O uso de veículos de superfície não tripulados e submarinos de vários tipos, bem como outros sistemas robóticos na resolução de uma ampla gama de tarefas no interesse das forças navais e da guarda costeira dos principais países do mundo, tornou-se generalizado nos últimos anos e tende para um desenvolvimento rápido.
Um dos motivos da atenção que os especialistas navais prestam à criação de robôs subaquáticos é a alta eficiência de seu uso de combate em comparação com os meios tradicionais à disposição do comando das forças navais dos países do mundo até agora. Por exemplo, durante a invasão do Iraque, o comando do grupo da Marinha dos EUA no Golfo Pérsico usando veículos subaquáticos autônomos não tripulados conseguiu limpar minas e outros objetos perigosos de minas e outros objetos perigosos da área de água da baía com um área de um quarto de milha quadrada (cerca de 0,65 km2), apesar do fato de que, como um dos representantes da Marinha dos Estados Unidos observou ao correspondente da Associated Press, um destacamento típico de mergulhadores mineiros teria tomado 21 dias para fazer isso.
Ao mesmo tempo, a lista de tarefas resolvidas pelos veículos subaquáticos não tripulados está em constante expansão, e além das tradicionais e mais comuns - a busca de minas e objetos explosivos, a prestação de várias operações subaquáticas, bem como o reconhecimento e observação - já inclui a solução de tarefas de choque e trabalho em tarefas mais complexas e anteriormente inacessíveis aos “Robôs em alças” na zona litoral, onde devem destruir minas e outros elementos da defesa anti-anfíbia do inimigo. As condições específicas de seu uso em combate são águas rasas, fortes correntes de maré, ondas, topografia de fundo difícil, etc. - Como resultado, levam à criação de mecanismos caracterizados pela alta complexidade técnica e originalidade das soluções utilizadas. No entanto, essa originalidade muitas vezes vai para o lado para eles: o cliente ainda não está pronto para a introdução massiva de tais monstros feitos pelo homem nas tropas.
"CÂNCER" DE COMPÓSITO DE METAL
Um dos primeiros robôs militares criados para trabalhar na área de "praia" em preparação para a operação anfíbia, pode ser considerado um pequeno robô subaquático autônomo crustáceo conhecido como Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, que pode ser traduzido do inglês como "walking benthic (abaixo) veículo subaquático autônomo ".
Este aparelho de apenas 3,2 kg foi desenvolvido por iniciativa de especialistas do Marine Science Center da Northeastern University, localizado em Boston, Massachusetts (EUA), sob a liderança do Dr. Joseph Ayers. O cliente da obra foi o US Navy Research Directorate (ONR) e a Defense Advanced Research Projects Agency do Ministério da Defesa dos Estados Unidos (DARPA).
O dispositivo é um robô autônomo de fundo da chamada classe biomimética (robôs semelhantes a algumas amostras do mundo animal. - V. Sch.), Que se parece com um câncer e é projetado para realizar reconhecimento e ação de minas no litoral zona e na primeira linha de costa, bem como no fundo de rios, canais e outros reservatórios naturais e artificiais rasos.
O robô possui um corpo feito de um material compósito durável, com 200 mm de comprimento e 126 mm de largura, oito patas mecânicas com três graus de liberdade cada, além de um par de patas dianteiras, semelhantes a garras de caranguejo ou de caranguejo, e uma traseira, semelhante à cauda de um caranguejo, superfícies para estabilização hidrodinâmica do robô sob a água com aproximadamente 200 mm de comprimento cada (ou seja, cada superfície é comparável em comprimento ao corpo do robô). Pernas mecânicas são postas em movimento por músculos artificiais feitos de liga de níquel-titânio com efeito de memória de forma (liga de memória de forma NiTi), e os desenvolvedores decidiram usar modulação de largura de pulso nas unidades.
As ações do robô são controladas por meio de um controlador de rede neural que implementa um modelo comportamental emprestado pelos desenvolvedores da vida das lagostas e adaptado às condições de uso de combate desses robôs. Além disso, os especialistas da Northeastern University escolheram a lagosta americana como fonte para o desenvolvimento do modelo comportamental do robô em questão.
“As formas e comportamentos que as lagostas têm usado para encontrar comida por milênios podem ser igualmente usados por um robô para encontrar minas”, disse o líder do projeto, Dr. Joseph Ayers, do Centro de Ciências Marinhas da Northeastern University.
O sistema de controle a bordo do robô de câncer é baseado em um sistema de computação do tipo Persistor baseado em um microprocessador Motorola MC68CK338 e a carga útil do dispositivo inclui um sistema de comunicação hidroacústica, uma bússola e um inclinômetro / acelerômetro baseado em MEMS (MEMS - sistema microeletromecânico).
