Глав: 8 | Статей: 86
Оглавление
«Железный занавес» между Востоком и Западом рухнул, но темпы развития военной техники в результате этого не только не заменились, но даже ускорились. Каким будет оружие завтрашнего дня? Ответ на этот вопрос читатель найдет в предлагаемой книге, где собраны сведения о самых интересных образцах экспериментальной военной техники и о проектах, реализация которых предстоит в следующем столетии. Со многими фактами российский читатель сможет познакомиться впервые!

Исполнители

Исполнители

Вот как описывается поле боя недалекого будущего в одной из футуристических книг: «… радиосигналы от спутников связи предупредили командира о готовящемся наступлении противника. Сеть сейсмических датчиков, установленных на глубине в несколько метров, подтвердила это. Регистрируя колебания почвы, датчики закодированными сигналами направляют информацию в штабную ЭВМ. Последняя теперь довольно точно знает, где находятся вражеские танки и артиллерия. Датчики быстро отфильтровывают акустические сигналы, полученные от военных объектов разной массы, причем по спектру вибрации они отличают артиллерийские орудия от бронетранспортеров. Установив диспозицию противника, штабной компьютер принимает решение о нанесении флангового контрудара… Впереди наступающих поле заминировано, и имеется лишь узкий коридор. Однако компьютер оказался хитрее: он с точностью до тысячных долей секунды определяет, какая из мин должна взорваться. Но и этого мало: миниатюрные выпрыгивающие мины закрыли путь отступления за спиной противника. Выпрыгнув, эти мины начинают двигаться зигзагообразно, взрываясь только тогда, когда узнают — по массе металла, — что они ударились о танк или артиллерийское орудие. Одновременно рой маленьких самолетов-камикадзе обрушивается на цель. Прежде чем нанести удар, они отправляют в штабную ЭВМ новую порцию информации о положении дел на поле боя… Тем, кому удается выжить в этом аду, придется иметь дело с солдатами-роботами. Каждый из них, «чувствуя», например, приближение танка, начинает расти, как гриб, и открывает «глаза», стараясь его найти. Если цель не появляется в радиусе ста метров, робот направляется ей навстречу и атакует одной из крошечных ракет, которыми вооружен…».

Специалисты видят будущее военной робототехники главным образом в создании боевых машин, способных действовать автономно, а также самостоятельно «думать».

В числе первых проектов в рамках этого направления можно привести программу по созданию армейского автономного транспортного средства (ААТС). Новая боевая машина напоминает модели из фантастических кинофильмов: восемь небольших колес, высокий бронированный корпус без всяких прорезей и иллюминаторов, утопленная в металл скрытая телевизионная камера. Эта настоящая компьютерная лаборатория создана, чтобы испытывать способы автономного компьютерного управления наземными боевыми средствами. Последние модели ААТС используют для ориентации уже несколько телевизионных камер, ультразвуковой локатор и разноволновые лазеры, собираемые от которых данные собираются в некоторую четкую «картину» не только того, что находится по курсу следования, но и вокруг робота. Аппарат еще необходимо научить отличать тени от настоящих препятствий, ведь для телевизионной камеры с компьютерным управлением тень дерева очень похожа на упавшее дерево.

Интересно рассмотреть подходы участвующих в проекте фирм к созданию ААТС и трудности, с которыми они столкнулись. Управление движением восьмиколесного ААТС, о котором шла речь выше, осуществляется с помощью бортовых компьютеров, обрабатывающих сигналы от различных средств визуального восприятия и использующих топографическую карту, а также базу знаний с данными о тактике перемещения и алгоритмами вывода заключений, касающихся текущей обстановки. Компьютеры определяют протяженность тормозного пути, скорость на поворотах и прочие необходимые параметры движения.

Во время первых демонстрационных испытаниях ААТС перемещалось по гладкой дороге со скоростью 3 км/ч с использованием одной телевизионной камеры, благодаря которой с помощью разработанных в Мэрилендском университете методов выделения объемной информации распознавались обочины дороги. Из-за низкого быстродействия используемых тогда компьютеров ААТС было вынуждено делать остановки через каждые 6 м. Чтобы обеспечить непрерывное перемещение со скоростью 20 км/ч, производительность ЭВМ должна быть повышена в 100 раз.

