Superiorità in combattimento per il soldato moderno
Poiché lo spazio di combattimento sempre più complesso pone sempre più richieste tattiche alle unità, i militari e l'industria stanno cercando di sviluppare tecnologie di prossima generazione in grado di fornire superiorità tattica su avversari quasi uguali con capacità di combattimento significative
Le tecnologie di nuova generazione volte a fornire al soldato moderno i mezzi più efficaci per eseguire l'intero spettro di capacità operative sono continuamente ricercate, sviluppate e implementate nelle truppe al fine di ottimizzare la potenza di fuoco, la sopravvivenza e la precisione a tutti i livelli tattici, compreso il più basso.
L'elenco di queste tecnologie è enorme e va dai sistemi di comunicazione e dispositivi per l'utente finale a veicoli di supporto autonomi e sistemi di acquisizione e acquisizione di obiettivi che riducono il carico fisico e cognitivo per il soldato moderno.
Secondo la dottrina della NATO, lo spazio operativo moderno è definito come "uno spazio che comprende tutti i livelli di conflitto complesso in condizioni difficili, compresi i territori marittimi contesi, dove l'informazione dovrebbe essere considerata un'arma".
Le moderne forze militari affrontano avversari quasi uguali e potenti, come Cina, Iran, Corea del Nord e Russia, che stanno costruendo incessantemente le loro capacità in un'ampia varietà di aree. Di conseguenza, i militari devono essere preparati non solo a combattere le minacce tradizionali ed esistenti, ma anche a contrastare le nuove minacce associate alla guerra ibrida, che includono mezzi sia cinetici che non cinetici.
Queste minacce sono particolarmente preoccupanti per le unità da mischia smontate e le forze per le operazioni speciali (MTR). Tuttavia, la soluzione qui può essere non solo l'aggiornamento di armi, hardware e software, ma anche lo sviluppo di principi di utilizzo e tattiche di combattimento, metodi e metodi di guerra. Tutto ciò dovrebbe essere combinato per fornire ai gruppi di combattimento una serie di capacità per contrastare un'ampia gamma di minacce nelle sfere dell'informazione e della cibernetica, nonché nel campo della guerra elettronica.
Ad esempio, le forze armate russe hanno applicato con successo il concetto di Next Generation Warfare (la loro versione di guerra ibrida). La sua attuazione è stata splendidamente dimostrata durante le ostilità in Ucraina e Siria, dove le unità di terra avanzate sono state supportate da operazioni di informazione accuratamente preparate.
È questa attività che ha costretto gli eserciti di molti paesi a identificare e sviluppare una serie di nuove tecnologie a supporto di piccoli gruppi tattici (a livello aziendale e inferiore), che potrebbero essere incaricati di condurre operazioni in condizioni di diniego di accesso / blocco del zona in cui i segnali satellitari GPS e altri segnali di comunicazione possono essere facilmente bloccati.
L'esperienza di combattimento nell'Europa orientale, in particolare in Ucraina, ha dimostrato che le forze della coalizione che operano in stretta vicinanza alle forze russe incontrano vari problemi nelle loro reti di comunicazione.
L'addetto militare dell'Ucraina nel Regno Unito ha affermato che la guerra elettronica rimane un'opzione "attraente" per le forze russe che operano nell'Ucraina orientale."La guerra elettronica è un attacco non cinetico altamente efficace che è difficile da rintracciare", aggiungendo che le forze della coalizione nella regione sanno molto bene cosa sia il disturbo delle comunicazioni VHF. Reti UHF e GSM.
Ad esempio, per ragioni sconosciute, "il traffico radio si interrompe improvvisamente", mentre anche i veicoli aerei senza equipaggio e i robot mobili a terra, che si basano principalmente sui segnali GPS, vengono regolarmente interrotti.
Secondo il portavoce di Getac Jackson White, le forze armate stanno investendo sempre di più nelle tecnologie C4ISTAR (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance) per supportare la "strategia di guerra asimmetrica e digitalizzazione". Come esempio, ha citato il server e il laptop X500 della sua azienda, nonché l'ultimo dispositivo dell'utente finale, il tablet robusto MX50. uscito nel 2017.
