Superioridade de combate para o soldado moderno
Como o espaço de combate cada vez mais complexo coloca mais e mais demandas táticas nas unidades, os militares e a indústria estão procurando desenvolver tecnologias de próxima geração que possam fornecer superioridade tática sobre oponentes quase iguais com capacidades de combate significativas
As tecnologias de última geração destinadas a fornecer ao soldado moderno os meios mais eficazes para executar todo o espectro de capacidades operacionais são continuamente pesquisadas, desenvolvidas e implementadas nas tropas para otimizar o poder de fogo, a capacidade de sobrevivência e a precisão em todos os níveis táticos, incluindo o mais baixo.
A lista dessas tecnologias é enorme, variando de sistemas de comunicação e dispositivos de usuário final a veículos de suporte autônomos e sistemas de aquisição e aquisição de alvos que reduzem a carga física e cognitiva do soldado moderno.
De acordo com a doutrina da OTAN, o espaço operacional moderno é definido como “um espaço que inclui todos os níveis de conflito complexo em condições difíceis, incluindo territórios marítimos disputados, onde a informação deve ser considerada uma arma”.
As forças militares modernas enfrentam oponentes quase iguais e poderosos, como China, Irã, Coréia do Norte e Rússia, que estão desenvolvendo incansavelmente suas capacidades em uma ampla variedade de áreas. Como consequência, os militares devem estar preparados não apenas para combater as ameaças tradicionais e existentes, mas também para enfrentar as novas ameaças associadas à guerra híbrida, que incluem meios cinéticos e não cinéticos.
Essas ameaças são particularmente preocupantes para unidades corpo a corpo desmontadas e Forças de Operações Especiais (MTR). No entanto, a solução aqui pode ser não apenas atualizar armas, hardware e software, mas também desenvolver princípios de uso e táticas de combate, métodos e métodos de guerra. Tudo isso deve ser combinado para fornecer aos grupos de combate um conjunto de capacidades para enfrentar uma ampla gama de ameaças nas esferas da informação e cibernética, bem como no campo da guerra eletrônica.
Por exemplo, as forças armadas russas aplicaram com sucesso o conceito de Guerra da Próxima Geração (sua própria versão de guerra híbrida). Sua implementação foi belamente demonstrada durante as hostilidades na Ucrânia e na Síria, onde as unidades terrestres avançadas foram apoiadas por operações de informação cuidadosamente preparadas.
É esta atividade que obrigou os exércitos de muitos países a identificar e desenvolver uma série de novas tecnologias para apoiar pequenos grupos de batalha (nível de empresa e abaixo), que poderiam ser encarregados de conduzir operações em condições de negação de acesso / bloqueio do zona onde os sinais de satélite GPS e outros sinais de comunicação podem ser facilmente bloqueados.
A experiência de combate na Europa Oriental, especialmente na Ucrânia, mostrou que as forças da coalizão que operam nas proximidades das forças russas enfrentam vários problemas em suas redes de comunicações.
O adido militar da Ucrânia no Reino Unido disse que a guerra eletrônica continua sendo uma opção "atraente" para as forças russas que operam no leste da Ucrânia.“A guerra eletrônica é um ataque não cinético altamente eficaz que é difícil de rastrear”, acrescentando que as forças da coalizão na região sabem muito bem o que é interferência nas comunicações VHF. Redes UHF e GSM.
Por exemplo, por razões desconhecidas, "o tráfego de rádio pára repentinamente", enquanto veículos aéreos não tripulados e robôs móveis terrestres, que dependem principalmente de sinais de GPS, também são regularmente interrompidos.
De acordo com o porta-voz da Getac, Jackson White, as forças armadas estão investindo cada vez mais em tecnologias C4ISTAR (Comando, Controle, Comunicações e Inteligência de Computadores, Vigilância, Aquisição de Alvos e Reconhecimento) para apoiar a "estratégia de guerra assimétrica e digitalização". Como exemplo, ele citou o servidor e laptop X500 de sua empresa, bem como o dispositivo de usuário final mais recente, o tablet MX50 resistente. lançado em 2017.
