Meer outonomie vir grondstelsels
Die bekendste klas stelsels met outonome funksionaliteit wat tans deur die weermag van sommige lande ontplooi word, is aktiewe beskermingstelsels (SAZ) vir gepantserde voertuie, wat aanvallende tenk-missiele, onbegeleide missiele en skulpe onafhanklik kan vernietig. AES is gewoonlik 'n kombinasie van radars of infrarooi sensors wat aanvallende bates opspoor, met 'n brandbeheerstelsel wat dreigemente opspoor, evalueer en klassifiseer.
Die hele proses vanaf die opsporing tot by die afvuur van die projektiel is heeltemal outomaties, aangesien menslike ingryping dit kan vertraag of tydige ontploffing heeltemal onmoontlik kan maak. Die operateur sal nie net fisies tyd hê om die opdrag te gee om die teen-projektiel te skiet nie, hy sal nie eens die individuele fases van hierdie proses kan beheer nie. Die BACS is egter altyd vooraf geprogrammeer sodat gebruikers die presiese omstandighede kan voorspel waaronder die stelsel moet reageer en waaronder dit nie moet gebeur nie. Die tipes bedreigings wat die BAC -reaksie sal veroorsaak, is vooraf bekend, of ten minste met 'n hoë mate van sekerheid voorspelbaar.
Soortgelyke beginsels geld ook vir die werking van ander outonome grondgebaseerde wapensisteme, soos stelsels om onbegeleide missiele, artillerie-skulpe en myne te beskerm wat militêre basisse in oorlogsgebiede beskerm. Beide die APS en die onderskeppingstelsels kan dus beskou word as outonome stelsels wat, nadat dit geaktiveer is, nie menslike ingryping vereis nie.
Uitdaging: outonomie vir grondmobotte
Vandag word mobiele stelsels op die grond gewoonlik gebruik om plofstof op te spoor en te neutraliseer of verkenning van terrein of geboue. In beide gevalle word robotte op afstand beheer en gemonitor deur operateurs (hoewel sommige robotte eenvoudige take kan verrig, soos om van punt tot punt te beweeg sonder konstante menslike hulp). 'Die rede waarom menslike deelname baie belangrik bly, is dat mobiele robotte op die grond baie moeilik is om op hul eie op moeilike en onvoorspelbare terrein te werk. Bestuur 'n motor wat onafhanklik oor die slagveld beweeg, waar dit hindernisse moet omseil, met bewegende voorwerpe moet wegry en onder vyandelike vuur moet wees. baie moeiliker - weens onvoorspelbaarheid - as die gebruik van outonome wapensisteme, soos die bogenoemde SAZ,”het Marek Kalbarczyk van die European Defense Agency (EDA) gesê. Daarom is die outonomie van grondrobotte vandag nog steeds beperk tot eenvoudige funksies, byvoorbeeld 'volg my' en navigasie na gegewe koördinate. Volg my kan deur onbemande voertuie gebruik word om 'n ander voertuig of soldaat te volg, terwyl waypoint -navigasie die voertuig toelaat om koördinate te gebruik (bepaal deur die operateur of deur die stelsel gememoriseer) om die gewenste bestemming te bereik. In albei gevalle gebruik die onbemande voertuig GPS, radar, visuele of elektromagnetiese handtekeninge of radiokanale om die leier of 'n spesifieke / gememoriseerde roete te volg.
Soldaat se keuse
Vanuit 'n operasionele oogpunt is die doel van die gebruik van sulke selfstandige funksies oor die algemeen om:
• die risiko's vir soldate in gevaarlike gebiede te verminder deur bestuurders te vervang deur onbemande voertuie of onbemande bestuurstelle met outonome konvooiopsporing, of
• ondersteuning aan troepe in afgeleë gebiede.
