Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Военная робототехника на пути к реанимационному роботу

1,680 views

Published on

Адекватное представление о характере будущей войны — одно из обязательных условий обеспечения военной безопасности Российской Федерации. Ошибки или отсутствие достоверной информации по этому сложнейшему вопросу могут свести на нет результаты строительства Вооруженных Сил и военного строительства в целом как в ближайшей, так и в долгосрочной перспективе.
Применительно к военной робототехнике, и в частности реанимационной робототехники, результатом ошибок могут стать потерянные жизни, которые в иной ситуации можно было бы спасти.
Разработки DARPA должны ускорить наступление роботизированного будущего.

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Военная робототехника на пути к реанимационному роботу

  1. 1. DARPA военная робототехника – – на пути к реанимационному роботу
  2. 2. 2 СОДЕРЖАНИЕ Реанимационная робототехника 5 Повышение боевой эффективности 7 Создание совершенного солдата 8 Проблема модернизационного резерва 9 Автоматизированные оборонительные комплексы 11 Самонаводящиеся управляемые пули 13 Робототехника: Военно-воздушные силы 15 Робототехника: Военно-морской флот 21 Робототехника: Сухопутные войска 23 Новый кодекс военной робототехники 31
  3. 3. 3 Издание 2-е, переработанное Defense Network Москва 2014
  4. 4. 4 Адекватное представление о характере будущей войны — одно из обязательных условий обеспечения военной безопасности Российской Федерации. Ошибки или отсутствие достоверной информации по этому сложнейшему вопросу могут свести на нет результаты строительства Вооруженных Сил и военного строительства в целом как в ближайшей, так и в долгосрочной перспективе. Генерал-лейтенант Владимир ОСТАНКОВ, начальник Центра военно-стратегических исследований Генерального штаба Вооруженных Сил РФ
  5. 5. 5 Реанимационная робототехника В настоящее время основным принципом оказания помощи раненому в войсках является оперативная его доставка в госпиталь. При этом раненые умирают или попадают в госпиталь в состоянии, когда медицина уже бессильна. Это происходит потому, что при большинстве боевых ранений очень быстро — всего за 5-10 минут развивается серьезное и смертельное осложнение — шок. Он приводит к расстройству дыхания и сердечной деятельности. В медицине есть понятие «золотого часа»: если в течение первого часа раненому оказать полноценную медицинскую помощь, то выживает 90%. Если помощь оказывается через два часа, выживет 10%. Создание полностью роботизированной системы оказания срочной медицинской помощи непосредственно на поле боя и подготовки для последующей эвакуации, могло бы не только существенно снизить потери, по и вынести военно-полевую и экстренную медицину на совершенно новый уровень. Современные достижения в области реанимационной робототехники предполагают создание систем оказания срочной медицинской помощи непосредственно на поле боя. Программы испытаний роботов-хирургов включают введение пластиковой трубки в поврежденный кровеносный сосуд и оперирование раны в брюшной полости. Среди требований к аппаратному комплексу - размещение в контейнере, автомобильная транспортировка, разворачивание по мере необходимости для оказания помощи, манипуляций для проведения внутривенных инъекций, постановка капельницы для медикаментозного лечения, отбор и распределение соответствующих хирургических инструментов, проведение мониторинга основных показателей жизнедеятельности организма раненого бойца, и поддержание стабильного состояния, включая искусственную вентиляцию легких и снабжение медикаментозными препаратами. Эвакуационные модули разрабатываются специально для обнаружения и безопасной транспортировки пострадавших с места происшествия, в том числе в автономном режиме. Навигация осуществляется с помощью встроенных ультразвуковых датчиков и инфракрасных камер. При обнаружении пострадавшего производится его погружение в специальный безопасный бокс для транспортировки и последующей эвакуации. Разработка реанимационного робота подразумевает создание робототехнического средства спасения раненых или пострадавших в катастрофах, способного не только остановить кровотечения, непрерывно проводить необходимый мониторинг здоровья, зафиксировать шейный отдел в случае переломов, но также ввести человека в состояние искусственной комы, либо «гибернации», специальной газовой смесью, растянув таким образом «золотой час». Отдельной задачей является разработка электронных эвакуационных носилок и эвакуационного модуля в целом. Роботизированный комплекс должен быть в состоянии находить, опознавать и эвакуировать раненых под вражеским огнем без участия других
  6. 6. 6 военнослужащих или с минимальным участием с их стороны. От перспективного эвакуатора требуется способность передвигаться в различных ландшафтах (город и городские здания, включая лестничные марши, джунгли, горная местность и т.