L'utilizzo di veicoli di superficie e subacquei senza equipaggio di vario tipo, nonché di altri sistemi robotici per la risoluzione di un'ampia gamma di compiti nell'interesse delle forze navali e della guardia costiera dei principali paesi del mondo, si è diffuso negli ultimi anni e tende a per un ulteriore rapido sviluppo.
Uno dei motivi dell'attenzione che gli specialisti navali prestano alla creazione di robot subacquei è l'elevata efficienza del loro utilizzo in combattimento rispetto ai mezzi tradizionali a disposizione del comando delle forze navali dei paesi del mondo fino ad oggi. Ad esempio, durante l'invasione dell'Iraq, il comando del gruppo della Marina degli Stati Uniti nel Golfo Persico utilizzando veicoli sottomarini autonomi senza equipaggio è riuscito a rimuovere mine e altri oggetti pericolosi dalle mine e altri oggetti pericolosi dalla zona acquatica della baia con un superficie di un quarto di miglio quadrato (circa 0,65 Kmq), nonostante il fatto che, come notava al corrispondente dell'Associated Press uno dei rappresentanti della Marina degli Stati Uniti, un tipico distaccamento di miner subacquei avrebbe preso 21 giorni per farlo.
Allo stesso tempo, l'elenco dei compiti risolti dai veicoli sottomarini senza equipaggio è in continua espansione e, oltre a quelli tradizionali e più comuni: la ricerca di mine e oggetti esplosivi, la fornitura di varie operazioni subacquee, nonché la ricognizione e l'osservazione - include già la soluzione di compiti d'urto e lavori su più complessi e precedentemente inaccessibili ai "Robot in spallacci" nella zona del litorale, dove devono distruggere le mine e altri elementi della difesa anti-anfibia del nemico. Le condizioni specifiche del loro uso in combattimento sono acque poco profonde, forti correnti di marea, onde, topografia del fondale difficile, ecc. - Di conseguenza, portano alla creazione di meccanismi caratterizzati da elevata complessità tecnica e originalità delle soluzioni utilizzate. Tuttavia, questa originalità spesso va di traverso per loro: il cliente non è ancora pronto per l'introduzione massiccia di tali mostri artificiali nelle truppe.
METALLO-COMPOSITO "CANCRO"
Uno dei primi robot militari creati per lavorare nell'area "spiaggia" in preparazione all'operazione anfibia, può essere considerato un piccolo robot subacqueo autonomo crostaceo noto come Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, che può essere tradotto dall'inglese come "walking benthic (in basso) veicolo subacqueo autonomo”.
Questo apparecchio del peso di soli 3,2 kg è stato sviluppato su iniziativa da specialisti del Marine Science Center della Northeastern University, con sede a Boston, Massachusetts (USA), sotto la guida del Dr. Joseph Ayers. Il committente del lavoro è stato l'US Navy Research Directorate (ONR) e la Defense Advanced Research Projects Agency del Ministero della Difesa degli Stati Uniti (DARPA).
Il dispositivo è un robot autonomo di fondo della cosiddetta classe biomimetica (robot simili ad alcuni campioni del mondo animale. - V. Sch.), che sembra un cancro ed è progettato per svolgere azioni di ricognizione e mina nel litorale zona e sulla prima linea di costa, nonché sul fondo di fiumi, canali e altri bacini artificiali e naturali poco profondi.
Il robot ha un corpo in materiale composito resistente, lungo 200 mm e largo 126 mm, otto gambe meccaniche con tre gradi di libertà ciascuna, nonché un paio di zampe anteriori, simili a chele di granchio o granchio, e una posteriore, simili a una coda di granchio, superfici per la stabilizzazione idrodinamica del robot sott'acqua lunghe circa 200 mm ciascuna (ovvero, ciascuna superficie è paragonabile in lunghezza al corpo del robot). Le gambe meccaniche sono messe in movimento da muscoli artificiali realizzati in lega di nichel-titanio con effetto a memoria di forma (lega a memoria di forma NiTi) e gli sviluppatori hanno deciso di utilizzare la modulazione dell'ampiezza dell'impulso negli azionamenti.