Questo tablet da 15 pollici fornisce lo scambio di dati ad alto volume per applicazioni di mappatura 3D e altri programmi di controllo operativo e consapevolezza della situazione. Un dispositivo mobile delle dimensioni di un astuccio scolastico può memorizzare fino a 6 terabyte di dati, elabora e distribuisce i dati ricevuti dalle piattaforme terrestri e aeree, fornendo alle unità avanzate capacità di analizzare i dati della piattaforma, la missione eseguita e altri parametri al fine di garantire stabilità operativa in condizioni di combattimento difficili”.
Il tablet X500 è dotato di un'architettura di base generica che consente l'integrazione nelle reti C4ISTAR esistenti e future. Il dispositivo funziona su un sistema operativo Windows 10 che fornisce protezione dei dati, autenticazione e avvio fisicamente sicuro. Se il tablet cade nelle mani del nemico, può essere disabilitato da remoto utilizzando il software Mobile Device Management.
Rifiutato in connessione
La necessità di messaggistica sicura in tutto lo spazio di combattimento conteso e congestionato rimane un prerequisito critico ed essenziale per le forze armate che cercano di svolgere efficacemente missioni negli ambienti operativi attuali e futuri.
Secondo alcuni esperti, i sistemi di comunicazione di comunicazione di prossima generazione oggi dovrebbero avere non solo una maggiore protezione contro i disturbatori (come indicato dall'esempio dell'Ucraina), ma anche fornire b ohvelocità di trasmissione dati più elevate per dare ai soldati la possibilità di supportare l'intera gamma di funzionalità C4ISTAR.
Queste esigenze hanno guidato l'emergere e la proliferazione della prossima generazione di radio programmabili. Sono in grado di accettare molti protocolli di comunicazione speciali e di fornire comunicazioni negli ambienti più difficili.
Inoltre, molti eserciti più avanzati cercano di espandere la loro influenza e stabilire una cooperazione globale. Ciò richiede livelli più elevati di interazione dei sistemi di comunicazione con gli alleati locali, che non dispongono di sistemi radio programmabili ad alta tecnologia e stazioni radio tattiche disponibili per gli eserciti "occidentali".
Michael McFerron della 1st US Marine Division, rilevando la necessità di migliorare la gestione delle firme delle comunicazioni dei piccoli gruppi tattici, ha avvertito: “Dobbiamo considerare l'interferenza elettromagnetica e i segnali che inviamo. Se emetti segnali, sei morto.
“Come agire in uno spazio del genere? ha chiesto McFerron, sottolineando l'importanza di spegnere i sistemi di comunicazione nemici proteggendo le comunicazioni del Corpo dei Marines. “Se operiamo in un ambiente come questo, possiamo proteggere i nostri sistemi da minacce più avanzate? Come ci si prepara e si impara a lavorare in questo ambiente?"
MANET (Mobile Ad Hoc Network) - reti wireless decentralizzate auto-organizzanti costituite da dispositivi mobili. Ciascuno di questi dispositivi può muoversi indipendentemente in qualsiasi direzione e, di conseguenza, spesso interrompersi e stabilire connessioni con i vicini. Tali reti, indipendenti dalle costellazioni satellitari, stanno diventando sempre più popolari. Questa tecnologia si sta gradualmente diffondendo alle unità di fanteria e all'MTR, fornendo al personale sistemi di comunicazione autoriparanti e resistenti alle interferenze.
Jimi Henderson di Silvus Technologies ha il suo punto di vista sulle nuove esigenze dell'ambiente operativo odierno. Forniscono la capacità di spetsnaz e fanteria a diretto contatto con il nemico, così come UAV e NMR, di agire in opposizione, quando i canali di comunicazione possono essere bloccati con un'alta probabilità.
Ad esempio, la capacità del personale e dei sistemi controllati a distanza di resistere alle interferenze è potenziata dall'uso di radio dual band che supportano due bande di radiofrequenza (ad es. 2 e 4 GHz) in un unico dispositivo fisico. Secondo Henderson, una tale soluzione consente al soldato moderno di passare rapidamente e facilmente tra frequenze alternative al fine di evitare fonti di interferenza senza bisogno di modifiche hardware.
"Riguarda la conoscenza dello spettro", ha spiegato, osservando che i sistemi radio esistenti potrebbero "trascurare" le prestazioni e i problemi di interferenza. Henderson ha anche notato che i sistemi radio tattici dovrebbero funzionare all'interno di edifici a tunnel e strutture sotterranee, dove le comunicazioni in linea di vista possono essere facilmente interrotte. Questo è il motivo per cui la capacità di mantenere le comunicazioni fuori dal campo visivo tra operatori e veicoli senza equipaggio rimane un requisito operativo critico.