д.). Перспективные манипуляторы робота должны быть приспособлены к работе с пострадавшими, получившими различные повреждения и находящимися в различных позах, их транспортировка должна осуществляться без риска причинения дополнительного вреда здоровью. Еще одно требование – возможность обеспечивать дистанционный контакт раненого с медицинским персоналом, либо способность самостоятельно проводить первичную оценку состояния пострадавшего. Разработчикам предлагается сосредоточить усилия как минимум на одной из перечисленных технических характеристик устройства. В России передовые технологии мобильного реанимирования ранее были представлены в хирургическом комплексе на базе самолета Ил-76МД "Скальпель-МТ" (МЧС). В 2013 году Министерством обороны РФ начата реализация одной из систем реанимационного робота – активной ультразвуковой манжеты для остановки кровотечения (шифр «Пчела»), которая должна автоматически сдавливать место повреждения для первичной остановки кровотечения, искать источник кровотечения, а затем останавливать кровотечение, в том числе из крупных кровеносных сосудов. Критические технологии:  технологии малоинвазивной диагностики – анализ основных показателей жизнедеятельности;  разработка аппаратно-технического обеспечения оперативных вмешательств;  создание адаптивных манипуляторов с обратной связью, в том числе из функциональных и интеллектуальных активируемых материалов;  разработка средств реанимационной поддержки и систем мониторинга функционального состояния организма;  химические средства замедления метаболизма, введение в состояние гибернации или искусственную кому. Результатом прикладных научных исследований станет создание роботехнического аппарата-паука для оснащения либо военно-полевых медицинских групп, либо использования как составной части роботизированного эвакуационного комплекса. Отдельные разработанные компоненты могут быть с успехом использованы в системе здравоохранения – медицине катастроф и реанимационных группах. М.Д. Алехин И.Д. Клабуков Исследовательское сообщество «Defense Network»
  7. 7. 7 Повышение боевой эффективности По мнению большинства специалистов, война, как вид человеческой деятельности, разумеется, не является самоцелью, а скорее представляет собой технологический процесс достижения некоторого политического или экономического результата. Война требует затрат, которые определяют себестоимость этого результата. В общем случае, автоматизация техпроцессов вообще - классический прием снижения себестоимости продукции. Это азбука. Кроме того, существует понятие боевой эффективности, которая определяется техническими параметрами оружия в сочетании с навыками и умениями того, кто им владеет. В очень многих случаях автоматическая система управления владеет оружием ловчее человека. Роботы обладают большей боеготовностью, не эмоциональны и точнее стреляют, способны выжимать из техники все, на что она способна. Ярким примером может служить маневрирование в воздушном бою без оглядки на перегрузку, предел которой для человека в несколько раз ниже, чем для конструкции самолета. Не говоря уже о том, что наивысшие качественные показатели боевой техники достигаются путем изначального проектирования комплекса «машина - система управления». В этом случае, к примеру, самолет сам по себе может и вовсе не уметь летать, будучи настолько неустойчивым в воздухе, что никакой реакции пилота, сколь бы тренированным он ни был, не хватит, чтобы удержать машину на траектории. А у робота хватит. Собственно, почти все новейшие истребители так и устроены - стабилизирует полет автоматика, а летчик лишь указывает, куда лететь. Обзор подготовлен по материалам опубликованных статей Юрия РОМАНОВА
  8. 8. 8 Создание совершенного солдата Несмотря на обилие технических решений, призванных устранить человека с поля боя, солдат по-прежнему остается центральной фигурой на войне. И в определенном смысле функциональные характеристики этой боевой единицы должны быть максимально высоки. Идеальный солдат должен быть не только нечеловечески вынослив, но и очень силен; он должен обходиться минимумом пропитания и быть способным несколько суток не спать, выполняя боевую задачу. Организм также должен максимально быстро вырабатывать иммунитет к новым вредоносным микроорганизмам. Под эгидой DARPA стартовала программа Continuous Assisted Performance Program, целью которой является реализация бессонной жизнедеятельности солдата в течение семи суток без потери качества умственного и физического функционирования. Таким образом, устранение потребности во сне во время активных боевых действий позволит изменить стратегию и тактику ведения войны. В принципе, идея эта не нова. Еще во время Второй мировой и американцы, и британцы, и немцы, и японцы противодействовали усталости и усиливали бдительность при помощи амфетамина. В 1999 году Управление по контролю над лекарствами и пищевыми продуктами США (FDA) выдало разрешение на выпуск препарата Provigil, известного также как Modafinil. Provigil подвергли испытаниям на солдатах в форте Ракер штата Алабама. Опыты показали, что с этим препаратом бойцы могут обходиться без сна 40 часов, потом поспать 8 часов и бодрствовать еще 40 часов. Существует и другой проект DARPA с амбициозным названием Metabolic Dominance. Он призван превратить солдат в сверхлюдей, способных выдерживать без еды по пять дней тяжелых боевых действий кряду, оставаясь при этом в хорошей форме. Речь в первую очередь идет о системе подкожного транспорта питательных веществ. Предполагается оснастить каждого солдата специальным пакетом, который через кожные покровы либо посредством прямого введения в кровоток снабжал организм необходимым количеством питательных веществ, стимуляторов, витаминов и гормонов. Список потенциальных кандидатов на включение в пакет состоит из 65–75 химических веществ. Один из наиболее засекреченных проектов модификации процессов жизнедеятельности человека связан с управляемым изменением обмена веществ и энергетики мышечной деятельности. Одно из направлений этих исследований - перевод организма в режим выработки энергии не за счет углеводородного питания, а посредством сжигания жиров. Сам по себе этот процесс хорошо изучен, но в естественных условиях сопровождается накоплением в организме токсичных веществ и не обеспечивает необходимого питания клеткам мозга.
