Matumizi ya uso wa gari na maji ya chini ya maji ya aina anuwai, pamoja na mifumo mingine ya roboti katika kutatua majukumu anuwai kwa masilahi ya vikosi vya majini na walinzi wa pwani wa nchi zinazoongoza ulimwenguni imeenea katika miaka ya hivi karibuni na inaelekea maendeleo zaidi ya haraka.
Moja ya sababu za umakini ambao wataalamu wa majini hulipa uundaji wa roboti zilizo chini ya maji ni ufanisi mkubwa wa matumizi yao ya mapigano ikilinganishwa na njia za jadi zilizo na amri ya vikosi vya majini vya nchi za ulimwengu hadi sasa. Kwa mfano, wakati wa uvamizi wa Iraq, amri ya kikundi cha Jeshi la Wanamaji la Merika katika Ghuba ya Uajemi inayotumia magari ya chini ya maji ambayo hayajasimamiwa yalifanikiwa kusafisha mabomu na vitu vingine hatari kutoka kwenye migodi na vitu vingine hatari kutoka eneo la maji ya bay na eneo la robo ya maili ya mraba (karibu 0.65 sq. Km), licha ya ukweli kwamba, kama mmoja wa wawakilishi wa Jeshi la Wanamaji la Merika alimwambia mwandishi wa Jumuia ya Wanahabari, kikosi cha wazamiaji wachimbaji kingechukua Siku 21 za kufanya hivi.
Wakati huo huo, orodha ya kazi zinazotatuliwa na magari yasiyokuwa na maji chini ya maji inapanuka kila wakati, na kwa kuongezea zile za jadi na za kawaida - utaftaji wa migodi na vitu vya kulipuka, utoaji wa shughuli anuwai za chini ya maji, pamoja na upelelezi na uchunguzi - tayari inajumuisha suluhisho la kazi za mshtuko na kazi ngumu zaidi na hapo awali haipatikani kwa "Roboti katika mikanda ya bega" katika eneo la littoral, ambapo lazima waharibu mabomu na vitu vingine vya utetezi wa adui dhidi ya ujasusi. Masharti maalum ya matumizi yao ya mapigano ni maji ya kina kirefu, mawimbi yenye nguvu ya mawimbi, mawimbi, topografia ngumu ya chini, nk. - Kama matokeo, husababisha uundaji wa mifumo inayojulikana na ugumu mkubwa wa kiufundi na uhalisi wa suluhisho zinazotumiwa. Walakini, uhalisi huu mara nyingi huenda kwao kando: mteja bado hayuko tayari kwa utangulizi mkubwa wa wanyama kama hawa wa kiume ndani ya vikosi.
"KANSA" YA METALI-JUMLA
Moja ya roboti za kwanza za kijeshi zilizoundwa kufanya kazi katika eneo la "pwani" kwa matayarisho ya operesheni kubwa, inaweza kuzingatiwa kama roboti ndogo inayojiendesha chini ya maji inayojulikana kama Gari ya Ambulatory Benthic Autonomous Underwater Vehicle, ambayo inaweza kutafsiriwa kutoka Kiingereza kama "benthic kutembea. (chini) gari la uhuru chini ya maji ".
Vifaa hivi vyenye uzani wa kilo 3.2 tu viliundwa kwa msingi na wataalamu kutoka Kituo cha Sayansi ya Bahari cha Chuo Kikuu cha Kaskazini mashariki, kilichoko Boston, Massachusetts (USA), chini ya uongozi wa Dk Joseph Ayers. Mteja wa kazi hiyo alikuwa Kurugenzi ya Utafiti wa Jeshi la Majini la Amerika (ONR) na Wakala wa Miradi ya Utafiti wa Juu wa Wizara ya Ulinzi ya Merika (DARPA).
Kifaa hicho ni roboti ya chini inayojitegemea ya kile kinachoitwa darasa la biomimetic (roboti zinazofanana na sampuli kadhaa za ulimwengu wa wanyama. - V. Sch.), Inayoonekana kama saratani na imeundwa kutekeleza upelelezi na hatua ya mgodi kwenye maandishi ukanda na ukanda wa pwani wa kwanza, na pia chini ya mito, mifereji na mabwawa mengine ya asili na bandia.
