השימוש בכלי רכב בלתי מאוישים ותת ימיים מסוגים שונים, כמו גם מערכות רובוטיות אחרות בפתרון מגוון רחב של משימות לטובת הכוחות הימיים ושומרי החופים של המדינות המובילות בעולם הפך נפוץ בשנים האחרונות ונוטה. להמשך התפתחות מהירה.
אחת הסיבות לתשומת הלב שמומחים ימיים נותנים ליצירת רובוטים תת -ימיים היא יעילות השימוש הלחימה שלהם בהשוואה לאמצעים המסורתיים העומדים לרשות הפיקוד על הכוחות הימיים של מדינות העולם עד כה. לדוגמה, במהלך הפלישה לעיראק, הפיקוד על קבוצת חיל הים האמריקני במפרץ הפרסי באמצעות כלי רכב תת -ימיים אוטונומיים הצליח לנקות מוקשים וחפצים מסוכנים אחרים ממכרות וחפצים מסוכנים אחרים מאזור המים של המפרץ עם שטח של רבע קילומטרים רבועים (כ -0.65 מ ר), למרות שכפי שציין אחד מנציגי הצי האמריקאי בפני כתב העיתונאים, ניתוק טיפוסי של צוללי כורים היה לוקח 21 יום לעשות זאת.
יחד עם זאת, רשימת המשימות שנפתרות על ידי כלי רכב תת -ימיים מתרחבת ללא הרף, ובנוסף לאלה המסורתיים והנפוצים ביותר - חיפוש אחר מוקשים וחפצי נפץ, מתן פעולות תת -מימיות שונות, כמו גם סיור ותצפית. - כבר כולל פתרון של משימות הלם ועבודה על מורכבים יותר ובלתי נגישים בעבר ל"רובוטים ברצועות כתף "באזור הים, שם עליהם להרוס מוקשים ואלמנטים אחרים של ההגנה האנטי-אמפיבית האויב. התנאים הספציפיים לשימוש הלחימה שלהם הם מים רדודים, זרמי גאות חזקים, גלים, טופוגרפיה תחתונה קשה וכו '. - כתוצאה מכך, הם מובילים ליצירת מנגנונים המאופיינים במורכבות טכנית גבוהה ובמקוריות של הפתרונות שבהם נעשה שימוש. עם זאת, מקוריות זו הולכת לעתים קרובות הצידה עבורם: הלקוח עדיין אינו מוכן להכניס מאסיבי מפלצות מעשה ידי אדם לחיילים.
מתכת-מורכבת "סרטן"
אחד הרובוטים הצבאיים הראשונים שנוצרו לעבוד באזור "החוף" לקראת הפעולה האמפיבית, יכול להיחשב לרובוט תת מימי אוטונומי סרטני קטן הידוע בשם Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, שניתן לתרגם מאנגלית "בנטה צועדת" (למטה) רכב תת ימי אוטונומי ".
מכשיר זה שמשקלו 3.2 ק"ג בלבד פותח ביוזמה על ידי מומחים מהמרכז למדעי הים באוניברסיטת צפון מזרח, הממוקם בבוסטון, מסצ'וסטס (ארה"ב), בהנהגתו של ד"ר ג'וזף איירס. לקוח העבודה היה מנהל מחקרי הצי האמריקאי (ONR) וסוכנות פרויקטים למחקר מתקדם בתחום ההגנה של משרד ההגנה האמריקאי (DARPA).
המכשיר הוא רובוט אוטונומי תחתון ברמה הביו -מימטית (רובוטים הדומים לכמה דגימות של עולם החי. - V. Sch.), שנראה כמו סרטן ומיועד לבצע פעולות סיור ומכרות במרחב החוף אזור ועל קו החוף הראשון, כמו גם בתחתית הנהרות, תעלות ומאגרים טבעיים ומלאכותיים רדודים אחרים.
לרובוט גוף העשוי מחומר מרוכב עמיד, באורך 200 מ"מ ורוחבו 126 מ"מ, שמונה רגליים מכניות בעלות שלוש דרגות חופש כל אחת, כמו גם זוג רגליים קדמיות, בדומה לציפורני סרטן או סרטן, ואחת אחורית, הדומה לזנב של סרטן, משטחים לייצוב הידרודינמי של הרובוט מתחת למים באורך של כ- 200 מ"מ כל אחד (כלומר, כל משטח באורכו דומה לגוף הרובוט). רגליים מכניות מופעלות על ידי שרירים מלאכותיים העשויים מסגסוגת ניקל-טיטניום עם אפקט זיכרון צורה (סגסוגת זיכרון בצורת NiTi), והמפתחים החליטו להשתמש באפנון ברוחב הדופק בכוננים.