  9. 9. 9 Проблема модернизационного резерва И все же остается главный вопрос: почему до сих пор летают летчики, бороздят поля сражений танкисты и уходят в полугодичные рейды моряки, если все так здорово выходит с автоматизацией процессов военных действий. По мнению экспертов и многих обозревателей, один из решающих факторов является экономический аспект. В настоящее время на вооружении стоит весьма недешевая техника. Исследовательский центр Defense Aerospace проанализировал стоимость боевых самолетов. Среднестатистический реактивный истребитель или штурмовик, который покупают страны, входящие в состав НАТО, стоит $112,43 млн. Самая дешевая машина - Rafale (Dassault Aviation), которая стоит $62,1 млн. Самая дорогая - истребитель F-22A Raptor (Lockheed Martin), $177,6 млн. Еще более высокая стоимость у тяжелых бомбардировщиков - характерные суммы там от $200 млн. для B-1B Lancer (Rockwell) и до $1,3 млрд. для B-2 Spirit (Northrop Grumman). Стоимость наземной инфраструктуры, поддерживающей эксплуатацию одного типа самолета, по разным оценкам, колеблется от $0,9 млрд. до $17 млрд. К этому следует добавить, что конструктивный ресурс авиационной техники велик. Например, по данным агентства Congressional Research Service, легендарный разведчик U-2 созданный в 50-е годы и переживший серию модернизаций, способен летать и выполнять боевые задачи вплоть до 2050 года. Поэтапный процесс вывода этого самолета из эксплуатации уже начался, и заменять знаменитый разведчик будет летающий робот RQ-4B Global Hawk (Teledyne Ryan Aeronautical). Физический износ бомбардировщиков США ожидается не ранее 2048 года, имеющегося парка истребителей - лишь к 2035 году.
  10. 10. 10 Модернизационный резерв объясняет множество процессов, связанных с невнедрением передовых робототехнических технологий в военную практику. Стоит отметить, что расходы Пентагона на научно-исследовательские работы также начали снижаться. По данным American Association for the Advancement of Science, это вызвано в первую очередь ростом затрат на ремонт и замену поврежденной и выработавшей ресурс боевой техники. Между тем, основной целью массовой модернизации боевой техники, активно ведущейся во многих странах мира, является усовершенствование управляющей электроники, прицельных комплексов, а также максимальная автоматизация процессов боевого применения и защиты от оружия противника. Анализ эксплуатационных характеристик и возможностей боевого применения существующих видов военной техники позволяет предположить, что весьма вероятным сценарием станет, поэтапная роботизация в ходе плановых модернизаций. Поэтому не стоит ожидать появления в ближайшие годы революционных, полностью роботизированных комплексов вооружения в тех областях, где успешно эксплуатируется традиционная боевая техника, но вероятна ее модернизация, в результате которой вся эта техника постепенно станет управляться без непосредственного присутствия оператора. В настоящее время можно наблюдать накопление задела технических решений, отрабатываемых на реально создаваемых роботах-демонстраторах технологий, которые лишь частично окажутся востребованными в ближайшие десятилетия, но в полной мере - при создании образцов техники, не имеющей аналогов среди существующих боевых средств.
  11. 11. 11 Автоматизированные оборонительные комплексы В апреле 2011 года Northrop Grumman объявила о передаче американскому правительству 1000-ой по счету системы лазерной противоракетной обороны Guardian, которая используется для защиты крупных воздушных судов от ПЗРК. Эта система в настоящее время установлена на вертолетах CH-53E морской пехоты США, действовавших в Афганистане, а также на корабельных вертолетах CH-46E. Строго говоря, Guardian представляет собой модификацию оборонительного комплекса, который разрабатывался для оснащения самолетов ВВС. Длина корпуса системы равна 2,36 м, ширина 0,8 м, высота 0,48 м. Вес составляет около 220 кг. Потребляемая мощность - 1,8 кВт. Guardian рассчитана на противодействие инфракрасным головкам самонаведения ракет ПВО. Она сканирует пространство под лайнером на все 360 градусов и немедленно реагирует на запуск ракеты ПЗРК. Компьютер комплекса вычисляет траекторию ракеты и ослепляет ее оптику точно наведенным лазерным лучом. Стоимость системы довольно высока и составляет около $1 млн. за комплект плюс затраты на техническое обслуживание - $365 за рейс. Тем не менее в ближайшие 10– 15 лет, по мнению экспертов, такие комплексы станут практически обязательным оснащением гражданских авиалайнеров К примеру, в 1993 году, во время грузино- абхазской войны ракетами ПЗРК были сбиты два пассажирских самолета. В 2003-м лайнер Airbus 300, принадлежащий компании DHL, был поражен ракетой ПЗРК сразу после вылета из Багдада. К счастью, экипаж сумел совершить аварийную посадку на поврежденном самолете. От авиаторов не отстают и моряки. Американская фирма Anteon Technologies и британская BAE System в рамках совместного проекта разрабатывают мощную гидроакустическую систему обороны кораблей от торпедных атак. По замыслу
  12. 12. 12 инженеров, подводная часть судна оборудуется 720 акустическими преобразователями, каждый диаметром около 1 метра. Конструкция и принцип действия преобразователей держатся в строжайшей тайне, однако аналитики предполагают, что речь идет об устройствах, использующих электрический разряд под водой. За счет фазирования импульсов излучателя гасится также ударная волна, направленная к борту корабля. Когда бортовые сонары обнаруживают приближающуюся торпеду, преобразователи излучают навстречу торпеде точно направленную акустическую ударную волну такой интенсивности, что в торпеде или разрушатся приборы системы управления, или, она взрывается, не доходя до цели. Скорость ударной волны, распространяющейся от корабля составляет 1,5 км/с. Согласовывая работу преобразователей, звуковой импульс можно фокусировать и даже в широких пределах менять его направление по азимуту, что достигается небольшим сдвигом фаз излучения у разных преобразователей, подобно радиолокаторам с фазированной антенной решеткой.
