Әлемнің жетекші елдерінің теңіз күштері мен жағалау күзетшілерінің мүдделері үшін көптеген міндеттерді шешуде әр түрлі типтегі ұшқышсыз және жер асты көліктерін, сондай -ақ басқа роботтық жүйелерді қолдану кеңінен таралды. одан әрі қарқынды дамуы үшін.
Әскери -теңіз мамандарының су астындағы роботтарды құруға назар аударуының бір себебі - осы уақытқа дейін әлем елдерінің әскери -теңіз күштері қолбасшылығындағы дәстүрлі құралдармен салыстырғанда оларды жауынгерлік қолданудың жоғары тиімділігі. Мысалы, Иракқа басып кіру кезінде, АҚШ теңіз флоты тобының Парсы шығанағындағы автономды ұшқышсыз су асты көліктерін қолдана отырып, шығанағының акваториясынан миналар мен басқа да қауіпті заттарды миналар мен басқа қауіпті объектілерден тазартуға қол жеткізді. АҚШ -тың Әскери -теңіз күштері өкілдерінің бірі Associated Press тілшісіне атап өткендей, кеншілер сүңгуірлерінің әдеттегі отряды қабылдаған болар еді. Мұны істеу үшін 21 күн.
Бұл ретте ұшқышсыз су асты көліктерімен шешілетін міндеттер тізімі үнемі кеңейіп келеді, сонымен қатар дәстүрлі және кең таралғандардан басқа - миналар мен жарылғыш заттарды іздеу, су астындағы әр түрлі операцияларды қамтамасыз ету, сондай -ақ барлау мен бақылау. - қазірдің өзінде соққы міндеттерін шешуді қамтиды және мини мен жаудың амфибияға қарсы қорғанысының басқа да элементтерін жою керек, жағалау аймағындағы «Роботтар погонға» күрделі және бұрын қол жетімді емес. Олардың жауынгерлік қолданудың нақты шарттары - таяз су, күшті толқындар, толқындар, қиын топография және т.б. - Нәтижесінде олар жоғары техникалық күрделілік пен қолданылатын шешімдердің өзіндік ерекшеліктерімен сипатталатын механизмдердің құрылуына әкеледі. Алайда, бұл түпнұсқалық олар үшін жиі өзгереді: тапсырыс беруші мұндай жасанды құбыжықтарды әскерлерге жаппай енгізуге әлі дайын емес.
МЕТАЛЛ-КОМПОЗИТТІК «РАК»
Амфибиялық операцияға дайындық кезінде «жағажай» аймағында жұмыс істеу үшін құрылған алғашқы әскери роботтардың бірі - амбулаториялық бентикалық автономды су астындағы көлік деп аталатын шаян тәрізді автономды су астындағы робот деп санауға болады, оны ағылшын тілінен «жаяу бентикалық» деп аударуға болады. (төменгі) автономды су асты көлігі ».
Салмағы небары 3,2 келі болатын бұл аппаратты Массачусетс штатының (АҚШ) Бостон қаласында орналасқан Солтүстік -шығыс университетінің теңіз ғылыми орталығының мамандары доктор Джозеф Айерс басшылығымен бастамашылықпен жасаған. Жұмыстың тапсырыс берушісі АҚШ Әскери -теңіз күштерінің зерттеу дирекциясы (ONR) және АҚШ Қорғаныс министрлігінің Қорғаныстың жетілдірілген ғылыми жобалар агенттігі (DARPA) болды.
Бұл құрылғы қатерлі ісікке ұқсайтын және жағалауда барлау мен миналық әрекеттерді орындауға арналған биомиметикалық класс деп аталатын астыңғы автономды робот (жануарлар әлемінің кейбір үлгілеріне ұқсас. - В. Ш.). аймақ пен бірінші жағалау сызығында, сондай -ақ өзендердің, арналардың және басқа таяз табиғи және жасанды су қоймаларының түбінде.
Роботтың ұзындығы 200 мм және ені 126 мм берік композициялық материалдан жасалған корпусы бар, олардың әрқайсысы үш дәрежелі еркіндікке ие сегіз механикалық аяқтары, сондай -ақ краб немесе краб тырнақтарына ұқсас жұп алдыңғы аяқтары және бір артқы жағы бар, шаянның құйрығына ұқсас, роботты гидродинамикалық тұрақтандыру үшін беттердің әрқайсысының ұзындығы шамамен 200 мм су астында (яғни әрбір беті робот корпусымен салыстырылады). Механикалық аяқтар никель-титан қорытпасынан жасанды бұлшықеттермен қозғалады, пішіні жады әсері бар (NiTi пішінді жады қорытпасы), ал әзірлеушілер дискілерде импульстік модуляцияны қолдануды шешті.
