Viimastel aastatel on laialt levinud erinevat tüüpi mehitamata pinna- ja veealuste sõidukite ning muude robotsüsteemide kasutamine laiaulatuslike ülesannete lahendamisel maailma juhtivate riikide mereväe ja rannavalve huvides. kiireks arenguks.
Üks põhjus, miks mereväespetsialistid pööravad tähelepanu veealuste robotite loomisele, on nende lahingukasutuse kõrge efektiivsus võrreldes traditsiooniliste vahenditega, mis on seni olnud maailma riikide mereväe juhtkonna käsutuses. Näiteks Iraagi sissetungi ajal õnnestus Pärsia lahes asuva USA mereväe rühma juhtkonnal, kes kasutas autonoomseid mehitamata veealuseid sõidukeid, puhastada miinid ja muud ohtlikud objektid miinidest ja muudest ohtlikest objektidest lahe akvatooriumist. veerand ruutmiili (umbes 0,65 ruutkilomeetrit), hoolimata asjaolust, et nagu üks USA mereväe esindajatest Associated Pressi korrespondendile märkis, oleks tüüpiline kaevurite sukeldujate salk võtnud 21 päeva seda teha.
Samal ajal täieneb mehitamata veealuste sõidukitega lahendatavate ülesannete loetelu pidevalt ning lisaks traditsioonilistele ja enamlevinud ülesannetele - miinide ja lõhkekehade otsimine, mitmesuguste veealuste toimingute tagamine, samuti luure- ja vaatlusülesanded. - sisaldab juba põrutusülesannete lahendamist ja tööd keerukamate ja varem ligipääsmatute "õlarihmadega robotitele" kaldavööndis, kus nad peavad hävitama miinid ja muud vaenlase amfiibivastase kaitse elemendid. Nende lahingukasutuse eritingimused on madal vesi, tugevad loodete hoovused, lained, raske põhja topograafia jne. - Selle tulemusel tekivad need mehhanismid, mida iseloomustab kasutatud tehniliste lahenduste kõrge tehniline keerukus ja originaalsus. Kuid see originaalsus läheb nende jaoks sageli külili: klient pole veel valmis selliste inimtekkeliste koletiste massiliseks sissetoomiseks vägedesse.
METALLIKOMPOSIT "VÄHK"
Üks esimesi sõjaväeroboteid, mis loodi amfiiboperatsiooni ettevalmistamisel töötama rannaalal, võib pidada väikeseks koorikloomade autonoomseks veealuseks robotiks, mida tuntakse kui ambulatoorset bentilist autonoomset veealust sõidukit, mida saab tõlkida inglise keelest kui "kõndivat põhjaloomastikku" (alumine) autonoomne veealune sõiduk”.
Selle vaid 3,2 kg kaaluva aparaadi töötasid välja initsiatiivil Kirdeülikooli mereteaduskeskuse spetsialistid, mis asuvad Bostonis, Massachusettsis (USA), dr Joseph Ayersi juhtimisel. Töö tellijaks olid USA mereväe uurimisdirektoraat (ONR) ja USA kaitseministeeriumi kaitsealaste uurimisprojektide agentuur (DARPA).
Seade on niinimetatud biomimeetikaklassi alumine autonoomne robot (robotid sarnased mõne loomamaailma prooviga. - V. Sch.), Mis näeb välja nagu vähk ja on ette nähtud luure- ja miinitõrje läbiviimiseks rannikul tsoonis ja esimesel rannajoonel, samuti jõgede, kanalite ja muude madalate looduslike ja tehislike veehoidlate põhjas.
Robotil on korpus, mis on valmistatud vastupidavast komposiitmaterjalist, 200 mm pikk ja 126 mm lai, kaheksa mehaanilist jalga kolme vabadusastmega, samuti paar esijalga, mis sarnanevad krabi- või krabiküünistega, ja üks tagumine, krabisaba meenutavad pinnad roboti hüdrodünaamiliseks stabiliseerimiseks vee all umbes 200 mm pikkused (st iga pind on roboti kehaga võrreldav). Mehaanilised jalad käivitatakse nikkel-titaanisulamist, millel on vormimälu efekt (NiTi kujuga mälusulam), kunstlihased ja arendajad otsustasid ajamites kasutada impulsi laiuse modulatsiooni.