Le azioni del robot sono controllate utilizzando un controller di rete neurale che implementa un modello comportamentale preso in prestito dagli sviluppatori dalla vita delle aragoste e adattato alle condizioni di utilizzo in combattimento di questi robot. Inoltre, gli specialisti della Northeastern University hanno scelto l'aragosta americana come fonte per lo sviluppo del modello comportamentale del robot in questione.
"I modi e i comportamenti che le aragoste hanno usato per trovare cibo per millenni possono essere utilizzati anche da un robot per trovare mine", ha affermato il capo del progetto, il dott. Joseph Ayers del Marine Science Center della Northeastern University.
Il sistema di controllo a bordo del robot antitumorale si basa su un sistema informatico di tipo Persistor basato su un microprocessore Motorola MC68CK338 e il carico utile del dispositivo includeva un sistema di comunicazione idroacustico, una bussola e un inclinometro/accelerometro basato su MEMS (MEMS - sistema microelettromeccanico).
Uno scenario tipico per l'uso in combattimento di questo robot era simile a questo. Un gruppo di gamberi robotici viene consegnato nell'area di applicazione utilizzando uno speciale vettore di trasporto a forma di siluro (dovrebbe creare qualcosa come una versione subacquea di un piccolo container utilizzato nell'aeronautica). Dopo la dispersione, i robot, secondo un programma predeterminato, dovevano condurre ricognizioni o ricognizioni aggiuntive dell'area designata, identificare elementi del sistema di difesa anti-anfibio del nemico, in particolare per quanto riguarda mine e altri oggetti esplosivi, ecc. Nel caso della produzione su larga scala, il prezzo di acquisto di un cancro robotico potrebbe essere di circa $ 300.
Tuttavia, sembra che la questione non sia andata oltre la costruzione di diversi prototipi e le loro brevi prove. Il principale potenziale cliente, la Marina, che inizialmente ha stanziato circa 3 milioni di dollari per questi studi, non ha espresso ulteriore interesse per il progetto: l'ultima volta lo sviluppo della Northeastern University è stato dimostrato agli specialisti del comando della Marina degli Stati Uniti, a quanto pare, in 2003. Probabilmente, non c'erano clienti tra i partecipanti a quelle mostre in cui è stata dimostrata questa invenzione.
GRANCHIO "ARIEL II"
Un tentativo di creare un robot basato sulle caratteristiche strutturali del "pesce", e in particolare - un granchio, è stato intrapreso anche dagli specialisti della società americana "AyRobot". L'azienda è oggi uno dei principali sviluppatori e produttori mondiali di robot di vario tipo per scopi militari e civili e il volume delle loro consegne è stato a lungo stimato in milioni. Fondata nel 1990, la società è stata regolarmente coinvolta dal 1998 negli interessi della DARPA o di altre divisioni delle agenzie militari e di sicurezza degli Stati Uniti, nonché di altri paesi del mondo.
Il robot sviluppato dagli specialisti dell'azienda è stato chiamato Ariel II ed è classificato come Autonomous Legged Underwater Vehicle (ALUV). È progettato per cercare e rimuovere mine e vari ostacoli nel sistema di difesa anti-anfibio del nemico situato nella zona di acque poco profonde costiere e sulla "spiaggia". Una caratteristica del robot, secondo gli sviluppatori, è la sua capacità di rimanere funzionante anche in uno stato invertito.
"Ariel II" pesa circa 11 kg e può sopportare un carico utile fino a 6 kg. La lunghezza del corpo dell'apparato è di 550 mm, la lunghezza massima per i manipolatori con bussola e inclinometro è di 1150 mm, la larghezza è di 9 cm in posizione bassa e 15 cm - su "gambe" rialzate. Il robot è in grado di lavorare fino a una profondità di 8 M. Alimentazione: 22 batterie al nichel-cadmio.
