На протяжении 17 лет непрерывных войн в Ираке и Афганистане наиболее серьезной угрозой для военнослужащих, участвующих в боевых операциях, являются самодельные взрывные устройства (IEDs [1]). Задача уменьшить влияние этой угрозы стала основной для инженерных и проектных групп, как промышленности, так и Министерства обороны США.
Кроме того, исследовательские группы хорошо осведомлены об успешном использовании БПЛА в разведки, наблюдении и рекогносцировке (ISR [2]). Они позволяют обеспечить контроль периметров баз и наземных установок без риска для жизни людей, обходя препятствия и потенциальные угрозы.
Хотя использование роботов для таких целей на поле боя не является чем-то новым, новшеством является способ их применения, значительно повышающий эффективность использования БПЛА и военнослужащих, которые полагаются на их защиту во время выполнения своих задач.
При использовании новых разработок для выполнения задач IED и ISR необходимо применять несколько систем, работающих на суше, море, в воздухе и под водой. Эти разнородные системы обмениваются информацией для выявления и устранения угроз на больших территориях и с меньшими рисками, чем сейчас.
Инициативы ВМФ США
ВМС США предложили совместный проект, в рамках которого отдельные воздушные и морские военные центры применят существующие платформы для утилизации взрывоопасных боеприпасов.
Разработчики предлагают принять пару ограничений. Во-первых, не надо ожидать полного исключения человека из процесса. Полностью автономные системы, скорее всего, уже на подходе, однако, они считают, что сочетание нескольких роботизированных систем и человека-оператора коренным образом изменит способы ведения войны.
«Мы смогли интегрировать и подключить подводные, надводные, воздушные и сухопутные пилотируемые и беспилотные машины, которые, честно говоря, разрабатывались без учета возможности общения между собой», - сказал руководитель разработки подводных систем General Dynamics Mission Systems Терри Хайд,. Он рассказал об опыте компании на выставке конференции AUVSI Xponential в Денвере.
Компания планирует выйти в лидеры с разработками, продемонстрированными ею на прошлогодних учениях ANTX [3], прошедших в Ньюпорте, Род-Айленд; Кейпорт, Вашингтон; и Панама-Сити, штат Флорида. По словам Хайда, флот намерен к 2045 году собрать матрицу коллективного взаимодействия пилотируемых и беспилотных систем, обладающих значительными возможностями при самостоятельном выполнении задачи.
«Центральным звеном будет распределенная сеть коллективного взаимодействия командования и управления», - сказал Хейд.
По сути, операторы будут рассказывать устройствам, куда идти и что делать. Далее они смогут делать это с минимальным человеческим участием, только по мере необходимости.
Для показа в августе на ANTX'18 планировалась демонстрация тех же готовых систем, что были и в прошлом году. Из разносредных систем будут представлены беспилотные подводные аппараты Bluefin-21 и меньший SandShark, а также беспилотный летательный аппарат Blackwing и другие системы. Bluefins - это, по сути, такие же аппараты, которые использовались для поиска остатков рейса 17 авиакомпании Malaysia Airlines, который исчез в июле 2014 года в Индийском океане. Они способны запускать БПА SandShark, несущие сведения для поиска и запрограммированые на выполнение конкретного участка работ в рамках общей задачи. Кроме того, летающие пусковые контейнеры Hammerhead способны выпускать небольшие дроны компании AeroVironment.
Объединение всех этих разнородных платформ для совместной работы было сложной задачей, но тем не менее они её выполнили.
«Команда завершила работы за восемь месяцев. Было необычно, что получилось быстро всё объединить. Это огромная заслуга инженеров, - говорит Хейд. «Тренировки этого года должны продолжить демонстрацию командно-управленческих функций автономных транспортных средств».
Особое внимание будет уделено тактике проведения операций, «возвращаясь к тому, насколько правильно планируются эти задачи, начиная с командующего войсками на театре военных действий вплоть до капитана подводной лодки или надводного корабля», - сказал Хейд.
Каждая боевая единица должна максимально эффективно получать и передавать информацию. Подводные док-станции - Хэйд называет их «underwater 7-Elevens» - будут служить каналами связи между различными подводными аппаратами. Возможно, с док-станций могли бы подниматься и опускаться буи. Все суда и берег будут «общаться» через центры операций.
Кроме того, инженеры и разработчики хотят оценить насколько автономными могут быть эти системы, существует ли способы повышения их энергоэффективности за пределами возможностей применяемых аккумуляторов и насколько высок уровень киберзащиты.
«Как они будут реагировать, когда обнаружат в полученной команде, что-то некорректное? Существуют ли алгоритмы на такие события? Они становятся умнее? Существуют ли другие технологии получения энергии помимо аккумуляторов? », - задается вопросами Хайд. «Мы зашили киберзащиту во всё оборудование, которое мы создали. Мы будем придавать этому вопросу особое значение в нескольких областях пилотируемых и беспилотных систем»
Проблемы борьбы с самодельными взрывными устройствами
При решении задачи нейтрализации самодельных взрывных устройств исследователи авиабазы ВМС Патаксент-Ривер, штат Мэриленд, столкнулись с несколькими проблемами. Для повышения вероятности обнаружения взрывных устройств, до их срабатывания, они предлагают использовать одновременно несколько беспилотных систем. Довольно важным оказалось и то, что необходимо убедить сообщество по обезвреживанию взрывоопасных боеприпасов (EOD [4]), что предлагаемая модель позволит им более эффективно делать свою работу.