Roboti ina mwili uliotengenezwa na nyenzo ya kudumu, yenye urefu wa 200 mm na 126 mm kwa upana, miguu nane ya mitambo na digrii tatu za uhuru kila mmoja, na vile vile miguu ya mbele, sawa na kaa au kucha za kaa, na nyuma moja, inafanana na mkia wa kaa, nyuso za utulivu wa hydrodynamic ya roboti chini ya maji takriban 200 mm kwa kila moja (ambayo ni, kila uso unalinganishwa kwa urefu na mwili wa roboti). Miguu ya kiufundi imewekwa na misuli ya bandia iliyotengenezwa na aloi ya nikeli-titani na athari ya kumbukumbu ya sura (NiTi sura ya alloy memory), na waendelezaji waliamua kutumia moduli ya upana wa mapigo katika anatoa.
Vitendo vya roboti vinadhibitiwa kwa kutumia mtawala wa mtandao wa neva ambao hutumia mfano wa kitabia uliokopwa na watengenezaji kutoka kwa maisha ya kamba na kubadilishwa kwa hali ya matumizi ya mapigano ya roboti hizi. Kwa kuongezea, wataalam wa Chuo Kikuu cha Kaskazini mashariki walichagua kamba ya Amerika kama chanzo cha ukuzaji wa mtindo wa tabia ya roboti husika.
"Njia na tabia ambazo lobster zimetumia kupata chakula kwa milenia zinaweza kutumiwa vile vile na roboti kupata migodi," alisema kiongozi wa mradi Dk Joseph Ayers wa Kituo cha Sayansi ya Bahari cha Chuo Kikuu cha Kaskazini mashariki.
Mfumo wa kudhibiti bodi ya roboti ya saratani inategemea mfumo wa kompyuta wa aina ya Persistor kulingana na microprocessor ya Motorola MC68CK338, na malipo ya kifaa ni pamoja na mfumo wa mawasiliano wa umeme, dira, na inclinometer / accelerometer ya MEMS (MEMS - mfumo wa microelectromechanical).
Hali ya kawaida ya matumizi ya kupambana na roboti hii ilionekana kama hii. Kikundi cha crayfish ya roboti huwasilishwa kwenye eneo la matumizi kwa kutumia kiboreshaji maalum cha umbo la torpedo (ilitakiwa kuunda kitu kama toleo la chini ya maji la chombo kidogo cha mizigo kinachotumiwa katika Jeshi la Anga). Baada ya kutawanyika, roboti, kulingana na mpango uliopangwa tayari, ililazimika kufanya upelelezi au upelelezi wa ziada wa eneo lililotengwa, kutambua mambo ya mfumo wa ulinzi wa adui dhidi ya amphibious, haswa kwa madini na vitu vingine vya kulipuka, nk. Katika kesi ya uzalishaji mkubwa, bei ya ununuzi wa saratani moja ya roboti inaweza kuwa takriban $ 300.
Walakini, inaonekana kwamba jambo hilo halikuenda zaidi ya ujenzi wa prototypes kadhaa na majaribio yao mafupi. Mteja mkuu anayeweza kuwa na uwezo, Navy, ambayo mwanzoni ilitenga karibu milioni 3 kwa masomo haya, hakuonyesha nia zaidi katika mradi huo: mara ya mwisho maendeleo ya Chuo Kikuu cha Kaskazini mashariki ilionyeshwa kwa wataalam wa amri ya Jeshi la Wanamaji la Merika, inaonekana, katika 2003. Labda, hakukuwa na wateja kati ya washiriki wa maonyesho hayo ambapo uvumbuzi huu ulionyeshwa.
