Die gebruik van onbemande oppervlakte- en onderwatervoertuie van verskillende soorte, sowel as ander robotstelsels vir die oplossing van 'n wye reeks take in die belang van die vlootmagte en kuswagte van die voorste lande in die wêreld, het die afgelope jaar wydverspreid geword en neig tot vinnige ontwikkeling.
Een van die redes vir die aandag wat vlootspesialiste gee aan die skep van onderwaterrobotte, is die hoë doeltreffendheid van hul gevegsgebruik in vergelyking met die tradisionele middele tot die beskikking van die vlootmagte van die lande van die wêreld tot nou toe. Byvoorbeeld, tydens die inval in Irak, het die bevel van die Amerikaanse vlootgroep in die Persiese Golf met behulp van outonome onbemande onderwatervoertuie daarin geslaag om myne en ander gevaarlike voorwerpe uit myne en ander gevaarlike voorwerpe uit die watergebied van die baai te verwyder met 'n oppervlakte van 'n kwart vierkante myl (ongeveer 0,65 vierkante kilometer), ondanks die feit dat, soos een van die verteenwoordigers van die Amerikaanse vloot aan die korrespondent van die Associated Press opgemerk het, 'n tipiese afskeiding van mynwerkerduikers sou geneem het 21 dae om dit te doen.
Terselfdertyd word die lys van take wat deur onbemande onderwatervoertuie opgelos word, voortdurend uitgebrei, en benewens die tradisionele en algemeenste - die soektog na myne en plofbare voorwerpe, die verskaffing van verskillende onderwaterbedrywighede, sowel as verkenning en waarneming - bevat reeds die oplossing van skoktake en werk aan meer komplekse en voorheen ontoeganklike vir "Robotte in skouerbande" in die kusgebied, waar hulle myne en ander elemente van die vyand se anti-amfibiese verdediging moet vernietig. Die spesifieke toestande vir die bestryding daarvan is vlak water, sterk getystrome, golwe, moeilike bodemtopografie, ens. - As gevolg hiervan lei dit tot die skepping van meganismes wat gekenmerk word deur hoë tegniese kompleksiteit en oorspronklikheid van die oplossings wat gebruik word. Hierdie oorspronklikheid gaan egter dikwels sywaarts: die klant is nog nie gereed vir die massiewe bekendstelling van sulke mensgemaakte monsters in die troepe nie.
METAAL-KOMPOSIETE "KANKER"
Een van die eerste militêre robotte wat geskep is om in die 'strand' -gebied te werk ter voorbereiding van die amfibiese operasie, kan beskou word as 'n klein outonome onderwaterrobot van die skaaldiere, bekend as die Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, wat uit Engels vertaal kan word as' loopbenthic ' (onder) outonome onderwatervoertuig.
Hierdie apparaat wat slegs 3,2 kg weeg, is op inisiatief ontwikkel deur spesialiste van die Marine Science Center van die Northeastern University, in Boston, Massachusetts (VSA), onder leiding van dr. Joseph Ayers. Die kliënt van die werk was die US Navy Research Directorate (ONR) en die Defense Advanced Research Projects Agency van die Amerikaanse ministerie van verdediging (DARPA).
Die toestel is 'n outonome onderste robot van die sogenaamde biomimetiese klas (robotte soortgelyk aan sommige monsters van die dierewêreld. - V. Sch.), Wat soos 'n kanker lyk en wat ontwerp is om verkenning en mynoptrede in die kusgebied uit te voer gebied en aan die eerste kuslyn, sowel as aan die onderkant van riviere, kanale en ander vlak natuurlike en kunsmatige reservoirs.
Die robot het 'n liggaam van duursame saamgestelde materiaal, 200 mm lank en 126 mm breed, agt meganiese bene met drie vryheidsgrade, sowel as 'n paar voorpote, soortgelyk aan krap- of krapkloue, en een agterkant, soos 'n krap se stert, oppervlaktes vir hidrodinamiese stabilisering van die robot onder water van ongeveer 200 mm elk (dit wil sê, elke oppervlak is in lengte vergelykbaar met die robotliggaam). Meganiese bene word aan die gang gesit deur kunsmatige spiere van nikkel-titaanlegering met 'n vormgeheue-effek (NiTi-vormgeheue-legering), en die ontwikkelaars het besluit om polswydte-modulasie in die aandrywers te gebruik.