  13. 13. 13 Самонаводящиеся управляемые пули Самыми маленькими боевыми роботами можно считать самонаводящиеся на цель снаряды или крупнокалиберные пули. Управляемые гаубичные снаряды большого калибра, которыми стреляют из гладкоствольного орудия, известны уже давно, но инженеры из Лаборатории адаптивных аэроструктур (Adaptive Aerostructures Laboratory) американского университета Auburn взялись за решение гораздо более трудной задачи: создать систему управления полетом быстро вращающегося снаряда, выпущенного из нарезного ствола. Программа называется Barrel Launched Adaptive Munition (BLAM). Изготовленные экспериментальные головки соответствовали боеприпасам калибра от 20 мм. Испытания в сверхзвуковой аэродинамической трубе показали, что нос снаряда может отклоняться на угол до 0,12 градуса в каждую сторону с частотой до 198 Гц. Необходимое напряжение составило более 100 В при потребляемой мощности всего в 0,028 Вт. Прочность элементов привода тоже подверглась проверке. Они успешно перенесли 17000 g стартовой перегрузки. Такими миниатюрными роботами заинтересовалось агентство Homeland Security Advanced Research Projects Agency (HSARPA), занимающееся передовыми исследовательскими проектами в интересах национальной безопасности США. Самонаводящиеся снаряды было решено использовать в проекте по разработке нового типа несмертельного оружия для обеспечения правопорядка.
  14. 14. 14 Часть денег из ассигнованных $23 млн. получила компания Lynntech, разрабатывающая снаряд, который может быть выпущен из дробовика или гранатомета калибра 40 мм. После фазы управляемого полета, в течение которого траектория корректируется по следу лазерной подсветки, снаряд фиксирует цель и разрядом в 80 кВ гарантирует 7 секундный шок правонарушителя. При необходимости последующие удары током могут быть инициированы дистанционно. Другой участник программы HSARPA - корпорация Midе Technology, предлагающая управляемое устройство Piezer, вылетающее из дробовика калибра 12 мм к цели, находящейся на расстоянии 40–50 м. Инженеры Midе Technology отказались от традиционной схемы шокера «батарейка-трансформатор-конденсатор». Piezer содержит пьезоэлектрические кристаллы, которые генерируют высокое напряжение при сжатии.
  15. 15. 15 Робототехника: Военно-воздушные силы По давней традиции в США экспериментальным самолетам и беспилотным аппаратам присваивается индекс «Х» независимо от того, какая фирма является их разработчиком. Их назначение - продемонстрировать реальность технических решений для получения финансирования или работа в качестве летающих лабораторий. Великолепным примером таких демонстраторов технологий в области летающих боевых роботов, именуемых в последние годы дронами, стали аппараты серии Х-45 фирмы Boeing и функционально аналогичные Х-47 от Northrop Grumman, разработанные для выполнения функций истребителей, штурмовиков и фронтовых бомбардировщиков. Особый интерес к ним проявляет ВМС США, рассматривая в числе возможных участников конкурса на палубный беспилотный ударный самолет, предназначенный для прорыва ПВО кораблей, подавления позиций береговых ракетных комплексов и тактической разведки. Еще один кандидат - воздушный робот UCAS-N, объединяющий идеи проектов сверхзвуковых аппаратов X-45/47. Планируется, что UCAS-N будет самостоятельно взлетать и садиться на авианосцы.
