Penggunaan kenderaan permukaan dan bawah air tanpa pemandu dari pelbagai jenis, serta sistem robotik lain dalam menyelesaikan pelbagai tugas demi kepentingan pasukan tentera laut dan pengawal pantai negara-negara terkemuka di dunia telah meluas dalam beberapa tahun kebelakangan ini dan cenderung untuk kemajuan yang pesat.
Salah satu sebab perhatian yang diberikan oleh pakar angkatan laut terhadap pembuatan robot bawah laut adalah kecekapan tinggi penggunaan tempur mereka dibandingkan dengan cara tradisional yang dimiliki oleh komando tentera laut negara-negara dunia hingga sekarang. Sebagai contoh, semasa pencerobohan ke Iraq, komando kumpulan Tentera Laut AS di Teluk Parsi menggunakan kenderaan bawah laut tanpa pemandu autonomi berjaya membersihkan lombong dan objek berbahaya lain dari lombong dan objek berbahaya lain dari kawasan perairan teluk dengan seluas seperempat mil persegi (kira-kira 0,65 km persegi), walaupun pada kenyataannya, seperti yang dinyatakan oleh salah seorang wakil Angkatan Laut AS kepada wartawan Associated Press, sebuah detasmen khas penyelam pelombong akan mengambil 21 hari untuk melakukan ini.
Pada masa yang sama, senarai tugas yang diselesaikan oleh kenderaan bawah air tanpa pemandu terus berkembang, dan sebagai tambahan kepada tugas tradisional dan yang paling biasa - pencarian periuk api dan objek letupan, penyediaan pelbagai operasi bawah air, serta pengintaian dan pemerhatian - sudah termasuk penyelesaian tugas kejutan dan berusaha lebih kompleks dan sebelumnya tidak dapat diakses oleh "Robot di tali bahu" di zon tepi pantai, di mana mereka mesti menghancurkan ranjau dan elemen lain dari pertahanan anti-amfibi musuh. Keadaan khusus penggunaan pertempuran mereka adalah air cetek, arus pasang surut yang kuat, gelombang, topografi bawah yang sukar, dll. - Akibatnya, mereka membawa kepada penciptaan mekanisme yang dicirikan oleh kerumitan teknikal dan keaslian penyelesaian yang digunakan. Walau bagaimanapun, keaslian ini sering berlaku untuk mereka: pelanggan belum bersedia untuk memperkenalkan raksasa buatan manusia seperti itu ke dalam pasukan.
KOMPOSIT LOGAM "KANSER"
Salah satu robot ketenteraan pertama yang diciptakan untuk bekerja di kawasan "pantai" sebagai persiapan untuk operasi amfibi, boleh dianggap sebagai robot bawah laut autonomi krustasea yang dikenali sebagai Kenderaan Bawah Laut Autonomi Ambulatory, yang dapat diterjemahkan dari bahasa Inggeris sebagai "berjalan bentik (bawah) kenderaan bawah air autonomi ".
Alat ini dengan berat hanya 3.2 kg dikembangkan berdasarkan inisiatif oleh pakar dari Pusat Sains Marin Universiti Northeastern, yang terletak di Boston, Massachusetts (AS), di bawah pimpinan Dr. Joseph Ayers. Pelanggan karya itu adalah Direktorat Penyelidikan Tentera Laut AS (ONR) dan Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan Kementerian Pertahanan AS (DARPA).
Peranti ini adalah robot autonomi bawah dari kelas biomimetik (robot yang serupa dengan beberapa sampel dunia binatang. - V. Sch.), Yang kelihatan seperti barah dan dirancang untuk melakukan pengintaian dan tindakan penambangan di kawasan pesisir zon dan di pesisir pantai pertama, serta di dasar sungai, terusan dan takungan semula jadi dan tiruan lain yang cetek.
Robot ini memiliki badan yang terbuat dari bahan komposit tahan lama, panjang 200 mm dan lebar 126 mm, lapan kaki mekanik dengan tiga darjah kebebasan masing-masing, serta sepasang kaki depan, serupa dengan cakar kepiting atau kepiting, dan satu belakang, menyerupai ekor kepiting, permukaan untuk penstabilan hidrodinamik robot di bawah air panjangnya kira-kira 200 mm (iaitu setiap permukaannya sebanding dengan badan robot). Kaki mekanikal digerakkan oleh otot buatan yang diperbuat daripada aloi nikel-titanium dengan kesan memori bentuk (paduan memori bentuk NiTi), dan para pemaju memutuskan untuk menggunakan modulasi lebar nadi dalam pemacu.