Strutturalmente, "Ariel II" è un apparato simile a un granchio con un corpo principale e sei zampe attaccate ad esso, che hanno due gradi di libertà. Tutte le apparecchiature elettroniche di destinazione collocate a bordo del "granchio in divisa" dovrebbero, secondo il piano degli sviluppatori, essere collocate in un modulo sigillato. Il sistema di gestione del carico di destinazione è distribuito. Il lavoro su questo robot antimine è stato svolto in base a contratti emessi dall'agenzia DARPA e dall'Ufficio di ricerca della Marina degli Stati Uniti.
Lo scenario per l'uso in combattimento di questi robot è per molti versi simile a quello descritto sopra, con una sola differenza: il robot aveva una modalità di distruzione delle mine. Trovata una mina, il robot si fermò e prese posizione nelle immediate vicinanze della mina, in attesa del comando. Dopo aver ricevuto il segnale corrispondente dal posto di comando, il robot ha fatto esplodere una mina. Pertanto, il "gregge" di questi robot potrebbe contemporaneamente distruggere quasi completamente o addirittura completamente il campo minato antianfibio nell'area dell'atterraggio pianificato dell'assalto anfibio. Lo sviluppatore ha proposto anche un'opzione che non prevedeva il ruolo di un kamikaze: il robot ha semplicemente posizionato una carica esplosiva sulla mina e si è ritirato a distanza di sicurezza prima dell'esplosione.
Uno dei prototipi del robot: il cercatore di mine "Ariel". Foto da www.irobot.com
L'Ariel II ha dimostrato la sua capacità di trovare mine durante almeno tre test. Il primo è stato condotto in una zona costiera poco profonda nell'area di Riviera Beach, vicino alla città di Riviera, nel Massachusetts; il secondo è nell'area di Panama City, Florida, finanziato dalla Boeing Corporation, e il terzo è nell'area di Monterey Bay per il National Geographic Group. Apparentemente, questo progetto non ha ricevuto ulteriori sviluppi (anche a causa dei risultati tutt'altro che univoci di questi test) e il cliente militare, che ha finanziato il lavoro nella prima fase, avrebbe ritenuto più promettente un altro sviluppo della stessa azienda, noto come " Transfibian " e discusso di seguito. Sebbene anche qui non tutto sia così semplice.
"TRANSFIBIA" DAL MASSACHUSETS
Un altro veicolo subacqueo senza equipaggio per il lavoro nella zona costiera, che è elencato dalla società "AyRobot", non è stato originariamente sviluppato dai suoi specialisti, ma è stato ereditato dalla società "Nekton Corporation", che ha acquisito nel settembre 2008 per 10 milioni di dollari
Questo dispositivo è stato chiamato "Transphibian" (Transphibian) ed è stato creato nell'interesse dei militari per cercare e distruggere mine di vario tipo mediante autodetonazione utilizzando una carica esplosiva a bordo del peso di 6, 35 kg e un segnale fornito da un operatore remoto.
"Transfibian" è un veicolo subacqueo autonomo di piccole dimensioni (portatile) lungo circa 90 cm. La sua principale differenza rispetto ad altri sommergibili antimine nella zona del litorale è l'uso di un metodo combinato di movimento: nella colonna d'acqua, il dispositivo si muove con l'aiuto di due paia di "pinne", come un pesce o un mammifero pinnipede, e lungo il fondo, con l'aiuto delle stesse "pinne", sta già strisciando. Allo stesso tempo, nei materiali dedicati a questo sviluppo, si sostiene che le "pinne" hanno sei gradi di libertà. Secondo quanto concepito dagli sviluppatori, ciò fornisce la possibilità di un utilizzo altrettanto efficace dell'apparato in esame sia in acque poco profonde che a grandi profondità, e aumenta anche significativamente la sua mobilità e la capacità di superare ostacoli di varia natura.
