Robôs terrestres. De sistemas de lançamento a comboios não tripulados (Parte 4)

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Robôs terrestres. De sistemas de lançamento a comboios não tripulados (Parte 4)
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Anonim
Pesos-pesados: soldados sherpas …

Surgiu uma categoria de robôs terrestres que finalmente livrará o fardo dos ombros de uma unidade de infantaria. Esses sistemas são capazes de carregar cargas pesadas, eles podem acompanhar o pelotão, deixando o soldado apenas com sua pequena mochila com o essencial enquanto carrega mochilas mais pesadas. Outra tarefa típica desses robôs é substituir veículos por equipes em tarefas perigosas, por exemplo, entregar munição para a linha de frente ou evacuar os feridos da zona de combate para uma área mais segura

Robôs terrestres. De sistemas de lançamento a comboios não tripulados (Parte 4)
Robôs terrestres. De sistemas de lançamento a comboios não tripulados (Parte 4)

Embora os robôs ambulantes possam ser a melhor solução para garantir uma mobilidade próxima à humana, por enquanto, robôs pesados destinados à logística permanecem com rodas ou rastreados.

Além disso, kits de reconhecimento (mesmo montados em mastros telescópicos), bem como kits de eliminação de munições explosivas com braços robóticos e dispositivos de neutralização de munição podem transformar essas plataformas em veículos especializados. A vantagem dessas plataformas é que elas são leves e facilmente reconfiguráveis para outras tarefas em um tempo muito curto. O seu nível de autonomia, assim como a mobilidade, podem variar consideravelmente: a maioria das soluções disponíveis atualmente são baseadas em rodas, que proporcionam um nível médio de mobilidade em terrenos difíceis, onde as vias se comprovam, que por sua vez são mais ruidosas e estruturalmente complexo. Neste momento, as soluções de caminhada foram testadas em um nível experimental; um exemplo é o sistema de apoio para caminhada do Sistema de Apoio de Esquadrões de Pernas (LS3) da Darpa.

O LS3 é um robô ambulante semiautônomo, altamente móvel, capaz de interagir com unidades militares. A plataforma de seis pernas eventualmente terá um nível de mobilidade comparável ao de um humano, permitindo que unidades desmontadas se movam sem olhar para seus robôs. O robô LS3 é acionado eletricamente, pode transportar 180kg por 32km e não precisa de nenhuma intervenção por 24 horas. A plataforma está sendo testada desde julho de 2012 no Exército e no Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA. Os três principais modos autônomos do robô são os seguintes:

- atrás do líder, quando a plataforma tenta seguir o rastro de seu líder o mais próximo possível;

- no corredor atrás do líder, quando LS3 segue o líder, mantendo mais liberdade para tomar decisões ao longo do caminho e

- movimento ao longo dos waypoints, quando a percepção local do sistema permite evitar obstáculos no seu caminho até o local indicado na grade GPS.

A fase de teste deveria durar aproximadamente dois anos, então provavelmente já foi concluída.

Lockheed Martin: o Squad Mission Support System (SMSS) da empresa é um robô terrestre do tipo mula que foi testado em condições reais de combate. O sistema foi selecionado em 2011 pelo Exército dos EUA para seus testes de burro de carga e quatro unidades SMSS foram enviadas para o exército em 2012. Eles tiveram grande sucesso com os militares, que pediram para ser deixados na área das hostilidades. Sua capacidade de transportar quase 700 kg por conta própria ao seguir os soldados mostrou-se extremamente útil e em pelo menos um caso o sistema foi carregado com mais de uma tonelada de vários estoques e ao mesmo tempo funcionou perfeitamente.