  16. 16. 16 После перераспределения финансирования в 2006 году основная ежегодная сумма ($239 млн.) направляется на решение задач ВМС. В рамках проекта J-UCAS готовятся две машины: X-47B массой 18 т (Northrop Grumman) и X-45C массой 14 т (Boeing). При этом дозаправляться в воздухе способна только X-45C, а взлетать с коротких площадок лишь X-47B. Дроны Boeing и Northrop Grumman представляют собой уже вполне солидные по размерам машины, способные нести обычное авиационное вооружение и имеющие немалую дальность полета. По подсчетам общественной организации National Priorities Project, проанализировавшей документацию Конгресса США и Министерства обороны, расходы США на войну в Ираке составляли примерно $10 млн. в час. В сутки - $244 млн. Таким образом, пристальное внимание вызывает даже возможность экономии на обучении, жаловании, страховке и социальном обеспечении личного состава летных и обслуживающих подразделений. В настоящее время DARPA прорабатывает также варианты роботов с функциями стратегических бомбардировщиков. Тяжелый сверхзвуковой дрон Р-175 Polecat,
  17. 17. 17 разработанный в подразделении Skunk Works компании Lockheed Martin, способен выполнять длительное боевое патрулирование, неся на борту крылатые ракеты. Вдогонку за американцами устремилась и Европа. С запозданием в четыре года был анонсирован амбициозный проект беспилотного истребителя-бомбардировщика nEUROn, работать над которым приступили авиастроительные компании шести европейских государств. Возглавляет проект французская Dassault Aviation, в группу входят также шведская SAAB, греческая HAI, швейцарская RUAG, испанская EADS-CASA и итальянская Alenia. Половину запланированного бюджета ($480 млн.) выделило правительство Франции. Однако Ив Робин, вице-президент по международным связям Dassault Aviation, заявил, что оперативная потребность в самолете nEUROn отсутствует. Серийный выпуск этой модели летающего дрона так и не был налажен. Стоящие на вооружении самолеты Rafale, Eurofighter и Joint Strike Fighter останутся в строю до 2030 года, и лишь по мере их замены может потребоваться новая техника. Однако стоит отметить, что в настоящее время израильская армия ведет разработки самого крупного в мире беспилотника. Основной его целью является использование для уничтожения запущенных баллистических ракет. Размах крыльев составляет 33 м. Аппарат оборудован видеокамерами высокого разрешения и ракетами. Испытательный полет робота успешно состоялся. Однако если проанализировать другие категории летающих роботов, то можно заметить, что небольшие и совсем миниатюрные дроны оказались очень востребованными и смогли попасть в нишу, не занятую ни одним из представителей более массивных технических средств специального назначения. При этом сравнительно недорогие аппараты оказываются весьма эффективными в боевом применении. Самыми миниатюрными из летающих боевых роботов являются разрабатываемые по программе DARPA дроны Nano Air Vehicle (NAV). Они имеют размеры не более 7,5 см, а вес до 10 г. Однако при этом NAV способны выполнять военные миссий
  18. 18. 18 как в помещениях, так и на открытом воздухе. Особенности конструкции аппаратов и характер решаемых боевых задач не разглашаются. Мкродроны WASP при массе до 450 г способны нести не только пару видеокамер, но и термитную боевую часть, предназначенную для поражения самолетов и вертолетов противника на аэродромах. Радиоуправляемые телевизионные разведчики Ravens очень напоминают авиамодели, запускаемые с рук, и весят не более 2 кг. Дрон Shadows заметно крупнее – масса более 150 кг. В среднем WASP стоят $1,3–3 тыс., Ravens - $2–5 тыс., а Shadows – $10–12 тыс. Корпорация Boeing, потерпев ряд неудач с полноразмерным Х-45, приступила к испытаниям нового, гораздо более дешевого беспилотного боевого самолета Dominator, способного находиться в воздухе 48 часов без дозаправки. Все действия он выполняет самостоятельно, а к оператору обращается только за разрешением на ракетную атаку, когда обнаруживает вражеский объект. Прототип Dominator массой 50 кг и с размахом крыльев 3,7 м может лететь со скоростью 250 км/ч, неся три противотанковые ракеты. Такие роботы обычно действуют звеньями из трех-четырех единиц, при необходимости объединяясь в группы из 24 аппаратов. На Dominator также установлена система передачи данных по защищенному каналу 54 кбит/с. В первых испытаниях сорок машин одновременно атаковали группу наземной техники и тринадцатью точными попаданиями поразили четыре цели. В будущем специалисты Boeing планируют научить машины согласовывать свои действия, чтобы в первую очередь поражать самые важные мишени и не нападать вдвоем на один и тот же объект. Прототип AutoCopter фирмы Neural Robotics вооружается автоматическим полицейским дробовиком Auto Assault-12 Full-Auto Shotgun (АА-12) или гранатометом. Боевой беспилотный вертолет имеет длину около 2 м, вес 13,5 кг, при этом его стоимость не превышает $20 тыс. AutoCopter представляет собой отличный инструмент для борьбы с террористами в условиях многоэтажного здания. При этом его цена несопоставима с ценой любого, даже не боевого вертолета.
  19. 19. 19 Обеспечение действий ударной авиации по необходимости включает в себя разведку, поэтому особое место занимают летающие автоматические роботы- разведчики. Дрон RQ-4 Global Hawk фирмы Teledyne Ryan Aeronautical является первым роботом, пересекшим Тихий океан. В августе 2003 года RQ-4 Global Hawk получил лицензию от Федеральной Авиационной администрации США (US Federal Aviation Administration) на право полетов в национальном воздушном пространстве. Однако он является и одним из самых дорогих летающий роботов. Официально объявленные затраты на его создание составили $280 млн., однако в прессе существуют сообщения о том, что общая сумма затрат на программу за десять лет составила $6 млрд. Итоговая потребительская стоимость выросла с первоначальных $10 млн. до нынешних $35 млн. Экономический эффект налицо: если не брать в расчет снимаемый с вооружения U-2, стоимость аналогичного по возможностям пилотируемого разведчика неизменно оказывается втрое-вчетверо выше. Время полета RQ-4 Global Hawk составляет 42 часа, дальность без дозаправки 14 тыс. морских миль. Следовательно, этот дрон является машиной класса стратегического бомбардировщика, несущего два сменных экипажа операторов разведывательной аппаратуры типа EC-18 ARIA ($112 млн.), или EC-130E Commando Solo ($142 млн.). И то без дозаправок ни один из названных самолетов на такую дальность не способен. Планировалось, что в США к 2015 году на базе разведывательных и ударных дронов в рамках проекта Future Combat Systems (FCS) должна быть создана полностью автоматическая система управления воздушными атаками наземных и морских целей. Военные рассчитывают получить автономные высокоманевренные машины, объединенные глобальной цифровой сетью и способные действовать на поле боя самостоятельно, без управления человека-оператора.