Come carico utile, era previsto l'utilizzo di varie apparecchiature di ricerca fino a una fotocamera optoelettronica di grandi dimensioni, che doveva essere sospesa su supporti speciali sotto la parte centrale del corpo del veicolo.
Lo stato dello sviluppo al momento non è del tutto chiaro, dal momento che la sezione dedicata al veicolo subacqueo senza pilota "Transfibian" è assente anche sul sito web della società sviluppatrice. Sebbene un certo numero di fonti affermi che era a favore di questo dispositivo che il dipartimento militare americano ha dato la preferenza, abbandonando lo sviluppo precedentemente considerato della stessa azienda: il veicolo subacqueo senza equipaggio Ariel II. Tuttavia, è probabile che il progetto sia stato chiuso o congelato, poiché gli specialisti navali americani erano, per usare un eufemismo, insoddisfatti di una serie di importanti parametri del veicolo subacqueo senza equipaggio in questione.
PISTA ANFIBI
L'ultimo campione di veicoli disabitati progettati per cercare e distruggere le mine, nonché per condurre ricognizioni della difesa anti-anfibia nemica nella cosiddetta zona di surf, che considereremo qui, è stato creato da specialisti della famosa compagnia americana Foster- Miller, specializzata nello sviluppo di robot militari e di polizia. Il lavoro su questo dispositivo, chiamato Tactically Adaptable Robot, è stato svolto nell'ambito del programma MCM Very Shallow Water / Surf Zone, finanziato dalla direzione della ricerca della Marina degli Stati Uniti.
Questo campione era un veicolo anfibio cingolato senza equipaggio sviluppato utilizzando gli sviluppi ottenuti da Foster-Miller durante la creazione di un robot terrestre di piccole dimensioni Lemming, commissionato dalla DARPA. Pertanto, questo dispositivo è in grado di funzionare sia sul fondo marino in acque poco profonde vicino alla costa (in un fiume, lago, ecc.) sia sulla costa. Allo stesso tempo, lo sviluppatore ha previsto la possibilità di dotare il dispositivo di varie opzioni per elementi di potenza (batterie ricaricabili), sensori e altro carico utile, che si trovava in un vano con un volume utile di circa 4500 metri cubi. pollici (circa 0,07 metri cubi).
Il prototipo costruito del dispositivo ha le seguenti caratteristiche tattiche e tecniche: lunghezza - 711 mm, larghezza - 610 mm, altezza - 279 mm, peso (in aria) - 40, 91 kg, velocità massima - 5,4 km / h, massima crociera portata - 10 miglia. Come carico utile, è stato pianificato lo sviluppo di sensori tattili (sensori tattili), un gradiometro magnetico, un sensore magneto-induttivo per il rilevamento di oggetti senza contatto, ecc.
L'equipaggiamento di bordo del robot anfibio dovrebbe includere aiuti alla navigazione (sistema multisensore per determinare la posizione spaziale del veicolo utilizzando il filtro di Kalman; sistema di navigazione per lavori in acque poco profonde SINS (Swimmer Inshore Navigation System); ricevitore del differenziale sottosistema del sistema globale di navigazione satellitare (DGPS); bussola a tre assi; contachilometri; sensore giroscopico di imbardata, ecc.) e comunicazioni (ricevitore radio ISM e modem acustico subacqueo), e il sistema di controllo di bordo è basato su un PC / 104 calcolatore di serie.
I risultati del rilevamento dell'area designata dell'area acquatica (fondale marino) da parte di ciascuno dei robot anfibi assegnati per questo - e l'operazione è pianificata utilizzando un gruppo di dispositivi simili - vengono trasmessi alla console dell'operatore, dove un digitale la mappa di questa zona è formata sulla loro base.