Queste soluzioni includono le stazioni radio della famiglia StreamCaster di Silvus Technologies. Facoltativamente, supportano il collegamento di antenne direzionali trasmittenti 2x2 e 4x4, che forniscono un guadagno di segnale rispettivamente di 2-3 dB e 5-6 dB. Pertanto, sono adatti per "situazioni estreme in cui gli abbonati si muovono rapidamente o sono fuori dalla linea di vista e la lunghezza e la distanza dell'antenna non contano", ha affermato Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 con tecnologia MIMO (multiple-input multiple-output - un metodo di codifica spaziale del segnale che consente di aumentare la larghezza di banda del canale, in cui la trasmissione e la ricezione dei dati sono effettuate da sistemi di più antenne adattative con debole correlazione), essendo il sistema più piccolo della società in portafoglio, è in grado di fornire le capacità necessarie alle unità MTR e di fanteria. La radio con una potenza di uscita fino a 4 watt è disponibile nella versione "mano temprata"; la bassa probabilità di jamming è fornita dalla modalità "push-to-talk" (solo premendo il pulsante) e dalla comunicazione dual-band.
Secondo Henderson, le radio Streamcaster sono in grado di supportare fino a 380 nodi MANET su una singola rete. Ciò consente di trasmettere in modo efficiente i segnali da un nodo all'altro in modalità automatica, riducendo la dipendenza dai segnali GPS e dalle comunicazioni satellitari in generale.
La radio Streamcaster 4200 può anche connettersi a dispositivi Wi-Fi e GPS tramite un connettore esterno opzionale. Ogni sistema può memorizzare fino a 128 GB di dati nella sua memoria interna. Henderson ha affermato che una rete di tali radio potrebbe raggiungere "latenza ultra bassa, con una media di 7 millisecondi per salto tra i nodi".
In risposta all'attuale richiesta di missioni di combattimento in tutti gli scenari C2D2E (Communications Degraded / Communications Denied Environment), sono disponibili sul mercato piattaforme MANET di comunicazione sempre più specializzate per i militari. Ad esempio, la radio programmabile alternativa TW-950 Shadow di TrellisWare Technologies. È stato presentato nel maggio 2017 alla Conferenza delle forze speciali SOFIC.
Come lo Streamcaster, la radio portatile Shadow è in grado di funzionare in una gamma RF estesa. Ciò consente velocità di trasferimento dati più elevate e, secondo Mat Fellows di TrellisWare Technologies, "visualizza una varietà di video ad alta definizione ed è completamente interoperabile con i dispositivi che utilizzano il protocollo proprietario TSM-X".
Il dispositivo Shadow pesa 312 grammi, opera nelle bande di frequenza 225-450 MHz e 1250-2600 MHz e ha una potenza di trasmissione di 2 watt. La stazione radio supporta fino a 16 canali con un ritardo di "meno di un secondo" e può funzionare sott'acqua a una profondità di due metri.
I borsisti hanno anche confermato che varie unità MTR stanno già utilizzando diversi tipi di sistemi radio compatibili con MANET, in particolare per combattere il terrorismo nelle aree popolate e in assenza di segnale GPS.
Persistent Systems sta promuovendo il suo sistema MPU5, il cui componente principale è una radio 3x3 con tecnologia MIMO. Secondo Herbert Rubens, direttore di Persistent Systems, "Genera una potenza di trasmissione fino a 6 watt, fornendo una rete IP (protocollo Internet) sicura in tutte le condizioni e velocità di trasmissione dati superiore a 100 megabit al secondo".
L'MPU5 include anche un codificatore/decodificatore video integrato in grado di distribuire flussi video ad alta definizione in tempo reale; il sistema operativo Android su cui gira il software ATAK; oltre a 16 canali radio con traffico su IP (RoI).
“MPU5 migliora la consapevolezza della situazione, contribuendo al successo della missione e migliora anche la sicurezza generale. Inoltre, il sistema MPU5 è una soluzione estremamente conveniente implementando molte possibilità in un prodotto commerciale , ha spiegato Rubens della posizione della sua azienda.
Supporto autonomo e intelligenza artificiale
I sistemi radio compatibili con MANET vengono sempre più utilizzati per comunicare con piattaforme autonome, inclusi UAV e NMR. Sono attivamente schierati in scenari operativi per ridurre il carico sul personale MTR e sulle unità di fanteria.