  20. 20. 20 В текущем десятилетии специалистам Пентагона в рамках FCS планировалось спроектировать 18 типов военных роботов, 157 бортовых систем, внедрить 53 новые технологические концепции и написать в общей сложности 34 млн. строк кода. Первый действующий прототип системы появился в конце 2008 года. Пока 75% всех решений находятся на ранних стадиях разработки.
  21. 21. 21 Робототехника: Военно-морской флот Беспилотный разведывательный и ударный самолет ВМС Cormorant, стартует с борта подводной лодки, находящейся на глубине до 45–50 м. Этого морского боевого робота разрабатывает подразделение передовых проектов Skunk Works, которое в 1960- е годы это подразделение прославилось созданием уникального высотного самолета- шпиона U-2. Позднее здесь был разработан самый быстрый в мире реактивный самолет SR-71 Blackbird. Еще позднее - самолет-невидимка F-117 компании Lockheed Martin. Длина Cormorant составляет 5,8 м, размах крыльев - 4,86 м, масса - около 4 т, из которых примерно 450 кг - полезный груз. Запуск с подводной лодки планируется осуществлять следующим образом: после открытия крышки шахты оттуда выдвигается опора, на которой держится самолет, после чего он свободно всплывает на поверхность. На поверхности запускаются два мощных твердотопливных ускорителя, обеспечивающих вертикальный взлет. Затем включается маршевый турбовентиляторный двигатель, и Cormorant переходит в горизонтальный полет. Максимальная скорость составляет 880 км/час, крейсерская – 550 км/час, Радиус действия доходит до 920 км. Робот способен автономно держаться в воздухе до трех часов. Главная задача робота Cormorant - разведка. Но его вполне можно вооружить несколькими ракетами для удара по береговым целям или контейнером для доставки снаряжения спецназовцам, выброшенным в тыл противника. После выполнения миссии беспилотник автоматически следует в точку возврата и садится на воду. Подлодка, оставаясь на глубине, открывает люк и выпускает наверх другого плавающего робота, который фиксирует Cormorant и затаскивает его под воду, к горловине ракетной шахты. К настоящему времени DARPA уже успешно провела ряд испытаний.
  22. 22. 22 Особого внимания заслуживают роботы, способные к коллективным действиям в морских глубинах. Сегодня их создано уже достаточно. Одним из наиболее технически оснащенных является робот-субмарина Seahorse. Он может выполнять функцию дальнего гидроакустического разведчика, картографа морского дна, а также при необходимости отыскивать затаившиеся на дне подводные лодки. Ресурс непрерывной работы аппарата достигает 72 часов, дальность действия - 300 морских миль. Скоординированный отряд таких роботов-субмарин способен выполнять довольно сложные боевые задачи по обнаружению минных полей, анализу их структуры, поиску проходов и фарватеров, постановке мин и акустических буев- сторожей.
  23. 23. 23 Робототехника: Сухопутные войска Все интенсивнее развиваются технологии боевого взаимодействия автономных сухопутных роботов различного назначения: самоходных ударных установок, оснащенных автоматическим стрелковым оружием, гранатометами, резервуарами слезоточивого газа и электрошоковыми средствами. Здесь также стоит отметить мины, которые в новом качестве обрели способность самостоятельно перемещаться по территории минного поля, менять топологию минирования в зависимости от функционального состояния соседних мин. По замыслу разработчиков DARPA, современное минное поле представляет собой локальную сеть, объединяющую бортовые компьютеры роботов-мин, которые, в свою очередь, способны автоматически определять координаты и положение друг относительно друга. В структуре проекта Self-healing Minefield насчитывается до 1000 интеллектуальных мин, которые после установки тут же могут наладить между собой связь и боевое взаимодействие. При появлении в охраняемой зоне чужаков минная сеть сама решает, где и в каком порядке подрывать свои узлы. После отражения атаки сеть вычисляет новую схему покрытия местности и начинает заполнять пустующие площадки. Для перемещения мины-роботы используют механические толкатели или твердотопливные ракеты. Дальность одного шага достигает 10 м, погрешность приземления - 1 м. Интересно, что эти мины могут работать как на пересеченной местности, так и на городских улицах. Последнее обстоятельство в сочетании с высокой подвижностью мин в перспективе может привести к появлению новых способов ведения боевых действий на улицах и даже в закрытых помещениях. Технологии, позволяющие организовать взаимодействие и коллективное целенаправленное поведение большого числа самодействующих роботов, были продемонстрированы еще в 2004 году. Произошло это в Центре компьютерных наук и инжиниринга Пола Алена (Paul G. Allen Center for Computer Science & Engineering) в рамках проекта Centibots. Был поставлен опыт коллективной рекогносцировки помещений группой самодвижущихся роботов, созданных в Лаборатории робототехники и определения состояний (Robotics and State Estimation Lab) того же университета Вашингтона. Centibots - небольшие роботы, способные работать и как единый организм, и в одиночку. Их цель - изучить закрытое помещение, составить его план и выполнить какую-нибудь задачу. В алгоритм действий роботов заложены принципы самостоятельности, инициативности, они периодически взаимодействуют между собой и в зависимости от обстоятельств автоматически перераспределяют роли.