Desenvolvido por volta de 2005 e em constante atualização, o robô SMSS é baseado no Land Tamer 6x6 XHD da PFM Manufacturing Inc, feito de alumínio para embarcações marítimas com motor turbodiesel de 80 HP. Algumas das características fornecidas para a opção Bloco 1: peso total 1955 kg, carga útil 682 kg, o dispositivo pode ser transportado em helicópteros CH-53 e CH-47 ou em suspensão UH-60. A Lockheed Martin focada em adicionar capacidades autônomas, SMSS é capaz de operar em vários modos, tais como controle manual, controle remoto, comandos de voz, retorno ao operador, movimento para um local usando pontos de coordenadas selecionados, retorno ao longo de uma trajetória formada, navegação para GPS pontos de posição, siga seguindo uma pessoa e seguindo um veículo.

Enquanto o pessoal do Exército dos EUA estava ansioso para manter o aparelho SMSS em seu teatro de operações devido ao seu valor prático, o Exército e a Lockheed Martin desenvolveram outros kits funcionais e os testaram em campo. Isso inclui um avançado sistema de reconhecimento de implantação com um canal de comunicação por satélite e um sistema de liberação de rota com uma rede de arrasto. Em ambos os casos, uma estação optoeletrônica Lockheed Martin 9”Gyrocam foi instalada no mastro para fornecer reconhecimento de longo alcance ou identificar áreas suspeitas onde bombas poderiam ser enterradas. O teste de liberação de rota foi realizado com uma rede de arrasto-rolo montada no SMSS. Também nos Estados Unidos, foram realizados testes de controle do dispositivo por meio de comunicações via satélite, incluindo faixas de transmissão de comando a mais de 300 km. No total, a Lockheed Martin fabricou oito SMSS, sendo os dois últimos padrões do Bloco 2, embora nenhum detalhe tenha sido fornecido na atualização.

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O Sistema de Apoio à Missão de Esquadrão (SMSS) da Lockheed Martin foi usado como plataforma de carga no Afeganistão, mas atualmente está sendo oferecido como veículo de reconhecimento.

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O Northrop Grumman Camel 6x6, que pode transportar mais de 350 kg de suprimentos, pode ser rapidamente equipado com esteiras de borracha

Em agosto de 2014, a Lockheed Martin, em conjunto com o US Army Armored Research Center, realizou uma demonstração envolvendo dois sistemas de helicópteros desabitados: o K-MAX, desenvolvido por Kaman, e o robô terrestre SMSS equipado com a unidade óptica Gyrocam. Foi montada uma missão de combate - com a ajuda de veículos não tripulados, para garantir o abastecimento de um grupo de soldados que defendiam a aldeia. K-MAX sobrevoou o SMSS nas proximidades da aldeia, observando até que o sistema robótico alcançou os soldados, fornecendo-lhes os suprimentos necessários. O veículo semi-autônomo 8x8 então dirigiu até o ponto de vantagem, onde, usando um kit de sensor Gyrocam de 9”em um mastro telescópico, ele examinou toda a área em busca de forças inimigas. Os veículos aéreos não tripulados SMSS e K-MAX foram equipados com sistemas de comunicação móvel por satélite, bem como sistemas de comunicação local dentro da linha de visão. Como resultado de um desenvolvimento posterior, uma nova plataforma totalmente autônoma pode aparecer, bem como capacidades não letais e / ou letais com uma torre.

Northrop Grumman: Esta empresa desenvolveu o veículo robótico Camel (Carry-all Modular Equipment Landrover) para fornecer suporte logístico para patrulhas a pé. O sistema apresenta falha em uma plataforma 6x6, em cima das rodas nas quais podem ser facilmente colocados trilhos de borracha se necessário. Cada roda é movida por um motor elétrico movido por um gerador diesel-elétrico. O motor funciona com óleo diesel ou JP8, e seu tanque de 13 litros permite mais de 20 horas de operação; tal solução, ao se aproximar de um perigo potencial, permite que você se mova em modo silencioso. A velocidade máxima do veículo é de 8 km / h, pode superar inclinações de 40%, inclinações laterais 20%, obstáculos e vau de 0,3 metros. Sua carga, alojada em estrutura tubular montada no chassi, pode ultrapassar 350 kg.