Роботтың әрекеті әзірлеушілер лобстердің өмірінен алған және осы роботтарды жауынгерлік қолдану жағдайларына бейімделген мінез -құлық моделін жүзеге асыратын нейрондық желі контроллерінің көмегімен басқарылады. Сонымен қатар, солтүстік -шығыс университетінің мамандары қарастырылып отырған роботтың мінез -құлық моделін жасаудың көзі ретінде американдық омарды таңдады.
Солтүстік -шығыс университетінің теңіз ғылымдары орталығының докторы Джозеф Айерс: «Мыңдаған жылдар бойы лобстердің азық -түлік табу әдістері мен мінез -құлықтарын робот миналарды табу үшін де жақсы қолдана алады», - деді.
Қатерлі ісік роботының борттық басқару жүйесі Motorola MC68CK338 микропроцессорына негізделген Persistor типті есептеу жүйесіне негізделген, ал құрылғының пайдалы жүктемесі гидроакустикалық байланыс жүйесін, компасты және MEMS негізіндегі инклинометр / акселерометрді (MEMS - микроэлектромеханикалық жүйе).
Бұл роботты жауынгерлік қолданудың типтік сценарийі осылай көрінді. Робот-шаяндар тобы арнайы торпедо тәрізді көлік тасымалдағыштың көмегімен қолдану аймағына жеткізіледі (бұл Әуе күштерінде қолданылатын шағын жүк контейнерінің су асты нұсқасы сияқты нәрсе жасау керек еді). Шашырағаннан кейін, роботтар алдын ала белгіленген бағдарлама бойынша белгіленген аумаққа барлау немесе қосымша барлау жүргізуі, қарсыластың амфибияға қарсы қорғаныс жүйесінің элементтерін, әсіресе миналар мен басқа да жарылғыш заттарға қатысты және т.б. Ірі өндіріс жағдайында бір роботты рактың сатып алу бағасы шамамен 300 доллар болуы мүмкін.
Алайда, мәселе бірнеше прототиптер мен олардың қысқа сынақтарының конструкциясынан аспаған сияқты. Негізгі әлеуетті тапсырыс беруші, бұл зерттеулерге бастапқыда шамамен 3 миллион доллар бөлген Әскери -теңіз күштері, жобаға одан әрі қызығушылық танытпады: соңғы рет Солтүстік -Шығыс университетінің дамуы АҚШ Әскери -теңіз күштері қолбасшылығының мамандарына көрсетілді. 2003 ж. Мүмкін, осы өнертабыс көрсетілген көрмеге қатысушылардың арасында тапсырыс берушілер болмаған шығар.
«АРИЭЛ II» ШАБЫНША
«Теңіз өнімдерінің» құрылымдық ерекшеліктеріне негізделген робот жасау әрекеті, атап айтқанда - шаянды американдық «AyRobot» компаниясының мамандары да қолға алды. Бұл компания бүгінде әскери және азаматтық мақсаттарға арналған роботтарды шығаратын әлемдегі жетекші өндірушілер мен өндірушілердің бірі болып табылады және оларды жеткізу көлемі бұрыннан миллиондаған бағаланған. 1990 жылы құрылған компания 1998 жылдан бері DARPA немесе АҚШ -тың, сондай -ақ әлемнің басқа елдерінің әскери және қауіпсіздік агенттіктерінің басқа бөлімшелерінің мүдделеріне үнемі қатысып келеді.
Компания мамандары жасаған робот Ариэль II деп аталды және автономды аяқ асты су асты көлігі (ALUV) санатына жатқызылды. Ол жағалаудағы таяз су аймағы мен «жағажайда» орналасқан қарсыластың амфибияға қарсы қорғаныс жүйесіндегі миналар мен түрлі кедергілерді іздеуге және жоюға арналған. Роботтың ерекшелігі, әзірлеушілердің пікірінше, оның инверттелген күйде де функционалды болып қалуы.
«Ариэль II» салмағы шамамен 11 кг және 6 кг -ға дейін жүктеме көтере алады. Аппарат корпусының ұзындығы 550 мм, циркуль мен инклинометрі бар манипуляторлардың максималды ұзындығы 1150 мм, ені төмен күйде 9 см және 15 см - көтерілген «аяқтарда». Робот 8 м тереңдікте жұмыс істей алады. Қуат көзі - 22 никель -кадмий батареясы.
