Användningen av obemannade yt- och undervattensfordon av olika slag, liksom andra robotsystem för att lösa ett brett spektrum av uppgifter för sjö- och kustbevakningens intresse i världens ledande länder har blivit utbredd under de senaste åren och tenderar för en snabbare utveckling.
En av anledningarna till den uppmärksamhet som marinspecialister ägnar åt skapandet av undervattensrobotar är den höga effektiviteten i deras stridsanvändning i jämförelse med de traditionella medel som förfogandet över kommandot för marinstyrkorna i världens länder fram till nu. Till exempel under invasionen av Irak lyckades kommandot för den amerikanska marinen gruppen i Persiska viken med autonoma obemannade undervattensfordon rensa gruvor och andra farliga föremål från gruvor och andra farliga föremål från vattenområdet i bukten med en område på en kvarts kvadratkilometer (cirka 0,65 kvadratkilometer), trots att, som en av representanterna för den amerikanska marinen noterade för korrespondenten för Associated Press, en typisk avdelning av gruvarbetare skulle ha tagit 21 dagar att göra detta.
Samtidigt expanderar ständigt listan över uppgifter som löses av obemannade undervattensfordon, och förutom de traditionella och vanligaste - sökningen efter gruvor och explosiva föremål, tillhandahållande av olika undervattensoperationer samt spaning och observation - innehåller redan lösningen av chockuppgifter och arbete med mer komplexa och tidigare otillgängliga för "Roboter i axelremmar" i strandzonen, där de måste förstöra gruvor och andra delar av fiendens anti-amfibiska försvar. De specifika förhållandena för deras kampanvändning är grunt vatten, starka tidvattenströmmar, vågor, svår botten topografi, etc. - Som ett resultat leder de till skapandet av mekanismer som kännetecknas av hög teknisk komplexitet och originalitet i de lösningar som används. Men denna originalitet går ofta åt sidan för dem: kunden är ännu inte redo för massiv introduktion av sådana konstgjorda monster i trupperna.
METALKOMPOSIT "CANCER"
En av de första militära robotarna som skapades för att arbeta i "strand" -området som förberedelse för den amfibiska operationen kan betraktas som en liten kräftdjur autonom undervattensrobot som kallas Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, som kan översättas från engelska till "walking benthic (botten) autonomt undervattensfordon ".
Denna apparat som bara väger 3,2 kg utvecklades på initiativ av specialister från Marine Science Center vid Northeastern University, som ligger i Boston, Massachusetts (USA), under ledning av Dr. Joseph Ayers. Kunden för arbetet var US Navy Research Directorate (ONR) och Defense Advanced Research Projects Agency i det amerikanska försvarsdepartementet (DARPA).
Enheten är en autonom bottenrobot av den så kallade biomimetiska klassen (robotar som liknar några prover från djurvärlden. - V. Sch.), Som ser ut som en cancer och är utformad för att utföra spaning och gruvåtgärder i kusten zon och på den första kustlinjen, liksom vid botten av floder, kanaler och andra grunda naturliga och konstgjorda reservoarer.
Roboten har en kropp tillverkad av ett hållbart kompositmaterial, 200 mm långt och 126 mm brett, åtta mekaniska ben med tre frihetsgrader vardera, samt ett par framben, liknande krabba eller krabba klor, och en baksida, liknar en krabba svans, ytor för hydrodynamisk stabilisering av roboten under vatten ca 200 mm lång vardera (det vill säga varje yta är jämförbar i längd med robotkroppen). Mekaniska ben sätts i rörelse av konstgjorda muskler gjorda av nickel-titanlegering med formminneeffekt (NiTi-formminneslegering), och utvecklarna bestämde sig för att använda pulsbreddsmodulering i enheterna.
Robotens handlingar styrs med hjälp av en neural nätverksstyrenhet som implementerar en beteendemodell som utvecklarna lånar från hummerns liv och anpassas till villkoren för kampanvändning av dessa robotar. Dessutom valde specialisterna vid Northeastern University den amerikanska hummeren som en källa för utvecklingen av beteendemodellen för den aktuella roboten.
"De sätt och beteenden som hummer har använt för att hitta mat i årtusenden kan lika gärna användas av en robot för att hitta gruvor", säger projektledaren Dr Joseph Ayers från Northeastern Universitys Marine Science Center.