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Armed variant Camel - Mobile Armed Dismount Support System durante os testes de tiro

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Versão armada do Camel com uma estação de armas controlada remotamente

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Protetor do sistema robótico multitarefa, desenvolvido pela HDT Global; na foto funciona como um transportador de carga

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A massa e a capacidade de carga do Protetor permitem transformá-lo em uma plataforma armada, na foto está um robô com um módulo de combate instalado Corvos

O Camel está equipado com um kit de sensor de detecção e prevenção de obstáculos. Pode ser controlado no modo siga-me ou via cabo. No comboio de transporte, os veículos podem seguir uns aos outros como os vagões de um trem. Vários kits opcionais estão disponíveis com o kit já mencionado, como uma bateria externa para ampliar o alcance, canais de comunicação intercambiáveis, fibra óptica, cabo rígido ou sistemas RF. De acordo com a empresa, o Exército e o Comando de Operações Especiais dos Estados Unidos têm demonstrado grande interesse pela plataforma na configuração básica, bem como nas configurações armadas descritas mais adiante neste artigo.

HDT Global: O robô rastreado Protector foi desenvolvido pela HDT Global como um sistema multitarefa para apoiar soldados em campo. O aparelho está equipado com um motor diesel de 32 cv, pode transportar uma carga de 340 kg e ainda puxar outros 225 kg em uma carreta. O protetor pode ser rapidamente desmontado em módulos portáteis para que obstáculos inesperados possam ser superados. O tanque de combustível de 57 litros (diesel ou JP8) permite um alcance de 100 km. A velocidade máxima do robô é de 8 km / h. A unidade base é controlada remotamente e o modo de controle de cruzeiro reduz a carga de trabalho do operador.

A HDT também demonstrou que seu robô pode ganhar algum nível de autonomia com navegação semi-autônoma baseada em uma variedade de sensores, incluindo optoeletrônica, tags RFID ativas, lidar, GPS diferencial, sistema de direção e hodômetros na roda dentada de cada pista. Para melhorar a segurança da operação siga-me, pelo menos dois sensores devem ser combinados na localização do líder antes que o Protetor o siga. Para equipamentos auxiliares, o sistema possui uma potência hidráulica e uma tomada com potência elétrica de 2 kW. Além de realizar tarefas práticas de desobstrução de rotas e neutralização de objetos explosivos (o que não é o objetivo deste artigo), o robô terrestre Protector também pode ser equipado com uma caçamba escavadeira e uma pá frontal para auxiliar na construção de estruturas de proteção para postes e bases (preenchimento de gabiões com terra, etc.). Após esses trabalhos, o dispositivo pode ser rapidamente devolvido ao desempenho das funções de patrulha. Uma versão com duas macas para evacuar os feridos, uma versão com um UAV amarrado para vigilância e uma versão armada com um módulo de combate controlado remotamente M-153 Corvos também foram demonstradas. O controle sem fio é realizado por meio de um joystick para o polegar e dois botões.

Em Israel, duas empresas Israel Aerospace Industries e Robo-team desenvolveram uma plataforma de carga com rodas.

IAI: A Divisão Lahav da Israel Aerospace Industries desenvolveu uma plataforma robótica com rodas 4x4 movida a diesel e deu a ela a designação Rex. A velocidade máxima do robô é de 12 km / h, a capacidade de carga é de até 250 kg, o peso sem carga é de 160 a 200 kg. Sua primeira tarefa é apoiar as patrulhas a pé, transportando parte do equipamento dos soldados. O robô pode operar em três modos diferentes. O mais simples é o controle remoto. Na segunda, é utilizada uma "coleira" mecânica, que é segurada pelo operador, e o robô Rex o segue em seu caminho como um cachorro. O mais inteligente é o modo "siga-me". As coordenadas do operador são transmitidas por meio de uma estação de rádio ao sistema GPS de bordo, que gera pontos intermediários da rota do aparelho Rex. Neste modo, vários robôs Rex podem ser usados para transportar mais equipamentos. Embora isso não tenha sido implementado no protótipo, o dispositivo Rex pode registrar a rota percorrida a fim de retornar ao ponto de partida, o modo pode ser útil para o próximo reabastecimento ao longo das rotas já percorridas e, talvez mais importante, para o retorno de as vítimas.