По мнению специалистов, компьютеры играют ключевую роль в этих разработках и главные трудности связаны именно с ЭВМ. Поэтому по заказу УППНИР в университете Карнеги-Меллона принялись за разработку высокопроизводительной ЭВМ ВАРП, предназначаемой, в частности, для ААТС. Предполагается установить новую ЭВМ на специально изготовленном автомобиле для автономного управления им на прилегающих к университету улицах для движения со скоростью до 55 км/ч. Разработчики проявляют осторожность при ответах на вопрос, сможет ли компьютер полностью заменить водителя, например, при расчетах скорости пересечения улицы молодыми и пожилыми пешеходами, но уверены, что он будет лучше справляться с такими задачами, как выбор кратчайшего пути по карте.

Фирме «Дженерал электрик» УППНИР заказало комплект программного обеспечения, которое позволит ААТС распознавать во время движения детали местности, автомобили, боевые машины и т. п. В новом комплекте программ предполагается использовать распознавание образов по геометрическим признакам объекта съемки при его сравнении с эталонными изображениями, хранимыми в памяти компьютера. Поскольку для компьютерного конструирования изображения каждого распознаваемого объекта (танка, орудия и т. п.) требуются большие затраты труда, фирма пошла по пути съемки объектов с фотоснимков, рисунков или макетов в различных видах, например спереди и сбоку, причем снимки оцифровываются, трассируются и преобразуются в векторную форму. Затем с помощью специальных алгоритмов и программных пакетов получаемые изображения преобразуются в объемное контурное представление объекта, которое вводится в память компьютера. При движении ААТС его бортовая телекамера производит съемку попадающегося на пути объекта, изображение которого в процессе обработки представляется в виде линий и точек сходимости в местах резких изменений контрастности. Затем при распознавании эти рисунки сопоставляются с проекциями объектов, введенными в память ЭВМ. Процесс распознавания считается успешно проведенным при достаточно точном совпадении трех-четырех геометрических признаков объекта, и компьютер производит дальнейший, более детальный анализ для повышения точности распознавания.



Армейский джип «Хаммер», оборудованный системой автоматической навигации, может двигаться по выбранному маршруту самостоятельно

Последующие более сложные испытания на пересеченной местности были связаны с введением в ААТС нескольких телевизионных камер для обеспечения стереоскопического восприятия, а также пятидиапазонного лазерного локатора, который дал возможность оценивать характер препятствий на пути движения, для чего измерялись коэффициенты поглощения и отражения лазерного излучения в пяти участках электромагнитного спектра.

УППНИР также выделило средства на разработки Огайского университета по созданию ААТС с шестью опорами вместо колес для перемещения по пересеченной местности. Эта машина имеет высоту 2,1 м, длину 4,2 м и массу примерно 2300 кг. Аналогичные самоходные роботы различного назначения активно разрабатываются сейчас 40 промышленными фирмами.

Наиболее четко концепция безэкипажной боевой машины, главной задачей которой является охрана важных объектов и патрулирование, воплощена в американском боевом роботе «Проулер». Он имеет комбинированное управление, выполнен на шасси шестиколесного вездехода, оборудован лазерным дальномером, приборами ночного видения, доплеровской РЛС, тремя телевизионными камерами, одна из которых может подниматься на высоту до 8,5 м с помощью телескопической мачты, а также прочими датчиками, позволяющими вместе обнаруживать и идентифицировать любых нарушителей охраняемой зоны. Информация обрабатывается с помощью бортовой вычислительной машины, в память которой заложены программы автономного движения робота по замкнутому маршруту. В автономном режиме решение на уничтожение нарушителя принимается с помощью ЭВМ, а в режиме телеуправления — оператором. В последнем случае оператор получает информацию по телеканалу от трех телекамер, а команды управления передаются по радио. Необходимо отметить, что в системе телеуправления робота элементы управления в режиме используются только при диагностировании его систем, для чего у оператора установлен специальный монитор. Вооружение «Проулера» составляет гранатомет и два пулемета.

Еще один военный робот, носящий наименование «Одекс», может погружать и разгружать артиллерийские снаряды и другие боеприпасы, переносить грузы массой более тонны, обходить рубежи охранения. Как указывается в аналитическом докладе корпорации «Рэнд», по предварительным расчетам, стоимость каждого такого робота оценивается в 250 тыс. долл. (для сравнения — основной танк сухопутных войск США «Абрамс» Ml обходится Пентагону в 2,8 млн. долл.).