Die optrede van die robot word beheer met behulp van 'n neurale netwerkbeheerder wat 'n gedragsmodel implementeer wat die ontwikkelaars geleen het uit die lewe van kreef en aangepas is by die omstandighede van die bestryding van hierdie robotte. Boonop het die spesialiste van die Northeastern University die Amerikaanse kreef gekies as 'n bron vir die ontwikkeling van die gedragsmodel van die betrokke robot.
"Die maniere en gedrag wat kreef vir millennia kos gevind het, kan ewe goed deur 'n robot gebruik word om myne op te spoor," het dr. Joseph Ayers, projekleier van die Noordwes -Universiteit se Marine Science Center, gesê.
Die ingeboude beheerstelsel van die kankerrobot is gebaseer op 'n Persistor-tipe rekenaarstelsel gebaseer op 'n Motorola MC68CK338 mikroverwerker, en die vragvrag van die toestel bevat 'n hidroakustiese kommunikasiestelsel, 'n kompas en 'n MEMS-gebaseerde hellingmeter / versnellingsmeter (MEMS - mikro -elektromeganiese stelsel).
'N Tipiese scenario vir die bestryding van hierdie robot het so gelyk. 'N Groep robotkrewe word op die toepassingsgebied afgelewer met 'n spesiale torpedo-vormige vervoerdraer (dit was veronderstel om iets soos 'n onderwaterweergawe van 'n klein vraghouer wat in die lugmag gebruik is, te skep). Na verstrooiing moes die robotte volgens 'n voorafbepaalde program verkenning of bykomende verkenning van die aangewese gebied verrig, elemente van die vyand se anti-amfibiese verdedigingstelsel identifiseer, veral met betrekking tot myne en ander plofbare voorwerpe, ens. In die geval van grootskaalse produksie kan die koopprys van een robotkanker ongeveer $ 300 wees.
Dit blyk egter dat die saak nie verder gegaan het as die konstruksie van verskeie prototipes en hul kort toetse nie. Die belangrikste potensiële kliënt, die Vloot, wat aanvanklik ongeveer $ 3 miljoen vir hierdie studies bewillig het, het geen verdere belangstelling in die projek getoon nie: die laaste keer dat die ontwikkeling van die Noordoos -Universiteit bewys is aan die spesialiste van die Amerikaanse vlootbevel, blykbaar in 2003. Waarskynlik was daar geen kliënte onder die deelnemers aan die uitstallings waar hierdie uitvinding bewys is nie.
KRAB "ARIEL II"
'N Poging om 'n robot te skep gebaseer op die strukturele kenmerke van "seekos", en spesifiek 'n krap, is ook onderneem deur spesialiste van die Amerikaanse maatskappy "AyRobot". Die onderneming is vandag een van die wêreld se voorste ontwikkelaars en vervaardigers van robotte van verskillende soorte vir militêre en siviele doeleindes, en die omvang van hul aflewerings word lankal in miljoene geraam. Die onderneming, wat in 1990 gestig is, is sedert 1998 gereeld betrokke in die belang van DARPA of ander afdelings van die militêre en veiligheidsagentskappe van die Verenigde State, sowel as ander lande ter wêreld.
Die robot wat deur die spesialiste van die onderneming ontwikkel is, se naam is Ariel II en word geklassifiseer as 'n outonome legged onderwatervoertuig (ALUV). Dit is bedoel om myne en verskillende hindernisse in die vyand se anti-amfibiese verdedigingstelsel in die kusvlakwatersone en op die "strand" te soek en te verwyder. Volgens die ontwikkelaars is 'n kenmerk van die robot die vermoë om funksioneel te bly, selfs in omgekeerde toestand.
"Ariel II" weeg ongeveer 11 kg en kan tot 6 kg laai. Die lengte van die liggaam van die apparaat is 550 mm, die maksimum lengte vir manipuleerders met 'n kompas en 'n hellingmeter is 1150 mm, die breedte is 9 cm in 'n lae posisie en 15 cm - op die opgehewe "bene". Die robot kan tot 8 m diep werk. Kragbron - 22 nikkel -kadmiumbatterye.