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A Divisão IAI Lahav desenvolveu a plataforma Rex 4x4 com capacidade para 250 kg. A nova versão aumentará a capacidade de carga para pelo menos 300 kg

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Construído pela equipe Robo, o Probot, com uma carga útil de quase 250 kg, pode ser usado para reabastecer ou evacuar os feridos. Kits de sensores e kits de eliminação de munições explosivas também estão disponíveis

O Rex é oferecido não só para tarefas de logística, mas também para outras tarefas, por exemplo, reconhecimento com um kit que inclui uma estação de levantamento optoeletrônico. O protótipo do Rex foi avaliado pelos exércitos israelenses e outros, cujos comentários e feedback levaram à criação da segunda geração do Rex. As principais mudanças dizem respeito às dimensões e ao peso: o novo robô terá uma capacidade de carga de pelo menos 300 kg com um aumento do próprio peso para 230 ou 250 kg. Os modos de operação serão os mesmos da versão anterior; O IAI acredita que aumentar o nível de autonomia aumentará significativamente o custo, o que vai contra a estratégia de marketing da empresa. O que realmente mudou muito é o motor; a segunda geração do Rex é equipada com uma unidade de energia diesel-elétrica, que permite o rastreamento silencioso em modo de baixa visibilidade. De acordo com o IAI, um protótipo da nova variante Rex estará pronto para testes no final de 2014.

Robo-Team: Na primeira parte deste longo artigo, já conhecemos a empresa Robo-Team. Na mesma categoria, ela oferece um sistema sob a designação Probot (Professional Robot). É um chassi 4x4 movido a eletricidade com uma carga útil de mais de duas vezes seu próprio peso de 120 kg. O sistema de propulsão elétrica foi escolhido para fornecer o máximo de discrição sônica em comparação com os robôs muito mais barulhentos dessa categoria, movidos a motores a gasolina e diesel. Sua velocidade máxima de 7,5 km / h facilita o acompanhamento dos soldados, enquanto sua capacidade de contornar obstáculos e saliências de 23 cm de altura garantem ampla capacidade de cross-country. O Probot possui uma visão de 360 °, fornecida por quatro câmeras diurnas / noturnas (uma de cada lado) e um módulo de iluminação circular na região do infravermelho próximo do espectro. A câmera frontal pode ser inclinada 45 ° / + 90 ° e tem uma ampliação de x10, e a iluminação é fornecida por uma luz LED branca. Tensão disponível de 12 volts ou 28 volts, existem portas Ethernet RJ45 e RS232 para combinar o equipamento instalado com o computador de bordo.

A Robo-team oferece kits como, por exemplo, um kit de eliminação de bombas, que inclui um braço manipulador robusto, um kit de reconhecimento, kits de detecção de ADM e substâncias perigosas, etc. O Probot está equipado com um canal de comunicação com alcance de linha de visão de 1000 metros. Além disso, a plataforma está equipada com sensores de rastreamento e imagem térmica para navegação automática na cidade, interna e externa, e o sistema follow me permite que o Probot acompanhe automaticamente o esquadrão de infantaria ao qual está vinculado. Robo-team não é muito prolixo quando se trata de sua máquina Probot. Seu desenvolvimento ainda está em andamento, vários protótipos estão com clientes em potencial para receber seus comentários antes de iniciar a produção. A empresa está, naturalmente, trabalhando em kits de autonomia que poderiam facilmente encontrar seu lugar no Probot devido ao seu tamanho e autonomia.