Құрылымы бойынша, «Ариэль II»-бұл краб тәрізді аппарат, оның негізгі корпусы және оған алты аяғы бекітілген, олар екі еркіндік дәрежесіне ие. «Форма киген краб» бортына қойылған барлық мақсатты электронды жабдық әзірлеушілердің жоспарына сәйкес мөрленген модульде орналасуы керек. Мақсатты жүктемені басқару жүйесі таратылады. Бұл миналық роботтың жұмысы DARPA агенттігі мен АҚШ Әскери -теңіз күштерін зерттеу офисімен жасалған келісімшарттар бойынша жүргізілді.
Бұл роботтарды жауынгерлік қолдану сценарийі жоғарыда сипатталғандарға ұқсас, тек бір айырмашылығы бар: роботта миналарды жою режимі болды. Минаны тапқан робот тоқтап, команданы күтіп, шахтаға жақын жерде орналасады. Командалық посттан тиісті сигналды алғаннан кейін робот минаны жарып жіберді. Осылайша, бұл роботтардың «отары» бір мезгілде амфибиялық шабуыл жоспарланған қону аймағындағы антиампиялы мина алаңын бір мезгілде толығымен немесе тіпті толықтай жоя алады. Әзірлеуші камикадзе рөлін қарастырмаған нұсқаны да ұсынды: робот минаға жарылғыш заряд қойып, жарылыс алдында қауіпсіз қашықтыққа шегінді.
Роботтың прототиптерінің бірі - «Ариэль» шахтасын іздеуші. Фото www.irobot.com сайтынан алынды
Ариэль II миналарды табу қабілетін кем дегенде үш сынақ кезінде көрсетті. Біріншісі Массачусетс штатындағы Ривьера қаласының маңындағы Ривьера Бич аймағындағы таяз жағалау аймағында жүргізілді; екіншісі Боинг корпорациясы қаржыландыратын Панама -Сити, Флорида аймағында, үшіншісі National Geographic тобының Монтерей шығанағында. Шамасы, бұл жоба одан әрі дамымаған (оның ішінде бұл сынақтардың біркелкі нәтижелеріне байланысты емес), және бірінші кезеңде жұмысты қаржыландырған әскери тапсырыс беруші сол компанияның тағы бір дамуын перспективалы деп есептеді. «Трансфибия» және төменде талқыланады. Бұл жерде де бәрі бірдей қарапайым емес.
MASSACHUSETS -тен «ТРАНСФИБИЯ»
«АйРобот» компаниясының тізімінде орналасқан жағалау аймағында жұмыс істеуге арналған тағы бір ұшқышсыз су асты көлігін бастапқыда оның мамандары әзірлеген жоқ, бірақ 2008 жылдың қыркүйегінде 10 миллион долларға сатып алған «Nekton Corporation» компаниясынан мұраға алған.
Бұл құрылғы «Трансфибия» (Трансфибия) деп аталды және 6, 35 кг борттық жарылғыш заряд пен қашықтағы оператор берген сигналдың көмегімен өзін-өзі жару арқылы әр түрлі миналарды іздеу және жою үшін әскерилердің мүддесі үшін жасалды..
«Трансфибия»-бұл ұзындығы шамамен 90 см болатын шағын көлемді (портативті) автономды ұшқышсыз су асты көлігі. Оның жағалау аймағындағы басқа миналық су асты қондырғыларынан басты айырмашылығы-қозғалыстың аралас әдісін қолдану: су бағанында құрылғы қозғалады. балық немесе түйреуіш тәрізді сүтқоректілер сияқты екі жұп «қанаттардың» көмегімен және төменгі бойымен сол «қанаттардың» көмегімен қазірдің өзінде жорғалап келеді. Сонымен бірге, бұл дамуға арналған материалдарда «қанаттардың» алты еркіндік дәрежесі бар екендігі дәлелденген. Әзірлеушілер ойлағандай, бұл қарастырылатын аппаратты таяз суда да, тереңдікте де тиімді пайдалану мүмкіндігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар оның қозғалғыштығын және әр түрлі сипаттағы кедергілерді жеңу қабілетін айтарлықтай арттырады.