Il mercato mondiale offre attualmente una miriade di diversi sistemi robotici a terra o HMP. Ciò include piccoli HMP cingolati in grado di smaltire ordigni inesplosi e ordigni esplosivi improvvisati, nonché altre attività di raccolta di informazioni. Ci sono anche una serie di grandi piattaforme su ruote sul mercato utilizzate sia per il trasporto di merci che per il supporto al combattimento. L'NMP può anche fornire supporto di fuoco a tempo pieno a gruppi d'assalto smontati e forze speciali.
Le nuove tecnologie ora consentono l'uso dell'HMP in scenari di combattimento sempre più complessi. In particolare, c'è una maggiore necessità per MWD di svolgere attività in aree edificate e servizi sotterranei.
Fonti del settore sostengono che questa ripresa tecnologica non riguardava la progettazione e lo sviluppo di piattaforme completamente nuove, ma piuttosto l'implementazione di standard di architettura aperta per l'integrazione semplificata di payload e controller plug-and-play. Naturalmente, sono necessari compromessi tra dimensioni, peso e potenza e permangono preoccupazioni sugli attuali livelli di autonomia nell'intero spettro NMR.
Secondo il rappresentante di Applied Research Associates Matthew Fordham, solo ora il soldato moderno ha iniziato a beneficiare della tecnologia autonoma.
Per più di un decennio, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti è stato impegnato nell'uso diffuso di HMP all-terrain per compiti militari, ma fino a poco tempo il loro sviluppo è stato principalmente guidato da progetti di ricerca.
"Non è stato fino al 2017 che il Dipartimento della Difesa ha iniziato a finanziare in modo mirato le applicazioni militari emettendo una richiesta di offerta per il Route Clearance Interrogation System (RCIS) e il programma Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET)", ha spiegato.
L'esercito degli Stati Uniti nel dicembre 2017 ha selezionato quattro partecipanti per il progetto SMET: Applied Research Associates (ARA) e Polaris Defense (Team Polaris); Sistemi terrestri di dinamica generale (GDLS); HDT globale; e Howe & Howe Technologies.
Questo programma è stato nominato nel documento strategico dell'esercito americano Robotic and Autonomous Systems, pubblicato nel marzo 2017, come priorità a breve termine (fino al 2020) per le forze di terra. Il concetto di Manned Unmanned Teaming (MUM-T) consiste nell'integrare le capacità robotiche e autonome combinate con le unità dell'esercito mantenendo la piena funzionalità dei caccia.
I principi iniziali dell'uso in combattimento e i requisiti SMET riguardavano un veicolo che poteva accompagnare i soldati a camminare a una velocità di 3 km / h fino a 72 ore senza fare rifornimento su una distanza di 97 km. In definitiva, il dispositivo dovrà funzionare in tre modalità: autonoma, semi-autonoma e telecomandata.
La piattaforma deve sostenere un carico di 454 kg e generare 3 kW in posizione di parcheggio e 1 kW in movimento. Il trasporto di 454 kg ridurrà il carico su ogni soldato della squadra di 45 kg. Riducendo il carico, la piattaforma consentirà ai gruppi di brigate di fanteria della Brigata di combattimento di fanteria di percorrere lunghe distanze, mentre la generazione di elettricità da questa piattaforma consentirà di ricaricare apparecchiature e batterie in movimento.
La piattaforma SMET è progettata per svolgere una varietà di compiti, incluso il trasporto di munizioni, acqua, batterie e attrezzature speciali; C4ISTAR; e supporto antincendio.
Il Dipartimento della Difesa dovrebbe confermare lo stato del programma ufficiale di SMET a metà del prossimo anno. L'esercito degli Stati Uniti sta valutando l'acquisto di un massimo di 80 piattaforme dopo aver selezionato un appaltatore principale preferito.
Secondo Fordham, le piattaforme e le tecnologie dei sensori associate a tali sviluppi HMP oggi sono sufficientemente mature per essere ampiamente utilizzate a supporto del soldato moderno e abbastanza convenienti per investimenti successivi.
Riferendosi alle sfide future poste dallo sviluppo esplosivo di HMP, Fordham ha definito la "sicurezza assoluta" l'elemento più importante in qualsiasi progetto di piattaforma robotica di successo. Il funzionamento dell'HMP deve essere sempre sicuro, senza movimenti involontari o comportamenti imprevisti.
