Dünyanın önde gelen ülkelerinin deniz kuvvetleri ve sahil güvenliklerinin çıkarları doğrultusunda çok çeşitli görevlerin çözümünde diğer robotik sistemlerin yanı sıra çeşitli tiplerde insansız su üstü ve su altı araçlarının kullanımı son yıllarda yaygınlaşmış ve eğilim göstermektedir. daha hızlı gelişmek için.
Deniz uzmanlarının sualtı robotlarının yaratılmasına gösterdiği ilginin nedenlerinden biri, şimdiye kadar dünya ülkelerinin deniz kuvvetleri komutanlığının emrindeki geleneksel araçlara kıyasla, savaş kullanımlarının yüksek verimliliğidir. Örneğin, Irak'ın işgali sırasında, Basra Körfezi'ndeki ABD Donanması grubunun özerk insansız sualtı araçlarını kullanan komutanlığı, körfezin su bölgesinden mayınları ve diğer tehlikeli nesneleri mayınlardan ve diğer tehlikeli nesnelerden temizlemeyi başardı. çeyrek mil karelik bir alan (yaklaşık 0.65 sq. Km), ABD Donanması temsilcilerinden birinin Associated Press muhabirine belirttiği gibi, madenci dalgıçlarının tipik bir müfrezesinin alacağı gerçeğine rağmen Bunu yapmak için 21 gün.
Aynı zamanda, insansız sualtı araçları tarafından çözülen görevlerin listesi sürekli genişlemektedir ve geleneksel ve en yaygın olanlara ek olarak - mayın ve patlayıcı nesnelerin aranması, çeşitli sualtı operasyonlarının sağlanması, keşif ve gözlem - zaten şok görevlerinin çözümünü içeriyor ve mayınları ve düşmanın anti-amfibi savunmasının diğer unsurlarını yok etmeleri gereken kıyı bölgesinde daha karmaşık ve daha önce erişilemeyen "omuz kayışlarındaki robotlar" üzerinde çalışıyor. Savaş kullanımlarının özel koşulları sığ su, güçlü gelgit akıntıları, dalgalar, zor dip topografyası vb. - Sonuç olarak, kullanılan çözümlerin yüksek teknik karmaşıklığı ve özgünlüğü ile karakterize edilen mekanizmaların oluşturulmasına yol açarlar. Bununla birlikte, bu özgünlük genellikle onlar için ters gider: müşteri, bu tür insan yapımı canavarların birliklere kitlesel olarak dahil edilmesine henüz hazır değildir.
METAL-KOMPOZİT "KANSER"
Amfibi harekata hazırlanırken "plaj" alanında çalışmak üzere yaratılan ilk askeri robotlardan biri, İngilizce'den "yürüyen bentik" olarak çevrilebilecek Ambulatuvar Bentik Otonom Sualtı Aracı olarak bilinen küçük bir kabuklu otonom sualtı robotu olarak kabul edilebilir. (altta) otonom sualtı aracı ".
Sadece 3,2 kg ağırlığındaki bu aparat, Dr. Joseph Ayers liderliğinde Boston, Massachusetts'te (ABD) bulunan Northeastern Üniversitesi Deniz Bilimleri Merkezi'nden uzmanlar tarafından inisiyatif bazında geliştirildi. Çalışmanın müşterisi ABD Deniz Kuvvetleri Araştırma Müdürlüğü (ONR) ve ABD Savunma Bakanlığı'na bağlı Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) oldu.
Cihaz, kansere benzeyen ve kıyıda keşif ve mayın eylemi gerçekleştirmek için tasarlanmış biyomimetik sınıfın (hayvan dünyasının bazı örneklerine benzeyen robotlar - V. Sch.) alt özerk bir robotudur. bölge ve ilk kıyı şeridinde ve ayrıca nehirlerin, kanalların ve diğer sığ doğal ve yapay rezervuarların dibinde.
Robot, dayanıklı kompozit malzemeden yapılmış 200 mm uzunluğunda ve 126 mm genişliğinde bir gövdeye, her biri üç serbestlik derecesine sahip sekiz mekanik ayağa, ayrıca yengeç veya yengeç pençesine benzer bir çift ön ve bir arka ayağa, bir yengeç kuyruğuna benzeyen, robotun su altında hidrodinamik stabilizasyonu için yüzeylerin her biri yaklaşık 200 mm uzunluğundadır (yani, her yüzey robot gövdesiyle karşılaştırılabilir uzunluktadır). Mekanik bacaklar, şekil hafıza efektli (NiTi şekil hafızalı alaşım) nikel-titanyum alaşımından yapılmış yapay kaslar tarafından harekete geçirilir ve geliştiriciler, sürücülerde darbe genişlik modülasyonu kullanmaya karar verdiler.