Um cenário típico para o uso de combate deste robô era assim. Um grupo de lagostins robóticos é entregue à área de aplicação usando um transportador especial em forma de torpedo (que deveria criar algo como uma versão subaquática de um pequeno contêiner de carga usado na Força Aérea). Após o espalhamento, os robôs, de acordo com um programa pré-determinado, deveriam realizar reconhecimento ou reconhecimento adicional da área designada, identificar elementos do sistema de defesa antiafíbio do inimigo, especialmente no que diz respeito a minas e outros objetos explosivos, etc. No caso de produção em grande escala, o preço de compra de um câncer robótico pode ser de aproximadamente US $ 300.
No entanto, parece que a questão não foi além da construção de vários protótipos e seus curtos testes. O principal cliente potencial, a Marinha, que inicialmente destinou cerca de US $ 3 milhões para esses estudos, não manifestou mais interesse no projeto: a última vez que o desenvolvimento da Northeastern University foi demonstrado aos especialistas do comando da Marinha dos Estados Unidos, aparentemente, em 2003 Provavelmente, não houve nenhum cliente entre os participantes daquelas exposições onde esta invenção foi demonstrada.
CRAB "ARIEL II"
Uma tentativa de criar um robô baseado nas características estruturais de "frutos do mar", e especificamente - um caranguejo, também foi realizada por especialistas da empresa americana "AyRobot". A empresa é hoje um dos maiores desenvolvedores e fabricantes mundiais de robôs de vários tipos para fins militares e civis, e o volume de suas entregas há muito é estimado em milhões. Fundada em 1990, a empresa tem estado regularmente envolvida desde 1998 nos interesses da DARPA ou outras divisões das agências militares e de segurança dos Estados Unidos, bem como de outros países do mundo.
O robô desenvolvido pelos especialistas da empresa recebeu o nome de Ariel II e é classificado como Autonomous Legged Underwater Vehicle (ALUV). Ele é projetado para procurar e remover minas e vários obstáculos no sistema de defesa anti-anfíbio do inimigo localizado na zona costeira de águas rasas e na "praia". Uma característica do robô, de acordo com os desenvolvedores, é sua capacidade de permanecer funcional mesmo no estado invertido.
O "Ariel II" pesa cerca de 11 kg e pode levar uma carga útil de até 6 kg. O comprimento do corpo do aparelho é de 550 mm, o comprimento máximo para manipuladores com bússola e inclinômetro é de 1150 mm, a largura é de 9 cm em posição baixa e 15 cm - em "pernas" elevadas. O robô é capaz de trabalhar em profundidades de até 8 M. Fonte de energia - 22 baterias de níquel-cádmio.
Estruturalmente, "Ariel II" é um aparato semelhante a um caranguejo com um corpo principal e seis pernas presas a ele, que possuem dois graus de liberdade. Todo o equipamento eletrônico alvo colocado a bordo do “caranguejo de uniforme” deverá, de acordo com o plano dos desenvolvedores, estar localizado em um módulo lacrado. O sistema de gerenciamento de carga de destino é distribuído. O trabalho neste robô de ação contra minas foi realizado sob contratos emitidos pela agência DARPA e pelo Escritório de Pesquisa da Marinha dos EUA.
O cenário para o uso de combate desses robôs é em muitos aspectos semelhante ao descrito acima, com apenas uma diferença: o robô possuía um modo de destruição de mina. Tendo encontrado uma mina, o robô parou e posicionou-se nas imediações da mina, aguardando o comando. Ao receber o sinal correspondente do posto de comando, o robô detonou uma mina. Assim, o "rebanho" desses robôs poderia, ao mesmo tempo, quase completamente ou até mesmo destruir completamente o campo minado antianfíbio na área do planejado pouso de assalto anfíbio. O desenvolvedor também propôs uma opção que não previa o papel de um kamikaze: o robô simplesmente colocou uma carga explosiva na mina e recuou para uma distância segura antes da explosão.
Um dos protótipos do robô - o caçador de minas "Ariel". Foto de www.irobot.com
O Ariel II demonstrou sua capacidade de encontrar minas durante pelo menos três testes. O primeiro foi conduzido em uma área costeira rasa na área de Riviera Beach, perto da cidade de Riviera, Massachusetts; o segundo está na área da Cidade do Panamá, Flórida, financiado pela Boeing Corporation, e o terceiro está na área da Baía de Monterey para o National Geographic Group. Aparentemente, este projeto não recebeu mais desenvolvimento (inclusive devido aos resultados nada ambíguos desses testes), e o cliente militar, que financiou a obra na primeira fase, supostamente considerou outro empreendimento da mesma empresa mais promissor, conhecido como “Transfibian” e discutido abaixo. Embora aqui também nem tudo seja tão simples.
