih iskanju in uničevanju min ter izvidovanju sovražnikove protiamfibijske obrambe v tako imenovani surf coni, ki ga bomo obravnavali tukaj, so ustvarili strokovnjaki iz znanega ameriškega podjetja Foster- Millerja, specializiranega za razvoj vojaških in policijskih robotov. Delo na tej napravi, imenovano Tactically Adaptable Robot, je potekalo v okviru MCM programa Very Shallow Water / Surf Zone MCM, ki ga financira raziskovalno vodstvo ameriške mornarice.
Ta vzorec je bil amfibijsko vozilo brez posadke, ki je bilo razvito na podlagi razvoja, ki ga je pridobil Foster-Miller pri ustvarjanju majhnega zemeljskega robota Lemminga, ki ga je naročil DARPA. Tako lahko ta naprava deluje tako na morskem dnu v plitvi vodi blizu obale (v reki, jezeru itd.) Kot na obali. Hkrati je razvijalec predvidel možnost opremljanja naprave z različnimi možnostmi za napajalne elemente (polnilne baterije), senzorje in drugo nosilnost, ki je bila nameščena v predelku s koristno prostornino približno 4500 kubičnih metrov. palcev (približno 0,07 kubičnih metrov).
Konstruiran prototip naprave ima naslednje taktične in tehnične značilnosti: dolžina - 711 mm, širina - 610 mm, višina - 279 mm, teža (v zraku) - 40, 91 kg, največja hitrost - 5,4 km / h, največja križarjenje doseg - 10 milj. Kot koristna obremenitev je bilo načrtovano razviti taktilne senzorje (senzorje na dotik), magnetni gradiometer, magnetno-induktivni senzor za zaznavanje brezkontaktnih predmetov itd.
Vgrajena oprema amfibijskega robota naj bi vsebovala navigacijske pripomočke (večsenzorski sistem za določanje prostorskega položaja vozila s pomočjo Kalmanovega filtra; navigacijski sistem za delo v plitvih vodah SINS (Swimmer Inshore Navigation System); sprejemnik diferenciala podsistem globalnega navigacijskega satelitskega sistema (DGPS); triosni kompas; števci prevoženih kilometrov; žiroskop senzorja nihanja itd.) in komunikacije (radijski sprejemnik ISM in podvodni akustični modem), vgrajeni nadzorni sistem pa temelji na osebnem računalniku / 104 standardni računalnik.
Rezultati raziskovanja označenega območja vodnega območja (morskega dna) s strani vsakega od amfibijskih robotov, dodeljenih za to - in operacija je načrtovana z uporabo skupine podobnih naprav - se posredujejo na konzolo operaterja, kjer digitalni zemljevid tega območja je oblikovan na njihovi podlagi.
Strokovnjaki iz Foster-Millerja in oddelka za obalne sisteme Centra za površinsko vojno mornarice ZDA so skupaj izvedli preskusni cikel prototipa zadevnega sistema, med katerim so morali dokazati sposobnost robota-amfibije za reševanje naslednjih nalog:
- iskanje različnih predmetov na označenem območju vodnega območja;
- iskanje in identifikacija predmetov na morskem dnu;
- popoln in temeljit pregled primorskega območja (surf cone) na mestu prihajajoče amfibijske jurišne operacije;
- vzdrževanje dvosmerne komunikacije z upravljavcem na nosilni ladji ali obalnem poveljniškem mestu;
- reševanje zahtevanih nalog brez povezave.
Julija 2003 je bil ta amfibijski robot vsem prikazan v Bostonu v okviru razstave, ki jo je med Bostonskim pristaniščem organiziral Direktorat za raziskave mornarice ZDA, prej leta 2002 pa je ameriška vojska te naprave uporabila v različici, optimizirani za uporabo na kopnem, med operacijo raziskovanja jam v afganistanskih gorah.
Status sistema je označen kot "v razvoju", pogodbe o kakršni koli serijski proizvodnji amfibijskih robotov še niso sklenjene (vsaj podatki o tem niso bili objavljeni), zato je verjetno, da je kupec, ki ga zastopa Poveljstvo ameriške mornarice še ni pokazalo aktivnega interesa za nadaljevanje dela na projektu. Poleg tega ta robotski sistem ni omenjen na spletnem mestu ameriške mornarice v razdelku, namenjenem silam za razminiranje in napravam za zelo plitva vodna območja ter programu za območja surfa.
POTENCIALNA NEVARNOST
Na splošno je mogoče ugotoviti, da naloga iskanja, odkrivanja, razvrščanja in uničevanja min v primorskem pasu in na prvi obali ("plaža") ter odkrivanje različnih elementov sovražnikove protiamfibijske obrambe ostaja ena izmed najpomembnejše sestavine zapletenega procesa za mornarice vodilnih držav na svetu, ki podpirajo operacije amfibijskih napadov. Še posebej tiste, ki se dogajajo na neznanih odsekih obale.
V zvezi s tem lahko pričakujemo nadaljnji razvoj dela pri ustvarjanju robotskih orodij, namenjenih reševanju zgornjih problemov. Čeprav je, kot je razvidno iz zgornjih informacij, naloga ustvarjanja nenaseljenih in predvsem avtonomnih vozil, ki bi lahko delovala v izredno težkih razmerah obalnega pasu (območje deskanja, na prvi obali), za katero je značilna zapletena topografija dna, majhne globine in močni tokovi, nikakor ni enostaven in ne vodi vedno do želenih in zadovoljivih rezultatov za stranko.
Po drugi strani pa je bilo leta 2008 na straneh spletnega vira NewScientist.com objavljeno gradivo na podlagi napovedi britanskih in ameriških strokovnjakov glede najresnejših znanstvenih in tehničnih groženj, s katerimi se lahko človeštvo sooči v bližnji prihodnosti. … In kar je izjemno, je po mnenju avtorjev napovedi lahko ena od groženj z visoko stopnjo verjetnosti pretirano hiter razvoj biomimetičnih robotov - sistemov, ki so nastali na podlagi izposoje določenih vzorcev narave planeta. Kot so na primer avtonomna podvodna vozila brez posadke, ustvarjena podobno nekaterim vzorcem morske favne tako v konstruktivnem smislu kot v zvezi z vedenjskimi modeli, ki se izvajajo v njihovih nadzornih sistemih.
Po mnenju britanskih znanstvenikov lahko hitro "vzrejanje" tovrstnih biomimetičnih robotov postane nova vrsta prebivalcev na našem planetu in vstopi v spopad zaradi posedovanja življenjskega prostora s svojimi nekdanjimi ustvarjalci. Fantastično? Ja, verjetno. Toda pred nekaj stoletji so se podmornica Nautilus, vesoljske rakete in bojni laserji zdeli fantastični. In specialist za biomimetične robote Robert Full, ki dela na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, poudarja: "Po mojem mnenju na tej stopnji premalo poznamo možne grožnje, da bi lahko pravilno načrtovali svoj razvoj."