Inbyggt styrsystem för cancerroboten är baserat på ett datorsystem av Persistor-typ baserat på en Motorola MC68CK338 mikroprocessor, och enhetens nyttolast inkluderade ett hydroakustiskt kommunikationssystem, en kompass och en MEMS-baserad lutningsmätare / accelerometer (MEMS - mikroelektromekaniskt system).
Ett typiskt scenario för kampanvändning av denna robot såg ut så här. En grupp robotkräftor levereras till applikationsområdet med hjälp av en speciell torpedformad transportbärare (det var tänkt att skapa något som en undervattensversion av en liten lastcontainer som används i flygvapnet). Efter spridning måste robotarna, enligt ett förutbestämt program, utföra spaning eller ytterligare spaning av det angivna området, identifiera element i fiendens anti-amfibiska försvarssystem, särskilt med avseende på gruvor och andra explosiva föremål, etc. Vid storskalig produktion kan inköpspriset för en robotcancer vara cirka 300 dollar.
Det verkar dock som att saken inte gick utöver konstruktionen av flera prototyper och deras korta tester. Den huvudsakliga potentiella kunden, marinen, som initialt tilldelade cirka 3 miljoner dollar för dessa studier, uttryckte inte ytterligare intresse för projektet: förra gången utvecklingen av Northeastern University demonstrerades för specialisterna på US Navy -kommandot, tydligen, i 2003. Förmodligen fanns det inga kunder bland deltagarna i de utställningar där denna uppfinning demonstrerades.
KRABB "ARIEL II"
Ett försök att skapa en robot baserat på de strukturella egenskaperna hos "skaldjur", och specifikt - en krabba, utfördes också av specialister från det amerikanska företaget "AyRobot". Företaget är idag en av världens ledande utvecklare och tillverkare av robotar av olika slag för militära och civila ändamål, och volymen av deras leveranser har länge uppskattats i miljoner. Företaget grundades 1990 och har regelbundet varit engagerat sedan 1998 i DARPA: s intressen eller andra divisioner i USA: s militära och säkerhetsorgan, liksom andra länder i världen.
Roboten som utvecklats av företagets specialister fick namnet Ariel II och klassificeras som ett autonomt benbottent undervattensfordon (ALUV). Den är utformad för att söka efter och ta bort gruvor och olika hinder i fiendens anti-amfibiska försvarssystem som ligger i kustnära gruntvattenzonen och på "stranden". En funktion hos roboten, enligt utvecklarna, är dess förmåga att förbli funktionell även i inverterat tillstånd.
"Ariel II" väger cirka 11 kg och kan ta en nyttolast på upp till 6 kg. Längden på apparatens kropp är 550 mm, den maximala längden för manipulatorer med kompass och lutningsmätare är 1150 mm, bredd är 9 cm i lågt läge och 15 cm - på upphöjda "ben". Roboten kan arbeta på upp till 8 m djup. Strömkälla - 22 nickel -kadmiumbatterier.
Strukturellt är "Ariel II" en krabba-liknande apparat med en huvudkropp och sex ben fästa vid den, som har två frihetsgrader. All elektronisk målutrustning placerad ombord på "krabba i uniform" ska, enligt utvecklarens plan, placeras i en förseglad modul. Mållasthanteringssystemet distribueras. Arbetet med denna robot för gruvåtgärder utfördes enligt kontrakt utfärdade av DARPA -byrån och US Navy Research Office.
Scenariot för kampanvändning av dessa robotar liknar på många sätt det som beskrivs ovan, med bara en skillnad: roboten hade ett gruvdestruktion. Efter att ha hittat en gruva stannade roboten och tog ställning i omedelbar närhet av gruvan och väntade på kommandot. Efter att ha mottagit motsvarande signal från kommandoposten detonerade roboten en gruva. Således kan "flocken" av dessa robotar samtidigt nästan helt eller till och med helt förstöra det antiampfiska minfältet i området för den planerade amfibiska överfallslandningen. Utvecklaren föreslog också ett alternativ som inte gav rollen som en kamikaze: roboten placerade helt enkelt en explosiv laddning på gruvan och drog sig tillbaka på ett säkert avstånd före explosionen.
En av robotens prototyper - gruvsökaren "Ariel". Foto från www.irobot.com
Ariel II visade sin förmåga att hitta gruvor under minst tre tester. Det första genomfördes i ett grunt kustområde i Riviera Beach -området, nära staden Riviera, Massachusetts; den andra är i Panama City, Florida -området, finansierat av Boeing Corporation, och den tredje är i Monterey Bay -området för National Geographic Group. Tydligen fick detta projekt ingen vidareutveckling (inklusive på grund av de långt ifrån entydiga resultaten av dessa tester), och den militära kunden, som finansierade arbetet i det första skedet, påstods ha ansett att en annan utveckling av samma företag var mer lovande, känd som “Transfibian” och diskuteras nedan. Även om inte heller här är allt så enkelt.