«Одекс» — экспериментальная шагающая платформа

«Одекс» представляет собой шагающую платформу, имеющую шесть опор, причем каждая приводится в движение тремя электродвигателями, а управление осуществляется с помощью шести микропроцессоров (по одному на каждую опору) и координирующего их центрального процессора. Прямо в процессе движения ширина робота может изменяться от 540 до 690 мм, а высота — от 910 до 1980 мм. Дистанционное управление производится по радиоканалу. Имеются также сообщения, что на базе этой платформы создан вариант робота, действующего как на земле, так и в воздухе. В первом случае робот передвигается с помощью все тех же опор, а во втором движение обеспечивают специальные лопасти, как у вертолета.

Для американских военно-морских сил уже созданы роботы НТ-3 для тяжелых грузов и РОБАРТ-1, фиксирующий пожары, отравляющие вещества и технику противника, проникающую через линию фронта, и имеющий словарь из 400 слов. РОБАРТ-1, кроме того, способен сам добираться до заправочной станции для перезарядки батарей. Широко рекламированная экспедиция к месту гибели знаменитого «Титаника», которая была проведена в 1986 г., имела скрытую основную цель — испытание нового военного подводного робота «Джейсон-младший».

В 80-х годах появились специальные безэкипажные боевые машины, выполняющие только разведывательные задачи. К ним относятся разведывательные боевые роботы ТМАР (США), «Команда Скаут» (США), ARVTB (США), ALV (США), ROVA (Великобритания) и другие. Четырехколесная малогабаритная безэкипажная телеуправляемая машина ТМАР, имеющая массу 270 кг, способна вести разведку в любое время суток с помощью телекамеры, приборов ночного видения и акустических датчиков. Она оснащена также лазерным целеуказателем.

«Команда Скаут» является колесной машиной с теплотелевизионными камерами, различными датчиками и манипуляторами управления движением. В ней осуществлено комбинированное управление: в режиме телеуправления команды поступают из управляющей машины, размещенной на тягаче-прицепе, в автономном режиме — от трех бортовых вычислительных машин с использованием цифровой карты местности.

На базе гусеничного БТР М113А2 создана безэкипажная боевая разведывательная машина ARVTB, которая для выполнения своих функций имеет навигационную систему и средства технического наблюдения. Как и «Команда Скаут», она имеет два режима работы — телеуправления с передачей команд по радио и автономный.

Во всех указанных выше разведывательных роботах используются технические средства управления двух типов. В режиме дистанционного управления применяется супервизорное телеуправление (по обобщенным командам оператора, в том числе речевым), а в автономном режиме — адаптивное управление с ограниченной способностью роботов приспосабливаться к изменениям внешней среды.

Разведывательная машина ALV более совершенна, чем другие разработки. На первых этапах она также имела системы программного управления с элементами адаптации, но в дальнейшем в системы управления вносилось все больше элементов искусственного интеллекта, что повышало автономность при решении боевых задач. В первую очередь «интеллектуализация» затронула навигационную систему. Еще в 1985 г. навигационная система позволила машине ALV самостоятельно пройти расстояние, равное 1 км. Правда, тогда движение осуществлялось по принципу автоматического удержания аппарата на середине дороги с использованием информации от телевизионной камеры обзора местности.

Для получения навигационной информации в машине ALV установлены цветная телевизионная камера, акустические датчики, производящие эхолокацию находящихся вблизи объектов, а также лазерный сканирующий локатор с точным измерением дальности до препятствий и отображением их пространственного положения. Американские специалисты рассчитывают добиться, чтобы машина ALV смогла самостоятельно выбирать рациональный маршрут движения по пересеченной местности, обходить препятствия, а при необходимости изменять направление и скорость движения. Она должна стать базой для создания полностью автономной безэкипажной боевой машины, способной производить не только разведку, но и другие действия, в том числе по поражению боевой техники противника из различного оружия.

К современным боевым роботам — носителям оружия относятся две американские разработки: «Роботик рейнджер» и «Демон».

«Роботик рейнджер» является четырехколесной машиной с электротрансмиссией, на которой могут размещаться две пусковые установки ПТУР или пулемет. Масса ее составляет 158 кг. Телеуправление осуществляется по волоконно-оптическому кабелю, что обеспечивает высокую помехозащищенность и дает возможность одновременно управлять большим числом роботов на одном и том же участке местности. Длина стекловолоконного кабеля позволяет оператору манипулировать роботом на расстоянии до 10 км.