Tindakan robot dikendalikan menggunakan pengawal rangkaian neural yang menerapkan model tingkah laku yang dipinjam oleh pemaju dari kehidupan udang galah dan disesuaikan dengan keadaan penggunaan robot ini. Lebih-lebih lagi, pakar Universiti Northeastern memilih lobster Amerika sebagai sumber untuk pengembangan model tingkah laku robot yang dimaksudkan.
"Cara dan tingkah laku yang digunakan lobster untuk mencari makanan selama ribuan tahun dapat digunakan oleh robot untuk mencari ranjau," kata ketua projek Dr. Joseph Ayers dari Pusat Sains Laut Universiti Northeastern.
Sistem kawalan on-board robot barah didasarkan pada sistem pengkomputeran jenis Persistor berdasarkan mikropemproses Motorola MC68CK338, dan muatan peranti termasuk sistem komunikasi hidroakustik, kompas, dan inclinometer / akselerometer berbasis MEMS (MEMS - sistem mikroelektromekanikal).
Senario khas untuk penggunaan pertempuran robot ini kelihatan seperti ini. Sekumpulan udang karang robot dihantar ke kawasan aplikasi dengan menggunakan pembawa pengangkutan berbentuk torpedo khas (ia sepatutnya membuat sesuatu seperti versi bawah air dari sebuah kontainer kargo kecil yang digunakan di Angkatan Udara). Setelah berselerak, robot, menurut program yang telah ditentukan, harus melakukan pengintaian atau pengintaian tambahan dari kawasan yang ditentukan, mengenal pasti unsur-unsur sistem pertahanan anti-amfibi musuh, terutama berkenaan dengan ranjau dan benda letupan lain, dll. Dalam kes pengeluaran berskala besar, harga pembelian satu barah robotik mungkin sekitar $ 300.
Namun, nampaknya perkara itu tidak melampaui pembinaan beberapa prototaip dan ujian pendeknya. Pelanggan berpotensi utama, Angkatan Laut, yang pada awalnya memperuntukkan kira-kira $ 3 juta untuk kajian ini, tidak menyatakan minat lebih lanjut terhadap projek ini: kali terakhir pengembangan Universiti Northeastern ditunjukkan kepada pakar komando Angkatan Laut AS, nampaknya, di 2003. Mungkin, tidak ada pelanggan di antara peserta pameran di mana penemuan ini ditunjukkan.
KRAB "ARIEL II"
Percubaan untuk membuat robot berdasarkan ciri struktur "makanan laut", dan secara khusus - kepiting, juga dilakukan oleh pakar syarikat Amerika "AyRobot". Syarikat ini hari ini merupakan salah satu pemaju dan pengeluar robot pelbagai jenis dunia untuk tujuan ketenteraan dan sivil, dan jumlah penghantarannya telah lama diperkirakan berjuta-juta. Ditubuhkan pada tahun 1990, syarikat ini telah terlibat secara berkala sejak tahun 1998 untuk kepentingan DARPA atau bahagian lain dari agensi ketenteraan dan keselamatan Amerika Syarikat, serta negara-negara lain di dunia.
Robot yang dikembangkan oleh pakar syarikat itu bernama Ariel II dan diklasifikasikan sebagai Kenderaan Bawah Air Berkaki Autonomi (ALUV). Ia dirancang untuk mencari dan membuang ranjau dan pelbagai rintangan dalam sistem pertahanan anti-amfibi musuh yang terletak di zon perairan dangkal pesisir dan di "pantai". Satu ciri robot, menurut para pengembang, adalah kemampuannya untuk tetap berfungsi walaupun dalam keadaan terbalik.
"Ariel II" beratnya sekitar 11 kg dan dapat membawa muatan hingga 6 kg. Panjang badan radas adalah 550 mm, panjang maksimum untuk manipulator dengan kompas dan inclinometer adalah 1150 mm, lebar 9 cm pada posisi rendah dan 15 cm - pada "kaki" yang diangkat. Robot ini mampu bekerja pada kedalaman hingga 8 m. Sumber kuasa - 22 bateri nikel-kadmium.