  24. 24. 24 У роботов Centibots нет единого мозгового центра, это коллективный разум, гибко перестраивающийся в ходе выполнения задания. В настоящее время в сухопутных вооружениях отсутствуют аналогичные по возможностям системы, управляемые человеком. NetFires LLC, является совместным предприятием корпораций Lockheed Martin и Raytheon. Его специалисты заняты разработкой артиллерийской системы нового поколения NLOS-LS. Заряды, выстреливаемые с наземных и воздушных платформ, могут объединяться в воздухе в интеллектуальную сеть и с максимальной эффективностью поражать объекты противника, расположенные вне зоны прямой видимости. Для наведения на цель эти интеллектуальные снаряды используют радары и бортовые программы распознавания. Они способны находиться в воздухе 30 минут, преодолевая за это время до 70 км в поисках целей, и также могут использоваться как разведывательный инструмент для сбора сведений о противнике. На разработку NLOS-LS Пентагон выделил $1,1 млрд. В отличие от одноразовых мин полевые роботы могут быть быстроходны и хорошо вооружены обычным стрелковым оружием либо различными видами несмертельного оружия. Малогабаритные роботы-солдаты на гусеничном ходу - PacBots производства компании iRobot с середины прошлого года начали поступать на вооружение армий разных стран.
  25. 25. 25 Великобритания приобрела тридцать таких роботов. Немецкие вооруженные силы также заказали двадцать два образца. Военные аналитики предсказывают бум этого вида техники в ближайшие десять лет, поскольку, за исключением небольшого числа особых боевых операций, большинство действий солдата на полях сражений с успехом смогут выполнять малогабаритные, вооруженные дроны. Так, iRobot уже сегодня предлагает больше десятка разновидностей PacBot: разведчики-наблюдатели, корректировщики огня, подвижные минометы, минеры, несколько типов самоходных мин. В рамках другого проекта Joint Ground Robotics Enterprise компания iRobot объединилась с фирмой ICx Technologies, специализирующейся на создании аппаратуры обнаружения взрывчатых устройств. На роботов устанавливаются детекторы Fido, которые, как утверждается, по чувствительности сравнимы с нюхом служебных собак. Бюджет проекта составил $16,6 млн. Говоря о перспективах роботизации боевых действий на суше, нельзя не упомянуть о большой группе дронов, выполняющих функции носильщика и интеллектуальной БМП. По замыслу стратегов, на эти устройства будут возложены задачи масштабов войсковой операции: несколько десятков или сотен шагающих по бездорожью роботов с живой силой, припасами и вооружением, согласуя перемещения друг с другом, выдвигаются на заданные позиции. По команде они могут атаковать противника, используя все виды наступательного вооружения. И все это - в непрерывном взаимодействии друг с другом и локальными сетями боевых дронов других родов войск. В случае необходимости роботы выполняют функции санитаров, отыскивая и вынося с поля боля раненых бойцов. По оценкам специалистов, все описанное может стать реальностью уже в ближайшие два десятилетия. В качестве действующих прототипов можно упомянуть замечательные разработки фирмы Boston Dynamics при участии специалистов компании Foster Miller, сотрудников Лаборатории реактивного движения (JPL NASA) и ученых Гарвардского университета. Финансирование по линии DARPA обеспечивает научный отдел (Defense Sciences Office).
  26. 26. 26 Созданный на основе ранее разработанного DARPA четвероногого робота под названием BigDog, LS3 умнее и сильнее предшественника, который был в состоянии переносить до 40 кг, а также служил в качестве вспомогательного источника питания, который солдаты могут использовать для зарядки аккумуляторов своих портативных устройств во время патрулирования. Робот LS3 будет теперь проходить 18 месячный цикл испытаний изменений платформы, которые начнутся в июле 2012 года, чтобы проверить его способность обеспечить поддержку спешенного отряда бойцов перед тем, как начать полевые учения совместно с армией и морской пехотой США. LS3 будет продолжать совершенствоваться в течение этого периода и в конечном итоге должен стать способен перевозить 160 кг имущества отряда на расстояние 33 км в течение 24 часов без дозаправки. Датчики зрения робота будут проверены и доработаны, чтобы он смог правильно определять препятствия и самостоятельно исправить свой курс по мере необходимости, а также будут добавлены слуховые датчики, чтобы помочь LS3 выполнять словесные команды солдат. Petman — антропоморфный робот, созданный для проверки спецодежды с химической защитой, используемой армией США. В отличие от предыдущих тестеров, которые имели ограниченный репертуар движений и нуждались в механической поддержке, Petman самостоятельно сохраняет устойчивость и свободно перемещается: ходьба, ползание и выполнение различных упражнений во время воздействия боевых отравляющих веществ.
