Ergonomia dos locais de trabalho e algoritmos de combate de veículos blindados promissores

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Ergonomia dos locais de trabalho e algoritmos de combate de veículos blindados promissores
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Vídeo: Ergonomia dos locais de trabalho e algoritmos de combate de veículos blindados promissores

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Anonim

Em artigos anteriores, examinamos maneiras de aumentar a consciência situacional das tripulações de veículos blindados e a necessidade de aumentar a velocidade das armas de direcionamento e meios de reconhecimento. Um ponto igualmente importante é garantir a interação intuitiva eficaz dos membros da tripulação com armas, sensores e outros sistemas técnicos de veículos de combate.

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Tripulações de veículos blindados

No momento, os locais de trabalho dos membros da tripulação são altamente especializados - um assento de motorista separado, locais de trabalho separados para o comandante e o artilheiro. Inicialmente, isso ocorreu devido ao layout dos veículos blindados, incluindo uma torre giratória e dispositivos de observação ótica. Todos os tripulantes tiveram acesso apenas aos seus controles e dispositivos de observação, não podendo exercer as funções de outro tripulante.

Situação semelhante foi observada anteriormente na aviação, como exemplo, podemos citar os locais de trabalho do piloto e navegador-operador do caça-interceptor MiG-31 ou do helicóptero de combate Mi-28N. Com esse layout do espaço de trabalho, a morte ou ferimento de um dos tripulantes impossibilita o cumprimento da missão de combate, até mesmo o próprio processo de retorno à base se torna difícil.

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Atualmente, os desenvolvedores estão tentando unificar os empregos da equipe. Em grande medida, isto foi facilitado pelo surgimento de visores multifuncionais, nos quais podem ser apresentadas todas as informações necessárias, a partir de qualquer equipamento de reconhecimento disponível a bordo.

Os locais de trabalho unificados do piloto e do navegador-operador foram desenvolvidos como parte da criação do helicóptero de reconhecimento e ataque Boeing / Sikorsky RAH-66 Comanche. Além disso, os pilotos do helicóptero RAH-66 deveriam ser capazes de controlar a maioria das funções do veículo de combate sem tirar as mãos dos controles. No helicóptero RAH-66, foi planejado instalar um sistema de mira conjunta montado no capacete da Kaiser-Electronics, capaz de exibir imagens infravermelhas (IR) e de televisão do terreno a partir dos sistemas de visualização do hemisfério frontal ou um mapa digital tridimensional da área no visor do capacete, realizando o princípio de “olhos fora do cockpit”. A presença de um visor montado no capacete permite que você pilote um helicóptero, e o operador da arma pode procurar alvos sem olhar para o painel.

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O programa de helicópteros RAH-66 foi encerrado, mas não há dúvida de que os avanços obtidos durante sua implantação são utilizados em outros programas para a criação de promissores veículos de combate. Na Rússia, os locais de trabalho unificados do piloto e do navegador-operador são implementados no helicóptero de combate Mi-28NM com base na experiência adquirida durante a criação do helicóptero de treinamento de combate Mi-28UB. Além disso, para o Mi-28NM, um capacete de piloto está sendo desenvolvido com uma exibição de imagem no protetor facial e um sistema de designação de alvo montado no capacete, sobre o qual falamos no artigo anterior.

O surgimento de capacetes com capacidade de exibir informações, torres não tripuladas e módulos de armas controlados remotamente (DUMV) unificará os locais de trabalho em veículos de combate terrestre. Com grande probabilidade, os locais de trabalho de todos os membros da tripulação, incluindo o motorista, podem ser unificados no futuro. Os sistemas de controle modernos não requerem uma conexão mecânica entre os controles e atuadores, portanto, um volante compacto ou mesmo uma alavanca de controle lateral de baixa velocidade - um joystick de alta precisão - pode ser usado para dirigir um veículo blindado.

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De acordo com relatos não confirmados, a possibilidade de usar um joystick em substituição ao volante ou alavancas de controle foi considerada desde 2013, no desenvolvimento do sistema de controle do tanque T-90MS. O painel de controle do veículo de combate de infantaria (BMP) Kurganets também é supostamente feito na imagem do console de videogame Sony Playstation, mas não é divulgado se este controle remoto se destina a controlar o movimento do BMP, ou apenas para controlar armas.