פעולות הרובוט נשלטות באמצעות בקר רשת עצבית המיישם מודל התנהגותי שאול על ידי המפתחים מחיי הלובסטרים ומותאם לתנאי השימוש הלחימה ברובוטים אלה. יתר על כן, המומחים של האוניברסיטה הצפון מזרחית בחרו בלובסטר האמריקאי כמקור לפיתוח המודל ההתנהגותי של הרובוט המדובר.
"הדרכים וההתנהגויות שהלובסטרים השתמשו בהן למציאת מזון במשך אלפי שנים יכולות באותה מידה לשמש רובוט לאיתור מוקשים", אמר מנהל הפרויקט ד"ר ג'וזף איירס ממרכז המדע הימי באוניברסיטת צפון -מזרח.
מערכת הבקרה המשולבת של הרובוט הסרטן מבוססת על מערכת מחשוב מסוג פרסיסטור המבוססת על מעבד מוטורולה MC68CK338, והעומס של המכשיר כלל מערכת תקשורת הידרו-אקוסטית, מצפן ומד שיפוע / מד תאוצה מבוסס MEMS (MEMS - מערכת מיקרואלקטרומכנית).
תרחיש אופייני לשימוש קרבי ברובוט זה נראה כך. קבוצה של סרטנים רובוטיים מועברת לאזור היישום באמצעות מנשא מיוחד בצורת טורפדו (הוא היה אמור ליצור משהו כמו גרסה תת מימית של מיכל מטען קטן המשמש בחיל האוויר). לאחר הפיזור, הרובוטים, על פי תוכנית שנקבעה מראש, היו צריכים לערוך סיור או סיור נוסף של האזור המיועד, לזהות אלמנטים ממערכת ההגנה האנטי-אמפיבית של האויב, במיוחד בכל הנוגע למוקשים וחפצי נפץ אחרים וכו '. במקרה של ייצור בקנה מידה גדול, מחיר הרכישה של סרטן רובוטי אחד עשוי להיות כ -300 דולר.
עם זאת, נראה כי העניין לא חרג מבניית כמה אבות טיפוס ובדיקות קצרות שלהם. הלקוח הפוטנציאלי העיקרי, חיל הים, שהקצה בתחילה כ -3 מיליון דולר למחקרים אלה, לא הביע עניין נוסף בפרויקט: בפעם האחרונה שהתגלה פיתוחה של האוניברסיטה הצפון -מזרחית למומחי פיקוד הצי האמריקאי, ככל הנראה, בשנת 2003. כנראה, לא היו לקוחות בין משתתפי התערוכות שבהן הודגמה המצאה זו.
ארגז "אריאל השני"
ניסיון ליצור רובוט המבוסס על המאפיינים המבניים של "פירות ים", ובמיוחד - סרטן, בוצע גם על ידי מומחי חברת "AyRobot" האמריקאית. החברה היא כיום מהמפתחים והיצרנים המובילים בעולם של רובוטים מסוגים שונים לצרכים צבאיים ואזרחיים, והיקף המשלוחים שלהם נאמד מזמן במיליונים. החברה נוסדה בשנת 1990, ומעורבת באופן קבוע מאז 1998 לטובת DARPA או חטיבות אחרות של סוכנויות הצבא והביטחון של ארצות הברית, כמו גם מדינות אחרות בעולם.
הרובוט שפותח על ידי מומחי החברה נקרא אריאל השני ומסווג כרכב תת מימי ברגליים אוטונומיות (ALUV). הוא נועד לחפש ולהסיר מוקשים ומכשולים שונים במערכת ההגנה האנטי-אמפיבית של האויב הממוקמת באזור המים הרדודים על החוף ועל "חוף הים".תכונה של הרובוט, לדברי המפתחים, היא יכולתו להישאר פונקציונלית גם במצב הפוך.
משקלו של "אריאל השני" הוא כ -11 ק"ג ויכול לשאת מטען של עד 6 ק"ג. אורך גוף המכשיר הוא 550 מ"מ, האורך המרבי למניפולטורים עם מצפן ומד שיפוע הוא 1150 מ"מ, הרוחב הוא 9 ס"מ במצב נמוך ו -15 ס"מ - על "רגליים" מורמות. הרובוט מסוגל לעבוד בעומקים של עד 8 מ '. מקור כוח - 22 סוללות ניקל -קדמיום.