Kaa "ARIEL II"
Jaribio la kuunda roboti kulingana na muundo wa "dagaa", na haswa - kaa, pia ilifanywa na wataalam wa kampuni ya Amerika "AyRobot". Kampuni hiyo leo ni moja ya watengenezaji wanaoongoza ulimwenguni na watengenezaji wa roboti za aina anuwai kwa malengo ya kijeshi na ya kiraia, na ujazo wa utoaji wao umekadiriwa kwa mamilioni kwa muda mrefu. Ilianzishwa mnamo 1990, kampuni hiyo imekuwa ikihusika mara kwa mara tangu 1998 kwa masilahi ya DARPA au mgawanyiko mwingine wa vikosi vya jeshi na usalama vya Merika, na pia nchi zingine za ulimwengu.
Roboti iliyobuniwa na wataalam wa kampuni hiyo iliitwa Ariel II na imeainishwa kama Gari ya Autonomous Legged Underwater Vehicle (ALUV). Imeundwa kutafuta na kuondoa migodi na vizuizi anuwai katika mfumo wa ulinzi wa adui dhidi ya amphibious ulio katika ukanda wa maji wa kina kirefu cha pwani na kwenye "pwani". Kipengele cha roboti, kulingana na watengenezaji, ni uwezo wake wa kubaki kufanya kazi hata katika hali iliyogeuzwa.
"Ariel II" ana uzani wa kilo 11 na anaweza kuchukua mzigo wa hadi kilo 6. Urefu wa mwili wa vifaa ni 550 mm, urefu wa juu kwa waendeshaji na dira na inclinometer ni 1150 mm, upana ni 9 cm kwa nafasi ya chini na 15 cm - kwenye "miguu" iliyoinuliwa. Roboti hiyo ina uwezo wa kufanya kazi kwa kina cha hadi m 8. Chanzo cha nguvu - betri 22 za nikeli-kadimamu.
Kimuundo, "Ariel II" ni vifaa kama kaa na mwili kuu na miguu sita iliyoambatanishwa nayo, ambayo ina digrii mbili za uhuru. Vifaa vyote vya elektroniki vinavyolengwa vilivyowekwa kwenye bodi "kaa katika sare" inapaswa, kulingana na mpango wa watengenezaji, iwe iko kwenye moduli iliyofungwa. Mfumo wa usimamizi wa mzigo unaolengwa unasambazwa. Kufanya kazi kwa roboti hii ya mgodi ilifanywa chini ya mikataba iliyotolewa na wakala wa DARPA na Ofisi ya Utafiti wa Jeshi la Majini la Merika.
Hali ya matumizi ya kupambana na roboti hizi ni kwa njia nyingi sawa na ile iliyoelezwa hapo juu, na tofauti moja tu: roboti ilikuwa na njia ya uharibifu wa mgodi. Baada ya kupata mgodi, roboti ilisimama na kuchukua msimamo karibu na mgodi, ikingojea amri. Baada ya kupokea ishara inayolingana kutoka kwa chapisho la amri, roboti ililipua mgodi. Kwa hivyo, "kundi" la roboti hizi zinaweza wakati huo huo karibu kabisa au hata kabisa kuharibu uwanja wa mgodi wa antiamphibious katika eneo la kutua kwa shambulio la amphibious. Msanidi programu pia alipendekeza chaguo ambalo halikutoa jukumu la kamikaze: roboti iliweka tu malipo ya kulipuka kwenye mgodi na kurudi kwa umbali salama kabla ya mlipuko.
Moja ya mfano wa roboti - mtafuta mgodi "Ariel". Picha kutoka www.irobot.com
Ariel II ilionyesha uwezo wake wa kupata migodi wakati wa majaribio angalau matatu. Ya kwanza ilifanywa katika eneo la chini la pwani katika eneo la Riviera Beach, karibu na jiji la Riviera, Massachusetts; ya pili iko katika Jiji la Panama, Florida, inayofadhiliwa na Shirika la Boeing, na ya tatu iko katika eneo la Monterey Bay kwa Kikundi cha Kitaifa cha Kijiografia. Inavyoonekana, mradi huu haukupata maendeleo zaidi (pamoja na kutokana na matokeo mbali mbali ya vipimo hivi), na mteja wa jeshi, ambaye alifadhili kazi hiyo katika hatua ya kwanza, anadaiwa alizingatia maendeleo mengine ya kampuni hiyo hiyo ya kuahidi zaidi, inayojulikana kama "Transfibian" na kujadiliwa hapa chini. Ingawa hapa, pia, sio kila kitu ni rahisi sana.