  27. 27. 27 По замыслу разработчиков Petman также будет имитировать человеческую физиологию, контролируя температуру, влажность и потливость, когда это необходимо, чтобы обеспечивать реальные условия испытаний. RiSE - единственный из всех роботов Boston Dynamics, который умеет лазить вверх по различным поверхностям: панельным стенам высотных домов и стволам деревьев. Четкое прямолинейное восхождение робота наводит на мысль, что он предназначен только для отработки системы сенсоров, которая анализируют поверхность перед соприкосновением и контролирует работу шести ножек. Робот RHex стал кульминацией многолетних разработок. Он может развивать скорость до 2 метров в секунду, ориентироваться на любой местности, преодолевать практически любые ямы, бугры и болота. Этот гексапод способен передвигаться на расстояние до 3,7 км без подзарядки. RHex превосходно справляется с поставленными задачами как на Земле, так и на других планетах.
  28. 28. 28 Научная лаборатория Air Force Research Laboratory ВВС США несколько лет трудится над созданием технологии управления группами микророботов, имитирующих поведение насекомых. Подобные устройства могут проникать в защищенные бункеры по узким вентиляционным каналам, кабельным шахтам, щелям и любым другим миниатюрным проходам. В условиях отсутствия связи с центром подобное устройство в одиночку не сможет отыскать и идентифицировать искомый объект, например, конкретного человека. Но это будет вполне по силам скоординированной группе роботов. Помогать раненым тоже будут роботы. Прототипы дронов-спасателей разрабатывает и испытывает американская компания Vecna Technologies. Исследовательский центр по телемедицине и передовым технологиям (TATRC) выдал грант компании Vecna Technologies на развитие проекта поискового и спасательного робота (Battlefield Extraction and Retrieval Robot - BEAR). На руках робот способен удерживать груз в 227 кг. Сегодня BEAR представляет собой работающий прототип в котором используется шасси, заимствованное от самобалансирующегося скутера Segway. В Робот уже продемонстрировал способность долго сохранять равновесие и перевозить на руках манекен бойца. Следующая фаза развития проекта подразумевает замену нижней части робота на траки гусениц.
  29. 29. 29 В настоящее наиболее готовыми к использованию на полях сражений являются колесные и гусеничные боевые роботы, способные нести разнообразное вооружение - от пулеметов до установок залпового огня. Из представителей этого класса можно отметить довольно известные роботы-наблюдатели TALON и их вооруженную модификацию SWORD компании Foster-Miller. Эти компактные дроны вооружаются пулеметом M249 калибра 5,56 мм (750 выстрелов в минуту) или пулеметом M240 калибра 7,62 мм (700–1000 в минуту). Без перезарядки робот может произвести 300 и 350 выстрелов соответственно. Дополнительно SWORD может быть оборудован противотанковым ружьем, гранатометом 40 мм или 12-и зарядным дробовиком. Особое внимание уделяется проекту размещения лазера мощностью 100 кВт на наземном внедорожном роботе TALON производства Foster-Miller. Передвигается этот дрон с максимальной скоростью 7 км/ч, может преодолеть груду камней и колючую проволоку и подниматься по лестницам. SWORD способен вести огонь по врагу с расстояния до 1,5 км с высокой степенью точности. Другими представителями этого класса сухопутных роботов является Gladiator (вес 3 т), созданный в лабораториях Университета Карнеги-Меллона. Министерство обороны США планирует в ближайшее время оснастить армию двумя сотнями этих механизмов, потенциально обладающих очень высокими боевыми характеристиками и
  30. 30. 30 огневой мощью. Пока роботом управляет оператор, однако в ходе испытаний планируется установить на него автономную самообучающуюся систему управления на базе нейросетевых алгоритмов. Очень интересны планы по созданию автоматизированных систем вызова огневой поддержки сухопутных операций с кораблей и подводных лодок ВМС. Управляющая боем компьютерная система должна сама определять возможность вызова подкрепления при наличии поблизости военных кораблей, готовых к бою. С санкции командира огневое подкрепление вызывается автоматически, при этом также автоматически выдаются параметры целей и последовательность их поражения.
  31. 31. 31 Новый кодекс военной робототехники Инженер Джон Каннинг из Naval Surface Warfare Centre проанализировал практику использования оружия и юридические нормы, которым она подчиняется в США в настоящее время. Ему удалось сформулировать законы для боевых роботов, которые должны исполняться ими охотнее, чем «три закона роботехники» Айзека Азимова, чересчур стесняющие применение роботов военного назначения. • Первый закон: «Пусть машины сражаются с машинами». Боевой искусственный интеллект должен быть ориентирован на уничтожение оружия, а не людей, его направляющих. Для иллюстрации Каннинг приводит в пример противокорабельные ракеты Tomahawk, способные самостоятельно отличить круизный лайнер от боевого крейсера, и подводные мины CAPTOR Mine System, поражающие только субмарины. • Второй закон: «Пусть люди сражаются с людьми». Таким образом, направлять на людей оружие роботов должны люди, использующие их в качестве манипуляторов. • Третий закон: «Разрешить машинам сражаться с людьми может только оператор». Разрешение на убийство роботу выдает человек. Азимовскому гуманизмом или лемовской свободой воли в боевом кодексе роботов места нет. Ряд аналитиков высказывают логичное предположение, что системы, действующие по законам Каннинга, будут особенно высоко востребованы у режимов, заинтересованных в отсутствии у солдат совести и возможности выступать в суде. Обзор подготовлен по материалам опубликованных статей Юрия РОМАНОВА

×