Assim, para controlar o movimento de veículos de combate promissores, uma opção pode ser considerada usando uma alavanca de controle de baixa velocidade lateral, e se essa opção for considerada inaceitável, então o volante se retrai em um estado inativo. Por padrão, os controles de movimento do veículo devem estar ativos no lado do motorista, mas se necessário, qualquer membro da tripulação deve ser capaz de substituí-lo. A regra básica no projeto de elementos de controle para veículos de combate deve ser o princípio - "as mãos estão sempre nos controles."

Os locais de trabalho unificados para os membros da tripulação devem estar localizados em uma cápsula blindada isolada de outros compartimentos de um veículo de combate, conforme implementado no projeto Armata.

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Poltronas com ângulo de inclinação variável, montadas em amortecedores, devem reduzir os efeitos das vibrações e tremores ao dirigir em terrenos acidentados. No futuro, amortecedores ativos podem ser usados para eliminar vibrações e tremores. Os assentos da tripulação podem ser equipados com ventilação integrada com controle de temperatura de várias zonas.

Pode parecer que tais requisitos sejam excessivos, já que um tanque não é uma limusine, mas um veículo de combate. Mas a realidade é que os dias de exércitos tripulados por recrutas não treinados acabaram irrevogavelmente. A crescente complexidade e custo dos veículos de combate exige o envolvimento dos profissionais que os correspondem, que precisam proporcionar um ambiente de trabalho confortável. Levando em consideração o custo dos veículos blindados, que gira em torno de cinco a dez milhões de dólares por unidade, a instalação de equipamentos que aumentem o conforto da tripulação não afetará muito o valor total. Por sua vez, as condições normais de trabalho aumentarão a eficiência da tripulação, que não precisa se distrair com os inconvenientes do dia a dia.

Orientação e solução

Um dos problemas de automação mais difíceis é garantir a interação efetiva entre humanos e tecnologia. É nesta área que podem ocorrer atrasos significativos no ciclo OODA (Observação, Orientação, Decisão, Ação) nas fases de "orientação" e "decisão". Para entender a situação (orientação) e tomar decisões eficazes (decisão), as informações para a tripulação devem ser exibidas da forma mais acessível e intuitiva. Com o aumento do poder computacional do hardware e o surgimento do software (software), inclusive utilizando tecnologias de análise de informação com base em redes neurais, parte das tarefas de processamento de dados de inteligência anteriormente realizadas por humanos podem ser atribuídas a sistemas de software e hardware.

Por exemplo, ao atacar um ATGM, o computador de bordo de um veículo blindado pode analisar independentemente a imagem de um termovisor e câmeras operando na faixa ultravioleta (UV) (rastreamento do motor de foguete), dados do radar e, possivelmente, de sensores acústicos, detectam e capturam um lançador ATGM, selecionam a munição necessária e notificam a tripulação sobre isso, após o que, a derrota da tripulação ATGM pode ser realizada em modo automático, com um ou dois comandos (giro da arma, tiro).

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A eletrônica a bordo de veículos blindados promissores deve ser capaz de determinar independentemente alvos potenciais por suas assinaturas térmicas, UV, ópticas e de radar, calcular a trajetória de movimento, classificar os alvos pelo grau de ameaça e exibir informações na tela ou em um capacete de fácil leitura. Informações insuficientes ou, pelo contrário, redundantes podem levar a atrasos na tomada de decisões ou à tomada de decisões erradas nas fases de "orientação" e "decisão".

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A mistura de informações provenientes de vários sensores e exibidas em uma tela / camada pode se tornar uma importante ajuda no trabalho das tripulações de veículos blindados. Em outras palavras, as informações de cada dispositivo de observação localizado em um veículo blindado devem ser usadas para formar uma imagem única que seja mais conveniente para a percepção. Por exemplo, durante o dia, imagens de vídeo de câmeras de televisão em cores de alta definição são usadas como base para a construção de uma imagem. A imagem do termovisor é usada como auxiliar para destacar os elementos de contraste térmico. Além disso, elementos de imagem adicionais são exibidos de acordo com dados de radar ou câmeras UV. À noite, a imagem de vídeo dos dispositivos de visão noturna torna-se a base para a construção de uma imagem, que é, consequentemente, complementada com informações de outros sensores.

