A mais famosa classe de sistemas com funcionalidade autônoma atualmente implantada pelas forças armadas de alguns países são os sistemas de proteção ativa (SAZ) para veículos blindados, que são capazes de destruir de forma independente mísseis antitanque de ataque, mísseis não guiados e projéteis. O AES é geralmente uma combinação de radares ou sensores infravermelhos que detectam ativos atacantes, com um sistema de controle de fogo que rastreia, avalia e classifica as ameaças.
Todo o processo desde o momento da detecção até o momento do disparo do projétil é totalmente automatizado, uma vez que a intervenção humana pode retardá-lo ou tornar o disparo atempado completamente impossível. O operador não só fisicamente não terá tempo de dar a ordem de atirar o contra-projétil, como também não poderá controlar fases individuais desse processo. No entanto, os BACS são sempre programados com antecedência para que os usuários possam prever as circunstâncias exatas sob as quais o sistema deve reagir e sob as quais não deve. Os tipos de ameaças que desencadearão a resposta BAC são conhecidos com antecedência ou, pelo menos, previsíveis com um alto grau de certeza.
Princípios semelhantes também governam a operação de outros sistemas de armas autônomos baseados em solo, como sistemas para interceptar mísseis não guiados, projéteis de artilharia e minas usados para proteger bases militares em zonas de guerra. Tanto o APS quanto os sistemas de interceptação podem, portanto, ser considerados sistemas autônomos que, uma vez ativados, não requerem intervenção humana.
Desafio: autonomia para robôs móveis terrestres
Hoje, os sistemas móveis baseados em terra são geralmente usados para detectar explosivos e neutralizá-los ou para o reconhecimento de terrenos ou edifícios. Em ambos os casos, os robôs são controlados e monitorados remotamente por operadores (embora alguns robôs possam realizar tarefas simples, como mover-se de um ponto a outro sem a assistência humana constante). “O motivo pelo qual a participação humana continua sendo muito importante é que os robôs móveis baseados em solo têm uma enorme dificuldade de operar por conta própria em terrenos difíceis e imprevisíveis. Opere um carro que se move de forma independente pelo campo de batalha, onde deve contornar obstáculos, afastar-se com objetos em movimento e estar sob o fogo inimigo. muito mais difícil - devido à imprevisibilidade - do que usar sistemas de armas autônomos, como o já mencionado SAZ”, disse Marek Kalbarczyk da Agência Europeia de Defesa (EDA). Portanto, a autonomia dos robôs terrestres hoje ainda se limita a funções simples, por exemplo, "siga-me" e navegação para determinadas coordenadas. Siga-me pode ser usado por veículos não tripulados para seguir outro veículo ou soldado, enquanto a navegação por waypoint permite que o veículo use coordenadas (determinadas pelo operador ou memorizadas pelo sistema) para chegar ao destino desejado. Em ambos os casos, o veículo não tripulado usa GPS, radar, assinaturas visuais ou eletromagnéticas ou canais de rádio para seguir o líder ou uma rota específica / memorizada.
Escolha do Soldado
Do ponto de vista operacional, o objetivo de usar tais funções autônomas é geralmente:
• reduzir os riscos para os soldados em áreas perigosas, substituindo os motoristas por veículos não tripulados ou kits de direção não tripulados com rastreamento de comboio autônomo, ou
• fornecer suporte para tropas em áreas remotas.
Ambas as funções geralmente contam com um denominado elemento de prevenção de obstáculos para evitar colisões com obstáculos. Devido à complexa topografia e forma de áreas individuais do terreno (colinas, vales, rios, árvores, etc.), o sistema de navegação de ponto usado em plataformas terrestres deve incluir um radar a laser ou lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) ou ser capaz de usar mapas pré-carregados. No entanto, uma vez que lidar se baseia em sensores ativos e, portanto, é fácil de detectar, o foco da pesquisa agora está em sistemas de imagem passivos. Mapas pré-carregados, entretanto, são suficientes quando veículos não tripulados estão operando em ambientes bem conhecidos para os quais mapas detalhados já estão disponíveis (por exemplo, monitoramento e proteção de fronteiras ou infraestrutura crítica). No entanto, toda vez que robôs terrestres precisam entrar em um espaço complexo e imprevisível, um lidar é essencial para navegar em pontos intermediários. O problema é que o lidar também tem suas limitações, ou seja, sua confiabilidade só pode ser garantida para veículos não tripulados operando em terrenos relativamente simples.
Portanto, mais pesquisas e desenvolvimento nesta área são necessários. Para o efeito, vários protótipos têm sido desenvolvidos para demonstrar soluções técnicas, como o ADM-H ou EuroSWARM, de forma a explorar, testar e demonstrar funcionalidades mais avançadas, incluindo navegação autónoma ou cooperação de sistemas não tripulados. Essas amostras, no entanto, ainda estão nos estágios iniciais de pesquisa.