В стадии проектирования находится еще один «Рейнджер», который способен «видеть» и запоминать собственную траекторию и движется по незнакомой пересеченной местности, обходя препятствия. Испытываемый образец оснащен целым набором датчиков, включая телекамеры, лазерный локатор, передающий на ЭВМ объемное изображение местности, и приемник инфракрасного излучения, позволяющий двигаться ночью. Поскольку для анализа изображений, получаемых с датчиков, требуются огромные вычисления, робот, подобно прочим, способен передвигаться лишь с малой скоростью. Правда, как только появятся компьютеры с достаточным быстродействием, его скорость надеются повысить до 65 км/ч. При дальнейшем усовершенствовании робот сможет постоянно наблюдать за позицией противника или вступать в бой как танк-автомат, вооруженный точнейшими орудиями с лазерной наводкой.

Малогабаритный носитель оружия «Демон» с массой около 2,7 т, созданный в США еще в конце 70-х — начале 80-х годов, относится к комбинированным безэкипажным колесным боевым машинам. Он оснащен ПТУР (восемь-десять единиц) с тепловыми головками самонаведения, радиолокационной станцией обнаружения целей, системой опознавания «свой-чужой», а также бортовой вычислительной машиной для решения навигационных задач и управления боевыми средствами. При выдвижении на огневые рубежи и на больших дальностях до цели «Демон» работает в режиме дистанционного управления, а при приближении к целям на расстояние, меньшее 1 км, переходит на автоматический режим. После этого обнаружение и поражение цели производятся без участия оператора. Концепция режима телеуправления машин «Демон» скопирована с упоминавшихся выше немецких танкеток В-4 конца второй мировой войны: управление одной-двумя машинами «Демон» осуществляет экипаж специально оборудованного танка. Проведенное американскими специалистами математическое моделирование боевых действий показало, что совместные действия танков с машинами «Демон» повышают показатели огневой мощи и живучести танковых подразделений, особенно в оборонительном бою.

Дальнейшее развитие концепция комплексного использования дистанционно управляемых и имеющих экипаж боевых машин получила в работах по программе RCV («Роботизированная боевая машина»). Она предусматривает разработку системы, состоящей из машины управления и четырех роботизированных боевых машин, которые выполняют различные задачи, в том числе по уничтожению объектов с помощью ПТУР.

Одновременно с легкими подвижными роботами-носителями оружия за рубежом создаются более мощные боевые средства, в частности роботизированный танк. В США эти работы ведутся с 1984 г., причем вся аппаратура получения и обработки информации изготавливается в блочном варианте, что позволяет обычный танк превратить в танк-робот.

В отечественной прессе сообщалось, что аналогичные работы проводятся и в России. В частности, уже созданы системы, которые при их установке на танк Т-72 позволяют ему действовать в полностью автономном режиме. Сейчас проводятся испытания этого оборудования.



Опытная американская разработка танка-робота

Активные работы по созданию безэкипажных боевых машин в последние десятилетия привели западных специалистов к выводу о необходимости стандартизации и унификации их узлов и систем. Особенно это относится к шасси и системам управления движением. Испытываемые варианты безэкипажных боевых машин уже не имеют четко выраженного целевого назначения, а используются в качестве многоцелевых платформ, на которые может устанавливаться разведывательная аппаратура, различное оружие и оборудование. К ним относятся уже упоминавшиеся машины «Роботик рейнджер», AIV и RCV, а также машина RRV-1A и робот «Одекс».

Так заменят ли роботы солдат на поле боя? Займут ли машины, обладающие искусственным разумом, место людей? Предстоит преодолеть огромные технические препятствия, прежде чем компьютеры смогут выполнять задачи, выполняемые человеком без всякого труда. Так, например, чтобы наделить машину самым обычным «здравым смыслом», потребуется на несколько порядков увеличить емкость ее памяти, ускорить работу даже самых современных компьютеров и разработать гениальное (другого слова не придумаешь) программное обеспечение. Для военного использования компьютеры должны стать гораздо меньшего размера и быть в состоянии выдержать боевые условия. Но хотя современный уровень развития средств искусственного интеллекта не позволяет пока создать полностью автономный робот, специалисты оптимистично оценивают перспективы будущей роботизации поля боя.

Оглавление книги


Генерация: 0.213. Запросов К БД/Cache: 3 / 1