Più autonomia per i sistemi di terra
La classe più famosa di sistemi con funzionalità autonoma attualmente schierata dalle forze armate di alcuni paesi sono i sistemi di protezione attiva (SAZ) per veicoli corazzati, che sono in grado di distruggere in modo indipendente missili anticarro attaccanti, missili non guidati e proiettili. L'AES è solitamente una combinazione di radar o sensori a infrarossi che rilevano le risorse attaccanti, con un sistema di controllo del fuoco che traccia, valuta e classifica le minacce.
L'intero processo dal momento del rilevamento al momento dello sparo del proiettile è completamente automatizzato, poiché l'intervento umano può rallentarlo o rendere completamente impossibile l'attivazione tempestiva. L'operatore non solo fisicamente non avrà il tempo di dare il comando di sparare al controproiettile, non sarà nemmeno in grado di controllare le singole fasi di questo processo. Tuttavia, i BACS sono sempre programmati in anticipo in modo che gli utenti possano prevedere le circostanze esatte in cui il sistema dovrebbe reagire e in cui non dovrebbe. I tipi di minacce che attiveranno la risposta BAC sono noti in anticipo, o almeno prevedibili con un alto grado di certezza.
Principi simili governano anche il funzionamento di altri sistemi d'arma autonomi a terra, come i sistemi per intercettare missili non guidati, proiettili di artiglieria e mine utilizzati per proteggere le basi militari nelle zone di guerra. Sia l'APS che i sistemi di intercettazione possono quindi essere considerati come sistemi autonomi che, una volta attivati, non richiedono l'intervento umano.
Sfida: autonomia per robot mobili a terra
Oggi, i sistemi mobili a terra vengono solitamente utilizzati per rilevare gli esplosivi e neutralizzarli o per la ricognizione del terreno o degli edifici. In entrambi i casi, i robot sono controllati e monitorati a distanza dagli operatori (sebbene alcuni robot possano eseguire compiti semplici come spostarsi da un punto all'altro senza un'assistenza umana costante). “Il motivo per cui la partecipazione umana rimane molto importante è che i robot mobili a terra hanno un'enorme difficoltà nell'operare da soli in terreni difficili e imprevedibili. Guida un'auto che si muove in modo indipendente sul campo di battaglia, dove deve aggirare gli ostacoli, allontanarsi con oggetti in movimento ed essere sotto il fuoco nemico. molto più difficile - a causa dell'imprevedibilità - rispetto all'utilizzo di sistemi d'arma autonomi, come la già citata SAZ ", ha affermato Marek Kalbarczyk dell'Agenzia europea per la difesa (EDA). Pertanto, l'autonomia dei robot di terra oggi è ancora limitata a semplici funzioni, ad esempio "seguimi" e navigazione verso coordinate date. Follow me può essere utilizzato sia da veicoli senza pilota per seguire un altro veicolo o soldato, mentre la navigazione waypoint consente al veicolo di utilizzare le coordinate (determinate dall'operatore o memorizzate dal sistema) per raggiungere la destinazione desiderata. In entrambi i casi, il veicolo senza pilota utilizza GPS, radar, firme visive o elettromagnetiche o canali radio per seguire il leader o un percorso specifico/memorizzato.
La scelta del soldato
Da un punto di vista operativo, lo scopo dell'utilizzo di tali funzioni stand-alone è generalmente quello di:
• ridurre i rischi per i soldati in aree pericolose sostituendo i conducenti con veicoli senza equipaggio o kit di guida senza equipaggio con tracciamento autonomo dei convogli, o
• fornire supporto alle truppe in aree remote.