"TRANSFIBIA" KUTOKA KWA MASSACHUSETS
Gari lingine lisilojulikana la maji chini ya maji kwa kazi katika eneo la littoral, ambalo limeorodheshwa na kampuni "AyRobot", halikuundwa awali na wataalamu wake, lakini ilirithi kutoka kwa kampuni "Nekton Corporation", ambayo ilinunua mnamo Septemba 2008 kwa dola milioni 10
Kifaa hiki kiliitwa "Transphibian" (Transphibian) na kiliundwa kwa masilahi ya wanajeshi kutafuta na kuharibu migodi ya aina anuwai kwa kujifuta kwa kutumia malipo ya ndani ya uzani wa uzani wa kilo 6, 35 na ishara iliyotolewa na mwendeshaji wa mbali.
"Transfibian" ni gari ndogo ya kubeba (isiyohamishika) isiyo na maji chini ya maji yenye urefu wa sentimita 90. Tofauti yake kuu kutoka kwa hatua zingine za kuzamishwa kwa mgodi katika eneo la littoral ni utumiaji wa njia ya pamoja ya harakati: kwenye safu ya maji, kifaa kinasonga kwa msaada wa jozi mbili za "mapezi", kama samaki au mamalia aliyebanwa, na chini, kwa msaada wa "mapezi" yale hayo, tayari inatambaa. Wakati huo huo, katika vifaa vilivyojitolea kwa maendeleo haya, inasemekana kwamba "mapezi" yana digrii sita za uhuru. Kama inavyotungwa na watengenezaji, hii inatoa uwezekano wa matumizi sawa ya vifaa vinavyozingatiwa katika maji ya kina kirefu na kwa kina kirefu, na pia huongeza sana uhamaji wake na uwezo wa kushinda vizuizi vya maumbile anuwai.
Kama malipo, ilipangwa kutumia vifaa anuwai vya utaftaji hadi kamera kubwa ya macho, ambayo inapaswa kusimamishwa kwenye milima maalum chini ya sehemu ya kati ya mwili wa gari.
Hali ya maendeleo kwa sasa haijulikani kabisa, kwani sehemu iliyojitolea kwa gari lisilo na maji chini ya maji "Transfibian" haipo hata kwenye wavuti ya kampuni ya msanidi programu. Ingawa vyanzo kadhaa vinadai kwamba ilikuwa inapendelea kifaa hiki kwamba idara ya jeshi la Amerika ilitoa upendeleo, ikiacha maendeleo yaliyofikiriwa hapo awali ya kampuni hiyo hiyo - gari lisilojulikana la chini ya maji Ariel II. Walakini, kuna uwezekano kwamba mradi huo ulifungwa au kugandishwa, kwani wataalam wa majini wa Amerika walikuwa, kuiweka kwa upole, hawakuridhika na vigezo kadhaa muhimu vya gari lisilo na maji chini ya maji linalohusika.
TRACK AMPHIBIA
Sampuli ya mwisho ya magari yasiyokaliwa yaliyoundwa kutafuta na kuharibu migodi, na pia kufanya uchunguzi wa adui dhidi ya amphibious katika eneo linaloitwa surf, ambalo tutazingatia hapa, liliundwa na wataalam kutoka kampuni maarufu ya Amerika ya Foster- Miller, aliyebobea katika ukuzaji wa maroboti ya jeshi na polisi. Kazi kwenye kifaa hiki, inayoitwa Roboti inayoweza kugeuzwa kwa busara, ilifanywa ndani ya mfumo wa Mpango wa MCM wa Maji / Surf Zone, uliofadhiliwa na usimamizi wa Utafiti wa Jeshi la Wanamaji la Merika.