Robotun eylemleri, geliştiriciler tarafından ıstakozların hayatından ödünç alınan ve bu robotların savaş kullanım koşullarına uyarlanmış bir davranış modelini uygulayan bir sinir ağı denetleyicisi kullanılarak kontrol edilir. Ayrıca Northeastern Üniversitesi uzmanları, söz konusu robotun davranışsal modelinin geliştirilmesinde kaynak olarak Amerikan ıstakozunu seçmiştir.
Northeastern Üniversitesi Deniz Bilimleri Merkezi'nden proje lideri Dr. Joseph Ayers, “Istakozların binlerce yıldır yiyecek bulmak için kullandığı yöntemler ve davranışlar, bir robot tarafından mayın bulmak için de aynı şekilde kullanılabilir” dedi.
Kanser robotunun yerleşik kontrol sistemi, Motorola MC68CK338 mikroişlemcisine dayanan Persistör tipi bir bilgi işlem sistemine dayanmaktadır ve cihazın yükü bir hidroakustik iletişim sistemi, bir pusula ve MEMS tabanlı bir eğimölçer / ivmeölçer içeriyordu (MEMS - mikroelektromekanik sistem).
Bu robotun savaş kullanımı için tipik bir senaryo şöyle görünüyordu. Bir grup robotik kerevit, özel bir torpido şeklindeki taşıma taşıyıcısı kullanılarak uygulama alanına teslim edilir (Hava Kuvvetlerinde kullanılan küçük bir kargo konteynerinin su altı versiyonu gibi bir şey yaratması gerekiyordu). Saçılmadan sonra, robotlar, önceden belirlenmiş bir programa göre, belirlenen alanın keşif veya ek keşiflerini yapmak, düşmanın anti-amfibi savunma sisteminin unsurlarını, özellikle mayınlar ve diğer patlayıcı nesneler vb. Büyük ölçekli üretim durumunda, bir robotik kanserin satın alma fiyatı yaklaşık 300 $ olabilir.
Ancak görünen o ki mesele, birkaç prototipin inşasından ve kısa testlerinden öteye geçmemiş. Ana potansiyel müşteri, bu çalışmalar için başlangıçta yaklaşık 3 milyon dolar tahsis eden Donanma, projeye daha fazla ilgi göstermedi: Kuzeydoğu Üniversitesi'nin gelişimi, görünüşe göre, ABD Donanması komutanlığının uzmanlarına en son gösterildiğinde. 2003. Muhtemelen, bu buluşun sergilendiği sergilerin katılımcıları arasında müşteri yoktu.
YENGEÇ "ARIEL II"
"Deniz ürünlerinin" ve özellikle bir yengeçin yapısal özelliklerine dayanan bir robot yaratma girişimi, Amerikan şirketi "AyRobot" uzmanları tarafından da üstlenildi. Şirket bugün dünyanın önde gelen askeri ve sivil amaçlı robot geliştiricileri ve üreticilerinden biridir ve teslimatlarının hacminin uzun süredir milyonlarca olduğu tahmin edilmektedir. 1990'da kurulan şirket, 1998'den beri DARPA'nın veya Amerika Birleşik Devletleri'nin ve dünyanın diğer ülkelerinin askeri ve güvenlik teşkilatlarının diğer bölümlerinin çıkarlarına düzenli olarak dahil olmuştur.
Şirketin uzmanları tarafından geliştirilen robot, Ariel II olarak adlandırıldı ve Otonom Bacaklı Sualtı Aracı (ALUV) olarak sınıflandırıldı. Düşmanın kıyıdaki sığ su bölgesinde ve "sahilde" bulunan anti-amfibi savunma sisteminde mayınları ve çeşitli engelleri aramak ve kaldırmak için tasarlanmıştır. Geliştiricilere göre robotun bir özelliği, ters çevrilmiş durumda bile işlevsel kalma yeteneğidir.
