Upotreba bespilotnih površinskih i podvodnih vozila različitih vrsta, kao i drugih robotskih sistema u rješavanju širokog spektra zadataka u interesu mornaričkih snaga i obalne straže vodećih zemalja svijeta postala je posljednjih godina široko rasprostranjena i ima tendenciju za dalji brzi razvoj.
Jedan od razloga pažnje koju pomorski stručnjaci posvećuju stvaranju podvodnih robota je visoka efikasnost njihove borbene upotrebe u usporedbi s tradicionalnim sredstvima kojima raspolaže zapovjedništvo pomorskih snaga zemalja svijeta do sada. Na primjer, tijekom invazije na Irak, zapovjedništvo američke mornaričke grupe u Perzijskom zaljevu koristeći autonomna podvodna vozila bez posade uspjelo je očistiti mine i druge opasne predmete od mina i drugih opasnih objekata iz akvatorija zaljeva pomoću površine četvrt kvadratne milje (oko 0,65 kvadratnih kilometara), uprkos činjenici da bi, kako je jedan od predstavnika američke mornarice primijetio dopisniku Associated Pressa, tipičan odred ronilaca rudara 21 dan za to.
Istodobno, popis zadataka koje rješavaju bespilotna podvodna vozila neprestano se širi, a osim tradicionalnih i najčešćih - potraga za minama i eksplozivnim objektima, pružanje različitih podvodnih operacija, kao i izviđanje i promatranje - već uključuje rješavanje udarnih zadataka i rad na složenijim i ranije nedostupnim "Robotima u naramenicama" u primorskoj zoni, gdje moraju uništavati mine i druge elemente neprijateljske protuamfibijske obrane. Specifični uvjeti njihove borbene upotrebe su plitka voda, jake plimne struje, valovi, teška topografija dna itd. - Kao rezultat toga, doveli su do stvaranja mehanizama koje karakterizira velika tehnička složenost i originalnost korištenih rješenja. Međutim, ta im originalnost često ide po strani: kupac još nije spreman za masovno uvođenje takvih čudovišta koja je stvorio čovjek u trupe.
KOMPOZIT METALA "RAK"
Jedan od prvih vojnih robota stvorenih za rad u području "plaže" u pripremi za amfibijsku operaciju, može se smatrati malim autonomnim podvodnim robotom rakom poznatim kao ambulantno bentičko autonomno podvodno vozilo, što se s engleskog može prevesti kao "hodajući bentoski" (dole) autonomno podvodno vozilo ".
Ovaj aparat težak samo 3,2 kg na inicijativu su razvili stručnjaci iz Centra za pomorske nauke sjeveroistočnog univerziteta, smještenog u Bostonu, Massachusetts (SAD), pod vodstvom dr. Josepha Ayersa. Naručilac rada bila je američka Uprava za istraživanje mornarice (ONR) i Agencija za napredne istraživačke projekte odbrane američkog Ministarstva odbrane (DARPA).
Uređaj je donji autonomni robot takozvane biomimetičke klase (roboti slični nekim uzorcima životinjskog svijeta. - V. Sch.), Koji izgleda kao rak i dizajniran je za izviđanje i protuminsko djelovanje u primorju zoni i na prvoj obali, kao i na dnu rijeka, kanala i drugih plitkih prirodnih i umjetnih akumulacija.
Robot ima tijelo izrađeno od izdržljivog kompozitnog materijala, dugog 200 mm i širokog 126 mm, osam mehaničkih nogu sa po tri stepena slobode, kao i par prednjih nogu, sličnih rakovima ili kandžama rakova, i jednu stražnju, nalik repu raka, površine za hidrodinamičku stabilizaciju robota pod vodom dužine približno 200 mm (to jest, svaka je površina po dužini uporediva s tijelom robota). Mehaničke noge pokreću umjetni mišići izrađeni od legure nikla i titana s efektom memorije oblika (legura memorije oblika NiTi), a programeri su odlučili upotrijebiti modulaciju širine impulsa u pogonima.
Radnje robota kontroliraju se pomoću kontrolera neuronske mreže koji implementira model ponašanja koji su programeri posudili iz života jastoga i prilagođen uvjetima borbene upotrebe ovih robota. Štoviše, stručnjaci sa sjeveroistočnog univerziteta odabrali su američkog jastoga kao izvor za razvoj modela ponašanja dotičnog robota.
"Načini i ponašanje koje su jastozi koristili da pronađu hranu milenijumima mogu podjednako dobro koristiti i roboti za pronalaženje mina", rekao je vođa projekta dr Joseph Ayers iz Centra za pomorsku nauku Univerziteta Sjeveroistočni.