Gli specialisti di Foster-Miller e la divisione dei sistemi costieri del Surface Warfare Center della US Navy hanno condotto congiuntamente un ciclo di test di un prototipo del sistema in questione, durante il quale hanno dovuto dimostrare la capacità di un robot anfibio di risolvere i seguenti compiti:
- cercare vari oggetti nell'area designata dell'area dell'acqua;
- ricerca e identificazione di oggetti sui fondali;
- ricognizione completa e approfondita della zona litoranea (zona surf) presso il sito della prossima operazione di assalto anfibio;
- mantenere la comunicazione bidirezionale con l'operatore sulla nave da trasporto o sul posto di comando costiero;
- risolvere le attività richieste offline.
Nel luglio 2003, questo robot anfibio è stato mostrato a tutti a Boston nell'ambito di una mostra organizzata dalla US Navy Research Directorate durante il Boston Harborfest, e in precedenza, nel 2002, l'esercito americano ha utilizzato questi dispositivi in una versione ottimizzata per l'uso a terra, durante un'operazione di rilevamento di grotte nelle montagne dell'Afghanistan.
Lo stato del sistema è indicato come "in sviluppo", i contratti per l'eventuale produzione in serie di robot anfibi non sono ancora stati conclusi (almeno le informazioni su questo non sono state rese pubbliche), quindi è probabile che il cliente, rappresentato dal Il comando della US Navy, non ha ancora mostrato un interesse attivo a continuare i lavori sul progetto. Inoltre, non si fa menzione di questo sistema robotico sul sito web della US Navy nella sezione dedicata alle Mine Action Forces and Facilities for Very Shallow Water Areas e Surf Zone Program.
RISCHIO POTENZIALE
In generale, si può affermare che il compito di cercare, individuare, classificare e distruggere le mine nella zona del litorale e sulla prima linea di costa ("spiaggia"), nonché rilevare i vari elementi di difesa antianfibia nemica rimane uno dei compiti componenti più importanti del complesso processo per le marine dei principali paesi del mondo a sostegno delle operazioni di assalto anfibio. Soprattutto quelli che si svolgono su tratti di costa sconosciuti.
A questo proposito, possiamo aspettarci un ulteriore sviluppo del lavoro sulla creazione di strumenti robotici progettati per risolvere i problemi di cui sopra. Sebbene, come si evince dalle informazioni di cui sopra, il compito di realizzare veicoli disabitati e soprattutto autonomi in grado di operare in condizioni estremamente difficili della zona litoranea (zona di surf, sulla prima linea di costa), caratterizzata da una complessa topografia del fondale, i bassi fondali e forti correnti, non è affatto semplice e non sempre porta ai risultati desiderati e soddisfacenti per il cliente.
D'altra parte, già nel 2008, sulle pagine della risorsa online NewScientist.com, è stato pubblicato materiale basato sulle previsioni fatte da esperti britannici e americani in merito alle più gravi minacce scientifiche e tecniche che l'umanità potrebbe affrontare nel prossimo futuro. … E ciò che è notevole, secondo gli autori della previsione, una delle minacce con un alto grado di probabilità potrebbe essere lo sviluppo eccessivamente rapido di robot biomimetici - sistemi creati sulla base del prestito di alcuni campioni della natura del pianeta. Come, ad esempio, i veicoli subacquei autonomi senza pilota, realizzati simili ad alcuni campioni di fauna marina sia in senso costruttivo che in relazione ai modelli comportamentali implementati nei loro sistemi di controllo.
Secondo gli scienziati britannici, il rapido "allevamento" di questo tipo di robot biomimetici può diventare una nuova specie occupante sul nostro pianeta ed entrare in uno scontro per il possesso dello spazio vitale con i loro ex creatori. Fantastico? Sì, probabilmente. Ma un paio di secoli fa, il sottomarino Nautilus, i razzi spaziali e i laser da combattimento sembravano fantastici. E lo specialista di robot biomimetici Robert Full, che lavora presso l'Università della California a Berkeley, sottolinea: "Secondo me, in questa fase, sappiamo troppo poco delle possibili minacce per pianificare adeguatamente i nostri sviluppi".