Roboti tegevust juhitakse närvivõrgu kontrolleri abil, mis rakendab käitumismudeli, mille arendajad on homaaride elust laenanud ja kohandanud nende robotite lahingukasutuse tingimustele. Pealegi valisid Kirdeülikooli spetsialistid kõnealuse roboti käitumismudeli väljatöötamise allikaks Ameerika homaari.
„Robotid võivad kaevanduste leidmiseks kasutada hobarite viise ja käitumist aastatuhandeid toidu leidmiseks,” ütles projektijuht dr Joseph Ayers Kirdeülikooli mereteaduskeskusest.
Vähiroboti pardal olev juhtimissüsteem põhineb Persistori tüüpi arvutisüsteemil, mis põhineb Motorola MC68CK338 mikroprotsessoril, ja seadme kasulik koormus sisaldas hüdroakustilist sidesüsteemi, kompassi ja MEMS-põhist kaldenõuet / kiirendusmõõturit (MEMS - mikroelektromehaaniline süsteem).
Selle roboti lahingukasutuse tüüpiline stsenaarium nägi välja selline. Rühm robotvähi toimetatakse kasutusalale spetsiaalse torpeedokujulise transpordikandja abil (see pidi looma õhuväes kasutatava väikese kaubakonteineri veealuse versiooni sarnase). Pärast hajutamist pidid robotid vastavalt etteantud programmile viima läbi määratud piirkonna luure- või lisaluure, tuvastama vaenlase amfiibivastase kaitsesüsteemi elemendid, eriti miinide ja muude lõhkekehade osas jne. Suurtootmise puhul võib ühe robotvähi ostuhind olla ligikaudu 300 dollarit.
Tundub aga, et asi ei läinud kaugemale mitme prototüübi ehitamisest ja nende lühikestest katsetustest. Peamine potentsiaalne klient, merevägi, kes eraldas esialgu nende uuringute jaoks umbes 3 miljonit dollarit, ei avaldanud projekti vastu täiendavat huvi: viimati demonstreeriti Kirdeülikooli arengut USA mereväe juhtkonna spetsialistidele ilmselt aastal 2003. Tõenäoliselt polnud neil näitustel osalejate seas kliente, kus seda leiutist demonstreeriti.
KRAAB "ARIEL II"
Katse luua robot, mis põhineb "mereandide" ja konkreetselt krabi struktuurilistel omadustel, tegid ka Ameerika ettevõtte "AyRobot" spetsialistid. Ettevõte on täna üks maailma juhtivaid eri tüüpi sõjaliste ja tsiviilotstarbeliste robotite arendajaid ja tootjaid ning nende tarnete mahtu on juba ammu hinnatud miljonitesse. 1990. aastal asutatud ettevõte on alates 1998. aastast regulaarselt osalenud DARPA või teiste USA, aga ka teiste maailma riikide sõjaväe- ja julgeolekuagentuuride osakondade huvides.
Ettevõtte spetsialistide väljatöötatud robot sai nimeks Ariel II ja on klassifitseeritud autonoomse jalaga veealuseks sõidukiks (ALUV). See on ette nähtud miinide ja erinevate takistuste otsimiseks ja kõrvaldamiseks vaenlase amfiibivastases kaitsesüsteemis, mis asub ranniku madalas veetsoonis ja "rannas". Roboti eripära on arendajate sõnul selle võime jääda funktsionaalseks ka ümberpööratud olekus.
"Ariel II" kaalub umbes 11 kg ja talub kuni 6 kg kasulikku koormust. Seadme korpuse pikkus on 550 mm, kompassi ja kaldemõõturiga manipulaatorite maksimaalne pikkus on 1150 mm, laius 9 cm madalas asendis ja 15 cm - ülestõstetud "jalgadel". Robot on võimeline töötama sügavusel kuni 8 m. Toiteallikas - 22 nikkel -kaadmiumakut.