"TRANSFIBIA" DE MASSACHUSETS
Outro veículo submarino não tripulado para trabalhos na zona litorânea, que é cotado pela empresa "AyRobot", não foi originalmente desenvolvido por seus especialistas, mas sim herdado da empresa "Nekton Corporation", que adquiriu em setembro de 2008 por US $ 10 milhões
Este dispositivo foi denominado "Transphibian" (Transphibian) e foi criado no interesse dos militares para procurar e destruir minas de vários tipos por autodetonação usando uma carga explosiva a bordo pesando 6,35 kg e um sinal fornecido por um operador remoto.
"Transfibian" é um veículo subaquático autônomo não tripulado de pequeno porte (portátil) com cerca de 90 cm de comprimento. Sua principal diferença em relação a outros submersíveis de ação contra minas na zona litorânea é o uso de um método combinado de movimento: na coluna de água, o dispositivo se move com a ajuda de dois pares de "barbatanas", como um peixe ou um mamífero pinípede, e ao longo do fundo, com a ajuda das mesmas "barbatanas", já está a rastejar. Ao mesmo tempo, nos materiais dedicados a este desenvolvimento, argumenta-se que as "barbatanas" têm seis graus de liberdade. Conforme concebido pelos desenvolvedores, isso fornece a possibilidade de uso igualmente eficaz do aparelho em consideração tanto em águas rasas quanto em grandes profundidades, e também aumenta significativamente sua mobilidade e a capacidade de superar obstáculos de várias naturezas.
Como carga útil, foi planejado o uso de vários equipamentos de busca até uma câmera optoeletrônica de grande porte, que seria suspensa em suportes especiais sob a parte central da carroceria do veículo.
O estado do desenvolvimento não é atualmente totalmente claro, uma vez que a seção dedicada ao veículo subaquático não tripulado "Transfibian" está ausente até mesmo no site da empresa desenvolvedora. Embora várias fontes afirmem que foi a favor deste dispositivo que o departamento militar americano deu preferência, abandonando o desenvolvimento anteriormente considerado da mesma empresa - o veículo subaquático não tripulado Ariel II. No entanto, é provável que o projeto tenha sido fechado ou congelado, uma vez que os especialistas navais americanos estavam, para dizer o mínimo, insatisfeitos com uma série de parâmetros importantes do veículo subaquático não tripulado em questão.
TRACK AMPHIBIA
A última amostra de veículos desabitados destinados à busca e destruição de minas, bem como ao reconhecimento da defesa antianfíbia inimiga na chamada zona de arrebentação, que consideraremos aqui, foi elaborada por especialistas da famosa empresa americana Foster- Miller, que se especializou no desenvolvimento de robôs militares e policiais. O trabalho neste dispositivo, denominado Tactically Adaptable Robot, foi realizado no âmbito do Programa MCM para Águas Muito Rasas / Zona de Surf, financiado pela gerência de Pesquisa da Marinha dos Estados Unidos.
Esta amostra foi um veículo anfíbio não tripulado e rastreado desenvolvido usando os desenvolvimentos obtidos por Foster-Miller ao criar um robô terrestre de pequeno porte Lemming, encomendado pela DARPA. Assim, este dispositivo é capaz de operar tanto no fundo do mar em águas rasas perto da costa (em um rio, lago, etc.) e na costa. Ao mesmo tempo, o desenvolvedor previa a possibilidade de equipar o dispositivo com várias opções de elementos de potência (baterias recarregáveis), sensores e outras cargas úteis, que ficavam localizados em um compartimento com um volume útil de cerca de 4.500 metros cúbicos. polegadas (cerca de 0,07 metros cúbicos).
O protótipo construído do dispositivo tem as seguintes características táticas e técnicas: comprimento - 711 mm, largura - 610 mm, altura - 279 mm, peso (no ar) - 40, 91 kg, velocidade máxima - 5,4 km / h, cruzeiro máximo alcance - 10 milhas. Como carga útil, foi planejado o desenvolvimento de sensores táteis (sensores de toque), um gradiômetro magnético, um sensor magneto-indutivo para detecção de objetos sem contato, etc.