Este tablet de 15 polegadas oferece alto volume de troca de dados para aplicativos de mapeamento 3D e outros programas de controle operacional e consciência situacional. Um dispositivo móvel do tamanho de um estojo escolar pode armazenar até 6 terabytes de dados, processar e distribuir dados recebidos de plataformas terrestres e aéreas, fornecendo unidades avançadas com recursos para “analisar dados de plataforma, missão realizada e outros parâmetros, a fim de garantir estabilidade operacional em condições de combate difíceis.
O tablet X500 apresenta uma arquitetura de base genérica que permite a integração em redes C4ISTAR existentes e futuras. O dispositivo é executado em um sistema operacional Windows 10 que fornece proteção de dados, autenticação e inicialização fisicamente segura. Se o tablet cair nas mãos do inimigo, ele pode ser desativado remotamente usando o software Mobile Device Management.
Recusado em conexão
A necessidade de mensagens seguras em todo o espaço de combate congestionado e contestado continua sendo um pré-requisito crítico e essencial para as forças armadas que buscam realizar missões com eficácia nos ambientes operacionais atuais e futuros.
De acordo com alguns especialistas, a próxima geração de sistemas de comunicação de comunicação hoje deve ter não apenas proteção aprimorada contra bloqueadores (como indicado pelo exemplo da Ucrânia), mas também fornecer b Otaxas de dados mais altas para dar aos soldados a capacidade de suportar toda a gama de recursos do C4ISTAR.
Essas necessidades impulsionaram o surgimento e a proliferação da próxima geração de rádios programáveis. Eles são capazes de aceitar muitos protocolos de comunicação especiais e fornecer comunicação nos ambientes mais difíceis.
Além disso, muitos militares mais avançados buscam expandir sua influência e estabelecer cooperação global. Isso requer níveis mais altos de interação dos sistemas de comunicação com os aliados locais, que não têm sistemas de rádio programáveis de alta tecnologia e estações de rádio táticas disponíveis para os exércitos "ocidentais".
Michael McFerron, da 1ª Divisão da Marinha dos EUA, observando a necessidade de melhorar o gerenciamento de assinaturas de comunicações de pequenos grupos de batalha, advertiu: “Precisamos considerar a interferência eletromagnética e os sinais que enviamos. Se você estiver emitindo sinais, está morto."
“Como atuar em tal espaço? McFerron perguntou, apontando a importância de desligar os sistemas de comunicação do inimigo enquanto protege as comunicações do Corpo de Fuzileiros Navais. “Se operarmos em um ambiente como este, podemos proteger nossos sistemas de ameaças mais avançadas? Como nos preparamos e aprendemos a trabalhar neste ambiente?"
MANET (Mobile Ad Hoc Network) - redes sem fio descentralizadas auto-organizadas que consistem em dispositivos móveis. Cada um desses dispositivos pode mover-se independentemente em qualquer direção e, como resultado, muitas vezes se separa e estabelece conexões com vizinhos. Essas redes, independentes de constelações de satélites, estão se tornando cada vez mais populares. Essa tecnologia está gradualmente se espalhando para unidades de infantaria e MTR, fornecendo ao pessoal sistemas de comunicação autocurativos e resistentes a interferências.
Jimi Henderson, da Silvus Technologies, tem sua própria perspectiva sobre as novas demandas do ambiente operacional atual. Eles fornecem a habilidade de spetsnaz e infantaria em contato direto com o inimigo, bem como UAVs e NMRs, de agirem em oposição, quando os canais de comunicação podem ser bloqueados com alta probabilidade.
Por exemplo, a capacidade do pessoal e dos sistemas controlados remotamente de resistir à interferência é aprimorada pelo uso de rádios de banda dupla que suportam duas bandas de radiofrequência (por exemplo, 2 e 4 GHz) em um único dispositivo físico. De acordo com Henderson, tal solução permite ao soldado moderno alternar rápida e facilmente entre frequências alternativas, a fim de evitar fontes de interferência sem qualquer necessidade de modificação de hardware.
“É uma questão de conhecimento do espectro”, explicou ele, observando que os sistemas de rádio existentes podem “ignorar” o desempenho e os problemas de interferência. Henderson também observou que os sistemas de rádio táticos devem funcionar dentro de edifícios de túneis e estruturas subterrâneas, onde as comunicações de linha de visão podem ser facilmente interrompidas. É por isso que a capacidade de manter as comunicações fora da linha de visão entre os operadores e os veículos não tripulados continua sendo um requisito operacional crítico.