Struktuurselt on "Ariel II" krabilaadne aparaat, mille põhikorpus ja selle külge on kinnitatud kuus jalga, millel on kaks vabadusastet. Kõik "vormikrabi" pardale paigutatud sihtmärgi elektroonikaseadmed peaksid arendajate plaani kohaselt asuma suletud moodulis. Sihtkoormuse juhtimissüsteem on jaotatud. Tööd selle miinitõrjerobotiga viidi läbi agentuuri DARPA ja USA mereväe uurimisbüroo sõlmitud lepingute alusel.
Nende robotite lahingukasutuse stsenaarium on paljuski sarnane ülalkirjeldatuga, ainult ühe erinevusega: robotil oli miinide hävitamise režiim. Olles leidnud miini, peatus robot ja asus käsku oodates positsioonile kaevanduse vahetus läheduses. Juhtimispunktist vastava signaali saades plahvatas robot miini. Seega võib nende robotite "kari" samaaegselt peaaegu täielikult või isegi täielikult hävitada amfiibivastase miinivälja kavandatud amfiibrünnaku maandumispiirkonnas. Arendaja pakkus välja ka variandi, mis ei näinud ette kamikaze rolli: robot asetas miinile lihtsalt lõhkelaengu ja taandus enne plahvatust ohutusse kaugusesse.
Üks prototüüpe robot - miinide otsija "Ariel". Foto saidilt www.irobot.com
Ariel II demonstreeris miinide leidmise võimet vähemalt kolme katse ajal. Esimene neist viidi läbi madalal rannikualal Riviera ranna piirkonnas, Massachusettsi Riviera linna lähedal; teine asub Florida piirkonnas Panama Citys, mida rahastab Boeing Corporation, ja kolmas asub Monterey Bay piirkonnas National Geographic Groupi jaoks. Ilmselt seda projekti edasi ei arendatud (sealhulgas nende testide kaugeltki üheselt mõistetavate tulemuste tõttu) ning sõjaväe tellija, kes rahastas töid esimeses etapis, pidas väidetavalt sama ettevõtte teist arendust paljutõotavamaks, nn. “Transfibian” ja seda arutatakse allpool. Kuigi ka siin pole kõik nii lihtne.
"TRANSFIBIA" MASSACHUSETSIST
Veel üks mehitamata veealune sõiduk kaldavööndis töötamiseks, mille on noteerinud ettevõte "AyRobot", ei olnud algselt välja töötatud selle spetsialistide poolt, vaid päriti ettevõttelt "Nekton Corporation", mille ta ostis 2008. aasta septembris 10 miljoni USA dollari eest
Selle seadme nimi oli "Transphibian" (Transphibian) ja see loodi sõjaväe huvides eri tüüpi miinide otsimiseks ja hävitamiseks isesüttimisega, kasutades pardal olevat lõhkelaengut, mis kaalub 6, 35 kg ja kaugjuhi edastatud signaali..
"Transfibian" on väikese suurusega (kaasaskantav) autonoomne umbes 90 cm pikkune veealune sõiduk. Selle peamine erinevus teistest rannikuvööndi miinitõrjeallikatest on kombineeritud liikumismeetodi kasutamine: veesammas liigub seade kahe paari "uimede" abil, nagu kala või näpuotsaga imetaja, ja mööda põhja, samade "uimede" abil, juba roomab. Samal ajal väidetakse sellele arengule pühendatud materjalides, et "uimedel" on kuus vabadusastet. Arendajate ettekujutuse kohaselt annab see võimaluse vaadeldavat seadet võrdselt tõhusalt kasutada nii madalas vees kui ka suures sügavuses ning suurendab oluliselt selle liikuvust ja võimet ületada erinevat laadi takistusi.