Sampuli hii ilikuwa gari isiyo na kipimo, iliyofuatiliwa ya amphibious iliyotengenezwa kwa kutumia maendeleo yaliyopatikana na Foster-Miller wakati wa kuunda roboti ndogo ya ardhi Lemming, iliyoagizwa na DARPA. Kwa hivyo, kifaa hiki kinaweza kufanya kazi kwenye bahari chini ya maji ya kina kirefu karibu na pwani (katika mto, ziwa, nk) na pwani. Wakati huo huo, msanidi programu alitoa uwezekano wa kukiwezesha kifaa na chaguzi anuwai za vifaa vya umeme (betri zinazoweza kuchajiwa), sensorer na mzigo mwingine wa malipo, ambayo ilikuwa iko kwenye sehemu iliyo na ujazo muhimu wa karibu mita za ujazo 4500. inchi (kama mita za ujazo 0.07).
Mfano uliojengwa wa kifaa una sifa zifuatazo za kiufundi na kiufundi: urefu - 711 mm, upana - 610 mm, urefu - 279 mm, uzito (hewani) - 40, kilo 91, kasi kubwa - 5.4 km / h, upeo wa kusafiri masafa - maili 10. Kama mzigo wa malipo, ilipangwa kuunda sensorer za kugusa (sensorer za kugusa), gradiometer ya sumaku, sensorer inayoshawishi kwa kugundua kitu kisicho cha mawasiliano, nk.
Vifaa vya ndani ya roboti ya amphibious inapaswa kuwa ni pamoja na vifaa vya urambazaji (mfumo wa sensorer nyingi za kuamua nafasi ya nafasi ya gari kwa kutumia kichujio cha Kalman; mfumo wa urambazaji wa kufanya kazi katika SINS za maji duni (Mfumo wa Usogeleaji wa Ugeleaji wa Bahari); mpokeaji wa tofauti mfumo mdogo wa mfumo wa satelaiti wa urambazaji wa ulimwengu (DGPS); dira ya mhimili mitatu; odometers; sensorer ya gyro sensor, nk) na mawasiliano (mpokeaji wa redio ya ISM na modem ya sauti ya chini ya maji), na mfumo wa kudhibiti ndani ya bodi unategemea PC / 104 kompyuta ya kawaida.
Matokeo ya uchunguzi wa eneo lililotengwa la eneo la maji (baharini) na kila moja ya roboti za kupendeza zilizotengwa kwa hii - na operesheni imepangwa kutumia kikundi cha vifaa sawa - hupitishwa kwa kiweko cha mwendeshaji, ambapo dijiti ramani ya eneo hili imeundwa kwa msingi wao.
Wataalam kutoka Foster-Miller na mgawanyiko wa mifumo ya pwani ya Kituo cha Vita vya Juu cha Jeshi la Wanamaji la Merika kwa pamoja walifanya mzunguko wa jaribio la mfano wa mfumo husika, wakati ambao walipaswa kuonyesha uwezo wa roboti yenye nguvu kushughulikia kazi zifuatazo:
- tafuta vitu anuwai katika eneo lililoteuliwa la eneo la maji;
- utaftaji na kitambulisho cha vitu kwenye bahari;
- uchunguzi kamili na kamili wa eneo la littoral (eneo la surf) kwenye tovuti ya operesheni inayokuja ya shambulio;
- kudumisha mawasiliano ya njia mbili na mwendeshaji kwenye meli ya kubeba au chapisho la amri ya pwani;
- kutatua kazi zinazohitajika nje ya mtandao.
Mnamo Julai 2003, roboti hii ya kupendeza ilionyeshwa kwa kila mtu huko Boston kama sehemu ya maonyesho yaliyoandaliwa na Kurugenzi ya Utafiti wa Jeshi la Majini la Amerika wakati wa Bandari ya Boston, na mapema, mnamo 2002, jeshi la Merika lilitumia vifaa hivi kwa toleo lililoboreshwa kwa matumizi ya ardhi, wakati wa operesheni ya kuchunguza mapango katika milima ya Afghanistan.