"TRANSFIBIEN" FRÅN MASSACHUSETS
Ytterligare ett obemannat undervattensfordon för arbete i kustzonen, som är listat av företaget "AyRobot", utvecklades inte ursprungligen av dess specialister, utan ärvdes från företaget "Nekton Corporation", som det förvärvade i september 2008 för 10 miljoner USD
Denna enhet fick namnet "Transfibier" (Transfibier) och skapades i militärens intresse för att söka efter och förstöra gruvor av olika slag genom självdetonation med hjälp av en inbyggd sprängladdning om 6, 35 kg och en signal från en fjärroperatör.
"Transfibian" är en liten (bärbar) autonom obemannad undervattensbil som är cirka 90 cm lång. Dess huvudsakliga skillnad från andra gruvdrifts nedsänkbara delar i strandområdet är användningen av en kombinerad rörelsemetod: i vattenspelaren rör sig enheten med hjälp av två par "fenor", som en fisk eller ett pinniped däggdjur, och längs botten, med hjälp av samma "fenor", kryper den redan. Samtidigt hävdas det i materialen som ägnas åt denna utveckling att "fenorna" har sex grader av frihet. Enligt utvecklarnas möjligheter ger detta möjlighet till lika effektiv användning av den aktuella apparaten, både på grunt vatten och på stora djup, och ökar också dess rörlighet och förmågan att övervinna hinder av olika slag.
Som nyttolast var det planerat att använda olika sökutrustningar upp till en stor optoelektronisk kamera, som skulle hängas upp på specialfästen under den centrala delen av fordonets kaross.
Status för utvecklingen är för närvarande inte helt klar, eftersom avsnittet för det obemannade undervattensfordonet "Transfibian" saknas även på utvecklarföretagets webbplats. Även om ett antal källor hävdar att det var för denna enhet som den amerikanska militära avdelningen gav företräde, övergav den tidigare övervägda utvecklingen av samma företag - det obemannade undervattensfordonet Ariel II. Det är dock troligt att projektet var stängt eller fryst, eftersom amerikanska marinspecialister mildt sagt var missnöjda med ett antal viktiga parametrar för det obemannade undervattensfordonet i fråga.
SPÅR AMFIBIEN
Det sista urvalet av obebodda fordon som är utformade för att söka efter och förstöra gruvor, samt utföra spaning av fiendens anti-amfibiska försvar i den så kallade surfzonen, som vi kommer att överväga här, skapades av specialister från det berömda amerikanska företaget Foster- Miller, som specialiserat sig på utveckling av militära och polisrobotar. Arbetet med denna enhet, kallad Tactically Adaptable Robot, utfördes inom ramen för MCM -programmet Very Shallow Water / Surf Zone, finansierat av forskningsledningen i den amerikanska marinen.
Detta prov var ett obemannat, spårat amfibiefordon som utvecklats med hjälp av utvecklingen som Foster-Miller erhöll när han skapade en liten markrobot Lemming på uppdrag av DARPA. Således kan denna enhet fungera både på havsbotten i grunt vatten nära kusten (i en flod, sjö, etc.) och vid kusten. Samtidigt gav utvecklaren möjligheten att utrusta enheten med olika alternativ för kraftelement (laddningsbara batterier), sensorer och annan nyttolast, som var belägen i ett fack med en användbar volym på cirka 4500 kubikmeter. tum (cirka 0,07 kubikmeter).
Enhetens konstruerade prototyp har följande taktiska och tekniska egenskaper: längd - 711 mm, bredd - 610 mm, höjd - 279 mm, vikt (i luft) - 40, 91 kg, maximal hastighet - 5,4 km / h, maximal kryssning räckvidd - 10 miles. Som nyttolast var det planerat att utveckla taktila sensorer (beröringssensorer), en magnetisk gradiometer, en magneto-induktiv sensor för beröringsfri objektdetektering, etc.