Beide funksies maak oor die algemeen staat op 'n sogenaamde hindernis-vermydingselement om botsings met hindernisse te voorkom. As gevolg van die komplekse topografie en vorm van individuele gebiede op die terrein (heuwels, valleie, riviere, bome, ens.), Moet die puntnavigasiestelsel wat op grondplatforms gebruik word, 'n laserradar of lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) of in staat wees om vooraf gelaaide kaarte te gebruik. Aangesien lidar egter op aktiewe sensors staatmaak en dus maklik op te spoor is, fokus die navorsing nou op passiewe beeldstelsels. Vooraf gelaaide kaarte is egter voldoende wanneer onbemande voertuie in bekende omgewings werk waarvoor gedetailleerde kaarte reeds beskikbaar is (byvoorbeeld monitering en beskerming van grense of kritieke infrastruktuur). Elke keer as grondrobotte egter 'n komplekse en onvoorspelbare ruimte moet betree, is 'n lidar noodsaaklik om tussenpunte te navigeer. Die probleem is dat die lidar ook sy beperkings het, dit wil sê, die betroubaarheid daarvan kan slegs gewaarborg word vir onbemande voertuie wat op 'n relatief eenvoudige terrein werk.
Daarom is verdere navorsing en ontwikkeling op hierdie gebied nodig. Vir hierdie doel is verskeie prototipes ontwikkel om tegniese oplossings, soos die ADM-H of EuroSWARM, aan te toon om meer gevorderde funksies te ondersoek, te toets en aan te toon, insluitend outonome navigasie of onbemande stelselsamewerking. Hierdie monsters is egter nog in die vroeë stadiums van navorsing.
Daar lê baie probleme voor
Die beperkings van lidar is nie die enigste probleem waarmee grondrobotte (HMP's) te kampe het nie. Volgens die studie "Terreinpassing en integrasie van onbemande grondstelsels", sowel as die studie "Bepaling van alle basiese tegniese en veiligheidsvereistes vir militêre onbemande voertuie wanneer hulle in 'n gekombineerde missie met bemande en onbemande stelsels werk" (SafeMUVe), befonds deur die European Defense Agency kan uitdagings en geleenthede in vyf verskillende kategorieë verdeel word:
1. Operasioneel: Daar is baie moontlike take wat oorweeg kan word vir mobiele mobiele robotte met outonome funksies (kommunikasiesentrum, waarneming, verkenning van gebiede en roetes, ontruiming van gewondes, verkenning van massavernietigingswapens, volg die leier met 'n vrag, begeleiding van voorrade, skoonmaakroetes, ens.), maar operasionele konsepte om dit alles te ondersteun, ontbreek nog steeds. Dit is dus moeilik vir ontwikkelaars van grondgebaseerde mobiele robotte met outonome funksies om stelsels te ontwikkel wat akkuraat aan die vereistes van die weermag sal voldoen. Die organisering van forums of werkgroepe vir onbemande voertuiggebruikers met outonome funksies kan hierdie probleem oplos.
2. Tegnies: Die potensiële voordele van selfstandige HMP's is aansienlik, maar daar is tegniese hindernisse wat nog oorkom moet word. Afhangende van die beoogde taak, kan die NMR toegerus word met verskillende stelle ingeboude toerusting (sensors vir verkenning en waarneming of monitering en opsporing van massavernietigingswapens, manipuleerders vir die hantering van plofstof of wapensisteme, navigasie- en begeleidingstelsels), bestuurderstelle en beheertoerusting …Dit beteken dat sommige ontwrigtende tegnologieë broodnodig is, soos besluitneming / kognitiewe rekenaars, interaksie tussen mense en masjiene, rekenaarvisualisering, batterytegnologie of die versameling van inligting. Die ongestruktureerde en omstrede omgewing maak veral navigasie- en begeleidingstelsels baie moeilik om te bedryf. Hier moet u voortgaan met die ontwikkeling van nuwe sensors (termiese neutrondetektore, interferometers gebaseer op supergekoelde atome tegnologie, slim aktuators vir monitering en beheer, gevorderde elektromagnetiese induksiesensors, infrarooi spektroskope) en tegnieke, byvoorbeeld gedesentraliseerde en gesamentlike SLAM (Gelyktydige lokalisering en kartering). Lokalisering en kartering) en driedimensionele terreinopname, relatiewe navigasie, gevorderde integrasie en samesmelting van data van bestaande sensors, asook mobiliteit deur middel van tegniese visie. Die probleem lê nie soseer in die tegnologiese aard nie, aangesien die meeste van hierdie tegnologieë reeds in die burgerlike sfeer gebruik word, maar in regulering. Sulke tegnologieë kan inderdaad nie onmiddellik vir militêre doeleindes gebruik word nie, aangesien dit aangepas moet word vir spesifieke militêre vereistes.