Entrambe le funzioni si basano generalmente su un cosiddetto elemento di prevenzione degli ostacoli per prevenire le collisioni con gli ostacoli. A causa della complessa topografia e forma delle singole aree del terreno (colline, valli, fiumi, alberi, ecc.), il sistema di navigazione a punti utilizzato nelle piattaforme terrestri deve includere un radar laser o lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) o essere in grado di utilizzare mappe precaricate. Tuttavia, poiché lidar si basa su sensori attivi ed è quindi facile da rilevare, il focus della ricerca è ora sui sistemi di imaging passivi. Le mappe precaricate, tuttavia, sono sufficienti quando i veicoli senza pilota operano in ambienti noti per i quali sono già disponibili mappe dettagliate (ad esempio, monitoraggio e protezione di confini o infrastrutture critiche). Tuttavia, ogni volta che i robot di terra devono entrare in uno spazio complesso e imprevedibile, un lidar è essenziale per navigare nei punti intermedi. Il problema è che anche il lidar ha i suoi limiti, cioè la sua affidabilità può essere garantita solo per veicoli senza equipaggio che operano in terreni relativamente semplici.
Pertanto, sono necessarie ulteriori ricerche e sviluppi in questo settore. A tal fine, sono stati sviluppati diversi prototipi per dimostrare soluzioni tecniche, come ADM-H o EuroSWARM, al fine di esplorare, testare e dimostrare funzionalità più avanzate, inclusa la navigazione autonoma o la cooperazione di sistemi senza pilota. Questi campioni, tuttavia, sono ancora nelle prime fasi della ricerca.
Ci sono molte difficoltà davanti
I limiti del lidar non sono l'unico problema che i robot mobili a terra (HMP) devono affrontare. Secondo lo studio "Terrain fit and integration of unmanned ground systems", così come lo studio "Determinazione di tutti i requisiti tecnici e di sicurezza di base per i veicoli militari senza equipaggio quando operano in una missione combinata che coinvolge sistemi con equipaggio e senza equipaggio" (SafeMUVe), finanziato dall'Agenzia europea per la difesa, le sfide e le opportunità possono essere suddivise in cinque diverse categorie:
1. Operativo: Ci sono molti potenziali compiti che possono essere considerati per i robot mobili di terra con funzioni autonome (centro di comunicazione, osservazione, ricognizione di zone e percorsi, evacuazione dei feriti, ricognizione di armi di distruzione di massa, seguire il capo con un carico, scorta di rifornimenti, sgombero rotte, ecc.), ma mancano ancora concetti operativi a supporto di tutto ciò. Pertanto, è difficile per gli sviluppatori di robot mobili a terra con funzioni autonome sviluppare sistemi che soddisfino accuratamente i requisiti delle forze armate. L'organizzazione di forum o gruppi di lavoro per utenti di veicoli senza pilota con funzioni autonome potrebbe risolvere questo problema.
2. Tecnico: I potenziali benefici degli HMP autonomi sono significativi, ma ci sono ostacoli tecnici che devono ancora essere superati. A seconda del compito previsto, l'NMR può essere dotato di vari set di apparecchiature di bordo (sensori per ricognizione e osservazione o monitoraggio e rilevamento di armi di distruzione di massa, manipolatori per la manipolazione di esplosivi o sistemi d'arma, sistemi di navigazione e guida), kit di raccolta di informazioni, kit di controllo operatore e apparecchiature di controllo …Ciò significa che alcune tecnologie dirompenti sono assolutamente necessarie, come il processo decisionale / il calcolo cognitivo, l'interazione uomo-macchina, la visualizzazione del computer, la tecnologia delle batterie o la raccolta di informazioni collaborativa. In particolare, l'ambiente non strutturato e conteso rende molto difficile il funzionamento dei sistemi di navigazione e guida. Qui è necessario intraprendere la strada dello sviluppo di nuovi sensori (rivelatori termici di neutroni, interferometri basati sulla tecnologia degli atomi superraffreddati, attuatori intelligenti per il monitoraggio e il controllo, sensori avanzati di induzione elettromagnetica, spettroscopi infrarossi) e tecniche, ad esempio, SLAM decentralizzato e congiunto (Simultaneous Localization and Mapping). localizzazione e mappatura) e rilievo tridimensionale del terreno, navigazione relativa, integrazione avanzata e fusione di dati da sensori esistenti, oltre a fornire mobilità tramite visione tecnica. Il problema non risiede tanto nella natura tecnologica, dal momento che la maggior parte di queste tecnologie sono già in uso in ambito civile, ma nella regolamentazione. Tali tecnologie, infatti, non possono essere immediatamente utilizzate per scopi militari, poiché devono essere adattate a specifiche esigenze militari.