Kasuliku koormusena oli kavas kasutada mitmesuguseid otsimisseadmeid kuni suuremahulise optoelektroonilise kaamerani, mis pidi olema riputatud spetsiaalsetele kinnitustele sõiduki kere keskosa alla.
Arenduse staatus pole praegu täiesti selge, kuna mehitamata veealusele sõidukile "Transfibian" pühendatud jaotis puudub isegi arendajafirma veebisaidilt. Kuigi mitmed allikad väidavad, et Ameerika sõjaväeosakond eelistas just seda seadet, loobudes sama ettevõtte varem kaalutud arendusest - mehitamata veealusest sõidukist Ariel II. Siiski on tõenäoline, et projekt suleti või külmutati, kuna Ameerika mereväespetsialistid olid pehmelt öeldes rahulolematud kõnealuse mehitamata veealuse sõiduki mitmete oluliste parameetritega.
RADA AMPHIBIA
Viimase näidise asustamata sõidukitest, mis on ette nähtud miinide otsimiseks ja hävitamiseks, samuti vaenlase amfiibivastase kaitse luureks nn surfitsoonis, mida me siin kaalume, lõid kuulsa Ameerika ettevõtte Foster- spetsialistid. Miller, mis on spetsialiseerunud sõjaväe- ja politseirobotite arendamisele. Tööd selle seadmega, mida nimetatakse taktikaliselt kohandatavaks robotiks, viidi läbi väga madalvee / surfitsooni MCM programmi raames, mida rahastab USA mereväe uurimistöö juhtkond.
See proov oli mehitamata roomikutega amfiibsõiduk, mis on välja töötatud Foster-Milleri poolt DARPA tellitud väikese suurusega maaroboti Lemmingu loomisel saadud arengut kasutades. Seega on see seade võimeline töötama nii merepõhjas ranniku lähedal madalas vees (jões, järves jne) kui ka rannikul. Samal ajal nägi arendaja ette võimaluse varustada seade erinevate võimalustega toiteelementide (laetavad patareid), andurite ja muu kasuliku koormusega, mis asus sektsioonis, mille kasulik maht oli umbes 4500 kuupmeetrit. tolli (umbes 0,07 kuupmeetrit).
Seadme konstrueeritud prototüübil on järgmised taktikalised ja tehnilised omadused: pikkus - 711 mm, laius - 610 mm, kõrgus - 279 mm, kaal (õhus) - 40, 91 kg, maksimaalne kiirus - 5,4 km / h, maksimaalne sõit vahemik - 10 miili. Kasuliku koormusena plaaniti välja töötada kompimisandurid (puutetundlikud andurid), magnetiline gradiomeeter, magnetoinduktiivne andur kontaktivaba objekti tuvastamiseks jne.
Amfiibroboti pardavarustus peaks sisaldama navigeerimisvahendeid (mitme anduriga süsteem sõiduki ruumilise asukoha määramiseks Kalmani filtri abil; navigatsioonisüsteem madalas vees töötamiseks SINS (Swimmer Inshore Navigation System); diferentsiaali vastuvõtja) ülemaailmse satelliitnavigatsioonisüsteemi (DGPS) alamsüsteem; kolmeteljeline kompass; läbisõidumõõdikud; pöördenurga güroskoopiandur jne) ja side (ISM-raadiovastuvõtja ja veealune akustiline modem) ning pardal olev juhtimissüsteem põhineb arvutil / 104 tavaline arvuti.
Iga selleks eraldatud amfiibroboti poolt veepiirkonna (merepõhja) uuringu tulemused - ja toiming kavandatakse sarnaste seadmete rühma abil - edastatakse operaatori konsooli, kus digitaalne nende põhjal koostatakse selle piirkonna kaart.