Quinetiq: Nos últimos anos, a Qinetiq North America desenvolveu muitos sistemas robóticos na categoria pesada para vários fins: liberação de rota, reconhecimento, combate, etc.

Para tarefas de suporte, a empresa desenvolveu soluções que visam a robotização de máquinas existentes. Seu Robotic Applique Kit (RAK) opcional pode ser instalado em cerca de 15 minutos em 17 diferentes carregadores Bobcat Selectable Joystick Controlled (SJC) usados para diferentes tipos de tarefas, principalmente relacionadas à liberação de rotas, como o Minotaur e Raider I ou a engenharia não tripulada Spartacus. Para a logística da infantaria, a QinetiQ North America se uniu à Polaris Defense para desenvolver o Raider II, já que este veículo é baseado na anterior Military Diesel Crew Long Box. Resta a possibilidade de condução pelo condutor e neste caso a velocidade máxima chega a 55 km / h. Sem um driver, o Raider II pode operar nos modos remoto ou autônomo. No primeiro caso, é controlado por meio de um controlador tático Controlador Tático Robótico com alcance de um quilômetro; no segundo modo, o dispositivo pode detectar obstáculos, evitá-los, seguir o operador, mover-se ao longo dos waypoints e retornar para casa. Uma câmera diurna e de imagem térmica com sensor 640x480 com zoom panorâmico / inclinado é montada na gaiola de proteção, enquanto as outras quatro câmeras fornecem cobertura total de 360 °. Os soldados podem pendurar até 10 malas a bordo; duas macas também podem ser fixadas na área de carga para a evacuação dos feridos.

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Raider I acima, Raider II abaixo

A transformação de carros bugue em sistemas de direção autônoma não é nova: a Boeing UK e a John Deere desenvolveram um sistema semelhante há alguns anos, batizando-o de R-Gator A3 com uma carga útil de 635 kg.

Sterela: Atendendo à tarefa de desenvolver o trem de aterragem para aeroportos Air Cobot (Cobot, o acrónimo florido Aircraft Enhanced Inspection by SmaRt & Collaborative robot), a empresa francesa Sterela apresentou a nova plataforma no Eurosatory 2014 no papel de uma mula. O chassi 4WD é equipado com sistemas integrados e remotos de desligamento de emergência necessários em um ambiente industrial, incluindo pára-choques de detecção de obstáculos. A capacidade de carga é de 100 kg, canal de comunicação com alcance de 200 metros, o aparelho é alimentado por motores elétricos, baterias de íon-lítio de 48 volts permitem que o aparelho funcione por até 8 horas.

A plataforma Sterela possui volante independente, pode operar no modo “siga-me” ou seguir uma rota pré-programada, esta última é oferecida como opção. A velocidade padrão é 7 km / h; no entanto, um motor opcional pode aumentá-lo para 18 km / h.

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A empresa francesa Sterela desenvolveu uma plataforma robótica 4x4 para uso em aeroportos, mas atualmente a oferece como ferramenta de logística para missões militares.

Sera Ingenierie: A empresa francesa Sera Ingenierie, parte do Grupo Sogeclaire, recebeu um contrato do Departamento de Aquisições de Defesa para desenvolver um veículo robótico no âmbito do programa Rapid (Regime d'Appui Pour l'Innovation Duale - disposição para inovação dupla). A arquitetura é orientada por requisitos de transporte, o robô resultante chamado Robbox consiste em uma viga superior que conecta dois módulos autopropelidos, cada um com um motor a diesel ou elétrico. O módulo diesel está equipado com um motor de 16,75 cv. e o módulo elétrico contém um motor elétrico de 15 kW e uma bateria de íons de lítio de 6 kWh. Dependendo da escolha do layout, a direção possui um ou dois eixos. No segundo caso, o raio de giro diminui de 5,4 para 3,4 metros, o que equivale a uma volta em torno de seu eixo, já que este é o comprimento da máquina Robbox. A potência máxima a bordo é de 2 kW, o peso máximo é de 500 kg. É dividido em dois módulos, o primeiro com as dimensões máximas de 2400x1200x400 mm, e o segundo menor com as dimensões de 1200x1500x550 mm. A distância ao solo de 250 mm permite uma boa transitabilidade sobre obstáculos.