Upravljački sistem robota za rak zasnovan je na računarskom sistemu tipa Persistor zasnovanom na mikroprocesoru Motorola MC68CK338, a korisno opterećenje uređaja uključivalo je hidroakustički komunikacijski sistem, kompas i inklinometar / akcelerometar zasnovan na MEMS-u (MEMS - mikroelektromehanički sistem).
Tipičan scenarij borbene upotrebe ovog robota izgledao je ovako. Grupa robotskih rakova isporučuje se na područje primjene pomoću posebnog transportnog nosača u obliku torpeda (trebalo je stvoriti nešto poput podvodne verzije malog teretnog kontejnera koji se koristi u zračnim snagama). Nakon rasipanja, roboti su, prema unaprijed utvrđenom programu, morali izvršiti izviđanje ili dodatno izviđanje označenog područja, identificirati elemente neprijateljskog protu amfibijskog odbrambenog sistema, posebno u pogledu mina i drugih eksplozivnih objekata itd. U slučaju velike proizvodnje, otkupna cijena jednog robotskog raka mogla bi biti približno 300 USD.
Međutim, čini se da stvar nije išla dalje od izgradnje nekoliko prototipova i njihovih kratkih testova. Glavni potencijalni kupac, mornarica, koja je u početku izdvojila oko 3 milijuna dolara za ove studije, nije pokazala daljnje zanimanje za projekt: posljednji put razvoj Northeastern univerziteta demonstriran je stručnjacima zapovjedništva američke mornarice, očigledno, u 2003. Vjerovatno nije bilo kupaca među učesnicima onih izložbi na kojima je demonstriran ovaj izum.
RAK "ARIEL II"
Pokušaj stvaranja robota zasnovanog na strukturnim karakteristikama "plodova mora", a posebno - rakova, također su poduzeli stručnjaci američke kompanije "AyRobot". Kompanija je danas jedan od vodećih svjetskih programera i proizvođača robota različitih vrsta za vojne i civilne svrhe, a obim njihovih isporuka dugo se procjenjuje na milione. Osnovana 1990. godine, kompanija je redovno uključena od 1998. godine u interesu DARPA -e ili drugih odjeljenja vojnih i sigurnosnih agencija Sjedinjenih Država, kao i drugih zemalja svijeta.
Robot koji su razvili stručnjaci kompanije nazvan je Ariel II i klasifikovan je kao autonomno podvodno vozilo sa nogama (ALUV). Dizajniran je za traženje i uklanjanje mina i raznih prepreka u neprijateljskom protuamfibijskom odbrambenom sistemu koji se nalazi u obalnoj zoni plitkih voda i na "plaži". Karakteristika robota, prema programerima, je njegova sposobnost da ostane funkcionalan čak i u obrnutom stanju.
"Ariel II" teži oko 11 kg i može nositi nosivost do 6 kg. Dužina tijela aparata je 550 mm, maksimalna dužina za manipulatore sa kompasom i inklinometrom je 1150 mm, širina 9 cm u niskom položaju i 15 cm - na podignutim "nogama". Robot može raditi na dubinama do 8 m. Izvor napajanja - 22 nikl -kadmijumske baterije.
Strukturno, "Ariel II" je aparat nalik rakovima s glavnim tijelom i šest nogu pričvršćenim na njega, koji imaju dva stupnja slobode. Sva ciljna elektronička oprema koja se nalazi na "raku u uniformi" trebala bi se, prema planu programera, nalaziti u zatvorenom modulu. Sistem upravljanja ciljnim opterećenjem je distribuiran. Rad na ovom robotu za protuminsko djelovanje odvijao se prema ugovorima koje su izdale agencija DARPA i Ured za istraživanje mornarice SAD -a.
Scenarij borbene uporabe ovih robota na mnogo je načina sličan gore opisanom, s samo jednom razlikom: robot je imao način uništavanja mina. Nakon što je pronašao minu, robot se zaustavio i zauzeo položaj u neposrednoj blizini mine, čekajući komandu. Po prijemu odgovarajućeg signala sa komandnog mjesta, robot je aktivirao minu. Tako bi "jato" ovih robota moglo istodobno gotovo potpuno ili čak potpuno uništiti protuambibijsko minsko polje u području planiranog desantnog desantnog desanta. Programer je također predložio opciju koja nije predviđala ulogu kamikaza: robot je jednostavno postavio eksplozivni naboj na minu i povukao se na sigurnu udaljenost prije eksplozije.
Jedan od prototipova robota - tragač za minama "Ariel". Fotografija sa www.irobot.com
Ariel II pokazao je svoju sposobnost pronalaženja mina tijekom najmanje tri ispitivanja. Prvi je proveden u plitkom obalnom području na području plaže Riviera, u blizini grada Riviere, Massachusetts; drugi je u Panama Cityju, na Floridi, a finansira ga Boeing Corporation, a treći je u području zaliva Monterey za National Geographic Group. Očigledno, ovaj projekt nije dobio daljnji razvoj (uključujući zbog daleko od nedvosmislenih rezultata ovih ispitivanja), a vojni kupac, koji je financirao radove u prvoj fazi, navodno je smatrao još jedan razvoj iste kompanije obećavajućim, poznat kao „Transfibijski“i o čemu će biti riječi u nastavku. Iako ni ovdje nije sve tako jednostavno.