Spetsialistid Foster-Millerist ja USA mereväe Surface Warfare Centeri rannasüsteemide osakonnast viisid ühiselt läbi kõnealuse süsteemi prototüübi katsetsükli, mille käigus pidid nad demonstreerima amfiibroboti võimet lahendada järgmisi ülesandeid:
- erinevate objektide otsimine akvatooriumi selleks ettenähtud alalt;
- merepõhjas olevate objektide otsimine ja tuvastamine;
- täielik ja põhjalik ülevaade rannikualast (surfitsoonist) eelseisva amfiibrünnaku kohas;
- kahesuunalise side hoidmine vedajalaeva või ranniku juhtimispunkti operaatoriga;
- nõutavate ülesannete lahendamine võrguühenduseta.
Juulis 2003 näidati seda amfiibrobotit Bostonis kõigile USA mereväe uurimisdirektoraadi korraldatud näituse raames Bostoni Harborfesti ajal ja varem, 2002. aastal, kasutas USA sõjavägi neid seadmeid maismaal kasutamiseks optimeeritud versioonis., Afganistani mägedes asuvate koobaste uurimise operatsiooni käigus.
Süsteemi olekuks on märgitud "arendamisel", amfiibrobotite seeriatootmise lepingud ei ole veel sõlmitud (vähemalt pole selle kohta teavet avalikustatud), mistõttu on tõenäoline, et klient, keda esindab USA mereväe juhtkond ei ole veel näidanud üles aktiivset huvi projektiga jätkata. Lisaks sellele ei mainita seda robotsüsteemi USA mereväe veebisaidil jaotises, mis on pühendatud väga madalate veepiirkondade ja surfitsoonide programmi miinitõrjejõududele ja -rajatistele.
POTENTSIAALNE OHT
Üldiselt võib väita, et ülesanne otsida, avastada, klassifitseerida ja hävitada miinid rannikualal ja esimesel rannajoonel ("rannas"), samuti avastada vaenlase amfiibivastase kaitse erinevaid elemente, jääb üheks ülesandeks. maailma juhtivate riikide merevägede jaoks keerulise protsessi kõige olulisemad komponendid toetavad amfiibrünnakuid. Eriti need, mis toimuvad võõrastel rannikualadel.
Sellega seoses võib oodata eespool nimetatud probleemide lahendamiseks loodud robotitööriistade loomise töö edasiarendamist. Kuigi, nagu nähtub ülaltoodud teabest, on ülesanne luua asustamata ja eriti autonoomsed sõidukid, mis on võimelised töötama rannikuala (surfivöönd, esimesel rannajoonel) äärmiselt rasketes tingimustes, mida iseloomustab keeruline põhjapõhi, madal sügavus ja tugevad hoovused, pole sugugi lihtne ega vii alati kliendi jaoks soovitud ja rahuldust pakkuvate tulemusteni.
Seevastu juba 2008. aastal avaldati veebiavaruse NewScientist.com lehtedel materjal, mis põhineb Briti ja Ameerika ekspertide prognoosil kõige tõsisemate teaduslike ja tehniliste ohtude kohta, millega inimkond võib lähitulevikus silmitsi seista. … Ja mis on tähelepanuväärne, prognoosi autorite sõnul võib suure tõenäosusega üheks ohuks olla biomimeetiliste robotite - süsteemide, mis on loodud teatud planeedi looduse näidiste laenamise alusel - liiga kiire areng. Näiteks autonoomsed mehitamata veealused sõidukid, mis on loodud teatud mereloomastiku proovidega sarnaseks nii konstruktiivses mõttes kui ka nende juhtimissüsteemides rakendatud käitumismudelite osas.
Briti teadlaste sõnul võib sedalaadi biomimeetiliste robotite kiirest "aretamisest" saada meie planeedil uus asustajaliik ja asuda vastasseisu oma endiste loojatega elamispinna omamise pärast. Fantastiline? Jah, ilmselt. Kuid paar sajandit tagasi tundusid allveelaev Nautilus, kosmoseraketid ja lahinglaserid fantastilised. Ja biomimeetiliste robotite spetsialist Robert Full, kes töötab California ülikoolis Berkeley's, rõhutab: "Minu arvates teame praeguses etapis liiga vähe võimalikest ohtudest, et oma arenguid õigesti planeerida."