Amfibierobotens inbyggda utrustning ska inkludera navigationshjälpmedel (multisensorsystem för att bestämma fordonets rumsliga position med Kalman-filtret; navigationssystem för arbete i grunt vatten SINS (Swimmer Inshore Navigation System); mottagare av differentialen delsystem för det globala navigationssatellitsystemet (DGPS); tre-axlig kompass; vägmätare; gyrosensor med yawhastighet etc.) och kommunikation (ISM-radiomottagare och akustiskt undervattensmodem) och styrsystemet ombord är baserat på en PC / 104 standarddator.
Resultaten av undersökningen av det avsedda området för vattenområdet (havsbotten) av var och en av de amfibiska robotarna som tilldelats för detta - och operationen planeras med hjälp av en grupp liknande enheter - överförs till operatörskonsolen, där en digital karta över detta område bildas på deras bas.
Specialister från Foster-Miller och kustsystemsavdelningen i US Navy's Surface Warfare Center genomförde tillsammans en testcykel av en prototyp av systemet i fråga, under vilken de var tvungna att demonstrera förmågan hos en amfibisk robot att lösa följande uppgifter:
- söka efter olika föremål i det angivna området i vattenområdet;
- sökning och identifiering av föremål på havsbotten;
- fullständig och noggrann undersökning av kustzonen (surfzonen) på platsen för den kommande amfibiska överfallsoperationen.
- upprätthålla tvåvägskommunikation med operatören på lastfartyget eller kustkommandoposten;
- lösa nödvändiga uppgifter offline.
I juli 2003 visades denna amfibiska robot för alla i Boston som en del av en utställning som anordnades av US Navy Research Directorate under Boston Harborfest, och tidigare, 2002, använde den amerikanska militären dessa enheter i en version optimerad för användning på land, under en operation för att undersöka grottor i Afghanistans berg.
Systemets status indikeras som "under utveckling", kontrakt för eventuell serieproduktion av amfibierobotar har ännu inte ingåtts (åtminstone information om detta har inte offentliggjorts), därför är det troligt att kunden, representerad av US Navy -kommandot, har ännu inte visat ett aktivt intresse för att fortsätta arbetet med projektet. Dessutom finns det inget omnämnande av detta robotsystem på US Navy -webbplatsen i avsnittet dedikerat till Mine Action Forces and Facilities for Very Shallow Water Areas and Surf Zone Program.
POTENTIELL FARA
I allmänhet kan det konstateras att uppgiften att söka, upptäcka, klassificera och förstöra gruvor i strandzonen och på den första kustlinjen ("stranden"), samt att upptäcka olika delar av fiendens anti-amfibiska försvar förblir en av de viktigaste komponenterna i den komplexa processen för flottorna i de ledande länderna i världen stöd för amfibieattacker. Särskilt de som utspelar sig på okända kuststräckor.
I detta avseende kan vi förvänta oss en vidareutveckling av arbetet med skapandet av robotverktyg för att lösa ovanstående problem. Även om, som framgår av ovanstående information, är uppgiften att skapa obebodda och särskilt autonoma fordon som kan fungera under extremt svåra förhållanden i kustzonen (surfzon, vid den första kusten), kännetecknad av en komplex botten topografi, grunda djup och starka strömmar, är inte alls enkelt och leder inte alltid till önskat och tillfredsställande resultat för kunden.
Å andra sidan publicerades material på webbsidan NewScientist.com, 2008, baserat på prognosen från brittiska och amerikanska experter om de allvarligaste vetenskapliga och tekniska hot som mänskligheten kan möta inom överskådlig framtid. … Och det som är anmärkningsvärt, enligt prognosförfattarna, kan ett av hoten med en hög grad av sannolikhet vara den alltför snabba utvecklingen av biomimetiska robotar - system som skapats på grundval av att låna vissa prover av planetens natur. Såsom till exempel autonoma obemannade undervattensfordon, skapade liknande vissa prover av marin fauna både i konstruktiv mening och i förhållande till beteendemodellerna implementerade i deras kontrollsystem.
Enligt brittiska forskare kan den snabbt "uppfödningen" av denna typ av biomimetiska robotar bli en ny art på vår planet och gå in i en konfrontation om innehav av bostadsutrymme med sina tidigare skapare. Fantastisk? Ja förmodligen. Men för ett par århundraden sedan verkade Nautilus -ubåten, rymdraketer och stridslasrar fantastiska. Och den biomimetiska robotspecialisten Robert Full, som arbetar vid University of California i Berkeley, betonar: "Enligt min åsikt vet vi för lite om de möjliga hoten för att planera vår utveckling korrekt."