"TRANSFIBIA" IZ MASSACHUSETA
Još jedno podvodno vozilo bez posade za rad u primorskoj zoni, koje navodi kompanija "AyRobot", nisu prvobitno razvili njegovi stručnjaci, već su ga naslijedili od kompanije "Nekton Corporation", koju je kupila u septembru 2008. godine za 10 miliona dolara
Ovaj uređaj nazvan je "Transphibian" (Transphibian) i stvoren je u interesu vojske za traženje i uništavanje mina različitih vrsta samo-detonacijom pomoću ugrađenog eksplozivnog naboja težine 6, 35 kg i signala daljinskog operatera.
"Transfibian" je maleno (prijenosno) autonomno podvodno vozilo bez posade dugačko oko 90 cm. Njegova glavna razlika od ostalih podmornica za razminiranje u primorskoj zoni je upotreba kombinirane metode kretanja: u vodenom stupcu uređaj se pomiče uz pomoć dva para "peraja", poput ribe ili sisavaca s perajama, a po dnu, uz pomoć istih "peraja", već puzi. U isto vrijeme, u materijalima posvećenim ovom razvoju, tvrdi se da "peraje" imaju šest stupnjeva slobode. Kako su zamislili programeri, ovo pruža mogućnost jednako učinkovite uporabe razmatranog aparata i u plitkoj vodi i na velikim dubinama, a također značajno povećava njegovu mobilnost i sposobnost prevladavanja prepreka različite prirode.
Kao nosivost, planirano je korištenje različite opreme za pretraživanje do optoelektroničke kamere velike veličine, koja je trebala biti okačena na posebne nosače ispod središnjeg dijela karoserije vozila.
Status razvoja trenutno nije potpuno jasan, budući da odjeljak posvećen bespilotnom podvodnom vozilu "Transfibian" nema čak ni na web stranici kompanije za razvoj. Iako brojni izvori tvrde da je američko vojno ministarstvo dalo prednost ovom uređaju, napustivši prethodno razmatrani razvoj iste kompanije - bespilotnog podvodnog vozila Ariel II. Međutim, vjerojatno je projekt zatvoren ili zamrznut, budući da američki pomorski stručnjaci, blago rečeno, nisu bili zadovoljni brojnim važnim parametrima dotičnog podvodnog vozila bez posade.
TRACK AMPHIBIA
Posljednji uzorak nenaseljenih vozila namijenjenih traženju i uništavanju mina, kao i izviđanju neprijateljske protuamfibijske obrane u takozvanoj zoni surfanja, koji ćemo ovdje razmotriti, stvorili su stručnjaci poznate američke kompanije Foster- Miller, koja se specijalizirala za razvoj vojnih i policijskih robota. Rad na ovom uređaju, nazvanom Taktički prilagodljiv robot, izveden je u okviru MCM programa za vrlo plitku vodu / zonu za surfanje, koji je financirao istraživački menadžment američke mornarice.
Ovaj uzorak je bespilotno vozilo sa gusjenicama, gusjeničarsko vozilo razvijeno na temelju razvoja Foster-Millera pri stvaranju zemaljskog robota male veličine Lemminga, po narudžbi DARPA-e. Dakle, ovaj uređaj može raditi i na morskom dnu u plitkim vodama blizu obale (u rijeci, jezeru itd.) I na obali. U isto vrijeme, programer je predvidio mogućnost opremanja uređaja raznim opcijama za elemente napajanja (punjive baterije), senzore i drugi korisni teret, koji se nalazio u odjeljku korisne zapremine od oko 4500 kubnih metara. inča (oko 0,07 kubnih metara).
Konstruirani prototip uređaja ima sljedeće taktičko -tehničke karakteristike: dužina - 711 mm, širina - 610 mm, visina - 279 mm, težina (u zraku) - 40, 91 kg, najveća brzina - 5,4 km / h, maksimalno krstarenje domet - 10 milja. Kao korisni teret, planirano je razvoj taktilnih senzora (senzora dodira), magnetskog gradiometra, magnetno-induktivnog senzora za detekciju beskontaktnih objekata itd.