Dit is presies die doel van die EAO se OSRA Comprehensive Strategic Research Program, 'n instrument wat die nodige oplossings kan bied. Binne die OSRA word verskeie sogenaamde tegnologiese boustene of TBB (Technology Building Block) ontwikkel, wat tegnologiese leemtes wat met grondrobotte verband hou, moet uitskakel, byvoorbeeld: gesamentlike optrede van bemande en onbewoonde platforms, aanpasbare interaksie tussen 'n man en 'n onbemande stelsel met verskillende vlakke van outonomie; beheer- en diagnostiese stelsel; nuwe gebruikerskoppelvlakke; navigasie in die afwesigheid van satellietseine; outonome en outomatiese begeleiding, navigasie en beheer en besluitnemingsalgoritmes vir bemande en onbemande platforms; beheer van verskeie robotte en hul gesamentlike optrede; hoë presisie leiding en beheer van wapens; aktiewe visualiseringstelsels; kunsmatige intelligensie en groot data om besluitneming te ondersteun. Elke TVB word besit deur 'n toegewyde groep of CapTech, wat kundiges van die regering, die nywerheid en die wetenskap insluit. Die uitdaging vir elke CapTech -groep is om 'n padkaart vir hul TVB te ontwikkel.
3. Regulerende / wettige: 'N Belangrike struikelblok vir die bekendstelling van outonome stelsels in die militêre arena is die gebrek aan geskikte verifikasie- en assesseringsmetodes of sertifiseringsprosesse wat vereis word om te bevestig dat selfs 'n mobiele robot met die mees basiese outonome funksies korrek en veilig kan funksioneer, selfs in vyandige en uitdagende omgewings. In die burgerlike wêreld ondervind selfbestuurde motors dieselfde probleme. Volgens die SafeMUVe -studie is die belangrikste agterstand wat in terme van spesifieke standaarde / beste praktyke geïdentifiseer word, in modules wat verband hou met hoër vlakke van outonomie, naamlik outomatisering en samesmelting van data. Modules soos byvoorbeeld "waarneming van die eksterne omgewing", "lokalisering en kartering", "toesig" (besluitneming), "verkeersbeplanning", ensovoorts, is steeds op medium vlakke van tegnologiese gereedheid en, hoewel daar wel verskeie oplossings en algoritmes wat ontwerp is om verskillende take uit te voer, maar daar is nog geen standaard beskikbaar nie. In hierdie verband is daar ook 'n agterstand met betrekking tot die verifikasie en sertifisering van hierdie modules, gedeeltelik aangespreek deur die Europese inisiatief ENABLE-S3. EAO se nuutgestigte netwerk van toetssentrums was die eerste stap in die regte rigting. Dit stel nasionale sentrums in staat om gesamentlike inisiatiewe te implementeer om voor te berei op die toets van belowende tegnologieë, byvoorbeeld op die gebied van robotika.
4. Personeel: Die uitgebreide gebruik van onbemande en outonome grondstelsels sal veranderinge in die militêre onderwysstelsel vereis, insluitend die opleiding van operateurs. In die eerste plek moet militêre personeel die tegniese beginsels van die outonomie van die stelsel verstaan om dit, indien nodig, behoorlik te bedryf en te beheer. Die skep van vertroue tussen die gebruiker en die outonome stelsel is 'n voorvereiste vir die groter toepassing van aardse stelsels met 'n hoër outonomie.
5. Finansieel: Terwyl wêreldwye kommersiële spelers soos Uber, Google, Tesla of Toyota miljarde euro's in selfbestuurde motors belê, bestee die weermag baie meer beskeie bedrae aan onbemande grondstelsels, wat ook versprei word onder lande wat hul eie nasionale planne vir die ontwikkeling van sulke platforms. Die opkomende Europese verdedigingsfonds moet help om befondsing te konsolideer en 'n gesamentlike benadering te ondersteun vir die ontwikkeling van mobiele robotte op die grond met meer gevorderde outonome funksies.