Essas soluções incluem estações de rádio da família StreamCaster da Silvus Technologies. Opcionalmente, eles suportam a conexão de antenas direcionais de transmissão 2x2 e 4x4, que fornecem um ganho de sinal de 2-3 dB e 5-6 dB, respectivamente. Portanto, eles são adequados para "situações extremas em que os assinantes estão se movendo rapidamente ou estão fora da linha de visão e o comprimento e o espaçamento da antena não importam", disse Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 com tecnologia MIMO (múltiplas entradas múltiplas saídas - um método de codificação de sinais espaciais que permite aumentar a largura de banda do canal, em que a transmissão e recepção de dados são realizadas por sistemas de várias antenas adaptativas com fraca correlação), sendo o menor sistema do portfólio da empresa é capaz de fornecer os recursos necessários para as unidades de MTR e de infantaria. O rádio com potência de saída de até 4 watts está disponível na versão "endurecida"; baixa probabilidade de bloqueio é fornecida pelo modo "push-to-talk" (apenas pressionando o botão) e comunicação de banda dupla.
De acordo com Henderson, os rádios Streamcaster são capazes de suportar até 380 nós MANET em uma única rede. Isso torna possível a transmissão eficiente de sinais de um nó para outro em modo automático, o que reduz qualquer dependência de sinais de GPS e comunicações por satélite em geral.
O rádio Streamcaster 4200 também pode ser conectado a dispositivos Wi-Fi e GPS por meio de um conector externo opcional. Cada sistema pode armazenar até 128 GB de dados em sua memória interna. Henderson disse que uma rede de tais rádios poderia atingir "latência ultrabaixa, com média de 7 milissegundos por salto entre os nós".
Em resposta à demanda atual por missões de combate em todos os cenários C2D2E (Communications Degraded / Communications Denied Environment), cada vez mais plataformas de comunicações especializadas MANET estão disponíveis no mercado para os militares. Por exemplo, o rádio programável alternativo TW-950 Shadow da TrellisWare Technologies. Foi apresentado em maio de 2017 na Conferência das Forças Especiais da SOFIC.
Como o Streamcaster, o rádio portátil Shadow é capaz de operar em um alcance de RF estendido. Isso permite taxas de transferência de dados mais altas e, de acordo com Mat Fellows da TrellisWare Technologies, "exibe uma variedade de vídeos de alta definição e é totalmente interoperável com dispositivos que usam o protocolo proprietário TSM-X."
O dispositivo Shadow pesa 312 gramas, opera nas bandas de frequência de 225-450 MHz e 1250-2600 MHz e tem uma potência de transmissão de 2 watts. A estação de rádio suporta até 16 canais com um atraso de "menos de um segundo" e pode operar debaixo d'água a uma profundidade de dois metros.
Os bolsistas também confirmaram que várias unidades MTR já estão usando diferentes tipos de sistemas de rádio compatíveis com MANET, em particular para combater o terrorismo em áreas povoadas e na ausência de um sinal de GPS.
A Persistent Systems está promovendo seu sistema MPU5, cujo principal componente é um rádio 3x3 com tecnologia MIMO. De acordo com Herbert Rubens, Diretor de Sistemas Persistentes, "Ele gera potência de transmissão de até 6 watts, fornecendo uma rede IP (Internet Protocol) segura em todas as condições e taxas de dados superiores a 100 megabits por segundo."
O MPU5 também inclui um codificador / decodificador de vídeo integrado capaz de distribuir fluxos de vídeo de alta definição em tempo real; o sistema operacional Android no qual o software ATAK é executado; bem como 16 canais de rádio com tráfego sobre IP (RoI).
“MPU5 aumenta a consciência situacional, contribuindo para o sucesso da missão e também melhora a segurança geral. Além disso, o sistema MPU5 é uma solução extremamente econômica ao implementar muitas possibilidades em um produto comercial”, explicou Rubens sobre a posição de sua empresa.