Ugrađena oprema amfibijskog robota trebala bi uključivati navigacijska pomagala (sistem s više senzora za određivanje prostornog položaja vozila pomoću Kalmanovog filtera; navigacijski sistem za rad u plitkim vodama SINS (Swimmer Inshore Navigation System); prijemnik diferencijala podsustav globalnog navigacijskog satelitskog sistema (DGPS); troosni kompas; brojači kilometara; žiroskop senzora zakretanja, itd.) i komunikacije (ISM radio prijemnik i podvodni akustični modem), a ugrađeni upravljački sistem zasnovan je na računaru / 104 standardni računar.
Rezultati snimanja označenog područja akvatorija (morskog dna) od strane svakog od amfibijskih robota dodijeljenih za to - a operacija se planira pomoću grupe sličnih uređaja - prenose se na konzolu operatora, gdje se digitalni mapa ovog područja formirana je na njihovoj osnovi.
Specijalisti iz Foster-Millera i odjela za obalne sisteme Centra za površinsko ratovanje američke mornarice zajedno su proveli testni ciklus prototipa predmetnog sistema, tokom kojeg su morali pokazati sposobnost robota-amfibije da riješi sljedeće zadatke:
- traženje različitih objekata u označenom području akvatorija;
- pretraživanje i identifikacija objekata na morskom dnu;
- kompletan i temeljit pregled primorske zone (surf zone) na mjestu predstojeće operacije amfibijskog napada;
- održavanje dvosmjerne komunikacije sa operatorom na brodu-nosaču ili obalnom komandnom mjestu;
- rješavanje potrebnih zadataka offline.
U srpnju 2003. ovaj amfibijski robot bio je prikazan svima u Bostonu u sklopu izložbe koju je organizirala Uprava za istraživanje mornarice SAD -a tokom Bostonskog Harborfesta, a ranije, 2002. godine, američka vojska je koristila ove uređaje u verziji optimiziranoj za upotrebu na kopnu, tokom operacije istraživanja pećina u planinama Afganistana.
Status sistema označen je kao "u razvoju", ugovori za bilo koju serijsku proizvodnju amfibijskih robota još nisu zaključeni (barem informacije o tome nisu objavljene), stoga je vjerojatno da će kupac, koga zastupa Zapovjedništvo američke mornarice još nije pokazalo aktivno zanimanje za nastavak rada na projektu. Osim toga, ne spominje se ovaj robotski sustav na web stranici američke mornarice u odjeljku posvećenom snagama i objektima za uklanjanje mina za područja vrlo plitkih voda i programu za surfanje.
POTENCIJALNA OPASNOST
Općenito, može se reći da zadatak pretraživanja, otkrivanja, klasificiranja i uništavanja mina u primorskoj zoni i na prvoj obali ("plaža"), kao i otkrivanje različitih elemenata neprijateljske protuamfibijske obrane ostaje jedan od najvažnije komponente složenog procesa za mornarice vodećih zemalja svijeta koje podržavaju amfibijske jurišne operacije. Posebno one koje se odvijaju na nepoznatim dijelovima obale.
S tim u vezi možemo očekivati daljnji razvoj rada na stvaranju robotskih alata osmišljenih za rješavanje navedenih problema. Iako je, kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, zadatak stvaranja nenaseljenih i posebno autonomnih vozila sposobnih za rad u izuzetno teškim uvjetima primorske zone (zona surfa, na prvoj obali), koju karakterizira složena topografija dna, male dubine i jake struje, nije nimalo jednostavno i ne dovodi uvijek do željenih i zadovoljavajućih rezultata za kupca.
S druge strane, još 2008. godine, na stranicama internetskog izvora NewScientist.com, objavljen je materijal zasnovan na prognozi britanskih i američkih stručnjaka o najozbiljnijim naučnim i tehničkim prijetnjama s kojima se čovječanstvo može suočiti u doglednoj budućnosti. … I ono što je izvanredno, prema autorima prognoze, jedna od prijetnji sa visokim stepenom vjerovatnoće može biti pretjerano brz razvoj biomimetičkih robota - sistema nastalih na osnovu posuđivanja određenih uzoraka prirode planete. Kao što su, na primjer, autonomna podvodna vozila bez posade, stvorena slično određenim uzorcima morske faune i u konstruktivnom smislu i u odnosu na modele ponašanja implementirane u njihove sisteme upravljanja.
Prema britanskim naučnicima, brzo "razmnožavanje" ove vrste biomimetičkih robota može postati nova vrsta na našoj planeti i ući u sukob za posedovanje životnog prostora sa svojim bivšim tvorcima. Fantasticno? Da, verovatno. Ali prije nekoliko stoljeća podmornica Nautilus, svemirske rakete i borbeni laseri djelovali su fantastično. I specijalist za biomimetičke robote Robert Full, koji radi na Kalifornijskom univerzitetu u Berkeleyju, naglašava: "Po mom mišljenju, u ovoj fazi premalo znamo o mogućim prijetnjama da bismo pravilno planirali svoj razvoj."