“Un solo problema di sicurezza può mettere da parte la robotica per anni. Le prestazioni prevedibili della piattaforma sono la chiave del successo. Innanzitutto, la sicurezza è sempre la sfida più importante. Ridondanza dei controllori, software sicuro, analisi attenta, controllo e verificabilità: tutto questo è la base per raggiungere con successo il livello di sicurezza richiesto."
“In secondo luogo, ci sono molti problemi con i robot fuoristrada. Non abbiamo Google Maps che mostrano il percorso migliore, regole del traffico con cartelli come nelle applicazioni commerciali. Ma abbiamo un sacco di pietre, alberi, buche e bruschi cambiamenti di rilievo, che non sono segnati sulla mappa, e il sistema deve risolvere tutto questo in tempo reale , ha spiegato Fordham.
Applied Research Associates ha collaborato con Polaris nell'ambito del programma SMET per offrire una soluzione basata sul Polaris MRZR ATV (veicolo fuoristrada), che è già in servizio con la fanteria e le forze speciali dei paesi della NATO e dei loro alleati. La variante MRZR X è una variante autonoma e facoltativamente controllata dell'MRZR ATV progettata per fornire una transizione più fluida dai sistemi robotici con equipaggio a quelli autonomi.
MRZR X è dotato del Modular Robotic Applique Kit (M-RAK), che consente l'integrazione di tecnologie autonome mantenendo l'architettura fisica e software delle piattaforme abitate esistenti.
Matthew Fordham ha affermato che uno dei vantaggi dell'MRZR X è che "una piattaforma simile è già in uso nelle forze armate statunitensi. I costi di produzione saranno bassi e l'assistenza sarà disponibile in tutto il mondo. La macchina è di facile utilizzo e manutenzione e il passaggio dalla modalità manuale a quella non presidiata avviene premendo un interruttore a levetta. I progressi negli algoritmi di apprendimento automatico, nell'elaborazione video e nelle tecnologie di array di porte programmabili dall'utente (FPGA) hanno apportato contributi significativi alle prestazioni semi-autonome che i militari stanno attualmente cercando".
“Il mercato HMP è in costante crescita. Man mano che la fiducia dei soldati nelle piattaforme robotiche cresce, assisteremo a una crescente proliferazione di tali sistemi. I budget saranno formati tenendo conto della necessità di introdurre ulteriori sistemi robotici a terra nell'arsenale militare. Noi, guardando i nostri potenziali avversari, ci sforziamo di espandere la funzionalità dei nostri robot. Saranno in grado di fare il lavoro più sporco e pericoloso per i nostri soldati.
Ronen Fishman della società israeliana Automotive Robotic Industry ha convenuto che lo sviluppo di HMP è essenziale per il soldato moderno.
Tuttavia, ritiene che il mercato HMR per le strutture di sicurezza nazionale rimanga più sviluppato rispetto al mercato HMW per le strutture militari. Tuttavia, nel prossimo futuro, queste tecnologie si diffonderanno in molti eserciti del mondo.
"La comprensione che gli HWM dovrebbero svolgere un ruolo di primo piano nella prossima battaglia è già presente, ma ci vorranno altri due o tre anni perché questa comprensione si traduca in azione reale".
Secondo Fishman, i requisiti più importanti per un HMP che lavora fianco a fianco con un soldato moderno sono l'elevata manovrabilità e l'eccellente manovrabilità. Tuttavia, il software rimane un elemento chiave di qualsiasi programma di sviluppo HMP, poiché solo il software consente l'implementazione delle varie modalità offline.
"La parte più difficile della creazione di software è che deve far funzionare più sottosistemi in perfetta armonia e allo stesso tempo essere abbastanza flessibili da integrare nuovi sottosistemi avanzati in una frazione del tempo".
L'industria robotica automobilistica offre attualmente diversi HMP su ruote tra cui AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 e AMSTAF 4 4x4, che sta sviluppando in collaborazione con BFL India.
Allo stesso tempo, il mercato HMP sta attraversando un processo di riduzione delle dimensioni delle piattaforme e dei carichi utili al fine di ottimizzare il supporto per la fanteria e le unità speciali, in particolare durante le missioni di ricognizione e di eliminazione di ordigni inesplosi.