Secara struktural, "Ariel II" adalah alat seperti kepiting dengan badan utama dan enam kaki melekat padanya, yang memiliki dua darjah kebebasan. Semua peralatan elektronik sasaran yang diletakkan di atas "kepiting dengan seragam" harus, menurut rancangan pemaju, berada di modul tertutup. Sistem pengurusan beban sasaran diedarkan. Kerja robot tambang ini dilakukan berdasarkan kontrak yang dikeluarkan oleh agensi DARPA dan Pejabat Penyelidikan Tentera Laut AS.
Skenario penggunaan pertempuran robot ini dalam banyak cara serupa dengan yang dijelaskan di atas, dengan hanya satu perbezaan: robot itu mempunyai mod pemusnahan ranjau. Setelah menemui lombong, robot itu berhenti dan mengambil posisi di kawasan berhampiran lombong, menunggu perintah. Setelah menerima isyarat yang sesuai dari pos arahan, robot meletupkan lombong. Oleh itu, "kawanan" robot-robot ini secara serentak dapat memusnahkan kawasan periuk api anti-amfibi di kawasan pendaratan serangan amfibi yang dirancang. Pembangun juga mengemukakan pilihan yang tidak memperuntukkan peranan kamikaze: robot hanya meletakkan bahan letupan di lombong dan mundur ke jarak yang selamat sebelum letupan.
Salah satu prototaip robot - pencari tambang "Ariel". Foto dari www.irobot.com
Ariel II menunjukkan kemampuannya untuk mencari ranjau selama sekurang-kurangnya tiga ujian. Yang pertama dilakukan di kawasan pesisir cetek di kawasan Pantai Riviera, berhampiran bandar Riviera, Massachusetts; yang kedua adalah di kawasan Panama City, Florida, yang dibiayai oleh Boeing Corporation, dan yang ketiga adalah di kawasan Monterey Bay untuk National Geographic Group. Nampaknya, projek ini tidak mendapat pengembangan lebih lanjut (termasuk kerana hasil ujian yang jauh dari yang tidak jelas), dan pelanggan tentera, yang membiayai kerja pada tahap pertama, diduga menganggap pembangunan lain dari syarikat yang sama lebih menjanjikan, yang dikenali sebagai "Transfibian" dan dibincangkan di bawah. Walaupun di sini juga, tidak semuanya mudah.
"TRANSFIBIA" DARI MASSACHUSETS
Satu lagi kenderaan bawah air tanpa pemandu untuk bekerja di zon pesisir, yang disenaraikan oleh syarikat "AyRobot", pada mulanya tidak dikembangkan oleh pakarnya, tetapi diwarisi dari syarikat "Nekton Corporation", yang diperolehnya pada bulan September 2008 dengan harga USD 10 juta
Peranti ini diberi nama "Transphibian" (Transphibian) dan diciptakan untuk kepentingan tentera untuk mencari dan memusnahkan ranjau dari pelbagai jenis dengan letupan sendiri menggunakan muatan letupan kapal dengan berat 6, 35 kg dan isyarat yang diberikan oleh pengendali jarak jauh.
"Transfibian" adalah kenderaan bawah kendali autonomi bersaiz kecil (mudah alih) berukuran sekitar 90 cm. Perbezaan utamanya dari kapal selam tindakan lombong lain di zon littoral adalah penggunaan gabungan kaedah pergerakan: di lajur air, peranti bergerak dengan bantuan dua pasang "sirip", seperti ikan atau mamalia yang dijepit, dan di sepanjang bahagian bawah, dengan bantuan "sirip" yang sama, ia sudah merangkak. Pada masa yang sama, dalam bahan-bahan yang dikhaskan untuk pengembangan ini, dikatakan bahawa "sirip" mempunyai enam darjah kebebasan. Seperti yang difikirkan oleh para pengembang, ini memberikan kemungkinan penggunaan alat yang sama efektifnya yang dipertimbangkan baik di perairan dangkal maupun di kedalaman yang besar, dan juga meningkatkan mobilitasnya dan kemampuannya untuk mengatasi rintangan pelbagai alam.