Пайдалы жүк ретінде автокөлік корпусының орталық бөлігінің астындағы арнайы тіректерге ілінетін үлкен көлемді оптоэлектронды камераға дейін әр түрлі іздеу құралдарын қолдану жоспарланды.
Әзірге әзірліктің мәртебесі толық түсініксіз, өйткені «Трансфибия» ұшқышсыз су асты көлігіне арналған бөлім әзірлеуші компанияның сайтында жоқ. Бірқатар ақпарат көздері американдық әскери ведомствоның осы құрылғыға артықшылық бергенін алға тартып, сол компанияның - Ариэль II су асты көлігінің бұрын қарастырылған дамуынан бас тартты. Алайда, бұл жоба жабық немесе мұздатылған болуы мүмкін, өйткені американдық теңіз мамандары жұмсақ айтқанда, су астындағы көліктің маңызды параметрлеріне қанағаттанбады.
АМФИБИЯНЫ ЖАЗУ
Миналарды іздеуге және жоюға, сондай-ақ қарсыластың амфибияға қарсы қорғанысын барлауды жүргізуге арналған, біз қарастыратын серф зонасында, адам тұрмайтын көліктердің соңғы үлгісін американдық әйгілі Foster- компаниясының мамандары жасаған. Миллер әскери және полиция роботтарын жасауға маманданған. Тактикалық бейімделетін робот деп аталатын бұл құрылғыдағы жұмыс АҚШ Әскери -теңіз күштерінің ғылыми -зерттеу басқармасы қаржыландыратын Өте таяз су / серфинг аймағы MCM бағдарламасы аясында жүргізілді.
Бұл үлгі DARPA тапсырысы бойынша Lemming ұсақ өлшемді жер роботын жасау кезінде Фостер-Миллер әзірлемелерін қолдана отырып әзірленген ұшқышсыз, шынжыр табанды амфибиялық көлік болды. Осылайша, бұл құрылғы теңіз түбінде жағалауға жақын таяз суда (өзенде, көлде және т.б.) және жағалауда жұмыс істеуге қабілетті. Бұл ретте әзірлеуші құрылғыны пайдалы көлемі шамамен 4500 текше метрлік бөлікте орналасқан қуат элементтерінің (қайта зарядталатын батареялар), датчиктердің және басқа пайдалы жүктемелердің әр түрлі нұсқаларымен жабдықтау мүмкіндігін ұсынды. дюйм (шамамен 0,07 текше метр).
Құрылғының құрастырылған прототипі келесі тактикалық -техникалық сипаттамаларға ие: ұзындығы - 711 мм, ені - 610 мм, биіктігі - 279 мм, салмағы (ауада) - 40, 91 кг, максималды жылдамдығы - 5,4 км / сағ, максималды круиз қашықтығы - 10 миль. Пайдалы жүктеме ретінде сенсорлық сенсорлар (сенсорлық сенсорлар), магниттік градиометр, объектілерді байланыссыз анықтауға арналған магнито-индуктивті сенсор және т.б.
Амфибиялық роботтың борттық жабдықтарына навигациялық қондырғылар (Калман сүзгісін қолдана отырып, көліктің кеңістіктік орнын анықтауға арналған көп сенсорлық жүйе; таяз судағы SINS (навигациялық құрлықтағы навигациялық жүйе) навигациялық жүйесі); дифференциалды қабылдағыш кіреді. жаһандық навигациялық спутниктік жүйенің (DGPS) қосалқы жүйесі; үш осьті компас; одометрлер; айналу сенсоры және т. стандартты компьютер.
Бұл үшін бөлінген амфибиялық роботтардың әрқайсысы акваторияның белгіленген аймағын (теңіз түбін) зерттеу нәтижелері - және осыған ұқсас құрылғылар тобын қолдану арқылы жоспарланған - оператор консоліне жіберіледі, онда сандық олардың негізінде осы аймақтың картасы жасалады.
Фостер-Миллер мен АҚШ Әскери-теңіз күштерінің жер үсті соғыс орталығының жағалау жүйелері бөлімінің мамандары бірлесіп қарастырылып отырған жүйенің прототипінің сынақ циклін өткізді, оның барысында олар қосмекенді роботтың келесі міндеттерді шешуге қабілеттілігін көрсетуге тиіс болды:
- акваторияның белгіленген аймағынан әр түрлі заттарды іздеу;
- теңіз түбіндегі заттарды іздеу және анықтау;
- алдағы амфибиялық шабуыл операциясы кезінде жағалау зонасын (серфинг аймағы) толық және мұқият зерттеу;
- тасымалдаушы кемеде немесе жағалау командалық пунктінде оператормен екі жақты байланысты сақтау;
- офлайн режимінде қажетті тапсырмаларды шешу.