Suporte autônomo e inteligência artificial
Os sistemas de rádio compatíveis com MANET estão cada vez mais sendo usados para se comunicar com plataformas autônomas, incluindo UAVs e NMRs. Eles são ativamente implantados em cenários operacionais para reduzir a carga sobre o pessoal MTR e unidades de infantaria.
O mercado mundial oferece atualmente uma miríade de diferentes sistemas robóticos baseados em solo ou HMPs. Isso inclui pequenos HMPs rastreados capazes de descartar munições não detonadas e dispositivos explosivos improvisados, bem como outras tarefas de coleta de informações. Há também uma série de grandes plataformas com rodas no mercado, usadas tanto para transporte de carga quanto para apoio em combate. O NMP pode até fornecer apoio de fogo em tempo integral para grupos de assalto desmontados e forças especiais.
Novas tecnologias agora permitem o uso de HMP em cenários de combate cada vez mais complexos. Em particular, há uma necessidade crescente de MWD para realizar tarefas em áreas construídas e utilidades subterrâneas.
Fontes da indústria argumentam que esse aumento tecnológico teve menos a ver com projetar e desenvolver plataformas inteiramente novas, mas mais com a implementação de padrões de arquitetura aberta para integração simplificada de cargas úteis e controladores plug-and-play. Obviamente, compensações entre tamanho, peso e potência são necessárias, e as preocupações permanecem sobre os níveis atuais de autonomia em todo o espectro de NMR.
De acordo com o representante da Applied Research Associates Matthew Fordham, só agora o soldado moderno começou a se beneficiar da tecnologia autônoma.
Por mais de uma década, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos tem se comprometido com o uso generalizado de HMPs todo-o-terreno para tarefas militares, mas até recentemente, seu desenvolvimento era impulsionado principalmente por projetos de pesquisa.
“Não foi até 2017 que o Departamento de Defesa começou a direcionar o financiamento para aplicações militares, emitindo uma RFP para o Route Clearance Interrogation System (RCIS) e o programa Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET)”, explicou ele.
O Exército dos EUA em dezembro de 2017 selecionou quatro participantes para o projeto SMET: Applied Research Associates (ARA) e Polaris Defense (Team Polaris); Sistemas Terrestres da General Dynamics (GDLS); HDT Global; e Howe & Howe Technologies.
Este programa foi citado no documento estratégico do Exército americano Robotic and Autonomous Systems, publicado em março de 2017, como uma prioridade de curto prazo (até 2020) para as forças terrestres. O conceito de Manned Unmanned Teaming (MUM-T) é integrar recursos robóticos e autônomos combinados com unidades do exército, mantendo a funcionalidade total do caça.
Os princípios iniciais de uso em combate e os requisitos SMET diziam respeito a um veículo que pudesse acompanhar os soldados caminhando a uma velocidade de 3 km / h por até 72 horas sem reabastecimento em uma distância de 97 km. Em última análise, o dispositivo terá que funcionar em três modos: autônomo, semiautônomo e controle remoto.
A plataforma deve suportar uma carga de 454 kg e gerar 3 kW quando estacionada e 1 kW em movimento. O transporte de 454 kg reduzirá a carga de cada soldado do esquadrão em 45 kg. Ao reduzir a carga, a plataforma permitirá que os grupos de brigadas de infantaria da Brigada de Infantaria de Combate viajem longas distâncias, enquanto a geração de eletricidade a partir desta plataforma permitirá a recarga de equipamentos e baterias em movimento.
A plataforma SMET é projetada para realizar uma variedade de tarefas, incluindo o transporte de munições, água, baterias e equipamentos especiais; C4ISTAR; e suporte de fogo.
O Departamento de Defesa deverá confirmar o status do programa oficial da SMET em meados do próximo ano. O Exército dos EUA está considerando comprar até 80 plataformas depois de selecionar um contratante principal de sua preferência.
De acordo com Fordham, as plataformas e tecnologias de sensor associadas a tais desenvolvimentos HMP hoje são maduras o suficiente para serem amplamente implantadas em apoio ao soldado moderno e econômicas o suficiente para investimentos subsequentes.