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Tecnologias semelhantes agora são usadas até mesmo em smartphones com múltiplas câmeras, por exemplo, quando uma matriz em preto e branco com uma maior sensibilidade à luz é usada para melhorar a qualidade da imagem de uma câmera colorida. As tecnologias de combinação de imagem também são utilizadas para fins industriais. Obviamente, a capacidade de visualizar a imagem de cada dispositivo de vigilância separadamente deve permanecer uma opção.

Quando os veículos blindados operam em grupo, as informações podem ser exibidas levando em consideração os dados recebidos pelos sensores dos veículos blindados vizinhos de acordo com o princípio “um vê - todos vêem”. As informações de todos os sensores localizados em unidades de reconhecimento e combate no campo de batalha devem ser exibidas no nível superior, processadas e fornecidas ao comando superior de uma forma otimizada para cada nível específico de tomada de decisão, o que garantirá um comando e controle altamente eficazes de tropas.

Pode-se presumir que em veículos de combate promissores, o custo de criação de software será responsável pela maior parte do custo de desenvolvimento de um complexo. E é o software que determinará amplamente as vantagens de um veículo de combate em relação a outro.

Educação

A exibição da imagem em formato digital permitirá o treinamento de tripulações de veículos blindados sem o uso de simuladores especializados, diretamente no próprio veículo de combate. É claro que esse treinamento não substituirá o treinamento completo pelo tiro de armas reais, mas ainda simplificará significativamente o treinamento das tripulações. O treinamento pode ser realizado tanto individualmente, quando a tripulação de um veículo blindado atua contra IA (inteligência artificial - bots em um programa de computador), quanto usando um grande número de unidades de combate de vários tipos dentro de um campo de batalha virtual. No caso de exercícios militares, o campo de batalha real pode ser complementado com objetos virtuais, utilizando tecnologia de realidade aumentada em software de veículos blindados.

Ergonomia dos locais de trabalho e algoritmos de combate de veículos blindados promissores
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A enorme popularidade dos simuladores online de equipamento militar sugere que o software de treinamento de veículos blindados promissores, adaptado para uso em computadores comuns, pode ser usado para o treinamento preliminar em uma forma de jogo de futuros militares em potencial. Obviamente, esse software deve ser alterado para garantir a ocultação de informações que constituem segredos militares e de estado.

O uso de simuladores como meio de aumentar a atratividade do serviço militar está gradativamente se tornando uma ferramenta popular nas forças armadas de todos os países do mundo. De acordo com alguns relatos, a Marinha dos Estados Unidos usou o simulador de jogo de computador Harpoon de batalhas navais para treinar oficiais da Marinha no final do século XX. Desde então, as possibilidades de criar um espaço virtual realista aumentaram muitas vezes, enquanto o uso de veículos de combate modernos está se tornando cada vez mais parecido com um jogo de computador, especialmente quando se trata de equipamento militar não tripulado (controlado remotamente).

conclusões

As tripulações de veículos blindados promissores serão capazes de tomar as decisões certas em um ambiente complexo e dinâmico, e implementá-las em uma velocidade significativamente mais alta do que é possível em veículos de combate existentes. Isso será facilitado pelas estações de trabalho ergonômicas unificadas da tripulação e o uso de sistemas inteligentes para processamento e exibição de informações. A utilização de veículos blindados como simulador proporcionará economia de recursos financeiros no desenvolvimento e aquisição de auxiliares de treinamento especializados, proporcionará a todas as tripulações a oportunidade de treinar a qualquer momento em espaço virtual de combate ou durante exercícios militares utilizando tecnologias de realidade aumentada.

Pode-se presumir que a implementação das soluções acima em termos de aumento da consciência situacional, otimização da ergonomia da cabine e o uso de acionamentos de orientação de alta velocidade possibilitará o abandono de um dos tripulantes sem perder a eficácia de combate, para Por exemplo, é possível combinar as posições de comandante e artilheiro. No entanto, o comandante de um veículo blindado pode receber algumas outras tarefas promissoras, das quais falaremos no próximo artigo.

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