Struktureel is "Ariel II" 'n krapagtige toestel met 'n hoofliggaam en ses bene daaraan, wat twee vryheidsgrade het. Alle elektroniese toerusting wat aan boord van die "krap in uniform" geplaas word, moet volgens die plan van die ontwikkelaar in 'n verseëlde module geleë wees. Die teikenlasbestuurstelsel word versprei. Werk aan hierdie mynaksierobot is uitgevoer onder kontrakte wat deur die DARPA -agentskap en die US Navy Research Office uitgereik is.
Die scenario vir die bestryding van hierdie robotte is in baie opsigte dieselfde as die hierbo beskryf, met slegs een verskil: die robot het 'n mynvernietigingsmodus gehad. Nadat hy 'n myn gevind het, het die robot gestop en 'n posisie in die onmiddellike omgewing van die myn geneem en op die bevel gewag. By ontvangs van die ooreenstemmende sein van die bevelpos het die robot 'n myn ontplof. Dus kan die 'kudde' van hierdie robotte tegelykertyd byna heeltemal of selfs heeltemal die anti -amfibiese mynveld in die gebied van die beplande amfibiese aanvalland vernietig. Die ontwikkelaar het ook 'n opsie voorgestel wat nie voorsiening maak vir die rol van 'n kamikaze nie: die robot het bloot 'n ploflading op die myn geplaas en op 'n veilige afstand teruggetrek voor die ontploffing.
Een van die prototipes van die robot - die mynsoeker "Ariel". Foto van www.irobot.com
Die Ariel II het tydens ten minste drie toetse sy vermoë getoon om myne op te spoor. Die eerste is uitgevoer in 'n vlak kusgebied in die Riviera Beach, naby die stad Riviera, Massachusetts; die tweede is in die Panama City, Florida -gebied, befonds deur die Boeing Corporation, en die derde is in die Monterey Bay -gebied vir die National Geographic Group. Blykbaar het hierdie projek geen verdere ontwikkeling ontvang nie (insluitend vanweë die ondubbelsinnige resultate van hierdie toetse), en die militêre kliënt, wat die werk in die eerste fase gefinansier het, het na bewering 'n ander ontwikkeling van dieselfde onderneming belowend beskou, bekend as "Transfibies" en hieronder bespreek. Alhoewel ook hier nie alles so eenvoudig is nie.
"TRANSFIBIE" VAN MASSACHUSETS
Nog 'n onbemande onderwatervoertuig vir werk in die kusgebied, wat deur die maatskappy "AyRobot" genoteer is, is oorspronklik nie deur sy spesialiste ontwikkel nie, maar geërf van die maatskappy "Nekton Corporation", wat dit in September 2008 vir $ 10 miljoen verkry het
Hierdie toestel het die naam "Transfibie" (Transfibies) gekry en is in die belang van die weermag geskep om myne van verskillende tipes te soek en te vernietig deur selfontploffing met behulp van 'n plofbare lading aan boord van 6, 35 kg en 'n sein wat deur 'n afstandsbediener verskaf word.
"Transfibian" is 'n klein (draagbare) outonome onbemande onderwatervoertuig van ongeveer 90 cm lank. Die belangrikste verskil van ander mynaktiwiteite in die watersone is die gebruik van 'n gekombineerde bewegingsmetode: in die waterkolom beweeg die toestel met die hulp van twee pare "vinne", soos 'n vis of 'n vasgejaagde soogdier, en langs die bodem, met behulp van dieselfde "vinne", kruip dit reeds. Terselfdertyd word in die materiaal wat aan hierdie ontwikkeling gewy is, aangevoer dat die "vinne" ses grade van vryheid het. Soos dit deur die ontwikkelaars bedink is, bied dit die moontlikheid van die ewe doeltreffende gebruik van die apparaat sowel in vlak water as op groot dieptes, en verhoog dit ook die mobiliteit en die vermoë om hindernisse van verskillende aard te oorkom.
As 'n vrag was daar beplan om verskillende soektoerusting te gebruik tot 'n groot opto-elektroniese kamera wat op spesiale houers onder die sentrale deel van die voertuigliggaam gehang sou word.