Europese agentskap werk
EOA werk al etlike jare aktief op die gebied van grondrobotte. Spesiale tegnologie-aspekte soos kartering, roetebeplanning, die volg van die leier of die vermyding van struikelblokke is ontwikkel in samewerkende navorsingsprojekte soos SAM-UGV of HyMUP; albei word mede-gefinansier deur Frankryk en Duitsland.
Die SAM-UGV-projek het ten doel om 'n selfstandige tegnologiedemonstrasiemodel te ontwikkel wat gebaseer is op 'n mobiele grondplatform, wat gekenmerk word deur 'n modulêre argitektuur van beide hardeware en sagteware. In die besonder het die demonstrasie-voorbeeld van tegnologie die konsep van skaalbare outonomie bevestig (omskakel tussen afstandsbediening, semi-outonomie en volledig outonome modus). Die SAM-UGV-projek is verder ontwikkel binne die raamwerk van die HyMUP-projek, wat die moontlikheid bevestig het om gevegsopdragte met onbemande stelsels uit te voer in samewerking met bestaande bemande voertuie.
Die beskerming van outonome stelsels teen doelbewuste inmenging, die ontwikkeling van veiligheidsvereistes vir gemengde take en die standaardisering van HMP word tans behandel deur onderskeidelik die PASEI -projek en die SafeMUVe- en SUGV -studies.
Op water en onder water
Outomatiese maritieme stelsels (AMS) het 'n beduidende impak op die aard van oorlogvoering, en oral. Die wydverspreide beskikbaarheid en kostevermindering van komponente en tegnologieë wat in militêre stelsels gebruik kan word, laat 'n toenemende aantal staats- en nie-staatsaktore toegang tot die waters van die wêreld se oseane. In die afgelope paar jaar het die aantal operasionele AWS's verskeie kere toegeneem en daarom is dit noodsaaklik dat toepaslike programme en projekte geïmplementeer word wat die vloot die nodige tegnologie en vermoëns bied om veilige en gratis navigasie in die see en oseane te verseker.
Die invloed van volledig outonome stelsels is reeds so sterk dat enige verdedigingsbedryf wat hierdie tegnologiese deurbraak misloop, ook die tegnologiese ontwikkeling van die toekoms sal misloop. Onbemande en outonome stelsels kan met groot sukses op militêre gebied gebruik word om komplekse en moeilike take uit te voer, veral in vyandige en onvoorspelbare toestande, wat die maritieme omgewing duidelik en illustreer. Die maritieme wêreld is maklik om uit te daag, dit is dikwels afwesig op kaarte en moeilik om te navigeer, en hierdie outonome stelsels kan sommige van hierdie uitdagings help oorkom. Hulle het die vermoë om take uit te voer sonder direkte menslike ingryping, met behulp van werkingsmetodes as gevolg van die interaksie van rekenaarprogramme met die eksterne ruimte.
Dit is veilig om te sê dat die gebruik van AMS in maritieme bedrywighede die grootste vooruitsigte het en alles te danke aan die vyandigheid, onvoorspelbaarheid en grootte van die seeruimte. Dit is opmerklik dat die onherstelbare dors na die verowering van seeruimte, gekombineer met die mees komplekse en gevorderde wetenskaplike en tegnologiese oplossings, altyd die sleutel tot sukses was.
AMS word al hoe meer gewild onder matrose, en word 'n integrale deel van vloot, waar dit hoofsaaklik gebruik word in nie-dodelike missies, byvoorbeeld in myne-optrede, vir verkenning, toesig en inligtingversameling. Maar outonome maritieme stelsels het die grootste potensiaal in die onderwaterwêreld. Die onderwaterwêreld word 'n arena van toenemend hewige geskille, die stryd om mariene hulpbronne word toeneem, en terselfdertyd is daar 'n groot behoefte om die veiligheid van seeroetes te verseker.