Различные военные сообщества, типа авиационных и обезвреживания боеприпасов, имеют склонность смотреть на свою работу узко и часто сопротивляются помощи извне. Более того, они пытаются обозначить границу, с которой участие человека является абсолютно необходимым.
Боевые роботы уже используются. Подключение их к другим роботизированным системам и обмен информацией между ними более новая технология.
«EOD-робот похож ... на радиоуправляемый автомобиль. Вы руководите всем, что он делает », - говорит директор по стратегическому развитию автономных систем авиабазы ВМС Патаксент-Ривер Стивен Красинович. «Улучшая систему, мы добавляем ей автономности. Но, в конце концов, при работе с подозрительным IED человек должен являться удаленным оператором».
Ключевой проблемой, с которой они столкнулись, является задержка - временное отставание между выдачей команды оператором и реакцией на неё со стороны робота.
Использование нескольких систем для совместной работы предполагает использование сетевых радиостанций. Подобно сотовым телефонам, эти радиопередатчики транслируют сигнал, ищут что-то для подключения к нему и самостоятельно подключаются. По мере роста числа систем каждая из них сможет общаться в сети через физические, электрические и логические интерфейсы.
Беспилотный вертолет Fire Scout компании Northrop Grumman перенесет в нужную точку прочный сборный 130 килограммовый современный модульный межтранспортный контейнер (JMIC [5]), который будут перемещать наземные роботы. Он также будет способен обеспечить быстрый доступ и высокую пропускную способность, необходимые для обеспечения связи на расстоянии до 80 километров.
Возможные проблемы с потерей прямой видимости будут устранены включением полезной нагрузки в связь JMIC. После выполнения задания, Fire Scout сможет забрать JMIC и его груз. Однако, эта задача значительно сложнее первоначальной установки, поскольку место и ориентация робота могут меняться. Сначала Fire Scout должен зависнуть для того, чтобы найти робота в условиях плохой видимости.
В настоящее время сухопутные и летательные беспилотные аппараты выполняют задачи обезвреживания EOD, управляемые операторами из разных команд по уничтожению боеприпасов. Система, разрабатываемая командой Патаксент-Ривер, изменит это.
«Когда мы их объединим, сформируется единый командный пункт», - сказал Красинович.
Люди, сейчас выполняющие работу операторов транспортных средств, станут командирами задач. Платформы будут управлять собой, а люди управлять задачами.
По словам Крачиновича, поскольку данная программа является экспериментальной, на разработку транспорта или системы для быстрой доставки флота финансирования нет. Если появится финансирование, то в течение года может быть создана функциональная и работоспособная системы, сказал он.
Признание технологии
Следующим шагом будет признание разработки сообществом EOD, сказал участникам Xponential в Денвере инженер проекта Карл Фахнер. Он и Красинович достаточно долго занимались разработкой БПЛА, чтобы увидеть своими глазами изначальные ведомственные сомнения в их развитии до применимости и инновациях.
«Команде ВМС США очень сложно вдруг измениться, если годами они работали по другому», - сказал Фахнер. «Когда мы начали с БПЛА на Патаксент-Ривер, люди смотрели на них как на игрушки. Вероятно, тоже будет и с сообществом EOD. Они будут смотреть с подозрением и захотят, чтобы автономные машины показали себя».
 |
| Небольшой подводный беспилотный аппарат Bluefin SandShark на учениях ANTX 2017. (Фото: Bluefin Robotics ). |
| Источник: https://www.auvsi.org/ |
По словам Красиновича, процесс принятия решения станет легче, поскольку проект будет развиваться. В настоящее время они работают над расширением автономных функциональных возможностей в программе AEODRS [6] (перспективных роботизированных систем обезвреживания неразорвавшихся снарядов).
В настоящее время выполнение задачи будет находиться режиме ожидания, пока воздушное транспортное средство не придет в заданное место и не встанет на нужную высоту.
«Но если вы дадите роботу больше автономии, он сможет сразу приступить к нейтрализации IED. В крайнем случае, воздушный транспорт сможет вложить данные в робота, и тот разберет, полученный маршрут к самодельному взрывному устройству», - сказал Крачинович.
Воздушные системы, отправленные для выполнения задачи, будь то Fire Scouts или другие БПЛА, тоже могут использовать свои электрооптические / инфракрасные датчики для анализа районов на наличие враждебных сил, сказал Фахнер.
«Если они увидят, что приближаются люди ... беспилотник вернется на самолет и он улетит», - сказал Фархнер.
По словам Красиновича, функциональность может быть доработана для применения на других системах.
«Это было бы полезно не только для EOD, а для любой задачи, какую вы только можете себе представить», - сказал Красинович.
Фахнер отметил, - «Мы умышленно идем по пути взлома наиболее сложных дверей, чтобы потом дать заинтересованным сторонам в военно-морском флоте и других вооруженных силах доступ к технологии для её применения у них».
Автор: Ник Адде
Перевод: ВПК.Name
Примечание: ВПК.Name
- IED (Improvised Explosive Device) – самодельное взрывное устройство
- ISR (intelligence, surveillance and reconnaissance) – разведка, наблюдение и рекогносцировка
- ANTX (Advanced Naval Technology Exercise) - военно-морские тренировки передовых решений
- EOD (Explosive Ordnance Disposal community) - сообщество по обезвреживанию взрывоопасных боеприпасов
- JMIC (Joint Modular Intermodal Container) – современный модульный межтранспортный контейнер
- AEODRS (advanced explosive ordnance disposal robotic systems) - перспективная роботизированная система обезвреживания неразорвавшихся снарядов