Existem muitas dificuldades pela frente
As limitações do lidar não são o único problema enfrentado pelos robôs móveis baseados em terra (HMPs). De acordo com o estudo "Ajuste do terreno e integração de sistemas terrestres não tripulados", bem como o estudo "Determinação de todos os requisitos técnicos e de segurança básicos para veículos militares não tripulados quando operando em uma missão combinada envolvendo sistemas tripulados e não tripulados" (SafeMUVe), financiado pela Agência Europeia de Defesa, os desafios e oportunidades podem ser divididos em cinco categorias diferentes:
1. Operacional: Existem muitas tarefas potenciais que podem ser consideradas para robôs móveis terrestres com funções autônomas (centro de comunicação, observação, reconhecimento de zonas e rotas, evacuação de feridos, reconhecimento de armas de destruição em massa, acompanhamento do líder com carga, escolta de suprimentos, desobstrução de rotas, etc.), mas ainda faltam conceitos operacionais para apoiar tudo isso. Assim, é difícil para os desenvolvedores de robôs móveis baseados em solo com funções autônomas desenvolver sistemas que atendam com precisão aos requisitos militares. A organização de fóruns ou grupos de trabalho para usuários de veículos não tripulados com funções autônomas poderia resolver este problema.
2. Técnico: Os benefícios potenciais de HMPs independentes são significativos, mas há obstáculos técnicos que ainda precisam ser superados. Dependendo da tarefa pretendida, NMR pode ser equipado com vários conjuntos de equipamentos de bordo (sensores para reconhecimento e observação ou monitoramento e detecção de armas de destruição em massa, manipuladores para manuseio de explosivos ou sistemas de armas, sistemas de navegação e orientação), kits de coleta de informações, kits de controle do operador e equipamentos de controle …Isso significa que algumas tecnologias disruptivas são extremamente necessárias, como tomada de decisão / computação cognitiva, interação homem-máquina, visualização de computador, tecnologia de bateria ou coleta colaborativa de informações. Em particular, o ambiente não estruturado e contestado torna os sistemas de navegação e orientação muito difíceis de operar. Aqui é necessário avançar no desenvolvimento de novos sensores (detectores de nêutrons térmicos, interferômetros baseados em tecnologia de átomos super-resfriados, atuadores inteligentes para monitoramento e controle, sensores de indução eletromagnética avançados, espectroscópios infravermelhos) e técnicas, por exemplo, SLAM descentralizado e conjunto (Localização e Mapeamento Simultâneo). Localização e mapeamento) e levantamento tridimensional do terreno, navegação relativa, integração avançada e fusão de dados de sensores existentes, além de proporcionar mobilidade por meio de visão técnica. O problema não está tanto na natureza tecnológica, uma vez que grande parte dessas tecnologias já está em uso na esfera civil, mas na regulação. Na verdade, tais tecnologias não podem ser usadas imediatamente para fins militares, uma vez que devem ser adaptadas a requisitos militares específicos.
Este é precisamente o objetivo do Programa de Pesquisa Estratégica Compreensiva OSRA da EAO, que é uma ferramenta que pode fornecer as soluções necessárias. Dentro da OSRA, diversos blocos de construção tecnológicos ou TBB (Technology Building Block) estão sendo desenvolvidos, os quais devem eliminar lacunas tecnológicas associadas a robôs terrestres, por exemplo: ações conjuntas de plataformas tripuladas e desabitadas, interação adaptativa entre um homem e um sistema não tripulado com diferentes níveis de autonomia; sistema de controle e diagnóstico; novas interfaces de usuário; navegação na ausência de sinais de satélite; orientação autônoma e automatizada, navegação e algoritmos de controle e tomada de decisão para plataformas tripuladas e não tripuladas; controle de vários robôs e suas ações conjuntas; orientação e controle de armas de alta precisão; sistemas de visualização ativa; inteligência artificial e big data para apoiar a tomada de decisões. Cada TVB é propriedade de um grupo dedicado ou CapTech, que inclui especialistas do governo, indústria e ciência. O desafio para cada grupo CapTech é desenvolver um roteiro para seu TVB.
3. Regulatório / Legal: Um obstáculo significativo à introdução de sistemas autônomos na arena militar é a falta de metodologias de verificação e avaliação adequadas ou processos de certificação que são necessários para confirmar que mesmo um robô móvel com as funções autônomas mais básicas é capaz de operar corretamente e com segurança, mesmo em ambientes hostis e desafiadores. No mundo civil, os carros autônomos enfrentam os mesmos problemas. De acordo com o estudo SafeMUVe, o principal desfasamento identificado em termos de normas / boas práticas específicas encontra-se nos módulos relacionados com níveis de autonomia superiores, nomeadamente Automação e Mergulho de Dados. Módulos como, por exemplo, "Percepção do ambiente externo", "Localização e mapeamento", "Vigilância" (Tomada de decisão), "Planejamento de tráfego", etc., ainda se encontram em níveis médios de prontidão tecnológica e, embora existam várias soluções e algoritmos projetados para executar várias tarefas, mas nenhum padrão ainda está disponível. A este respeito, existe também um atraso no que diz respeito à verificação e certificação destes módulos, parcialmente contemplados pela iniciativa europeia ENABLE-S3. A rede recém-criada de centros de teste da EAO foi o primeiro passo na direção certa. Isso permite que os centros nacionais implementem iniciativas conjuntas para se preparar para o teste de tecnologias promissoras, por exemplo, no campo da robótica.