"Ariel II" yaklaşık 11 kg ağırlığındadır ve 6 kg'a kadar yük taşıyabilir. Aparatın gövdesinin uzunluğu 550 mm, pusula ve eğimölçerli manipülatörler için maksimum uzunluk 1150 mm, genişlik düşük konumda 9 cm ve yükseltilmiş "bacaklar" üzerinde 15 cm'dir. Robot, 8 m'ye kadar derinliklerde çalışabilir Güç kaynağı - 22 nikel-kadmiyum pil.
Yapısal olarak "Ariel II", iki serbestlik derecesine sahip ana gövdesi ve ona bağlı altı bacağı olan yengeç benzeri bir aparattır. "Üniformalı yengeç" gemisine yerleştirilen tüm hedef elektronik ekipman, geliştiricilerin planına göre kapalı bir modüle yerleştirilmelidir. Hedef yük yönetim sistemi dağıtılır. Bu mayın eylem robotu üzerindeki çalışmalar, DARPA ajansı ve ABD Deniz Kuvvetleri Araştırma Ofisi tarafından verilen sözleşmeler kapsamında gerçekleştirildi.
Bu robotların muharebe kullanımı için senaryo, birçok yönden yukarıda açıklanana benzer, tek bir farkla: robotun bir mayın imha modu vardı. Bir mayın bulduktan sonra, robot durdu ve madenin hemen yakınında bir pozisyon aldı ve komutu bekledi. Komuta merkezinden ilgili sinyali aldıktan sonra robot bir mayını patlattı. Böylece, bu robotların "sürü", planlanan amfibi saldırı inişi alanındaki antiamfibi mayın tarlasını eşzamanlı olarak neredeyse tamamen veya hatta tamamen yok edebilir. Geliştirici ayrıca bir kamikaze rolü sağlamayan bir seçenek önerdi: robot madene patlayıcı bir yük yerleştirdi ve patlamadan önce güvenli bir mesafeye çekildi.
Robotun prototiplerinden biri - mayın arayan "Ariel". www.irobot.com'dan fotoğraf
Ariel II, en az üç test sırasında mayın bulma yeteneğini kanıtladı. İlki, Riviera, Massachusetts şehri yakınlarındaki Riviera Sahili bölgesindeki sığ bir kıyı bölgesinde gerçekleştirildi; ikincisi Boeing Corporation tarafından finanse edilen Panama City, Florida bölgesinde ve üçüncüsü National Geographic Group için Monterey Bay bölgesinde. Görünüşe göre, bu proje daha fazla gelişme göstermedi (bu testlerin kesin sonuçlarından çok uzak olması nedeniyle) ve işi ilk aşamada finanse eden askeri müşterinin, aynı şirketin başka bir gelişimini daha umut verici olarak gördüğü iddia edildi. “Transfibian” ve aşağıda tartışılmıştır. Burada da, her şey o kadar basit değil.
MASSACHUSETS'DEN "TRANSFIBİA"
"AyRobot" şirketi tarafından listelenen kıyı bölgesinde çalışmak için bir başka insansız sualtı aracı, başlangıçta uzmanları tarafından geliştirilmedi, ancak Eylül 2008'de 10 milyon ABD Doları karşılığında satın aldığı "Nekton Corporation" şirketinden miras alındı.
Bu cihaza "Transfibi" (Transfibi) adı verildi ve ordunun çıkarları doğrultusunda, 6, 35 kg ağırlığındaki yerleşik bir patlayıcı yük ve uzak bir operatör tarafından sağlanan bir sinyal kullanarak çeşitli türlerdeki mayınları kendi kendine patlatarak aramak ve yok etmek için yaratıldı..
"Transfibian", yaklaşık 90 cm uzunluğunda küçük boyutlu (taşınabilir) otonom insansız bir sualtı aracıdır. Kıyı bölgesindeki diğer mayınlı denizaltılardan temel farkı, birleşik bir hareket yönteminin kullanılmasıdır: su sütununda, cihaz hareket eder bir balık veya pinniped bir memeli gibi iki çift "yüzgeç" yardımıyla ve aynı "yüzgeçlerin" yardımıyla alt kısım boyunca zaten sürünüyor. Aynı zamanda, bu gelişmeye ayrılan materyallerde, "kanatların" altı serbestlik derecesine sahip olduğu tartışılmaktadır. Geliştiriciler tarafından tasarlandığı gibi, bu, söz konusu aparatın hem sığ suda hem de büyük derinliklerde eşit derecede etkili bir şekilde kullanılması olasılığını sağlar ve ayrıca hareketliliğini ve çeşitli doğadaki engellerin üstesinden gelme yeteneğini önemli ölçüde artırır.