מבחינה מבנית, "אריאל השני" הוא מכשיר דמוי סרטן עם גוף ראשי ושש רגליים מחוברות אליו, בעלות שתי דרגות חופש. כל הציוד האלקטרוני היעד המונח על סיפונה של "הסרטן במדים" אמור, על פי תוכנית היזמים, להיות ממוקם במודול אטום. מערכת ניהול עומס היעד מופצת. העבודה על רובוט פעולת מכרה זה בוצעה במסגרת חוזים שהוציאו סוכנות DARPA ומשרד המחקר של הצי האמריקאי.
התרחיש לשימוש קרבי ברובוטים אלה דומה במובנים רבים לזה שתואר לעיל, עם הבדל אחד בלבד: לרובוט היה מצב הרס מוקשים. לאחר שמצא מכרה, עצר הרובוט ותפס עמדה בסביבתו הקרובה של המכרה, בהמתנה לפיקוד. עם קבלת האות המתאים מעמדת הפיקוד, הרובוט פוצץ מוקש. לפיכך, "להקת" הרובוטים הללו עלולה להרוס במקביל כמעט לחלוטין או אפילו לחלוטין את שדה המוקשים האנטי -אמביבי באזור הנחיתה המתוכננת של תקיפה אמפיבית. היזם הציע גם אופציה שאינה מספקת את תפקידו של קמיקזה: הרובוט פשוט הניח מטען חבלה על המכרה ונסוג למרחק בטוח לפני הפיצוץ.
אחד מאבות הטיפוס של הרובוט - מחפש המכרות "אריאל". צילום מתוך www.irobot.com
אריאל השני הוכיח את יכולתו למצוא מוקשים במהלך שלוש בדיקות לפחות. הראשון נערך באזור חוף רדוד באזור חוף ריביירה, ליד העיר ריביירה שבמסצ'וסטס; השני נמצא באזור פנמה סיטי, פלורידה, במימון תאגיד בואינג, והשלישי הוא באזור מפרץ מונטריי עבור קבוצת נשיונל ג'יאוגרפיק. ככל הנראה, פרויקט זה לא זכה להתפתחות נוספת (כולל בשל התוצאות הרחוקות מלהיות חד משמעיות של בדיקות אלה), והלקוח הצבאי, שמימן את העבודה בשלב הראשון, חשב לכאורה לפיתוח אחר של אותה חברה מבטיח יותר, המכונה "טרנספיבי" ונדון להלן. למרות שגם כאן לא הכל כל כך פשוט.
"טרנספיביה" ממסכוסים
רכב תת מימי נוסף לעבודה באזור החוף, שרשום על ידי חברת "AyRobot", לא פותח במקור על ידי מומחיו, אלא ירש מחברת "Nekton Corporation", שאותו רכשה בספטמבר 2008 תמורת 10 מיליון דולר
מכשיר זה נקרא "טרנפיבי" (טרנספיבי) ונוצר לטובת הצבא לחפש ולהשמיד מוקשים מסוגים שונים באמצעות פיצוץ עצמי באמצעות מטען נפץ המשולב 6, 35 ק"ג ואות המסופק על ידי מפעיל מרחוק..
"טרנפיביאן" הוא רכב תת מימי אוטונומי קטן (נייד) בלתי מאויש באורך של כ -90 ס"מ. ההבדל העיקרי שלו משופרות אחרות של פעולות מוקשים באזור הלייטמורל הוא שימוש בשיטת תנועה משולבת: בעמוד המים המכשיר זז בעזרת שני זוגות "סנפירים", כמו דג או יונק מסודר, ולאורך הקרקעית, בעזרת אותם "סנפירים", הוא כבר זוחל. יחד עם זאת, בחומרים המוקדשים לפיתוח זה, נטען כי ל"סנפירים "יש שש דרגות חופש. כפי שהוגשו על ידי המפתחים, הדבר מספק את האפשרות לשימוש יעיל באותה מידה במכשיר הנדון הן במים רדודים והן בעומקים גדולים, וגם מגביר משמעותית את הניידות שלו ואת היכולת להתגבר על מכשולים בעלי אופי שונה.