Die status van die ontwikkeling is tans nie heeltemal duidelik nie, aangesien die afdeling vir die onbemande onderwatervoertuig "Transfibian" selfs op die webwerf van die ontwikkelaarsonderneming afwesig is. Alhoewel 'n aantal bronne beweer dat die Amerikaanse militêre departement ten gunste van hierdie toestel was, het die voorheen oorweegde ontwikkeling van dieselfde onderneming - die onbemande onderwatervoertuig Ariel II - afstand gedoen. Dit is egter waarskynlik dat die projek gesluit of bevries is, aangesien Amerikaanse vlootspesialiste, om dit saggies te stel, ontevrede was met 'n aantal belangrike parameters van die betrokke onbemande onderwatervoertuig.
TRACK AMPHIBIA
Die laaste steekproef van onbewoonde voertuie wat ontwerp is om myne te soek en te vernietig, sowel as om die vyandige anti-amfibiese verdediging in die sogenaamde brandersone te ondersoek, wat ons hier sal oorweeg, is geskep deur spesialiste van die beroemde Amerikaanse onderneming Foster- Miller, wat spesialiseer in die ontwikkeling van militêre en polisierobotte. Die werk aan hierdie toestel, genaamd die Tactically Adaptable Robot, is uitgevoer binne die raamwerk van die Very Shallow Water / Surf Zone MCM -program, befonds deur die navorsingsbestuur van die Amerikaanse vloot.
Hierdie monster was 'n onbemande, gevolgde amfibiese voertuig wat ontwikkel is deur gebruik te maak van die ontwikkelings wat Foster-Miller verkry het by die skep van 'n klein grondrobot Lemming, in opdrag van DARPA. Hierdie toestel kan dus op die seebodem werk in vlak water naby die kus (in 'n rivier, meer, ens.) En aan die kus. Terselfdertyd het die ontwikkelaar voorsiening gemaak vir die moontlikheid om die toestel toe te rus met verskillende opsies vir kragelemente (herlaaibare batterye), sensors en ander vragvragte, wat in 'n kompartement met 'n nuttige volume van ongeveer 4500 kubieke meter geleë was. duim (ongeveer 0,07 kubieke meter).
Die vervaardigde prototipe van die toestel het die volgende taktiese en tegniese eienskappe: lengte - 711 mm, breedte - 610 mm, hoogte - 279 mm, gewig (in die lug) - 40, 91 kg, maksimum spoed - 5,4 km / h, maksimum vaar reikafstand - 10 myl. As 'n loonvrag is beplan om tasbare sensors (aanraaksensors), 'n magnetiese gradiometer, 'n magneto-induktiewe sensor vir nie-kontak voorwerpopsporing, ens.
Die boord-toerusting van die amfibiese robot is veronderstel om navigasiehulpmiddels (multisensorsisteem vir die bepaling van die ruimtelike posisie van die voertuig met behulp van die Kalman-filter; navigasiestelsel vir werk in vlak water SINS (Swimmer Inshore Navigation System); ontvanger van die differensiaal subsisteem van die wêreldwye navigasiesatellietstelsel (DGPS); kompas met drie as; kilometertellers; gyrosensor met gawsnelheid, ens.) en kommunikasie (ISM-radioontvanger en onderwater akoestiese modem), en die bestuurstelsel aan boord is gebaseer op 'n rekenaar / 104 standaard rekenaar.
Die resultate van die opname van die aangewese gebied van die watergebied (seebodem) deur elk van die amfibiese robotte wat hiervoor toegewys is - en die operasie word beplan met behulp van 'n groep soortgelyke toestelle - word na die bediener se konsole gestuur, waar 'n digitale 'n kaart van hierdie gebied word op hul basis gevorm.
Spesialiste van Foster-Miller en die afdeling kusstelsels van die US Navy se Surface Warfare Center het gesamentlik 'n toetssiklus van 'n prototipe van die betrokke stelsel uitgevoer, waartydens hulle die vermoë van 'n amfibiese robot moes demonstreer om die volgende take op te los:
- soek na verskillende voorwerpe in die aangewese gebied van die watergebied;
- soek en identifisering van voorwerpe op die seebodem;
- volledige en deeglike opname van die kusgebied (brandersone) op die terrein van die komende amfibiese aanrandingsoperasie;
- handhawing van tweerigtingkommunikasie met die operateur op die vragskip of die bevelpos;
- die vereiste take vanlyn oplos.