2003 жылдың шілдесінде бұл амфибиялық робот Бостондағы барлығына Бостон Харборфест кезінде АҚШ Әскери -теңіз күштерінің зерттеу дирекциясы ұйымдастырған көрме аясында көрсетілді, ал 2002 жылы АҚШ әскері бұл құрылғыларды құрлықта пайдалану үшін оңтайландырылған нұсқада қолданды., Ауғанстан тауларындағы үңгірлерді зерттеу операциясы кезінде.
Жүйенің мәртебесі «әзірленуде» деп көрсетілген, амфибиялық роботтардың кез -келген сериялық өндірісіне келісімшарттар әлі жасалмаған (бұл туралы ақпарат көпшілікке жария етілмеген), сондықтан, мүмкін, тапсырыс беруші, АҚШ Әскери -теңіз күштерінің қолбасшылығы жоба бойынша жұмысты жалғастыруға әлі де белсенді қызығушылық танытпады. Сонымен қатар, АҚШ Әскери -теңіз күштерінің веб -сайтында миниатюралық күштер мен қондырғылар өте таяз су аудандары мен серфингтік аймақтар бағдарламасына арналған бөлімде бұл роботтандырылған жүйе туралы ешнәрсе айтылмаған.
Потенциалды қауіп
Тұтастай алғанда, жағалау аймағында және бірінші жағалауда («жағажай») миналарды іздеу, анықтау, жіктеу және жою, сондай-ақ қарсыластың амфибияға қарсы қорғанысының әр түрлі элементтерін табу міндеті қалады деп айтуға болады. әлемнің жетекші елдерінің флоттары үшін күрделі процестің маңызды компоненттері амфибиялық шабуыл операцияларын қолдайды. Әсіресе жағалаудың бейтаныс жерлерінде орын алатындар.
Осыған байланысты біз жоғарыда аталған мәселелерді шешуге арналған роботтық құралдарды құру бойынша жұмыстың одан әрі дамуын күтуге болады. Жоғарыда келтірілген ақпараттан көрініп тұрғандай, күрделі түбінің топографиясымен, таяз тереңдігімен сипатталатын жағалау аймағының (серфинг аймағы, бірінші жағалау сызығында) өте қиын жағдайларда жұмыс істеуге қабілетті, тұрғыны жоқ және автономды автокөліктерді құру міндеті. және күшті ағындар, қарапайым емес және әрқашан тұтынушы үшін қажетті және қанағаттанарлық нәтижелерге әкелмейді.
Екінші жағынан, сонау 2008 жылы, NewScientist.com интернет -ресурсының беттерінде, адамзат жақын арада пайда болуы мүмкін аса маңызды ғылыми -техникалық қатерлерге қатысты британдық және американдық сарапшылардың болжамына негізделген материалдар жарияланды. … Және таңқаларлық нәрсе, болжам авторларының айтуынша, ықтималдығы жоғары қауіптердің бірі биомиметикалық роботтардың - планетаның табиғатының кейбір үлгілерін алу негізінде құрылған жүйелердің шамадан тыс жылдам дамуы болуы мүмкін. Мысалы, конструктивті мағынада да, олардың басқару жүйелерінде енгізілген мінез -құлық модельдеріне қатысты теңіз фаунасының кейбір үлгілеріне ұқсас жасалған автономды ұшқышсыз су асты көліктері.
Британдық ғалымдардың пікірінше, биомиметикалық роботтардың бұл түрінің тез «өсуі» біздің планетамызда жаңа тұрғын түріне айналуы мүмкін және олардың бұрынғы жасаушыларымен тіршілік кеңістігін иелену үшін қарама -қайшылыққа түсуі мүмкін. Ғажайып? Иә, бәлкім. Бірақ бірнеше ғасыр бұрын «Наутилус» сүңгуір қайығы, ғарыштық зымырандар мен жауынгерлік лазерлер керемет болып көрінді. Ал Берклидегі Калифорния университетінде жұмыс істейтін биомиметикалық робот маманы Роберт Фул: «Менің ойымша, бұл кезеңде біз өз дамуымызды дұрыс жоспарлау үшін мүмкін болатын қауіптер туралы тым аз білеміз», - деп баса айтады.