O equipamento de bordo do robô anfíbio deve incluir ajudas à navegação (sistema multissensor para determinar a posição espacial do veículo usando o filtro de Kalman; sistema de navegação para trabalho em águas rasas SINS (Swimmer Inshore Navigation System); receptor do diferencial subsistema do sistema global de navegação por satélite (DGPS); bússola de três eixos; odômetros; sensor de giroscópio de taxa de guinada, etc.) e comunicações (receptor de rádio ISM e modem acústico subaquático), e o sistema de controle a bordo é baseado em um PC / 104 computador padrão.
Os resultados do levantamento da área designada da área de água (fundo do mar) por cada um dos robôs anfíbios alocados para isso - e a operação é planejada usando um grupo de dispositivos semelhantes - são transmitidos para o console do operador, onde um digital mapa desta área é formado com base neles.
Especialistas da Foster-Miller e da divisão de sistemas costeiros do Centro de Guerra de Superfície da Marinha dos EUA conduziram em conjunto um ciclo de teste de um protótipo do sistema em questão, durante o qual eles tiveram que demonstrar a capacidade de um robô anfíbio para resolver as seguintes tarefas:
- procurar vários objetos na área designada da área de água;
- pesquisa e identificação de objetos no fundo do mar;
- levantamento completo e completo da zona litorânea (zona de arrebentação) no local da próxima operação de assalto anfíbio;
- manter comunicação bidirecional com o operador do navio transportador ou posto de comando costeiro;
- resolver as tarefas necessárias offline.
Em julho de 2003, este robô anfíbio foi mostrado a todos em Boston como parte de uma exposição organizada pela Diretoria de Pesquisa da Marinha dos EUA durante o Boston Harborfest, e antes, em 2002, os militares dos EUA usaram esses dispositivos em uma versão otimizada para uso em terra, durante uma operação para pesquisar cavernas nas montanhas do Afeganistão.
O estado do sistema é indicado como "em desenvolvimento", os contratos para qualquer produção em série de robôs anfíbios ainda não foram celebrados (pelo menos as informações sobre o assunto não foram tornadas públicas), pelo que é provável que o cliente, representado pelo O comando da Marinha dos EUA ainda não demonstrou interesse ativo em continuar a trabalhar no projeto. Além disso, não há menção a este sistema robótico no site da Marinha dos EUA na seção dedicada às Forças de Ação contra Minas e Instalações para Áreas de Águas Muito Rasas e Programa de Zona de Surf.
PERIGO POTENCIAL
De uma forma geral, pode-se afirmar que a tarefa de busca, detecção, classificação e destruição de minas na zona litoral e na primeira linha de costa ("praia"), bem como a detecção de vários elementos da defesa anti-anfíbia inimiga continua a ser uma das componentes mais importantes do complexo processo de apoio às marinhas dos principais países do mundo às operações de assalto anfíbio. Principalmente aquelas que acontecem em trechos desconhecidos da costa.
A este respeito, podemos esperar um maior desenvolvimento do trabalho na criação de ferramentas robóticas projetadas para resolver os problemas acima. Embora, como se pode verificar pelas informações anteriores, a tarefa de criar veículos desabitados e especialmente autônomos, capazes de operar em condições extremamente difíceis da zona litorânea (zona de arrebentação, na primeira linha de costa), caracterizada por uma topografia de fundo complexa, profundidades rasas e correntes fortes, não é nada simples e nem sempre leva aos resultados desejados e satisfatórios para o cliente.
Por outro lado, já em 2008, nas páginas do recurso online NewScientist.com, foi publicado material com base na previsão feita por especialistas britânicos e americanos sobre as mais graves ameaças científicas e técnicas que a humanidade pode enfrentar no futuro previsível. … E o que é notável, segundo os autores da previsão, uma das ameaças com alto grau de probabilidade pode ser o desenvolvimento excessivamente rápido de robôs biomiméticos - sistemas criados a partir do empréstimo de certas amostras da natureza do planeta. Como, por exemplo, os veículos subaquáticos autônomos não tripulados, criados semelhantes a certas amostras da fauna marinha tanto no sentido construtivo quanto em relação aos modelos comportamentais implementados em seus sistemas de controle.
Segundo cientistas britânicos, a rápida "criação" desse tipo de robôs biomiméticos pode se tornar uma nova espécie ocupante em nosso planeta e entrar em um confronto pela posse de espaço vital com seus antigos criadores. Fantástico? Sim provavelmente. Mas, alguns séculos atrás, o submarino Nautilus, os foguetes espaciais e os lasers de combate pareciam fantásticos. E o especialista em robôs biomiméticos Robert Full, que trabalha na Universidade da Califórnia em Berkeley, enfatiza: "Em minha opinião, nesta fase, sabemos muito pouco sobre as possíveis ameaças para planejar adequadamente nossos desenvolvimentos."