In Julie 2003 is hierdie amfibiese robot aan almal in Boston gewys as deel van 'n uitstalling wat deur die Amerikaanse vlootnavorsingsdirektoraat tydens die Boston Harborfest gereël is, en vroeër, in 2002, het die Amerikaanse weermag hierdie toestelle gebruik in 'n weergawe wat geoptimaliseer is vir gebruik op land tydens 'n operasie om grotte in die berge van Afghanistan te ondersoek.
Die status van die stelsel word aangedui as 'onder ontwikkeling', kontrakte vir enige reeksproduksie van amfibiese robotte is nog nie gesluit nie (ten minste inligting hieroor is nie bekend gemaak nie), daarom is dit waarskynlik dat die kliënt, verteenwoordig deur Die bevel van die Amerikaanse vloot het nog nie 'n aktiewe belangstelling getoon om aan die projek voort te gaan nie. Daarbenewens word daar op die webwerf van die Amerikaanse vloot geen melding gemaak van hierdie robotstelsel in die afdeling wat toegewy is aan die mynaksie -magte en fasiliteite vir baie ondiepe watergebiede en brandsones nie.
POTENSIËLE GEVAAR
Oor die algemeen kan gesê word dat die taak om myne in die kusgebied en op die eerste kuslyn ("strand"), myne te soek, op te spoor, te klassifiseer en te vernietig, sowel as om verskillende elemente van vyandige anti-amfibiese verdediging op te spoor, een van die die belangrikste komponente van die komplekse proses vir die vloote van die voorste lande ter wêreld, ondersteuning van amfibiese aanvalle. Veral dié wat op onbekende dele van die kus plaasvind.
In hierdie verband kan ons 'n verdere ontwikkeling van die werk met die skep van robotgereedskap verwag wat ontwerp is om bogenoemde probleme op te los. Alhoewel, soos blyk uit die bogenoemde inligting, die taak om onbewoonde en veral outonome voertuie te skep wat in uiters moeilike toestande van die kusgebied (brandersone, aan die eerste kuslyn) kan funksioneer, gekenmerk deur 'n komplekse bodem -topografie, vlak dieptes en sterk strome, is geensins eenvoudig nie en lei nie altyd tot die gewenste en bevredigende resultate vir die klant nie.
Aan die ander kant, in 2008, op die bladsye van die aanlynbron NewScientist.com, is materiaal gepubliseer op grond van die voorspelling wat deur Britse en Amerikaanse kundiges gemaak is oor die ernstigste wetenskaplike en tegniese bedreigings wat die mensdom in die afsienbare toekoms in die gesig staar. … En wat opmerklik is, volgens die skrywers van die voorspelling, kan een van die bedreigings met 'n hoë waarskynlikheid wees, die buitensporig vinnige ontwikkeling van biomimetiese robotte - stelsels wat geskep is op grond van die leen van sekere monsters van die planeet se natuur. Soos byvoorbeeld outonome onbemande onderwatervoertuie, wat in konstruktiewe sin en met betrekking tot die gedragsmodelle wat in hul beheerstelsels geïmplementeer is, soortgelyk is aan sekere monsters van mariene fauna.
Volgens Britse wetenskaplikes kan die vinnig "broei" van hierdie soort biomimetiese robotte 'n nuwe spesie op ons planeet word en 'n konfrontasie aangaan met die besit van leefruimte met hul voormalige skeppers. Fantasties? Ja, waarskynlik. Maar 'n paar eeue gelede het die Nautilus -duikboot, ruimte -vuurpyle en gevegslasers fantasties gelyk. En die biomimetiese robotspesialis Robert Full, wat aan die Universiteit van Kalifornië in Berkeley werk, beklemtoon: "Na my mening weet ons in hierdie stadium te min oor die moontlike bedreigings om ons ontwikkelings behoorlik te beplan."