כמטען, תוכנן להשתמש בציוד חיפוש שונים עד מצלמה אופטו-אלקטרונית בגודל גדול, אשר הייתה אמורה להיות מושעה על תושבות מיוחדות מתחת לחלק המרכזי של גוף הרכב.
מעמד הפיתוח כרגע לא לגמרי ברור, שכן הקטע המוקדש לרכב התת -ימי "הבלתי מאויש" נעדר אפילו באתר החברה המפתחת. למרות שמספר מקורות טוענים כי לטובת מכשיר זה העניקה המחלקה הצבאית האמריקאית עדיפות, ונטשה את הפיתוח שנחשב בעבר לאותה חברה - הרכב התת ימי הבלתי מאויש אריאל השני. עם זאת, סביר להניח שהפרויקט נסגר או קפוא, שכן מומחי הצי האמריקאי היו, בלשון המעטה, לא מרוצים ממספר פרמטרים חשובים של הרכב התת -מימי המדובר.
TRACK AMPHIBIA
המדגם האחרון של כלי רכב לא מיושבים שנועדו לחפש ולהשמיד מוקשים, וכן לערוך סיור של הגנה אנטי-אמפיבית של האויב באזור מה שנקרא גלישת גלים, עליו נשקול כאן, נוצר על ידי מומחים מהחברה האמריקאית המפורסמת פוסטר- מילר, שהתמחה בפיתוח רובוטים צבאיים ומשטרתיים. העבודה על מכשיר זה, שנקרא הרובוט הניתן להתאמה טקטית, בוצעה במסגרת תוכנית MCM של אזור מים / גלישה מאוד רדודים במימון הנהלת המחקר של הצי האמריקאי.
מדגם זה היה רכב אמפיבי בלתי מאויש, שפותח תוך שימוש בפיתוחים שהשיג פוסטר-מילר בעת יצירת רובוט קרקע קטן בגודל Lemming, בהזמנת DARPA. לפיכך, מכשיר זה מסוגל לפעול הן על קרקעית הים במים רדודים ליד החוף (בנהר, באגם וכו ') והן בחוף. במקביל, היזם סיפק את האפשרות לצייד את המכשיר באפשרויות שונות לאלמנטים חשמליים (סוללות נטענות), חיישנים ומטענים אחרים, אשר נמצאה בתא בנפח שימושי של כ- 4500 קוב. אינץ '(כ -0.07 מטר מעוקב).
אב הטיפוס הבנוי של המכשיר כולל את המאפיינים הטקטיים והטכניים הבאים: אורך - 711 מ"מ, רוחב - 610 מ"מ, גובה - 279 מ"מ, משקל (באוויר) - 40, 91 ק"ג, מהירות מרבית - 5.4 קמ"ש, שיוט מקסימלי. טווח - 10 קילומטרים. כמטען, תוכנן לפתח חיישנים מישוש (חיישני מגע), מד מד מגנטי, חיישן מגנטו-אינדוקטיבי לאיתור אובייקטים ללא מגע וכו '.
הציוד המשולב של הרובוט האמפיבי אמור לכלול עזרי ניווט (מערכת רב חיישנים לקביעת המיקום המרחבי של הרכב באמצעות מסנן קלמן; מערכת ניווט לעבודה במים רדודים SINS (Swimmer Inshore Navigation System); מקלט דיפרנציאל תת מערכת של מערכת הלוויין הניווט העולמית (DGPS); מצפן תלת ציר; מד מרחקים; חיישן גירו קצב הפה וכו ') ותקשורת (מקלט רדיו ISM ומודם אקוסטי תת ימי), ומערכת הבקרה המשולבת מבוססת על מחשב / 104 מחשב רגיל.
תוצאות הסקר של השטח המיועד של אזור המים (קרקעית הים) על ידי כל אחד מהרובוטים האמפיביים שהוקצו לכך - והפעולה מתוכננת באמצעות קבוצת מכשירים דומים - מועברות לקונסולת המפעיל, שם מכשיר דיגיטלי מפה של אזור זה נוצרת על בסיסם.