Questo è precisamente lo scopo del Programma di ricerca strategica globale OSRA dell'EAO, che è uno strumento in grado di fornire le soluzioni necessarie. All'interno dell'OSRA, sono in fase di sviluppo diversi cosiddetti blocchi tecnologici o TBB (Technology Building Block), che dovrebbero eliminare le lacune tecnologiche associate ai robot di terra, ad esempio: azioni congiunte di piattaforme con equipaggio e disabitate, interazione adattiva tra un uomo e un sistema non presidiato con diversi livelli di autonomia; sistema di controllo e diagnostica; nuove interfacce utente; navigazione in assenza di segnali satellitari; algoritmi di guida, navigazione e controllo e decisionali autonomi e automatizzati per piattaforme con e senza equipaggio; controllo di più robot e loro azioni congiunte; guida e controllo ad alta precisione delle armi; sistemi di visualizzazione attivi; intelligenza artificiale e big data per supportare il processo decisionale. Ogni TVB è di proprietà di un gruppo dedicato o CapTech, che comprende esperti del governo, dell'industria e della scienza. La sfida per ogni gruppo CapTech è sviluppare una tabella di marcia per il proprio TVB.
3. Normativa / Legale: Un ostacolo significativo all'introduzione di sistemi autonomi in ambito militare è la mancanza di adeguate metodologie di verifica e valutazione o processi di certificazione che sono necessari per confermare che anche un robot mobile con le funzioni autonome più elementari è in grado di operare correttamente e in sicurezza anche in ambienti ostili e difficili. Nel mondo civile, le auto a guida autonoma affrontano gli stessi problemi. Secondo lo studio SafeMUVe, il principale lag individuato in termini di standard/best practice specifici è nei moduli relativi a livelli di autonomia più elevati, ovvero Automation e Data Merging. Moduli quali, ad esempio, "Percezione dell'ambiente esterno", "Localizzazione e mappatura", "Vigilanza" (Processo decisionale), "Pianificazione del traffico", ecc., sono ancora a livelli medi di preparazione tecnologica e, sebbene vi siano diverse soluzioni e algoritmi progettati per eseguire vari compiti, ma nessuno standard è ancora disponibile. A tal proposito esiste anche un arretrato relativo alla verifica e alla certificazione di tali moduli, in parte affrontato dall'iniziativa europea ENABLE-S3. La nuova rete di centri di test di EAO è stato il primo passo nella giusta direzione. Ciò consente ai centri nazionali di attuare iniziative congiunte per prepararsi a testare tecnologie promettenti, ad esempio nel campo della robotica.
4. Personale: L'uso esteso di sistemi di terra senza equipaggio e autonomi richiederà cambiamenti nel sistema di istruzione militare, inclusa la formazione degli operatori. Prima di tutto, il personale militare deve comprendere i principi tecnici dell'autonomia del sistema per poterlo operare correttamente e controllarlo, se necessario. La creazione di fiducia tra l'utente e il sistema autonomo è un prerequisito per la più ampia applicazione di sistemi terrestri con un livello di autonomia più elevato.
5. Finanziario: Mentre operatori commerciali globali come Uber, Google, Tesla o Toyota stanno investendo miliardi di euro in auto a guida autonoma, i militari spendono somme molto più modeste in sistemi di terra senza equipaggio, che sono distribuiti anche tra paesi che hanno i propri piani nazionali per la sviluppo di tali piattaforme. L'emergente Fondo europeo per la difesa dovrebbe aiutare a consolidare i finanziamenti e sostenere un approccio collaborativo allo sviluppo di robot mobili a terra con funzioni autonome più avanzate.