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A empresa francesa Sera desenvolveu uma plataforma robótica com rodas chamada Robbox, que consiste em dois módulos autopropelidos e uma viga central; na foto está uma variante com sensores instalados do MBDA

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A Nexter adotou o Robbox da Seras como base para seu conceito Mule; aparentemente, também considerando a criação de uma versão armada

O Robbox pode superar inclinações de 40% e obstáculos verticais com altura de 250 mm. Sua velocidade máxima no modo de controle remoto é de 40 km / h, caindo para 8 km / h no modo elétrico. Em operação com motor diesel, sua reserva de marcha chega a 300 km. A Sera Ingnerie fornece ao Robbox três níveis diferentes de comando e controle, desde a versão mais básica com apenas atuadores, a versão intermediária com um link de comunicação, seis câmeras e um controle remoto, até configurações especiais desenvolvidas por terceiros. Dois deles, Nexter e MBDA, apresentaram o Robbox em duas configurações diferentes no Eurosatory.

O modelo Nexter é denominado Mule e possui uma área de carga superior e uma área de carga inferior. É capaz de carregar 300 kg, mas a capacidade máxima de carga total é limitada a 400 kg, pois com todos os elementos estruturais e sistemas instalados, a massa vazia do robô aumenta para 800 kg, o que piora algumas de suas características. Um sistema chave que Nexter adicionou é um kit de controle opcional que inclui GPS diferencial, hodômetro, bússola magnética, girômetros, acelerômetro, sensores de laser para navegação e um laser de varredura para detecção de obstáculos. O software desenvolvido permite, além do modo remoto padrão, utilizar modos automáticos, por exemplo, seguir pontos intermediários, registrar um caminho e repetir, seguir-me, etc. O aparelho robótico apresentado na exposição Eurosatory ainda não foi suficientemente testado e, a este respeito, os testes de mar do Robbox começaram em setembro de 2014. A Nexter planeja iniciar testes operacionais de avaliação no início de 2015, principalmente para testar vários modos autônomos, como siga-me, já que a Autoridade de Aquisições de Defesa da França pretende usar o Mule para desenvolver uma doutrina operacional para unidades robóticas. Nesse sentido, estão sendo estudados modos avançados, que permitirão ao soldado "pedir" ao robô que pare, espere, se junte à equipe de infantaria, etc. a fim de fornecer suporte efetivo real para grupos de batalha de 10 pessoas. A Nexter está buscando desenvolver um robô terrestre multiuso, o que sugere que, aparentemente, um sistema armado baseado nesta plataforma já está nos planos.

Por sua vez, a MBDA ofereceu o Robbox na configuração M2R, uma plataforma de defesa aérea multissensor. Nessa configuração, o Robbox se transforma em um sistema de defesa aérea que pode ser implantado em posições de comando sem arriscar a vida dos soldados. O M2R está equipado com um sensor infravermelho Spynel-X de busca e rastreamento desenvolvido pela empresa francesa HGH Infrared Systems, que é capaz de capturar imagens panorâmicas com resolução de 120 megapixels e alcance de detecção de 16 km. Assim que uma ameaça é detectada e rastreada pelo sensor Spynel-X, o sistema eletro-óptico, que consiste em uma câmera diurna e um termovisor de alta ampliação, fornece uma identificação positiva do alvo. Em Paris, o robô recebeu um sensor de mastro Ranger MS da Flir Systems. Esses sensores também podem ser implantados para vigilância terrestre.

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