Sebagai muatan, ia dirancang untuk menggunakan berbagai peralatan pencarian hingga kamera optoelektronik bersaiz besar, yang akan digantung pada pemasangan khusus di bawah bagian tengah badan kendaraan.
Status pembangunan pada masa ini tidak sepenuhnya jelas, kerana bahagian yang dikhaskan untuk kenderaan bawah laut tanpa pemandu "Transfibian" tidak ada walaupun di laman web syarikat pemaju. Walaupun sebilangan sumber mendakwa bahawa pihak berkuasa Amerika Syarikat memilih untuk memilih alat ini, meninggalkan pembangunan syarikat yang sama yang dianggap sebelumnya - kenderaan bawah laut tanpa pemandu Ariel II. Namun, kemungkinan projek itu ditutup atau dibekukan, kerana pakar tentera laut Amerika, secara sederhana, tidak berpuas hati dengan sejumlah parameter penting kenderaan bawah laut tanpa pemandu yang dimaksudkan.
TRACK AMPHIBIA
Sampel terakhir kenderaan tidak berpenghuni yang dirancang untuk mencari dan menghancurkan ranjau, serta melakukan pengintaian pertahanan anti-amfibi musuh di zon luncur yang disebut, yang akan kita pertimbangkan di sini, dibuat oleh pakar dari syarikat Amerika terkenal Foster- Miller, yang mengkhususkan diri dalam pengembangan robot tentera dan polis. Pekerjaan pada peranti ini, yang disebut Robot Adaptasi Taktis, dilakukan dalam kerangka Program MCM Zona Air Sangat Dangkal / Surf, yang dibiayai oleh pengurusan Penyelidikan Tentera Laut AS.
Sampel ini adalah kenderaan amfibi tanpa pemandu dan dilacak yang dikembangkan menggunakan perkembangan yang diperoleh oleh Foster-Miller ketika membuat robot darat bersaiz kecil Lemming, yang ditugaskan oleh DARPA. Oleh itu, alat ini mampu beroperasi di dasar laut di perairan cetek berhampiran pantai (di sungai, tasik, dll.) Dan di pesisir. Pada masa yang sama, pembangun memberikan kemungkinan untuk melengkapkan peranti dengan pelbagai pilihan untuk elemen kuasa (bateri boleh dicas semula), sensor dan muatan lain, yang terletak di sebuah petak dengan jumlah berguna sekitar 4500 meter padu. inci (kira-kira 0.07 meter padu).
Prototaip peranti yang dibina mempunyai ciri taktikal dan teknikal berikut: panjang - 711 mm, lebar - 610 mm, tinggi - 279 mm, berat (di udara) - 40, 91 kg, kelajuan maksimum - 5.4 km / jam, pelayaran maksimum jarak - 10 batu. Sebagai muatan, ia dirancang untuk mengembangkan sensor taktil (sensor sentuh), gradiometer magnetik, sensor induktif magneto untuk pengesanan objek tanpa sentuhan, dll.
Peralatan onboard robot amfibi termasuk alat bantu navigasi (sistem multi-sensor untuk menentukan kedudukan spasial kenderaan menggunakan penapis Kalman; sistem navigasi untuk bekerja di air cetek SINS (Sistem Navigasi Darat Berenang); penerima pembezaan subsistem sistem satelit navigasi global (DGPS); kompas tiga paksi; odometer; sensor gyro rate yaw, dll.) dan komunikasi (penerima radio ISM dan modem akustik bawah air), dan sistem kawalan onboard berdasarkan PC / 104 komputer standard.
Hasil tinjauan dari kawasan perairan yang ditentukan (dasar laut) oleh masing-masing robot amfibia yang diperuntukkan untuk ini - dan operasi dirancang dengan menggunakan sekumpulan peranti serupa - dihantar ke konsol pengendali, di mana digital peta kawasan ini dibentuk berdasarkan mereka.