Yük olarak, araç gövdesinin orta kısmının altındaki özel montajlara asılacak büyük boyutlu bir optoelektronik kameraya kadar çeşitli arama ekipmanlarının kullanılması planlandı.
Geliştirmenin durumu şu anda tam olarak net değil, çünkü insansız sualtı aracı "Transfibian"a ayrılmış bölüm, geliştirici şirketin web sitesinde bile mevcut değil. Her ne kadar bazı kaynaklar, Amerikan askeri departmanının bu cihazın lehine olduğunu iddia etse de, aynı şirketin daha önce düşünülen gelişimini terk ederek - insansız sualtı aracı Ariel II. Bununla birlikte, Amerikan deniz uzmanları, hafifçe söylemek gerekirse, söz konusu insansız sualtı aracının bir dizi önemli parametresinden memnun olmadığı için, projenin kapatılmış veya donmuş olması muhtemeldir.
PARÇA amfibi
Mayınları aramak ve yok etmek için tasarlanmış son ıssız araç örneği ve burada ele alacağımız sözde sörf bölgesinde düşman anti-amfibi savunmasının keşfini yürütmek, ünlü Amerikan şirketi Foster-'dan uzmanlar tarafından yaratıldı. Miller, askeri ve polis robotlarının geliştirilmesinde uzmanlaşmıştır. Taktiksel Uyarlanabilir Robot adı verilen bu cihaz üzerindeki çalışma, ABD Donanması Araştırma yönetimi tarafından finanse edilen Çok Sığ Su / Sörf Bölgesi MCM Programı çerçevesinde gerçekleştirildi.
Bu örnek, DARPA tarafından görevlendirilen küçük boyutlu bir kara robotu Lemming'i oluştururken Foster-Miller tarafından elde edilen gelişmeler kullanılarak geliştirilen insansız, paletli bir amfibi araçtı. Böylece, bu cihaz hem kıyıya yakın sığ suda deniz tabanında (nehir, göl vb.) hem de kıyıda çalışabilir. Aynı zamanda, geliştirici, cihazı yaklaşık 4500 metreküp faydalı hacme sahip bir bölmede bulunan güç elemanları (şarj edilebilir piller), sensörler ve diğer yükler için çeşitli seçeneklerle donatma imkanı sağladı. inç (yaklaşık 0,07 metreküp).
Cihazın inşa edilmiş prototipi aşağıdaki taktik ve teknik özelliklere sahiptir: uzunluk - 711 mm, genişlik - 610 mm, yükseklik - 279 mm, ağırlık (havada) - 40, 91 kg, maksimum hız - 5,4 km / s, maksimum seyir menzil - 10 mil. Yük olarak, dokunsal sensörler (dokunma sensörleri), manyetik bir gradyometre, temassız nesne tespiti için manyeto-endüktif bir sensör vb.
Amfibi robotun yerleşik ekipmanının, navigasyon yardımcılarını (Kalman filtresini kullanarak aracın uzamsal konumunu belirlemek için çoklu sensör sistemi; sığ sularda çalışmak için navigasyon sistemi SINS (Yüzücü Kıyı Navigasyon Sistemi); diferansiyel alıcısını içermesi gerekiyordu. küresel navigasyon uydu sisteminin (DGPS) alt sistemi; üç eksenli pusula; kilometre sayacı; yalpalama oranı gyro sensörü, vb.) ve iletişim (ISM radyo alıcısı ve sualtı akustik modem) ve yerleşik kontrol sistemi bir PC / 104'e dayanmaktadır. standart bilgisayar.
Bunun için tahsis edilen amfibi robotların her biri tarafından belirlenen su alanının (deniz yatağı) araştırmasının sonuçları - ve operasyon bir grup benzer cihaz kullanılarak planlanıyor - operatör konsoluna iletiliyor. Bu bölgenin haritası bunlara göre oluşturulur.
Foster-Miller'dan uzmanlar ve ABD Donanması'nın Yüzey Harp Merkezi'nin kıyı sistemleri bölümü, ortaklaşa, söz konusu sistemin bir prototipinin bir test döngüsünü gerçekleştirdi ve bu sırada bir amfibi robotun aşağıdaki görevleri çözme yeteneğini göstermeleri gerekiyordu:
- su alanının belirlenmiş alanında çeşitli nesneleri aramak;
- deniz tabanındaki nesnelerin aranması ve tanımlanması;
- yaklaşmakta olan amfibi saldırı operasyonunun sahasındaki kıyı bölgesinin (sörf bölgesi) tam ve kapsamlı araştırması;
- Taşıyıcı gemide veya kıyı komuta merkezinde operatörle iki yönlü iletişimin sürdürülmesi;
- gerekli görevleri çevrimdışı çözme.