מומחים מטעם פוסטר-מילר וחטיבת מערכות החוף של מרכז לוחמות השטח של הצי האמריקאי ערכו במשותף מחזור ניסוי של אב טיפוס של המערכת המדוברת, שבמהלכה היה עליהם להוכיח את יכולתו של רובוט אמפיבי לפתור את המשימות הבאות:
- חיפוש אובייקטים שונים באזור המיועד של אזור המים;
- חיפוש וזיהוי אובייקטים על קרקעית הים;
- סקר מלא ויסודי של אזור הלייטורל (אזור הגלישה) באתר מבצע התקיפה האמפיבי הקרוב;
- שמירה על תקשורת דו-כיוונית עם המפעיל בספינת המוביל או בעמדת פיקוד החוף;
- פתרון המשימות הנדרשות במצב לא מקוון.
ביולי 2003 הוצג רובוט אמפיבי זה לכולם בבוסטון כחלק מתערוכה שארגנה מנהלת המחקר של הצי האמריקאי במהלך בוסטון הרבורפסט, ובקודם, בשנת 2002, השתמש הצבא האמריקאי במכשירים אלה בגרסה המותאמת לשימוש ביבשה., במהלך מבצע לסקר מערות בהרי אפגניסטן.
סטטוס המערכת מצוין כ"בפיתוח ", טרם נחתמו חוזים לייצור סדרתי של רובוטים אמפיביים (לפחות מידע על כך לא פורסם בפומבי), ולכן סביר שהלקוח, המיוצג על ידי פיקוד הצי האמריקאי, עדיין לא גילה עניין פעיל להמשך העבודה על הפרויקט. בנוסף, אין אזכור למערכת הרובוטית הזו באתר הצי האמריקאי במדור המוקדש לכוחות הפעולה של מכרות ומתקנים לאזורי מים רדודים מאוד ואזורי גלישה.
סיכון פוטנציאלי
באופן כללי, ניתן לקבוע כי משימת החיפוש, הגילוי, הסיווג והשמדת המוקשים באזור החוף ועל קו החוף הראשון ("חוף הים"), כמו גם איתור מרכיבים שונים של הגנה אנטי-אמפיבית של האויב נותרה אחת מ המרכיבים החשובים ביותר בתהליך המורכב עבור חיל הים של המדינות המובילות בעולם לתמוך בפעולות תקיפה אמפיבית. במיוחד אלה המתרחשים בשטחי חוף לא מוכרים.
בהקשר זה, אנו יכולים לצפות להתפתחות נוספת של העבודה על יצירת כלים רובוטיים שנועדו לפתור את הבעיות הנ"ל. למרות שכפי שניתן לראות מהמידע הנ"ל, המשימה ליצור רכבים לא מיושבים ובעיקר אוטונומיים המסוגלים לפעול בתנאים קשים ביותר של אזור החוף (אזור גלישה, על קו החוף הראשון), המאופיינת בטופוגרפיה תחתונה מורכבת, עומקים רדודים. וזרמים חזקים, היא בשום אופן לא פשוטה ולא תמיד מובילה לתוצאות הרצויות ומספקות עבור הלקוח.
מצד שני, עוד בשנת 2008, בדפי המשאב המקוון NewScientist.com, פורסם חומר המבוסס על התחזית שעשו מומחים בריטים ואמריקאים בנוגע לאיומים המדעיים והטכניים החמורים ביותר שהאנושות עשויה להתמודד איתם בעתיד הנראה לעין. … ומה שמדהים, על פי כותבי התחזית, אחד האיומים עם רמה גבוהה של הסתברות עשוי להיות התפתחות מהירה מדי של רובוטים ביו -מימטיים - מערכות שנוצרו על בסיס השאלת דוגמאות מסוימות של טבע הכוכב. כמו למשל כלי רכב תת -ימיים אוטונומיים בלתי מאוישים, שנוצרו בדומה לדגימות מסוימות של בעלי חיים ימיים הן במובן הקונסטרוקטיבי והן ביחס למודלים ההתנהגותיים המיושמים במערכות הבקרה שלהם.
על פי מדענים בריטים, ה"התרבות "המהירה של רובוטים ביו -מימטיים מסוג זה יכולה להפוך למין חדש על פני כדור הארץ שלנו ולהיכנס לעימות על החזקת מרחב מחיה עם יוצריהם לשעבר. פַנטַסטִי? כן, כנראה. אבל לפני כמה מאות שנים, צוללת נאוטילוס, רקטות חלל ולייזר קרבי נראו פנטסטיות. ומומחה הרובוט הביו -מימי רוברט פול, שעובד באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, מדגיש: "לדעתי, בשלב זה, אנו יודעים מעט מדי על האיומים האפשריים לתכנן נכון את ההתפתחויות שלנו".