Referindo-se aos desafios futuros colocados pelo desenvolvimento explosivo do HMP, Fordham chamou de "segurança absoluta" o elemento mais importante em qualquer projeto de plataforma robótica de sucesso. A operação do HMP deve ser sempre segura, sem movimentos não intencionais ou comportamento inesperado.
“Apenas uma questão de segurança pode deixar a robótica de lado por anos. O desempenho previsível da plataforma é a chave para o sucesso. Em primeiro lugar, a segurança é sempre o desafio mais importante. Redundância de controladores, software seguro, análise cuidadosa, controle e testabilidade - tudo isso é a base para atingir com sucesso o nível de segurança exigido."
“Em segundo lugar, existem muitos problemas com robôs off-road. Não temos Google Maps que indiquem a melhor rota, regras de trânsito com sinalização como em aplicações comerciais. Mas temos muitas pedras, árvores, buracos e mudanças bruscas de relevo, que não estão marcadas no mapa, e o sistema deve resolver tudo isso em tempo real”, explica Fordham.
A Applied Research Associates se associou à Polaris no programa SMET para oferecer uma solução baseada no Polaris MRZR ATV (veículo todo terreno), que já está em serviço com a infantaria e as forças especiais dos países da OTAN e seus aliados. A variante MRZR X é uma variante autônoma, opcionalmente controlada do MRZR ATV projetada para fornecer uma transição mais suave de sistemas robóticos tripulados para autônomos.
O MRZR X está equipado com o Kit Modular Robotic Applique (M-RAK), que permite a integração de tecnologias autônomas, mantendo a arquitetura física e de software das plataformas habitadas existentes.
Matthew Fordham disse que uma das vantagens do MRZR X é que “uma plataforma semelhante já está em uso nas forças armadas dos EUA. Os custos de fabricação serão baixos e o suporte está disponível em todo o mundo. A máquina é fácil de operar e manter, e a transição do modo manual para o modo não tripulado ocorre com o toque de uma chave seletora. Os avanços nos algoritmos de aprendizado de máquina, processamento de vídeo e tecnologias de array de portas programáveis pelo usuário (FPGA) fizeram contribuições significativas para o desempenho semiautônomo que os militares estão procurando atualmente."
“O mercado de HMP está em constante crescimento. À medida que aumenta a confiança dos soldados nas plataformas robóticas, veremos uma proliferação crescente de tais sistemas. Os orçamentos serão formados levando em consideração a necessidade de introduzir sistemas robóticos baseados em terra adicionais no arsenal militar. Nós, olhando para nossos oponentes em potencial, nos esforçamos para expandir a funcionalidade de nossos robôs. Eles serão capazes de fazer o trabalho mais sujo e perigoso para nossos soldados."
Ronen Fishman, da empresa israelense Automotive Robotic Industry, concorda que o desenvolvimento do HMP é essencial para o soldado moderno.
No entanto, ele acredita que o mercado de HMR para estruturas de segurança nacional continua mais desenvolvido do que o mercado de HMW para estruturas militares. No entanto, em um futuro próximo, essas tecnologias se espalharão por muitos exércitos do mundo.
"O entendimento de que os HWMs devem desempenhar um papel de liderança na próxima batalha já existe, mas levará mais dois ou três anos para que esse entendimento se traduza em ação real."
De acordo com Fishman, os requisitos mais importantes para um HMP trabalhando lado a lado com um soldado moderno são alta capacidade de manobra e excelente capacidade de manobra. No entanto, o software continua sendo um elemento-chave de qualquer programa de desenvolvimento de HMP, pois apenas o software permite que os vários modos off-line sejam implementados.
"A parte mais difícil sobre a criação de software é que ele tem que fazer vários subsistemas funcionarem em perfeita harmonia e ainda ser flexível o suficiente para integrar novos subsistemas avançados em uma fração do tempo."
A indústria de robótica automotiva oferece atualmente vários HMPs com rodas, incluindo AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 e AMSTAF 4 4x4, que ela está desenvolvendo em colaboração com a BFL Índia.
Ao mesmo tempo, o mercado de HMP está passando por um processo de redução do tamanho das plataformas e cargas úteis, a fim de otimizar o apoio à infantaria e unidades especiais, especialmente ao realizar missões de reconhecimento e eliminação de material bélico não detonado.