Temmuz 2003'te, bu amfibi robot, Boston Harborfest sırasında ABD Deniz Kuvvetleri Araştırma Müdürlüğü tarafından düzenlenen bir serginin parçası olarak Boston'daki herkese gösterildi ve daha önce, 2002'de ABD ordusu bu cihazları karada kullanım için optimize edilmiş bir versiyonda kullandı., Afganistan dağlarındaki mağaraları araştırmak için bir operasyon sırasında.
Sistemin durumu "geliştirme aşamasında" olarak belirtilmiş, amfibi robotların herhangi bir seri üretimi için sözleşmeler henüz sonuçlanmamıştır (en azından bununla ilgili bilgiler kamuya açıklanmamıştır), bu nedenle, müşteri tarafından temsil edilen müşterinin olması muhtemeldir. ABD Deniz Kuvvetleri Komutanlığı, proje üzerinde çalışmaya devam etmek için henüz aktif bir ilgi göstermedi. Ayrıca, ABD Donanması web sitesinde Çok Sığ Su Alanları için Mayın Eylem Kuvvetleri ve Tesisleri ve Sörf Bölgesi Programına ayrılmış bölümde bu robotik sistemden bahsedilmiyor.
OLASI TEHLİKE
Genel olarak, kıyı bölgesinde ve ilk kıyı şeridinde ("plaj") mayın arama, tespit etme, sınıflandırma ve imha etme görevinin yanı sıra düşman anti-amfibi savunmasının çeşitli unsurlarını tespit etme görevinin hala görevlerinden biri olmaya devam ettiği söylenebilir. Dünyanın önde gelen ülkelerinin donanmaları için karmaşık sürecin en önemli bileşenleri amfibi saldırı operasyonlarını destekliyor. Özellikle sahilin bilinmeyen kısımlarında gerçekleşenler.
Bu bağlamda, yukarıdaki sorunları çözmek için tasarlanmış robotik araçların oluşturulmasına yönelik çalışmaların daha da geliştirilmesini bekleyebiliriz. Yukarıdaki bilgilerden de görülebileceği gibi, karmaşık bir alt topografya, sığ derinlikler ile karakterize edilen kıyı bölgesinin (ilk kıyı şeridindeki sörf bölgesi) son derece zor koşullarında çalışabilen ıssız ve özellikle otonom araçlar yaratma görevi ve güçlü akımlar, hiçbir şekilde basit değildir ve her zaman müşteri için istenen ve tatmin edici sonuçlara yol açmaz.
Öte yandan, 2008 yılında, çevrimiçi kaynak NewScientist.com'un sayfalarında, İngiliz ve Amerikalı uzmanların insanlığın yakın gelecekte karşı karşıya kalabileceği en ciddi bilimsel ve teknik tehditlerle ilgili tahminlerine dayanan materyaller yayınlandı. … Ve tahminin yazarlarına göre, dikkat çekici olan şey, yüksek derecede olasılığa sahip tehditlerden biri, biyomimetik robotların aşırı hızlı gelişimi olabilir - gezegenin doğasının belirli örneklerini ödünç alarak oluşturulan sistemler. Örneğin, hem yapıcı anlamda hem de kontrol sistemlerinde uygulanan davranış modelleriyle ilgili olarak, belirli deniz faunası örneklerine benzer şekilde oluşturulan otonom insansız sualtı araçları gibi.
İngiliz bilim adamlarına göre, bu tür biyomimetik robotların hızla "üremesi", gezegenimizde yeni bir işgalci tür haline gelebilir ve eski yaratıcılarıyla yaşam alanına sahip olmak için bir yüzleşmeye girebilir. Harika? Evet muhtemelen. Ancak birkaç yüzyıl önce Nautilus denizaltısı, uzay roketleri ve savaş lazerleri harika görünüyordu. Berkeley'deki California Üniversitesi'nde çalışan biyomimetik robot uzmanı Robert Full şunları vurguluyor: "Bence, bu aşamada, gelişmelerimizi düzgün bir şekilde planlamak için olası tehditler hakkında çok az şey biliyoruz."