4. Pessoal: A expansão do uso de sistemas terrestres autônomos e não tripulados exigirá mudanças no sistema de educação militar, incluindo o treinamento de operadores. Em primeiro lugar, os militares precisam compreender os princípios técnicos da autonomia do sistema para operá-lo e controlá-lo adequadamente, se necessário. A criação de confiança entre o usuário e o sistema autônomo é um pré-requisito para a aplicação mais ampla de sistemas terrestres com maior grau de autonomia.
5. Financeiro: Enquanto jogadores comerciais globais como Uber, Google, Tesla ou Toyota estão investindo bilhões de euros em carros autônomos, os militares gastam quantias muito mais modestas em sistemas terrestres não tripulados, que também são distribuídos entre países que têm seus próprios planos nacionais para o desenvolvimento de tais plataformas. O emergente Fundo Europeu de Defesa deve ajudar a consolidar o financiamento e apoiar uma abordagem colaborativa para o desenvolvimento de robôs móveis baseados em solo com funções autônomas mais avançadas.
Trabalho da Agência Europeia
A EOA trabalha ativamente na área de robôs móveis terrestres há vários anos. Aspectos tecnológicos especiais como mapeamento, planejamento de rotas, seguir o líder ou evitar obstáculos foram desenvolvidos em projetos de pesquisa colaborativa como SAM-UGV ou HyMUP; ambos são co-financiados pela França e pela Alemanha.
O projeto SAM-UGV visa desenvolver um modelo de demonstração de tecnologia autônomo baseado em uma plataforma terrestre móvel, que se caracteriza por uma arquitetura modular de hardware e software. Em particular, a amostra de demonstração de tecnologia confirmou o conceito de autonomia escalável (alternar entre controle remoto, semi-autonomia e modo totalmente autônomo). O projeto SAM-UGV foi posteriormente desenvolvido no âmbito do projeto HyMUP, que confirmou a possibilidade de realizar missões de combate com sistemas não tripulados em coordenação com os veículos tripulados existentes.
Além disso, a proteção de sistemas autônomos contra interferências deliberadas, o desenvolvimento de requisitos de segurança para tarefas mistas e a padronização de HMP estão atualmente sendo abordadas pelo projeto PASEI e pelos estudos SafeMUVe e SUGV, respectivamente.
Na água e debaixo d'água
Os sistemas marítimos automáticos (AMS) têm um impacto significativo na natureza da guerra e em todos os lugares. A ampla disponibilidade e redução de custos de componentes e tecnologias que podem ser usados em sistemas militares permitem que um número crescente de atores estatais e não estatais ganhe acesso às águas dos oceanos do mundo. Nos últimos anos, o número de AWSs operados aumentou várias vezes e, portanto, é imperativo que programas e projetos apropriados sejam implementados que forneçam às frotas as tecnologias e recursos necessários para garantir a navegação segura e livre nos mares e oceanos.
A influência de sistemas totalmente autônomos já é tão forte que qualquer indústria de defesa que perca esse avanço tecnológico também perderá o desenvolvimento tecnológico do futuro. Os sistemas autônomos e não tripulados podem ser usados com grande sucesso na esfera militar para realizar tarefas complexas e difíceis, especialmente em condições hostis e imprevisíveis, que o ambiente marítimo ilustra de forma clara e ilustrativa. O mundo marítimo é fácil de desafiar, frequentemente ausente dos mapas e difícil de navegar, e esses sistemas autônomos podem ajudar a superar alguns desses desafios. Eles têm a capacidade de realizar tarefas sem intervenção humana direta, utilizando modos de operação devido à interação dos programas de computador com o espaço externo.
É seguro dizer que o uso de AMS em operações marítimas tem as mais amplas perspectivas e tudo "graças" à hostilidade, imprevisibilidade e tamanho do espaço marítimo. É importante referir que a sede irreprimível de conquistar os espaços marítimos, aliada às mais complexas e avançadas soluções científicas e tecnológicas, sempre foram a chave do sucesso.
Os AMS estão a ganhar cada vez mais popularidade entre os marinheiros, tornando-se parte integrante das frotas, onde são principalmente utilizados em missões não letais, por exemplo, na ação contra as minas, para reconhecimento, vigilância e recolha de informação. Mas os sistemas marítimos autônomos têm o maior potencial no mundo subaquático. O mundo subaquático está se tornando uma arena de disputas cada vez mais acirradas, a luta pelos recursos marinhos se intensifica e, ao mesmo tempo, há uma grande necessidade de garantir a segurança das rotas marítimas.