Pakar dari Foster-Miller dan bahagian sistem pesisir Surf Warfare Center Angkatan Laut AS bersama-sama melakukan kitaran ujian prototaip sistem yang dimaksudkan, di mana mereka harus menunjukkan kemampuan robot amfibi untuk menyelesaikan tugas-tugas berikut:
- mencari pelbagai objek di kawasan yang ditentukan di kawasan perairan;
- mencari dan mengenal pasti objek di dasar laut;
- tinjauan lengkap dan menyeluruh terhadap zon littoral (zon surfing) di lokasi operasi serangan amfibi yang akan datang;
- mengekalkan komunikasi dua hala dengan operator di kapal pengangkut atau pos komando pesisir;
- menyelesaikan tugas yang diperlukan di luar talian.
Pada bulan Julai 2003, robot amfibi ini ditunjukkan kepada semua orang di Boston sebagai sebahagian daripada pameran yang dianjurkan oleh Direktorat Penyelidikan Tentera Laut AS semasa Boston Harborfest, dan sebelumnya, pada tahun 2002, tentera AS menggunakan peranti ini dalam versi yang dioptimumkan untuk digunakan di darat, semasa operasi meninjau gua di pergunungan Afghanistan.
Status sistem ini dinyatakan sebagai "dalam pembangunan", kontrak untuk pengeluaran siri amfibi robot belum disimpulkan (sekurang-kurangnya maklumat mengenai perkara ini belum diumumkan), oleh itu kemungkinan pelanggan, yang diwakili oleh Komando Tentera Laut AS, belum menunjukkan minat aktif untuk meneruskan kerja projek ini. Selain itu, tidak disebutkan sistem robotik ini di laman web Angkatan Laut AS di bahagian yang dikhaskan untuk Pasukan Tindakan Tambang dan Kemudahan untuk Kawasan Perairan Dangkal dan Program Surf Zone.
BAHAYA POTENSI
Secara umum, dapat dinyatakan bahawa tugas mencari, mengesan, mengklasifikasikan dan memusnahkan periuk api di zon pesisir dan di pesisir pantai pertama ("pantai"), serta mengesan pelbagai elemen pertahanan anti-amfibi musuh tetap menjadi salah satu komponen terpenting dari proses kompleks untuk tentera laut negara-negara terkemuka di dunia menyokong operasi serangan amfibi. Terutama yang berlaku di kawasan pantai yang tidak dikenali.
Dalam hal ini, kita dapat mengharapkan pengembangan lebih lanjut mengenai penciptaan alat robotik yang dirancang untuk menyelesaikan masalah di atas. Walaupun, seperti yang dapat dilihat dari maklumat di atas, tugas membuat kenderaan yang tidak berpenghuni dan terutama yang mampu beroperasi dalam keadaan yang sangat sukar di zon littoral (zon selancar, di garis pantai pertama), dicirikan oleh topografi bawah yang kompleks, kedalaman cetek dan arus yang kuat, sama sekali tidak sederhana dan tidak selalu membawa kepada hasil yang diinginkan dan memuaskan bagi pelanggan.
Sebaliknya, pada tahun 2008, di halaman sumber dalam talian NewScientist.com, bahan diterbitkan berdasarkan ramalan yang dibuat oleh pakar Britain dan Amerika mengenai ancaman saintifik dan teknikal yang paling serius yang mungkin dihadapi umat manusia dalam masa yang akan datang. … Dan apa yang luar biasa, menurut penulis ramalan itu, salah satu ancaman dengan kebarangkalian yang tinggi mungkin adalah pengembangan robot biomimetik yang terlalu pesat - sistem yang dibuat atas dasar meminjam sampel tertentu dari alam planet ini. Seperti, misalnya, kenderaan bawah laut tanpa pemandu yang dibuat sendiri, dibuat serupa dengan sampel fauna laut tertentu dalam arti konstruktif dan berkaitan dengan model tingkah laku yang dilaksanakan dalam sistem kawalan mereka.
Menurut saintis Britain, "pembiakan" robot biomimetik jenis ini dengan cepat dapat menjadi spesies penghuni baru di planet kita dan memasuki konfrontasi untuk memiliki ruang hidup dengan bekas penciptanya. Hebat? Ya, mungkin. Tetapi beberapa abad yang lalu, kapal selam Nokilus, roket angkasa, dan laser tempur kelihatan hebat. Dan pakar robot biomimetik Robert Full, yang bekerja di University of California di Berkeley, menekankan: "Pada pendapat saya, pada tahap ini, kita tahu sedikit tentang kemungkinan ancaman untuk merancang perkembangan kita dengan betul."