Hali ya mfumo imeonyeshwa kama "chini ya maendeleo", mikataba ya utengenezaji wowote wa roboti za kijeshi bado haijakamilishwa (angalau habari juu ya hii haijatangazwa kwa umma), kwa hivyo kuna uwezekano kwamba mteja, aliyewakilishwa na Amri ya Jeshi la Wanamaji la Merika, bado haijaonyesha nia ya kuendelea na kazi kwenye mradi huo. Kwa kuongezea, hakuna kutajwa kwa mfumo huu wa roboti kwenye wavuti ya Jeshi la Majini la Merika katika sehemu iliyojitolea kwa Vikosi vya Vitendo vya Mgodi na Vituo vya Maeneo ya Maji Kidogo na Programu ya Ukanda wa Surf.
HATARI INAWEZEKANA
Kwa ujumla, inaweza kusemwa kuwa jukumu la kutafuta, kugundua, kuainisha na kuharibu migodi katika eneo la littoral na kwenye ukanda wa pwani wa kwanza ("pwani"), na pia kugundua vitu anuwai vya ulinzi wa adui dhidi ya majini bado ni moja ya vifaa muhimu zaidi vya mchakato mgumu kwa majini ya nchi zinazoongoza za msaada wa operesheni za kijeshi. Hasa zile ambazo hufanyika kwenye sehemu zisizojulikana za pwani.
Katika suala hili, tunaweza kutarajia maendeleo zaidi ya kazi juu ya uundaji wa zana za roboti iliyoundwa kusuluhisha shida zilizo hapo juu. Ingawa, kama inavyoonekana kutoka kwa habari hapo juu, jukumu la kuunda magari yasiyokaliwa na haswa yenye uwezo wa kufanya kazi katika mazingira magumu sana ya eneo la littoral (ukanda wa surf, kwenye ukanda wa pwani wa kwanza), unaojulikana na topografia ya chini ya chini, kina kirefu na mawimbi yenye nguvu, sio rahisi na sio kila wakati husababisha matokeo yanayotarajiwa na ya kuridhisha kwa mteja.
Kwa upande mwingine, nyuma mnamo 2008, kwenye kurasa za rasilimali ya mkondoni NewScientist.com, nyenzo zilichapishwa kulingana na utabiri uliofanywa na wataalam wa Briteni na Amerika kuhusu vitisho vikali zaidi vya kisayansi na kiufundi ambavyo wanadamu wanaweza kukumbana navyo katika siku zijazo zinazoonekana. … Na la kushangaza, kulingana na waandishi wa utabiri, moja ya vitisho na uwezekano mkubwa inaweza kuwa maendeleo ya haraka sana ya roboti za biomimetic - mifumo iliyoundwa kwa msingi wa kukopa sampuli kadhaa za asili ya sayari. Kama vile, kwa mfano, gari za chini ya maji ambazo hazijasimamiwa, zilizoundwa sawa na sampuli fulani za wanyama wa baharini kwa maana ya kujenga na kuhusiana na modeli za tabia zinazotekelezwa katika mifumo yao ya kudhibiti.
Kulingana na wanasayansi wa Briteni, "kuzaliana" kwa haraka kwa aina hii ya roboti za biomimetic inaweza kuwa spishi mpya inayokaa kwenye sayari yetu na kuingia kwenye makabiliano ya kumiliki nafasi ya kuishi na waundaji wao wa zamani. Ajabu? Ndio, labda. Lakini karne kadhaa zilizopita, manowari ya Nautilus, roketi za angani, na lasers za mapigano zilionekana kuwa nzuri. Na mtaalam wa roboti ya biomimetic Robert Full, anayefanya kazi katika Chuo Kikuu cha California huko Berkeley, anasisitiza: "Kwa maoni yangu, katika hatua hii, tunajua kidogo sana juu ya vitisho vinavyowezekana kupanga vizuri maendeleo yetu."