Il lavoro dell'Agenzia europea
EOA lavora attivamente nel campo dei robot mobili a terra da diversi anni. Aspetti tecnologici speciali come la mappatura, la pianificazione del percorso, seguire il leader o evitare gli ostacoli sono stati sviluppati in progetti di ricerca collaborativa come SAM-UGV o HyMUP; entrambi sono cofinanziati da Francia e Germania.
Il progetto SAM-UGV mira a sviluppare un modello dimostrativo tecnologico autonomo basato su una piattaforma terrestre mobile, caratterizzata da un'architettura modulare sia hardware che software. In particolare, il campione di dimostrazione della tecnologia ha confermato il concetto di autonomia scalabile (passaggio tra modalità di controllo remoto, semi-autonomia e completamente autonoma). Il progetto SAM-UGV è stato ulteriormente sviluppato nell'ambito del progetto HyMUP, che ha confermato la possibilità di eseguire missioni di combattimento con sistemi senza equipaggio in coordinamento con veicoli con equipaggio esistenti.
Inoltre, il progetto PASEI e gli studi SafeMUVe e SUGV stanno attualmente affrontando la protezione dei sistemi autonomi da interferenze deliberate, lo sviluppo di requisiti di sicurezza per compiti misti e la standardizzazione dell'HMP.
Sull'acqua e sott'acqua
I sistemi marittimi automatici (AMS) hanno un impatto significativo sulla natura della guerra e ovunque. La disponibilità diffusa e la riduzione dei costi di componenti e tecnologie utilizzabili nei sistemi militari consentono a un numero crescente di attori statali e non statali di accedere alle acque degli oceani del mondo. Negli ultimi anni, il numero di AWS gestite è aumentato più volte e quindi è imperativo che vengano implementati programmi e progetti appropriati che forniscano alle flotte le tecnologie e le capacità necessarie per garantire una navigazione sicura e libera nei mari e negli oceani.
L'influenza dei sistemi completamente autonomi è già così forte che qualsiasi industria della difesa a cui manca questa svolta tecnologica perderà anche lo sviluppo tecnologico del futuro. I sistemi senza equipaggio e autonomi possono essere utilizzati con grande successo in ambito militare per svolgere compiti complessi e difficili, soprattutto in condizioni ostili e imprevedibili, che l'ambiente marittimo illustra chiaramente e illustra. Il mondo marittimo è facile da sfidare, è spesso assente dalle mappe e difficile da navigare, e questi sistemi autonomi possono aiutare a superare alcune di queste sfide. Hanno la capacità di eseguire compiti senza l'intervento umano diretto, utilizzando modalità operative dovute all'interazione dei programmi per computer con lo spazio esterno.
È sicuro dire che l'uso dell'AMS nelle operazioni marittime ha le più ampie prospettive e tutto "grazie" all'ostilità, all'imprevedibilità e alle dimensioni dello spazio marino. Vale la pena notare che l'irrefrenabile sete di conquista degli spazi marini, unita alle soluzioni scientifiche e tecnologiche più complesse e avanzate, sono sempre state la chiave del successo.
Gli AMS stanno guadagnando sempre più popolarità tra i marinai, diventando parte integrante delle flotte, dove vengono utilizzati principalmente in missioni non letali, ad esempio, nell'azione contro le mine, per la ricognizione, la sorveglianza e la raccolta di informazioni. Ma i sistemi marittimi autonomi hanno il maggior potenziale nel mondo sottomarino. Il mondo sottomarino sta diventando un'arena di controversie sempre più accese, la lotta per le risorse marine si sta intensificando e, allo stesso tempo, c'è un forte bisogno di garantire la sicurezza delle rotte marittime.
